1.1 反应热 课件 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第一章 化学反应的热效应 第一节 反应热 1.1.1 反应热　焓变 学习目标 1.掌握烩变与反应热的含义，理解化学反应过程中发生能量变化的原因 2.掌握测定中和热的实验原理和操作 化学反应的过程，既是物质的转化过程，也是化学能与热、电等其他形式能量的转化过程。 化学反应既遵守质量守恒定律，也遵守能量守恒定律。 化学反应中的能量变化是以物质变化为基础的，能量变化的多少与参加反应的物质种类和多少密切相关。 3 1、以上反应中伴随着怎样的能量变化？ 2、如何实现石灰石的分解？能量如何变化？ 思考 化学能转化成热能，光能等能量(反应放热) 高温煅烧化学能转化成热能使石灰石分解(反应吸热)，石灰石分解生成生石灰和二氧化碳，能量又转化成化学能 4 热量的释放或吸收是化学反应中能量变化的常见形式。 在实际应用中，人们如何定量地描述化学反应过程中释放或吸收的热量呢？ 一.反应热 焓变 1.反应热及焓变 (1)反应热 ①定义：在等温条件(反应前后体系温度相等)下，化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量，称为化学反应的热效应，简称反应热。 （化学反应中，当反应物和生成物具有相同温度时，所放出或吸收的热量称为化学反应的反应热） 热量是指因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量 ①我们将试管中的盐酸、NaOH溶液及发生的反应看作一个反应体系，简称体系也叫系统，与体系相互影响的其他部分，如盛溶液的试管和溶液以外的空气都看作环境。 ②等温条件下指发生化学反应后，使反应后体系的温度恢复到反应前体系的温度，即反应前后体系温度相等。 1、某试管中盛有Al粉和稀盐酸，下列有关说法不正确的是 （ ） A.试管、Al粉、稀盐酸及发生的反应可看作一个体系 B.除反应物、生成物及相关反应外，其他均看作环境 C.Al与稀盐酸反应导致体系温度升高，且向环境中释放热量 D.Al与稀盐酸反应的反应热可以通过量热计测量 【练一练】 A ②符号:∆H ③单位:kJ·mol-1(或kJ/mol) (2)焓变 ①焓(H):是与内能有关的物理量 内能(符号为U)：体系内物质的各种能量的总和，受温度、压强和物质的聚集状态等影响 ②焓变(∆H):是指在一定条件下，生成物与反应物的焓值差，其数值等于恒压条件下化学反应热，即:∆H=H(生成物)—H(反应物) 在等压条件下进行的化学反应，其反应热等于反应的焓变。 ③符号：∆H ④单位：kJ·mol-1(或kJ/mol) (3)焓变与反应热的比较 类别项目 反应热 焓变 不同点 概念 化学反应释放或吸收的热量 化学反应中生成物的总焓与反应物的总焓之差 相同点 “＋”“－”的意义 “＋”表示反应吸热，“－”表示反应放热 数据来源 可以通过实验直接测得，也可以利用已知数据通过计算求得 联系 ①等值关系：恒压条件下反应的反应热等于焓变 ②等价关系：符号是ΔH，单位是kJ·mol－1 【反应热与焓变的几点强调】 ①焓(H)是与内能有关的物理量，内能描述的是物质所具有的能量，是物质固有的性质之一。不同的物质，其焓不同;相同的物质，如果温度或压强不同，物质的状态不同，其焓也会不同，所以焓的影响因素主要有:物质(内因)、温度与压强(外因) ②反应热受温度、压强、反应物的物质的量、物质的聚集抿态等多种因素的影响，中学化学一般研究的是在一定压强下，在敞口容器中发生的反应所放出或吸收的热量，此条件(恒压)下的反应热才是焓变 ③化学反应中的两大变化:物质变化和能量变化 ④化学反应中的两大守恒:质量守恒和能量守恒 ⑤化学反应中的能量转化形式:热能、光能、电能等。通常主要表现为热量的变化 ⑥能量越低物质越稳定。同一物质能量由高到低：气体(g>液体(1)>固体(s);稳定性:气体(g)<液体(1)<固体(s) ⑦焓、焓变、反应热代表的意义不同；焓只有正值，而焓变有正值、负值之分 ⑧任何化学反应在发生物质变化的同时都伴随着能量的变化，通常表现为热量变化，即放出热量或吸收热量。在化学反应中，一定条件下所释放或吸收的热量即为化学反应热 (4)焓变与反应热的关系 在等压条件下进行的化学反应，其反应热等于反应的焓变，用符号△H表示。 根据规定，当反应体系放热时，其焓减小，△H为负值，即△H<0。当反应体系吸热时其焓增大,△H为正值，即△ H> 0。 放热反应，E(反应物)＞E(生成物) 反应体系对环境放热，其焓减小 △H为“-”，即△H<0， 放热反应：反应完成时，生成物释放的总能量大于反应物吸收的总能量的反应是放热反应。由于反应后放出热量(释放给环境，环境升温)而使反应体系的能量降低，故ΔH<0，即ΔH为”－” 吸热反应，E(反应物)＜E(生成物) 反应体系从环境吸热，其焓增加 △H为“+”，即△H>0， 吸热反应：反应完成时，生成物释放的总能量小于反应物吸收的总能量的反应是吸热反应。由于反应时吸收环境能量(环境降温)而使反应体系的能量升高，故ΔH>0，即ΔH为＋ 注意： ①放热反应的∆H为“-””吸热反应的∆H为“＋”，即：放热反应的∆H<0，吸热反应的∆H>0； ②△H表示必须带有“+”“-”，不能省略，比较大小要注意“+”“-” 常见的放热反应 a．所有的燃烧反应 b．所有的酸碱中和反应 c．大多数的化合反应 d．活泼金属与水、与酸的反应 e．铝热反应 f．生成沉淀的反应 常见的吸热反应 a．大多数分解反应 b．以碳、CO、H2为还原剂的氧化还原反应c．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应(固态铵盐与碱的反应) d．C和CO2发生的化合反应及C和H2O(g)的反应 e．NaHCO3与盐酸的反应 1.氨气液化会放出热量,是放热反应吗? 2.需要加热的反应一定是吸热反应吗?不需要加热的反应一定是放热反应吗? 思考 不是。因为氨气液化是物理变化。 都不一定。对于放热反应,有的需加热或点燃才能进行,如木炭的燃烧;而有的则不需要,如反应酸碱中和反应。对于吸热反应,有的常温下即可进行,如反应Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应;有的高温下才能进行,如碳和二氧化碳高温反应生成一氧化碳。据此可知:反应的热效应与反应条件无关。 (5)反应热产生的原因 ①微观角度 a.化学反应的本质及特点 化学反应 物质变化 反应物 生成物 旧化学键断裂 新化学键形成 能量变化 吸收能量 放出能量 热效应 差值 =▏△H ▏ 反应物→断键→吸收能量 > 生成物→成键→释放能量 吸收能量→吸热反应→焓变为正值 反应物→断键→吸收能量 < 生成物→成键→释放能量 释放能量→放热反应→焓变为负值 新键生成释放的能量大于旧键断裂吸收的能量，则反应放热 新键生成释放的能量小于旧键断裂吸收的能量，则反应吸热 放热反应 吸热反应 E吸是断开反应物中所有化学键需要吸收的总能量，即反应物的总键能; E放是形成生成物中所有化学键需要放出的总能量，即生成物的总键能。 △H>0 △H＜0 ΔH=反应物的总键能(E吸)-生成物的总键能(E放) b.举例 [以1molH2（g）和1mol Cl2（g）在一定条件下反应生成2molHCI（g）的能量转化为例] 反应物分子的化学键断裂时所吸收的总能量（1x436kJ/mol+1x243kJ/mol=679kJ/mol） 生成物分子的化学键形成时所释放的总能量（2x431kJ/mol=862kJ/mol） ΔH=679kJ/mol-862kJ/mol=-183kJ/mol 1、根据键能数据计算CH4(g)+ 4F2(g)=CF4(g)+4HF(g)的反应热△H为( ) A.-485 kJ/mol B.+485 kJ/mol C.+1940 kJ/mol D.-1940 kJ /mol D ΔH=反应物的总键能(E吸)-生成物的总键能(E放) 【练一练】 ②宏观角度 反应物总能量(焓)大于生成物总能量(焓)，反应放热 反应物总能量(焓)小于生成物总能量(焓)，反应吸热 放热反应 吸热反应 △H>0 △H＜0 ΔH=生成物的总能量(H生)-反应物的总能量(H反) 反应物的总能量>生成物的总能量 放热反应→焓变为负值 反应物的总能量<生成物的总能量 吸热反应→焓变为正值 ①一个反应是吸热反应还是放热反应与反应条件无必然关系。有些放热反应需加热才能进行。②破坏反应物中的化学键吸收的能量越小，说明反应物越不稳定，本身的能量越高。③形成生成物的化学键放出的能量越多，说明生成物越稳定，本身的能量越低。 【几点强调】 1、下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系( ) B 【练一练】 (6)△H计算方法归纳 ①、焓变与物质化学键断裂与形成的关系(宏观): ΔH=反应物的键能之和(E吸)-生成物的键能之和(E放) ②、焓变与反应物、生成物能量的关系(微观)： ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量 【注意】 ①在描述ΔH时，符号、数值、单位三者缺一不可，是一个整体 ②键能：拆开或形成1mol化学键所需要吸收或释放的能量 ③键能与能量的关系：物质的键能越大，物质本身所具有的能量越低，物质越稳定 ④常见物质化学键的键数 1mol 物质 CO2(C=O) CH4(C-H) P4(P-P) SiO2(Si-O) 石墨(C-C) 金刚石(C-C) Si(Si-Si) 键数 2 4 6 4 1.5 2 2 (7)△H不仅应用在化学反应中，它还应用于任何有能量变化的过程 如:H2O(I)=H2O(g)；△H>0; 共价键的断裂，吸收能量，△H>0; 原子间通过共用电子对形成共价键，放出能量，△H<0； 1、已知断裂1molN=N键所吸收的能量为946kJ，形成1mol N-H键所放出的能量为391kJ，若1mol N2(g)和3molH2(g)完全反应生成2mol NH3(g)时放出的能量为92.2kJ，则断裂1mol H-H键所吸收的能量是（ ） A.436kJ B.433.6kJ C.463kJ D.869kJ 2、已知:H2(g)+F2(g)=2HF(g);△H=-270kJ/mol，下列说法正确的是( ) A.在相同条件下，1molH2(g)与1molF2(g)的能量总和大于2mol HF(g)的能量 B.1mol H2(g)与1molF2(g)反应生成2mol液态HF放出的热量小于270kJ C.该反应的逆反应是放热反应 D.该反应过程的能量变化可用右图表示 A A 【练一练】 26 二.反应热的测定 许多化学反应的反应热可以通过实验测得 中和反应反应热(中和热)的测定 27 1.中和热 (1)定义 在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成1mol H2O(l)时释放的热量称为中和热。在稀溶液中，强酸和强碱中和时△H=-57.3kJ/mol (2)表示方法 ①对物质的要求:强酸、强碱、稀溶液，且②对物质的量的要求:必须是形成1mol 的水 ③④表示方法： H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ/mol 中和反应的实质是H＋和OH－结合生成水，因而理解中和热时要注意以下几点： ①条件：稀溶液(浓度小于1mol/L)，因浓酸或浓碱溶液稀释会放出热量 ②反应物：酸与碱 (在中学化学中，只讨论强酸和强碱反应的中和热) ③生成物及其物质的量：必须是形成1mol的H2O(l) ④表述：用文字叙述中和热时，不带“－”；用ΔH表示时，带上“－” 如：强酸与强碱反应的中和热为57.3 kJ·mol－1或ΔH＝－57.3 kJ·mol－1 ⑤强酸、强碱发生中和反应时，中和热为一定值，与酸、碱的用量无关，与其中一种过量也无关，但酸和碱放出的热量与其用量有关 【中和热的几点强调】 ⑥浓的强酸和强碱在发生中和反应的同时还要发生溶解，溶解要放出热量，故放出热量大于57.3kJ,ΔH<－57.3 kJ·mol－1 ⑦弱酸和弱碱在发生中和反应的同时还要发生电离，电离要吸收热量，故放出热量小于57.3kJ,ΔH>－57.3 kJ·mol－1 ⑧中和反应的实质是H+和OH－化合反应生成H2O。若反应过程中有其它物质生成(生成不溶物质或难电离的物质等)，这部分热量不包含在中和热内 (强酸与强碱发生中和反应生成可溶性盐和1mol水时,反应热才是-57.3kJ/mol) 2.中和反应反应热的测定 【①实验目的】 测定强酸与强碱反应的反应热(中和热)，体验化学反应的热效应 （用简易量热计测量盐酸与NaOH溶液反应前后的温度） 【②实验原理】 通过实验测量一定量的酸、碱稀溶液在反应前后的温度变化，依据Q=cmΔt计算放出的热量，再依据△H=-Q/[n(水)]，计算反应热。式中：Q为中和反应放出的热量，c为反应混合液的比热容 m为反应混合液的质量，Δt为反应前后溶液温度的差值 【③仪器及药品】 简易量热计（温度计、环形玻璃搅拌棒、内筒、外壳、隔热层）、量筒(50mL）两个 、50mL 0.50mol/L盐酸、50mL 0.55mol/L NaOH溶液 【④实验步骤】 请按照下列步骤，用简易量热计测量(如图1-3)盐酸与NaOH溶液反应前后的温度 a.反应物温度的测量 Ⅰ.用量筒量取50mL0.50mol/L盐酸，打开杯盖，倒入量热计的内筒中，盖上杯盖，插入温度计，测量并记录盐酸的温度（数据填入下表）。 用水把温度计上的酸冲洗干净，擦干备用。 Ⅱ.用另一个量简量取50mL0.55mol/LNaOH溶液，用温度计测量并记录NaOH溶液的温度（数据填入下表）。 1、能否用不同的温度计测量反应物的温度？ 2、温度计测完酸后能否直接测量碱的温度？ 3、为什么碱的浓度稍大于酸？ 不能，会存在仪器误差 思考 不能，残留的酸与碱反应，造成酸碱消耗，热量损失 为了保证盐酸完全被中和 b.反应后体系温度的测量 打开杯盖，将量筒中的NaOH溶液迅速倒入量热计的内简中，立即盖上杯盖，插入温度计，用搅拌器匀速搅拌。密切关注温度变化，将最高温度记为反应后体系的温度（t2）。 c.重复上述步骤（l）至步骤（2）两次（一共实验三次）。 【⑤数据处理】 a.取盐酸温度和NaOH溶液温度的平均值记为反应前体系的温度(t1)。计算温度差(t2-t1),将数据填入下表。 b.取三次测量所得温度差的平均值作为计算依据。 c.根据温度差和比热容等计算反应热。 为了计算简便，可以近似地认为实验所用酸、碱稀溶液的密度、比热容与水的相同，并忽略量热计的比热容，则： ①50mL 0.50mol/L盐酸的质量m1=50g，50mL 0.55mol/LNaOH溶液的质量m2=50g。 ②反应后生成的溶液的比热容c=4.18J/（g·℃），50mL 0.50mol/L盐酸与50ml 0.55mol/L NaOH溶液发生中和反应时放出的热量为（m1+m2）·c·（t2-t1）。(此时生成的水的物质的量为0.025mol) ③生成1molH2O(l)时放出的热量为 △H= /mol           温度 实验次数 反应物的温度 反应前体系的温度t1/℃ 反应后体系的温度 t2/℃ 温度差平均值 (t2-t1)/ ℃ HCl NaOH 1 26.2 26.0 26.1 29.5   2 25.9 25.9 25.9 29.4 3 26.4 26.2 26.3 29.6 3.4 3.5 3.3 HCl+NaOH=H2O+NaCl Q 1mol 1mol 0.025mol 0.025mol 0.418(t2-t1)kJ 40x0.418(t2-t1)kJ 大量实验测得，在25°C和101 kPa下，强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O时，放出57.3 kJ的热量。 使反应物迅速混合，使反应充分进行，保持体系的温度均匀。 测量反应前后体系的温度 反应容器 起保温作用 防止热量散失 【⑥中和热测定实验中应注意的事项】 (1)测量盐酸的温度后，要将温度计上的酸冲洗干净后，再测量NaOH溶液的温度，避免酸、碱在温度计的表面反应放热而影响测量结果(2)实验中要用强酸、强碱的稀溶液(0.1～0.5 mol·L－1)(3)测定中和热不能用弱酸或弱碱，因弱酸、弱碱电离时吸收热量而使测量数值偏低(4)中和热的数值是57.3 kJ·mol－1，测定时与强酸、强碱的用量无关(5)加过量碱液使酸完全反应，碱过量对中和热测定没有影响(6)数据处理时，相差较大的数据可能是偶然误差引起的，应舍去 【⑦几点强调】 a.对于本实验由于仪器的保温、隔热效果和操作方面的原因，产生的误差导致的结果一般∆H>-57.3kJ /mol(数值小于57.3) 导致中和反应反应热测定存在误差的原因 a.量取溶液的体积不准确。 b.温度计读数有误（如未读取到混合溶液的最高温度，就记为终止温度）。 c.实验过程中有液体溅出。 d.混合酸、碱溶液时，动作缓慢。 e.隔热层隔热效果不好，实验过程中有热量损失。 f.测过酸溶液的温度计未用水清洗便立即去测碱溶液的温度。 g.溶液浓度不准确。 h.没有进行重复实验。 b.酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入? c.实验中所用HCl和NaOH 的物质的量比为何不是1∶1而是NaOH过量?若用HCl过量行吗? d.能否用醋酸代替盐酸或用氨水代替KOH溶液？对结果会产生什么影响？如果用浓硫酸代替盐酸？对结果会产生什么影响？ 因为本实验的关键是测反应的反应热，若动作迟缓，将会使热量损失而使误差增大。 为了保证0.50 mol/L的盐酸完全被NaOH中和，采用0.55 mol/LNaOH溶液，使碱稍稍过量。若使盐酸过量，也可以 不能，因为醋酸为弱电解质，其电离时要吸热,故将使测得数值偏小，即ΔH>－57.3 kJ·mol－1 而浓硫酸溶解于水时放热，所测ΔH偏小，即ΔH<－57.3 kJ·mol－1 e.大、小烧杯放置时，为何要使两杯口相平？填隔热层的作用是什么?对此装置，你有何更好的建议? 两杯口相平，可使盖板把杯口尽量盖严，从而减少热量损失;填隔热层的作用是为了达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的。若换用隔热、密封性能更好的装置（如保温杯）会使实验结果更准确 因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗，温度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失，故要冲洗干净;冲洗后的溶液不能倒入小烧杯，若倒入，会使总溶液的质量增加,，而导致实验结果误差 f.温度计上的酸为何要用水冲洗干净?冲洗后的溶液能否倒入小烧杯?为什么? h.怎样用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液，不能用铜丝搅拌棒代替的理由是什么? 实验时应用环形玻璃搅拌棒上下移动。因为铜传热快，热量损失大，所以不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒 g.若改用100 mL 0.50 mol/L的盐酸和100 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液，所测中和热的数值是否约为本实验结果的二倍(假定各步操作没有失误)？ 否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时放出的热量，其数值与反应物的量的多少无关，故所测结果应基本和本次实验结果相同 i.以50mL0.50mol/L盐酸与50ml 0.55mol/LNaOH反应为例，误差分析。 引起误差的实验操作 t终-t始 ▏△H ▏ 保温措施不好 偏小 偏小 搅拌不充分 偏小 偏小 所用酸，碱浓度过大 偏大 偏大 用同浓度氨水代替氢氧化钠溶液 偏小 偏小 用同浓度醋酸代替稀盐酸 偏小 偏小 氢氧化钠的浓度偏低 偏小 偏小 提高测定反应热准确度的措施 1.若改用100 mL 0.50 mol·L-1的盐酸与100 mL 0.55 mol·L- 1 NaOH溶液混合，所测中和反应反应热的数值是否为本实验结果的2倍? ⒉若用NaOH固体代替NaOH溶液，对结果会产生什么影响? 思考 否，中和反应反应热是指在稀溶液中强酸与强碱发生中和反应生成1 mol H2O时的反应热，其数值与反应物的量的多少无关，故所测结果应与本次实验结果基本相同。 NaOH固体溶于水时放热,使测得的反应热的数值偏大。 3.用浓硫酸代替盐酸对结果会产生什么影响?用醋酸代替盐酸对结果会产生什么影响?若用稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液测定中和反应反应热，对结果会产生什么影响? 思考 浓硫酸溶于水时放热，使所测反应热的数值偏大;弱酸、弱碱电离时吸热,使所测反应热的数值偏小; 若用稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液测定反应热，生成BaSO4沉淀时还会多放出一部分热量，使所测反应热的数值偏大。 1.下列有关中和反应反应热测定实验的说法正确的是( ) A.温度计能代替玻璃搅拌器，用于搅拌反应物 B.强酸与强碱反应生成1molH2O（l）释放的热量都约为57.3kJ C.测定中和反应反应热实验中，读取混合溶液不再变化的温度为终止温度 D.某同学通过实验测得盐酸和NaOH溶液反应生成lmolH2O（1）放出的热量为52.3kJ，造成这一结果的原因不可能是所用酸、碱溶液浓度过大 D 【练一练】 2.下列有关中和热测定实验说法正确的是（　　） A. 中和热测定实验中可以用环形铁丝搅拌棒比环形玻璃搅拌棒更方便 B. 中和热测定实验中若将50mL 0.50mol/L盐酸和50mL 0.55mol/L NaOH溶液改为100mL 0.50mol/L盐酸和100mL 0.55mol/L NaOH溶液，所测中和热数值将变为原实验的2倍 C. 教材中和热测定实验中所取NaOH的物质的量稍大于HCl，会导致所测中和热数值偏高 D. 做1次完整的中和热测定实验，温度计需使用3次 【练一练】 试题解析：A．金属导热快，热量损失多，所以不可以用环形铁丝搅拌棒比环形玻璃搅拌棒，故A错误；B．中和热的均是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热，与酸碱的用量无关，所以用100mL 0.50mol/L盐酸和100mL 0.55mol/L NaOH溶液溶液进行反应，测得中和热数值相等，故B错误；C．中和热测定实验中所取NaOH的物质的量稍大于HCl，保证盐酸完全反应，中和热数值不变，故C错误；D．温度计要测反应前酸溶液的温度，测反应前碱溶液的温度，混合反应后测最高温度，温度计需使用3次，故D正确；故选D． D 3.用50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液反应测定中和热,其测量温度的数据如下表所示:(已知盐酸和NaOH溶液的密度p=1 g/mL) ⑴计算该实验测得中和热△H=_______ -56.8kJ/mol (2)上述实验过程中若用同浓度的醋酸代替盐酸,则测得AH__________(填“偏大”,“偏小”或“无影响”)。 偏大 第一章 物质及其变化 第一节 反应热 1.1.2 热化学方程式 燃烧热 学习目标 1.对比普通化学方程式,认识热化学方程式在表示物质变化和能量变化方面的优点,并学会书写热化学方程式,掌握书写时的注意事项,培养证据推理与模型认知的核心素养。 2.认识燃烧热定义中的1 mol纯物质、指定产物等重要信息,并了解重要化石燃料应用在工业生产和人们日常生活中的意义,培养科学态度与社会责任等学科核心素养。 上一节说到化学反应都有反应热 如何来表示这个“新事物” 呢？ 1、从这个化学方程式中，你能得到哪些信息？ 物质变化 没能表明反应中的能量变化 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) 思考 2、学习了反应热，你认为上面的化学方程式存在哪些不足之处？ 56 思考 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ/mol 3、如果写成下面这种形式能得到哪些信息？ 物质变化 能量变化 一.热化学方程式 1.定义 表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式 (表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式) 2.意义 热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应的能量变化，还说明了"物质的量"与“能量”之间的数量关系 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ/mol 物质变化 能量变化 H2(g)+I2(g) = 2HI(g) △H=－14.9kJ/mol 200℃ 101kPa 物质状态 反应温度和压强 能量变化 对于 25℃(298K) 101kPa时进行的反应可不注明 表示的意义:在200℃、101 kPa时,1 mol氢气与1 mol气态 碘蒸气完全反应生成2mol气态碘化氢,放出14.9kJ的热量。  2H2(g) + O2(g) =2H2O(g) ΔH=﹣483.6 kJ/mol 表示的意义：在25 ℃和101 kPa下,2mol氢气与1mol氧气完全反应生成2mol水蒸气，放出483.6 kJ的热量。 H2(g)+Cl2(g) = 2HCl(g) △H=－184.6 kJ/mol 点燃 101kPa 表示的意义：在25 ℃和101 kPa下,1mol氢气与1mol氯气完全反应生成2mol氯化氢气体，放出184.6 kJ的热量。 H2(g)+ O2(g)=H2O(l) △H=－285.8kJ/mol 1 2 H2(g)+ O2(g)=H2O(g) △H=－241.8kJ/mol 表示的意义：在101kPa和25℃时，1mol气态H2与0.5mol气态O2反应生成1mol水蒸气，放出241.8kJ的热量。 表示的意义：在101kPa和25℃时，1mol气态H2与0.5mol气态O2反应生成1mol液态水，放出285.8kJ的热量。 描述在—定条件下，一定量某状态下的物质，充分反应后所吸收或放出热量的多少 61 标明物质聚集状态 △H= −183 kJ/mol 写出反应焓变 ΔH= −57.3 kJ/mol 3.书写热化学方程式 (1)注意事项 ②H2(g)+ 1/2O2(g)=H2O(l) △H=－285.8kJ/mol ①H2(g)+ 1/2O2(g)=H2O(g) △H=－241.8kJ/mol 1、在25 ℃和101 kPa下，H2 (g)与O2(g)完全反应生成水的热化学方程式如下: 思考 对比上面1、②两个热化学方程式，为什么产物都是1 molH2O，而放出的热量却不相同? 两个热化学方程式中H2O的聚集状态不同，其内能不同，尽管产物都是1 molH2O，但放出的热量不同，所以热化学方程式中要注明物质的聚集状态。 H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) ΔH= -184.6 kJ/mol H2(g) + I2 (g) = 2HI(g) ΔH= -14.9 kJ/mol 200℃ 101kPa H2(g)+ O2(g)=H2O(g) △H=－241.8kJ/mol 1 2 H2(g)+ O2(g)=H2O(l) △H=－285.8kJ/mol 1 2 注明反应体系中反应物和生成物的聚集状态，一般不用写“点燃”、“加热”等引发条件。例如：气态（g）、固态（s）、液态（l）、溶液（aq），热化学方程式中不打“↑”和“↓” ΔH= −57.3 kJ/mol 注明反应时的温度和压强，因为同一反应在不同温度下进行时，焓变是不同的。多数反应是在25℃、101kPa下进行的，若没有不注明温度和压强，也就表明是在25℃、101kPa条件下进行反应。 △H写在化学方程的右边，△H应包括“＋"(吸热反应)或"-”(放热反应)、数字和单位(kJ/mol ) a.1 mol HgO(s) 分解为液态汞和氧气，吸热90.7 kJ 示例：在25℃，101 kPa下，写出下列反应的热化学方程式： b.3 mol NO2(g) 与 1 mol H2O(l) 反应，生成 HNO3(aq) 和 NO(g)，放热138 kJ △H= +90.7 kJ/mol ΔH= −138 kJ/mol △H 与化学计量数有关，热化学方程式中各物质的化学计量数仅表示其物质的量，可以是整数，也可以是分数（但一般仍用最简整数比）；化学计量数加倍，△H 也要加倍。 ΔH= −285.8 kJ/mol ΔH= −571.6 kJ/mol 注：热化学方程式中ΔH 的单位“mol-1”是指 “每摩尔反应”。 1、 H2(g)＋Cl2(g)＝2HCl(g) ∆H ＝－184.6kJ/mol ∆H单位中的mol－1含义？ ∆H单位中的mol－1既不是每摩尔H2或Cl2，也不是每摩尔HCl，而是“每摩尔反应” 是指每当1 mol H2(g)和 1 mol Cl2(g) 反应生成2 mol HCl(g)， 放出184.6kJ的热量。即“每摩尔反应”放出184.6kJ的热量 2、1/2H2(g)＋1/2Cl2(g)＝HCl(g) ∆H＝－92.3kJ/mol 每当0.5 mol H2 (g)和 0.5 mol Cl2 (g)反应生成1 mol HCl(g)，放出92.3kJ的热量，即“每摩尔反应”放出92.3kJ的热量 ∆H的单位为KJ/mol，它并不是指每摩尔具体物质反应时伴随的能量变化是多少千焦，而是指给定形式的具体反应(整体)以各物质的化学计量数来计量其物质的量时伴随的能量变化是多少千焦 【练一练】 若正反应为放热反应 (△H＜0)，则逆反应为吸热反应(△H＞0) △H= −41 kJ/mol △H= +41 kJ/mol 特别提醒：注意可逆反应的ΔH和实际吸收或放出热量的区别∶不论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热ΔH都表示反应进行到底时的能量变化。 可逆反应的△H是指物质完全反应时的热效应，当反应逆向进行时，其反应热与正反应的数值相等，符号相反。 ⑥由于同素异形体的结构不同，所以焓不同，故化学式相同的不同单质与相同的物质发生反应，反应的烩变△H也不相同。因此，对于化学式相同的同素异形体，还必须在化学式后面注明其名称。如C(s，金刚石)、C(s，石墨)或C(金刚石，s)、C(石墨，s) ⑦热化学方程式同时符合质量守恒定律(化学方程式必须配平)和能量守恒定律(△H必须与热化学方程式中各物质前的化学计量数相对应)。 热化学方程式中的标注问题 2、分析2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l) △H=－571.6kJ/mol，这个热化学方程式中的化学计量数表示分子个数吗？ 思考 热化学方程式中各物质前的化学计量数只表示参加反应的各物质的物质的量，不表示具体的分子数目，故可以是整数，也可以是分数。 3、将2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l) △H=－571.6kJ/mol与H2(g)+ 1/2O2(g)=H2O(l) △H=－285.8kJ/mol相比，热化学方程式中化学计量数的变化对△H有何影响? 热化学方程式中化学计量数扩大n倍，△H的数值也相应地扩大n倍。 4、2H2O(l)=2H2(g)+ O2(g) △H=+571.6kJ/mol，与2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l) △H=－571.6kJ/mol相比，化学反应进行的方向对△H有何影响? 思考 正、逆反应△H的数值相同，符号相反。 一写 方程式 写出配平的化学方程式 用s、l、g、aq标明物质的聚集状态状态 二标 状态 三判 正负 根据吸热或者放热判断ΔH的正负 吸热反应，ΔH的符号为+； 放热反应，ΔH的符号为-。 四算 数值 根据化学计量数计算写出ΔH的值 一方(程)、二状(态)、三焓(变)（正负号、数值、单位） (2)书写步骤及要求 1、依据事实，写出下列反应的热化学方程式。 0.5mol Cu(s)与适量O2(g)反应生成CuO(s)，放出78.65kJ的热量。 先写出常规化学方程式，后加注状态及焓变，根据 0.5 mol Cu 反应的焓变信息计算出 2 mol Cu 对应焓变。 Cu(s)＋1/2O2(g)＝CuO(s) △H＝－157.3kJ/mol 2、已知：（1）1 mol N2(g)中的化学键断裂时需要吸收946kJ的能量。 （2）1 mol O2(g)中的化学键断裂时需要吸收498kJ的能量。 （3）1 mol NO(g)中的化学键形成时要释放632kJ的能量。 请写出N2(g)与O2(g)反应生成NO(g)的热化学方程式。 根据 ΔH = E总(断键)-E总(成键)， N2(g)＋O2(g)＝2NO(g) △H＝(946kJ/mol＋498kJ/mol－632kJ/mol×2)＝＋180kJ/mol N2(g)＋O2(g)＝2NO(g) △H＝＋180kJ/mol 【练一练】 3、沼气的主要成分是甲烷。0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445 kJ的热量。则下列热化学方程式中正确的是（ ） A、2CH4( g ) ＋ 4O2( g ) ＝ 2CO2( g ) ＋ 4H2O ( l ) ΔH = + 890 kJ/mol B、CH4 ＋ 2O2 ＝ CO2 ＋ H2O ΔH = – 890 kJ/mol C、CH4 ( g ) ＋ 2 O2 ( g ) ＝ CO2 ( g ) ＋ 2 H2O ( l ) ΔH = – 890 kJ/mol D、 1/2CH4 ( g ) ＋ O2 ( g ) ＝ 1/2CO2 ( g ) ＋ H2O ( l ) ΔH = – 890 kJ/mol C 无状态 ΔH = – 445 kJ/mol 【练一练】 (3)热化学方程式的正误 “五看”法 一看——方程式是否配平 二看——各物质的聚集状态是否正确 三看——ΔH的符号“+”“-”是否与吸热 放热相一致 四看——反应热的单位是否是kJ·mol-1 五看——反应热数值与化学计量数是否相对应 4、判断热化学方程式是否正确，正确的打√，错误的打×。 （5）2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) △H = – 571.6 kJ/mol （2）H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) △H = – 183 kJ （3）已知强酸与强碱稀溶液发生中和反应生成1mol H2O放热57.3 kJ，则 2KOH(aq) + H2SO4(aq) = K2SO4(aq) + 2H2O(l) △H = – 57.3 kJ/mol （ ） （ ） （ ） （ ） × 物质状态、反应条件 × △H 单位：kJ/mol √ × 化学计量数与△H 不成正比 （4）500℃、101kpPa下，将2 mol SO2(g)与1 mol O2(g)置于密闭容器中充分反应生成 SO3(g)放热 a kJ，则2SO2(g) + O2(g) ⇋ 2SO3(g) △H = – a kJ/mol （1）4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O △H = – 906.8 kJ/mol 催化剂 △ （ ） × 可逆反应实际转化率<100%，热化学方程式指该反应完全进行的能量变化 用结构图梳理书写热化学方程式的注意事项 热化学 方程式 符号 吸热 + 放热  数值 与化学计量 数相对应 单位 kJ/mol 固体(s) 液体(l) 气体(g) 溶液(aq) 化学计量数 与焓变数值对应 表示物质的量 （整数、分数均可） 条件 压强 温度 状态 77 (4)热化学方程式与普通化学方程式的区别 普通化学方程式 热化学方程式 化学计量数 是整数，既表示微粒个数又表示该物质的物质的量 可以是整数也可以是分数，只表示物质的物质的量 状态 不要求注明 必须在分子式后注明 ΔH正负号及单位 无 必须注明 意义 表明了化学反应中的物质变化 不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化 遵循规律 原子守恒 原子守恒和能量守恒 ①热化学方程式中不用标明反应条件(如“加热”“高温”“催化剂”等)②热化学方程式中不再用“↑”、“↓”来标记气体生成物和难溶生成物③热化学方程式中一般用“=”、可逆反应中用“⇋”，即便是有机反应的热化学方程式中也不用“→”④由于同素异形体的结构不同，所以焓不同，故化学式相同的不同单质与相同的物质发生反应，反应的焓变ΔH也不相同。对于化学式相同的同素异形体，还必须在化学式后面注明其名称。如C(s，金刚石)、C(s，石墨)或C(金刚石，s)、C(石墨，s) 【热化学方程式的几点强调】 1、热化学方程式C(s)＋H2O(g)= CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1表示(　　)A．碳和水反应吸收131.3 kJ能量B．1 mol碳和1 mol水反应生成1 mol一氧化碳和1 mol氢气并吸收131.3 kJ热量C．1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol一氧化碳气体和1 mol氢气，吸收热量131.3 kJD．1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.3 kJ 2、在常温常压下，1 g 氢气在足量氯气中完全燃烧生成氯化氢气体，放出92.3 kJ 的热量。下列热化学方程式中正确的是(　　) A．H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)　ΔH＝－92.3 kJ·mol－1 B．H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)　ΔH＝＋92.3 kJ·mol－1 C．H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)　ΔH＝＋184.6 kJ·mol－1 D．2HCl(g)=H2(g)＋Cl2(g)　ΔH＝＋184.6 kJ·mol－1 1、C。解析：依据反应热的概念，反应热表示按照热化学方程式中化学计量数的物质的量反应时，吸收或放出的热量，单位是kJ·mol－1，该热化学方程式表示：1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol一氧化碳气体和1 mol氢气，并吸收131.3 kJ的热量。特别要指明各物质的状态。2、D。解析：H2在Cl2中燃烧生成HCl气体，1 g H2燃烧放出92.3 kJ的热量，则1 mol (2 g)H2燃烧放出184.6 kJ的热量，化学反应放出热量，ΔH为“－”。则H2在Cl2中燃烧生成HCl气体的热化学方程式为H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－184.6 kJ·mol－1。一个放热反应的逆反应是吸热反应，并且在其他条件相同时，ΔH是原ΔH的相反数。则该题的四个选项中只有D是正确的。 C D 【练一练】 由于反应的情况不同，反应热可分为燃烧热、中和热、溶解热等，其中以燃烧热的实际应用最广泛。 我们知道物质燃烧都会放出热量，那么是不是物质燃烧放出的热量就叫燃烧热呢？ 思考 二.燃烧热 1.定义 在25 ℃、101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热 2.单位 kJ/mol 或 kJ·mol-1 3.表示意义 甲烷的燃烧热为890.31 kJ·mol－1，或ΔH＝－890.31 kJ·mol－1， 表示25 ℃、101 kPa时，1 mol甲烷完全燃烧生成CO2和液态H2O时放出890.31 kJ的热量 【燃烧热的几点强调】 ①对物质的量的限制：燃烧的物质(反应物)一定为1mol ②1mol纯物质：是指1mol纯净物(单质或化合物)③“完全燃烧”：指可燃物在O2中充分燃烧④指定产物是指可燃物中碳元素变为CO2(g)，氢元素变为H2O(l)，不是H2O(g)；硫元素变为SO2(g)，氮元素变为N2(g)等(指单质或化合物燃烧后变为常温下最稳定的物质)⑤物质的燃烧都是放热反应，所以表示物质的燃烧热的△H均为负值，即△H<0 1、C（s）+ O2（g）=CO（g）；△H＝－110.5kJ/mol C（s）+ O2（g）=CO2（g）；△H＝－393.5kJ/mol 则C的燃烧热为 。 393.5kJ/mol 2、2H2( g ) + O2 ( g) = 2H2O ( l ) ΔH=-571.6 kJ/mol H2( g ) +1/2 O2 ( g) = H2O ( g ) ΔH=-241.8 kJ/mol 求氢气的燃烧热为 。 285.8 kJ/mol 【练一练】 4.燃烧热的热化学方程式的表示 例如：25℃，101 kPa，1 mol CH4 完全燃烧，放出 890.31 kJ 的热量，这就是 CH4 的燃烧热。用热化学方程式表示如下： 可燃物的化学计量数为“1” ΔH= −890.31 kJ/mol 例如：25℃，101 kPa，1 mol CH3CH2OH 完全燃烧，放出 1366.8 kJ 的热量，这就是 CH3CH2OH 的燃烧热。用热化学方程式表示如下： ΔH= −1366.8 kJ/mol 可燃物的化学计量数为“1” 例如：25℃，101 kPa，1 mol CH3CH2OH 完全燃烧，放出 1366.8 kJ 的热量，这就是 CH3CH2OH 的燃烧热。用热化学方程式表示如下： ΔH= −1366.8 kJ/mol 可燃物的化学计量数为“1” 例如：25℃，101 kPa，1 mol 乙炔（C2H2）完全燃烧，放出 1366.8 kJ 的热量，这就是乙炔（C2H2）的燃烧热。用热化学方程式表示如下： 可燃物的化学计量数为“1” ΔH= −1366.8 kJ/mol 1、可燃物的物质的量发生变化，其燃烧热变吗？如何配平表示燃烧热的热化学方程式？ 2、1mol纯物质燃烧时放出的热量都叫燃烧热吗？ 燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧时放出的热量，与可燃物的物质的量无关。配平表示燃烧热的热化学方程式时，先把可燃物的化学计量数定为“1”再配平其他物质。 不是。C（s）+ O2（g）=CO（g）；△H＝－110.5kJ/mol 思考 5.燃烧热的计算 由燃烧热定义可知：25 ℃、101 kPa时，可燃物完全燃烧产生的热量＝可燃物的物质的量×其燃烧热即：Q放＝n(可燃物)×|ΔH|，或变换一下求物质的燃烧热： ΔH＝－(Q放)/n(可燃物)，此公式中的ΔH是指物质的燃烧热，而不是指一般反应的反应热 1、0.3mol的气态高能燃料乙炔（C2H2）在氧气中完全燃烧，生成气态CO2和液态水，放出389.88kJ热量，其热化学方程式为 其燃烧热为 表示燃烧热的热化学方程式为 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H= -2599.2kJ/mol 1299.6kJ/mol C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) △H= -1299.6kJ/mol 【练一练】 =-389.88kJ/0.3mol =-2599.2kJ/2mol 6.燃烧的热化学方程式和燃烧热的热化学方程式区别 例如，C8H18燃烧的热化学方程式为： 2C8H18(I)+25O2(g)=16CO2(g)+ 18H2O(I) ΔH=-11 036 kJ·mol-1， 表示其燃烧热的热化学方程式为： C8H18(I)+25/2O2(g)=8CO2(g)+ 9H2O(I) ΔH=-5 518 kJ·mol-1。 区别在于表示燃烧热的热化学方程式必须是1mol纯物质完全燃烧反应 名称 化学式 ∆H/(kJ/mol) 名称 化学式 ∆H/(kJ/mol) 石墨 C(s) −393.5 乙烷 C2H6(g) −1899.8 金刚石 C(s) −395.0 乙烯 C2H4(g) −1411.0 氢气 H2(g) −285.8 乙炔 C2H2(g) −1299.6 一氧化碳 CO(g) −283.0 乙醇 C2H5OH(l) −1366.8 甲烷 CH4(g) −890.31 丙烷 C3H8(g) −2219.9 甲醇 CH3OH(l) −726.51 苯 C6H6(l) −3267.5 1、燃烧放出的热量与燃烧热有什么不同？ ① 燃烧放出的热量与物质的多少有关，燃烧的物质越多，放出的热量就越多，而燃烧热规定是1 mol的纯物质； ② 研究燃烧放出的热量并未限定燃烧产物的形态，而研究燃烧热必须是生成稳定的氧化物。 思考 7.反应热、燃烧热和中和热的比较 反应热 燃烧热 中和热 概念 化学反应过程中放出或吸收的热量 25 ℃、101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量 在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1 mol液态水时所放出的热量 能量的变化 放热或吸热 放热 放热 ΔH的大小 放热时，ΔH＜0；吸热时，ΔH＞0 ΔH＜0 ΔH＜0 反应条件 一定压强下 25 ℃、101 kPa 稀溶液 反应物的量 不限 1 mol纯物质 不一定是1 mol 生成物的量 不限 不限 1 mol液态水 表示方法 ΔH＝－akJ·mol－1或 ΔH＝+akJ·mol－1 燃烧热为akJ·mol－1或 ΔH＝－akJ·mol－1 中和热为57．3 kJ·mol－1或 ΔH＝－57.3 kJ·mol－1 (1)用“焓变(ΔH)”表示反应热时，ΔH>0表示吸热，ΔH<0表示放热，因而，ΔH后所跟数值需要带“＋”、“－”符号(2)描述反应热时，无论是用“反应热”、“焓变”表示还是用ΔH表示，其后所跟数值需要带“＋”、“－”符号(3)用文字描述中和热和燃烧热时，不带“－”号，但用ΔH表示时必须带“－”符号 如：CH4的燃烧热为890.3KJ/mol、甲烷的燃烧热ΔH＝－890.3KJ/mol 【几点强调】 1、下列热化学方程式中，ΔH 能正确表示物质的燃烧热的是(　　 ) A. CH4(g)＋O2(g) = CO(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－607.3 kJ·mol－1 B. H2(g)＋Cl2(g) = 2HCl(g)　ΔH＝－184.6 kJ·mol－1 C．CO(g)＋ O2(g) = CO2(g)ΔH＝－283.0 kJ·mol－1 D．2C8H18(l)＋25O2(g) = 16CO2(g)＋18H2O(l)ΔH＝－11036 kJ·mol－1 C 产物应为CO2(g) H2的燃烧热是指生成液态H2O的燃烧反应所放出的热量 燃料C8H18应为1 mol 【练一练】 燃烧热的热化学方程式正误判断 “一看”可燃物的化学计量数是否为1。 “二看”元素完全燃烧生成的物质是否为指定产物。 “三看”△H的数值和单位是否正确。 2、下列有关热化学方程式及其叙述正确的是( ) A．乙烷的燃烧热为－1559 kJ/mo1，则乙烷燃烧热的热化学方程式为： 2C2H6(g) + 7O2(g) = 4CO2(g) + 6H2O(1) △H= – 3118 kJ/mo1 B．1mol甲醇(l)完全燃烧生成CO2和H2O(1)时放出726 kJ热量，则其燃烧的热化学方程式为 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(1) △H= – 1452 kJ/mol C．已知2C(s) +O2(g) = 2CO(g) △H=－221kJ·mol-1，则C的燃烧热为110.5kJ/mo1 D．稀醋酸与NaOH溶液反应：H+(aq) + OH—(aq) = H2O(1) △H= – 57.3kJ／mol B A. 燃烧热的热化学方程式： C2H6(g) + O2(g) = 2CO2(g) + 3H2O(1) △H= –1559 kJ/mo1 B. 燃烧的热化学方程式： ① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(1) △H= – 1452 kJ/mol ② CH3OH(l) + O2(g) = CO2(g) + 2H2O(1) △H= –726 kJ/mol 弱酸 【练一练】 $$