1.1.1反应热 焓变 课件 2024-2025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 第2课时 热化学方程式 燃烧热 课堂导入 观看火箭推进剂燃烧视频 探究课堂 认真观察以下化学方程式，这些化学方程式与普通的化学方程式有什么不同？ 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) ΔH =﹣483.6 kJ/mol 2N2H4(g) + 2NO2(g) = 3N2(g) + 4H2O(g) ΔH =﹣1135.7 kJ/mol H2(g) + I2(g) ==== 2HI(g) ΔH =﹣14.9 kJ/mol 200℃ 101kPa 不同：（1）指明了温度和压强 （2）注明了反应物和生成物的状态 （3）注明反应热（△H） 探究课堂 （1）定义: 热化学方程式表示_________________ 和______ 的关系的化学方程式。 参加反应物质的量　 反应热 物质变化 能量变化 （2）意义：热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。 （3）实例：上述方程式表示的意义为2mol气态氢气与1mol气态氧气完全反应生成2mol气态水，放出483.6 kJ的热量 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) ΔH =﹣483.6 kJ/mol 热化学方程式 探究课堂 请对比分析以下两个化学方程式化学计量数所表达的意义。 普通反应方程式化学计量数的含义： ①1 mol H2与1 mol Cl2在点燃的条件下反应生成2 mol HCl（物质的量角度） ②1个H2与1个Cl2在点燃的条件下反应生成2个HCl （微粒数的角度） ③1体积的H2与1体积Cl2在点燃的条件下反应生成2体积HCl（气体体积的角度） 热反应方程式化学计量数的含义： 1 mol气态H2与1 mol气态Cl2反应生成2 mol气态HCl，放出184.6kJ 的热量。 （物质的量的角度） （2）H2 (g) + Cl2 (g) = 2HCl (g) ∆H= -184.6kJ/mol 点燃 探究课堂 1．需注明反应时的________和________。因为反应时的温度和压强不同，其ΔH也不同。但常用的ΔH的数据，一般都是25℃和101 kPa时的数据，因此可不特别注明。 2．需注明反应物和生成物的聚集状态：气体用“____”，液体用“_____”，固体用“_____”，溶液用“_____”。 温度 压强 g l s aq 3．热化学方程式中各物质化学式前的化学计量数只表示其___________，可以是整数或分数。 物质的量 热化学方程式的书写方法 物质的聚集状态不同时，它们所具有的内能、焓也均不同。例如，冰熔化为水时、需要吸收热量；水蒸发为水蒸气时，也需要吸收热量。 因此，H2与O2反应生成1 mol H2O(l)与生成1 mol H2O(g)时所放出的热量是不同的。 探究课堂 ①标明各物质的聚集状态 (固体s、液体l、气体g、溶液aq) ②不需要标记“↓”和“↑”， ③不用写“点燃”“加热”等引发条件 1、书写符合质量守恒定律的化学方程式 2、注明反应物和生成物的聚集状态 探究课堂 ①ΔH 只放右边，吸热用“+”，放热用“－”，单位是kJ/mol ②ΔH 的值与系数相匹配。 ③系数仅仅表示实际参加反应的物质的量，不表示分子或原子个数； 故系数可以是整数、分数、小数； 25℃，101 kPa 下进行的化学反应，可以不注明。其他温度和压强要注明。 3、注明反应时的温度和压强 4、用△H 表示化学反应放出或吸收的热量 探究课堂 归纳总结——热化学方程式的书写步骤 一写方程式 二标状态 三标条件 四标 ΔH 五标数值 写出配平的化学方程式 用 s，l，g，aq 标明物质的聚集状态 标明反应温度和压强（101kPa，25℃可不标注） 在方程式后面标明该反应的焓变 ΔH 根据化学计量数计算ΔH值并注明单位 【例】热化学方程式: C(s)+H2O(g) = CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ/mol 和H(g)+H(g)=H2(g) ΔH=-435.7 kJ/mol 表示 （ ） A．氢原子的能量比氢分子的能量低 B．一个氢原子与一个氢原子结合生成1个氢分子且放出435.7 kJ能量 C．1 mol一氧化碳气体和1 mol氢气反应生成固态碳和水蒸气，并放出131.3 kJ能量 D．固态碳和液态水反应生成一氧化碳气体和氢气吸收131.3 kJ能量 探究课堂 c 探究课堂 1．在25 ℃、101 kPa下，1mol气态H2与0.5mol气态O2反应生成1mol气态H2O，放出241.8kJ的热量： _________________________________________________________________________________ 2．在25 ℃、101 kPa下，1mol气态H2与足量气态O2反应生成1mol液态H2O，放出285.8kJ的热量： __________________________________________________________________________________ +92.3 kJ⋅mol−1 探究课堂 思考与交流 （1）已知 ，那么，1 mol N2与 3 mol H2充分反应，放出92.4kJ的能量。这种说法是否正确？ （2）将2 mol SO2(g)、1 mol O2(g)充入一密闭容器，被催化氧化为SO3(g)，充分反应后，放出热量98.3 kJ，此时测得SO2的转化率为50%，则该反应的热化学方程式应如何书写？ 错。该反应为可逆反应，无法进行到底，实际放出的热量小于92.4kJ。 探究课堂 “五查”法判断热化学方程式书写正误 ①看方程式是否配平； ②看各物质的聚集状态是否正确； ③看ΔH 变化的“＋”、“－”是否正确； ④看反应热的单位是否为 kJ·mol－1； ⑤看反应热的数值与化学计量数是否相对应 探究课堂 【例】下列热化学方程式正确的是( ) D 探究课堂 【例】沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。0.5molCH4完全燃烧生成CO2和液态H2O时，放出445kJ热量，则下列热化学方程式书写正确的是( ) c 1.热化学方程式中不用注明反应条件（如“加热”“高温”“催化剂”等）。 2.热化学方程式中已经注明了物质的聚集状态，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“→”。 易错警示 热化学方程式 任务一 ①看方程式是否配平； ②看各物质的聚集状态是否正确； ③看ΔH 变化的“＋”、“－”是否正确； ④看反应热的单位是否为 kJ·mol－1； ⑤看反应热的数值与化学计量数是否相对应 3.热化学方程式正误判断： 热化学方程式 任务一 （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 （4）25℃、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 △ × × √ × × 【练习】 判断正误： 1.概念 101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量。 ①单位： kJ/mol ②指定产物：完全燃烧生成指定产物是指单质或化合物燃烧后变成最稳定的物质。完全燃烧时，下列元素要生成对应的物质： C → ；H → ； S → ；N→ 。 ③应以1mol物质的标准来配平其余物质的化学计量数(常出现分数) 燃烧热 CO2(g) H2O(l) SO2(g) N2(g) 任务二 燃烧热通常利用量热计由实验测得。 3.测量方法 用文字叙述燃烧热时,只用数值和单位;用“ΔH”表示燃烧热时要带“-”。 例如，CH4的燃烧热为890.3 kJ·mol-1或ΔH=-890.3 kJ·mol-1。 2.关于燃烧热的描述 燃烧热 任务二 【思考1】燃烧热和反应热是什么关系? 燃烧反应是化学反应的一种,燃烧热是反应热的一种。 书写表示燃烧热的热化学方程式时,以燃烧1mol纯物质为标准来确定其余物质的化学计量数,并计算相应的ΔH。 【思考2】书写表示燃烧热的热化学方程式时,如何确定各物质的化学计量数? 以下能表示石墨在氧气中燃烧热的热化学方程式是： ①C(s)+ O2(g)══CO(g)　ΔH=-110.5 kJ·mol-1 ②C(s)+O2(g)══CO2(g)　ΔH=-393.5 kJ·mol-1 ③2C(s)+2O2(g)══2CO2(g)　ΔH=-787.0 kJ·mol-1 √ 燃烧热 任务二 探究课堂 101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量。 ①研究条件: ②反应物及其物质的量: ③反应程度: ④生成物: ⑤燃烧热与物质的多少无关，只与物质的种类有关 ⑥符号: 单位: 101kPa 指定产物，没有特别说明，一般是在氧气中进行，且产物为稳定氧化物 如:C→CO2 (g) ，H→H2O(l)，S→SO2 (g)，N→N2 (g)等。 【注意事项】 纯物质 1mol(以燃烧1mol纯物质为标准来配平) 完全燃烧 △H<0 kJ/mol 燃烧热的概念 燃烧热 探究课堂 答：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。 答：不变。燃烧热指1 mol可燃物燃烧放出的热量，与可燃物的物质的量无关。 燃烧放出的热量与燃烧热有什么不同？ 可燃物的物质的量发生变化，其燃烧热变吗？ 探究课堂 【想一想】1、已知CH4的燃烧热为890.31KJ/mol，表示的含义是什么？ 在101KPa时, 1molCH4完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时,放出890.31KJ的热量。 【写一写】2、表示甲烷燃烧热的热化学方程式: CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.31kJ/mol 文字描述燃烧热时用“正值” (如甲烷的燃烧热为890.31KJ/mol) 而用符号△H表示燃烧热时用“负值”(如甲烷的燃烧热△H=-890.31KJ/mol) 燃烧热表示的意义 探究课堂 例：语言表述——CH4的燃烧热为890.3 kJ/mol 符号表示——△H= -890.3 kJ/mol 例：语言表述——H2的燃烧热为285.8 kJ/mol 符号表示——△H= -285.8 kJ/mol 【注意事项】中文叙述燃烧热、中和热时可以不带“负号”， 但凡用ΔH表示时一定要有“负号” 2、燃烧热表示的意义: 探究课堂 【例】分析以下几个热化学方程式，哪个是表示碳的燃烧热( ) A. C(s)＋1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-110.5 kJ/mol B. C(s)＋O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol C. 2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ/mol D. H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(g) ΔH=-241.8 kJ/mol B 探究课堂 类型 比较 燃烧热 中和热 定义 标准 单位 数值 在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 酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时所放出的热量称为中和热 可燃物为1 mol 产物水为1 mol kJ·mol-1 不同物质的燃烧热不同 强酸与强碱在稀溶液中发生中和反应生成1 mol H2O时，放出57.3 kJ的热量 燃烧热、中和热比较 探究课堂 思考与交流 已知：H+(aq) + OH-(aq) === H2O(l) ΔH =﹣57.3 kJ·mol-1 试比较下列反应中放出的热量与 57.3 kJ 的大小： （1）浓酸与浓碱反应生成 1 mol 水，Q1 _____57.3 kJ， ΔH1 _____ ΔH； （2）弱酸与弱碱反应生成 1 mol 水，Q2 _____57.3 kJ， ΔH2 _____ ΔH； （3）强酸与强碱反应生成 1 mol 水和难溶性盐，Q3 _____57.3 kJ， ΔH3 _____ ΔH。 ＞ ＞ ＜ 中和热与57.3 kJ·mol-1的关系 ＞ ＜ ＜ 1.判断正误： (1)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-890.3 kJ (　　) (2)S(s)+O2(g)=SO2(g)　 ΔH=+296.8 kJ· mol-1 (　　) (3)1 mol H2燃烧放出的热量为氢气的燃烧热 (　　) (4)1 mol硫完全燃烧生成SO3所放出的热量为硫的燃烧热 (　　) (5)根据2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)　ΔH=-571 kJ· mol-1可知氢气的燃烧热为571 kJ· mol-1 (　　) (6)表示乙醇燃烧热的热化学方程式为C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)　ΔH=-1 367.0 kJ· mol-1(　　) × × × × × × 【练习】 2.常温常压下，3.2 g甲醇完全燃烧生成CO2和液态水时放热72.58 kJ,甲醇燃烧热的热化学方程式为(　　) C 【练习】 3.下列热化学方程式书写正确的是(ΔH的绝对值均正确)(　　) D 【练习】 (2)若1g 水蒸气转化为液态水放热2.444 kJ，则 4g 氢气完全燃烧生成气态水时，放出的热量为　　 　　。 (3)已知：CH4的燃烧热是ΔH=-890 kJ/mol，H2和CH4混合气体112 L (标准状况下)完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为3 695 kJ，则混合气体中H2和CH4的体积比约为　　　　。 483.6 kJ 1∶3 4. 在25 ℃、101 kPa时,H2在1.00 mol O2中完全燃烧生成2.00 mol H2O(l)放出571.6 kJ的热量。 (1)H2的燃烧热为　　 　　　　　，表示H2燃烧热的热化学方程式为　 。 【练习】 285.8 kJ/mol 课堂小结 探究课堂 【例】写出下列反应的热化学方程式： （1）NH3(气态)在高温高压催化剂下分解生成1mol N2(气态)与H2(气态)，吸收92.2kJ的热量 ________________________________________________________________________________________。 （2）1mol H2(气态)与适量O2(气态)起反应，生成H2O(液态)能放出285.8kJ的热量 ________________________________________________________________________________________。 （3）32g Cu(固态)与适量O2(气态)起反应，生成CuO(固态)放出78.5kJ的热量 ________________________________________________________________________________________。 探究课堂 【例】(1)已知肼(N2H4)是一种高能燃料，将16 g气态肼在氧气中燃烧，生成氮气和水蒸气，放出267 kJ热量，试写出该反应的热化学方程式：___________________________________________________。 (2)试用化学反应能量图表示该反应过程中能量的变化。 N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－534 kJ·mol－1 探究课堂 B 探究课堂 【例】已知下列两个热化学方程式： 2H2(g)+O2(g) =2H2O(l) △H＝-571.6 kJ•mol-1 C3H8(g)+5O2(g) =3CO2(g)+4 H2O(l) △H＝-2 220 kJ•mol-1 （1）H2的燃烧热为______________，C3H8的燃烧热为_____________ （2）2 g H2和2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧放出的热量为____________ （3）现有H2和C3H8的混合气体5 mol，完全燃烧时放出热量3847 kJ，则混合气体中H2和C3H8的体积比为____________ 285.8 kJ•mol-1 2220 kJ•mol-1 4725.8 kJ 3：1 THANKS $$