内容正文:
第一章 化学反应的热效应
第一节 反应热
第2课时 反应热和焓变
化学反应一般都有反应热。那么,我们应该如何表示化学反应的反应热呢?
课堂导入
【思考】对比分析以下两个化学方程式所表达的意义。
(1)H2 + Cl2 == 2HCl
点燃
(2)H2 (g) + Cl2 (g) = 2HCl (g) ∆H= -184.6kJ/mol
含义:①1 mol H2与1 mol Cl2在点燃的条件下反应生成2 mol HCl
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。
表明了化学反应中的物质变化,没有表明其中的能量变化
表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式,
一、热化学方程式
概念: 能表示既能表示物质变化和反应热的关系的化学方程式
H2(g)+Cl2(g)======2HCl(g) △H=-184.6 kJ/mol
物质变化
能量变化
一、热化学方程式
书写热化学方程式需注意:
(1)标状态
需注明反应物和生成物的聚集状态:固体是“s ”、液体是“l ”、气体是“g”、溶液是“aq”,但不需标↑、↓,同素异形体要注明名称,如C(金刚石,s)
4
H2(g)+ O2(g)==H2O(g) △H=-241.8kJ/mol
1g冰
1g液态水
1g水蒸气
焓(H)增大
熔化
蒸发
H2(g)+ O2(g)==H2O(l) △H=-285.8kJ/mol
固态
液态
吸热
气态
吸热
吸热
一、热化学方程式
等质量水的焓
H2O(s)< H2O(l)< H2O(g)
热化学方程式需注明反应物和生成物的聚集状态。物质的聚集状态不同时,它们所具有的内能、焓也不相同。
5
(2)标条件:(一般不写催化剂,点燃,加热、不用写“↑”和“↓”)
需注明反应时的温度和压强。因为反应时的温度和压强不同,其△H也不同。若反应在25 oC、101 kPa进行,该条件可省略,其他温度和压强必须注明。
书写热化学方程式还需注意:
200℃
101KPa
(3)化学方程的右边必须写上△H,并用空格隔开
△H:吸热用“+”,放热用:“-”,单位是kJ/mol
一、热化学方程式
H2(g) + Cl2(g) HCl(g) ΔH= -92.3 KJ/mol
一、热化学方程式
(4)注意化学计量数:热化学方程式中系数仅仅表示物质的量,不表示分子或原子个数;故系数可以用整数、分数表示;
H2(g) + Cl2(g) 2HCl(g) ΔH= -184.6 KJ/mol
系数加倍,ΔH值也加倍
课本P10
1、依据事实,写出下列反应的热化学方程式。
(1)1mol Cu(s)与适量O2(g)反应生成CuO(s),放出157.3kJ的热量。
(2)1mol C2H4(g)与适量O2(g)反应生成CO2(g)和H2O(l),放出1411.0kJ的热量。
(3)1molC(s)与适量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g),吸收131.5kJ的热量。
【答案】
(1)Cu(s)+1/2O2(g)=CuO(s) △H=-157.3kJ/mol
(2)C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) △H=-1411.0kJ/mol
(3)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H=+131.5kJ/mol
学习检测
1、写出化学反应方程式
2、注明反应物和生成物的状态
3、标明反应热△H(注意单位和+、-)
4、注明反应的温度和压强(不注明指常温常压)
5、检查
书写热化学方程式的“五步”
归纳总结
拓展:怎样理解可逆反应的反应热?
无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。
如2SO2(g)+O2(g) ⇌2SO3(g) ΔH=−196.64 kJ•mol−1,ΔH是指2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)完全转化为2 mol SO3(g)时放出的能量。
若在相同的温度和压强下,向某容器中加入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g),反应达到平衡时放出的能量为Q,因反应不能完全转化为SO3(g),故Q<196.64 kJ。
若反应逆向进行,则△H 改变符号,但绝对值不变。
2、H2(g) + I2(g) ⇌2HI(g) ∆H=−9.48 kJ/mol
1 mol H2 与1 mol I2 反应,放热9.48 kJ
H2 与I2 反应,消耗 1 mol H2 时,放热9.48 kJ
H2 与I2 反应,生成 2 mol HI 时,放热9.48 kJ
生成HI_______2 mol
(_____)
生成HI_______2 mol
(_____)
生成HI_______2 mol
(_____)
<
=
=
随堂练习
热化学方程式与普通化学方程式的区别
化学方程式 热化学方程式
化学
计量数 是整数,既可表示粒子个数,又可表示该物质的物质的量 既可以是整数,也可以是分数,只表示该物质的物质的量
状态 不要求注明 必须在化学式后注明
△H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
课堂总结
书写热化学方程式注意事项
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
课堂总结
1、热化学方程式与普通化学方程式不同,下列有关热化学方程式
CO(g) + O2(g) = CO2(g) ΔH = -283.0 kJ·mol-1的说法错误的是 ( )
A.既表示化学反应中的物质变化,又表示化学反应中的能量变化
B.表示1 mol CO(g)与 mol O2(g)完全反应生成1 mol CO2(g)放出283.0 kJ的热量
C.一氧化碳的燃烧热为283.0 kJ·mol-1
D.CO与O2反应生成CO2只能实现化学能向热能的转化
D
学习检测
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A. H2(g)+ 1/2O2(g)=H2O(l) △H=-285.9kJ/mol
B. H2(g)+1/2 O2(g)=H2O(l) △H=-241.8kJ/mol
C. H2(g)+ 1/2O2(g)=H2O(l) △H=+285.9kJ/mol
D. H2(g)+ 1/2O2(g)=H2O(g) △H=+241.8kJ/mol
【例2】由氢气与氧气反应生成1 mol水蒸气放出241.8 kJ的热量,1 g水蒸气转化为液态水放出2.45 kJ的热量,则下列热化学方程式书写正确的是( )
判断热化学方程式正误的“三看”
“一看”物质的聚集状态是否正确(根据题中表述);
“二看”ΔH的符号是否正确(根据反应是放热还是吸热);
“三看”ΔH的数值是否正确(根据反应热与化学计量数的对应关系)。
A
随堂练习
【例3】依据事实,写出下列反应的热化学方程式。
(1)1molC(固态)与适量H2O(气态) 反应,生成CO(气态)和H2(气态),吸收131.3kJ的热量.
(2)电解1molH2O(液态)吸收285.8kJ的热量
(3)1molCH4在氧气中燃烧放出890.3KJ热量
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH = +131.3kJ/mol
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH= - 890.3 kJ/mol
H2O(l) = H2(g)+ O2(g) ΔH = +285.8 kJ/mol
随堂练习
二、燃烧热
我们知道物质燃烧都会放出热量,那么,不同物质燃烧放出的热量一样吗?如何比较不同物质的燃烧的热效率呢?
木材燃烧
煤炭燃烧
燃气燃烧
酒精燃烧
二、燃烧热
1、定义: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,单位为kJ/mol
“完全燃烧生成指定产物”是指单质或化合物燃烧后变为常温常压下最稳定的物质。完全燃烧时,下列元素要生成对应的物质:
碳元素生成CO2(g) 、氢元素生成H2O(l)、
硫 元素生成SO2(g)、氮元素生成N2(g)等 。
示例
H2(g)+ O2(g) =H2O(l) ∆H2=_____________
1
2
H2(g) + O2(g) =H2O(g) ∆H1=−241.8 kJ/mol
1
2
− 285.8 kJ/mol
二、燃烧热
【思考】根据燃烧热的定义,解释“甲烷的燃烧热为890 kJ/mol” 表示什么?
1 mol 甲烷完全燃烧生成CO2、液态H2O所放出的热量为890 kJ
2、书写燃烧热的热化学方程式时,
以1mol可燃物为配平标准,其余可出现分数。
【例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
随堂练习
二、燃烧热
一看
可燃物的化学计量数是否为1
1
二看
元素完全燃烧生成的物质是否为指定产物
2
三看
ΔH的数值和单位是否正确
3
热(燃烧热)化学方程式正误判断方法
【例2】依据反应事实,写出下列反应的燃烧热的热化学方程式(常温下)
(1)8 g CH4完全燃烧,放出445.0 kJ热量
(2)1 mol气态丙烷在O2中燃烧,生成CO2(g)和H2O(l),放出2219.9 kJ热量
CH4(g) +2O2(g) = CO2(g)+2H2O(l) ∆H=−890 kJ/mol
C3H8(g)+5O2(g) =3CO2(g)+4H2O(l) ∆H=−2219.9 kJ/mol
随堂练习
23
【例3】航天燃料从液态变为固态,是一项重大的技术突破。铍是高效率的火箭材料,燃烧时放出巨大的能量,已知1 kg金属铍完全燃烧放出的热量为62 700 kJ。则铍燃烧的热化学方程式正确的是(铍的相对原子质量为9)( )
A.Be+1/2O2===BeO ΔH=-564.3 kJ·mol-1
B.Be(s)+1/2O2(g)===BeO(s) ΔH=+564.3 kJ·mol-1
C.Be(s)+1/2O2(g)===BeO(s) ΔH=-564.3 kJ·mol-1
D.Be(s)+1/2O2(g)===BeO(g) ΔH=-564.3 kJ·mol-1
C
随堂练习
【例4】已知下列两个热化学方程式:
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2 220 kJ·mol-1
请根据上面两个热化学方程式,回答下列问题:
(1)H2的燃烧热为________________,C3H8的燃烧热为________________。
(2)1 mol H2和2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为____________。
(3)现有H2和C3H8的混合气体共5 mol,完全燃烧时放热3 846.75 kJ,则在混合气体中H2和C3H8的体积比是________。
285.8 kJ·mol-1
2 220 kJ·mol-1
4 725.8 KJ
3∶1
随堂练习
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第一节
反应热
第2课时
概念
热化学方程式
书写要求
概念
燃烧热
意义
注意事项
课堂总结
26
$$