内容正文:
第一节 反应热
第2课时 热化学方程式
第一章 化学反应的热效应
化学反应为什么会产生反应热?
放热反应
吸热反应
1.内能(U):体系内物质的各种能量的总和,受温度、压强和物质聚集状态等影响。
宏观分析
产生
反应热
体系内能改变
焓(H)
与之有关的物理量
焓变(ΔH)
等压
2.焓:为了描述等压条件下的反应热,科学上引入了一个与内能有关的物理量——焓(符号为H)
3.焓变:在等压条件下进行的化学反应,其反应热等于反应的“焓变”
一、焓变
上课前熟悉一下
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单位:kJ/mol(或kJ·mol-1)
放热反应
ΔH<0
吸热反应
ΔH>0
宏观分析
①规定当反应体系放热时其焓减小,ΔH为“-”,即ΔH < 0;
②当反应体系吸热时其焓增大,ΔH为“+”,即ΔH > 0。
反应物
生成物
焓(H)
反应物
生成物
焓(H)
焓变计算根据图来说
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例1、在25℃和101 kPa下,1 molH2与1 mol Cl2反应生成2 mol HCl时放出184.6 kJ的热量,则该反应的反应热为:
ΔH= -184.6 kJ/mol
例2、在25 ℃和101 kPa下,1 mol C(如无特别说明,C均指石墨)与1 mol H2O(g)反应,生成1 mol CO和1 mol H2,需要吸收131.5 kJ的热量,则该反应的反应热为:
ΔH= +131.5 kJ/mol
如何计算1 mol H2 与 1 mol Cl2生成2 mol HCl的反应热?
ΔH = ∑E (反应物键能)-∑E (生成物键能)
= (436+243) kJ·mol -1-2×431 kJ·mol -1
= -183 kJ·mol -1
微观分析
4.原因(实质)
或者写成断键吸收的减去成键释放的
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例1、在25℃和101 kPa下,1 molH2与1 mol Cl2反应生成2 mol HCl时放出184.6 kJ的热量,则该反应的反应热为:
ΔH= -184.6 kJ/mol
ΔH = ∑E (反应物键能)-∑E (生成物键能)
= (436+243) kJ·mol -1-2×431 kJ·mol -1
= -183 kJ·mol -1
分析结果与实验测得的该反应的反应热(-184.6 kJ/mol )很接近(一般用实验数据表示反应热)。化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因。
最后这段话位于教材P8
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(1)从反应物与生成物总能量相对大小分析焓变(宏观)
E 反应物
E 生成物 -
5.计算
计算公式:ΔH =
= H(生成物) - H(反应物)
放热反应
ΔH<0
吸热反应
ΔH>0
反应物
生成物
焓(H)
反应物
生成物
焓(H)
(2)从反应物与生成物总键能相对大小分析焓变(微观)
∆H=反应物的总键能(E吸) - 生成物的总键能(E放)=679-862=-183kJ/mol
吸收能量679 kJ
释放能量862 kJ
吸收
放出
H =−183 kJ/mol
[想一想]
两个方程式有什么不同?所表达的意义是怎样的?
2H2 +O2 2H2O
2H2(g) +O2(g) 2H2O (g) ΔH= - 483.6kJ/mol
101 kPa
25 ℃
二、热化学方程式
1、概念
表示参加反应的物质的量与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,也表明了化学反应中的能量变化
物质变化
能量变化
表示2mol气态H2与1mol气态O2完全反应,生成2mol气态H2O时,放出 483.6kJ的热量。
2H2(g) +O2(g) 2H2O (g) ΔH= - 483.6kJ/mol
2H2(g) +O2(g) 2H2O (g) ΔH= - 483.6 kJ/mol
101 kPa
25 ℃
2H2(g) +O2(g) 2H2O (l) ΔH= - 571.6 kJ/mol
101 kPa
25 ℃
物质状态不同,反应热不同
3、书写注意事项
(1)需注明反应时的温度和压强 教材P9
(2)需注明反应物和生成物的状态 教材P9
热化学方程式
1g液态水
1g气态水
焓(H)增大
熔化
蒸发
1g 冰
注意三种状态焓大小的比较,记笔记。
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2H2(g) +O2(g) 2H2O (g) ΔH= - 483.6kJ/mol
101 kPa
25 ℃
H2(g) +½O2(g) H2O (g) ΔH= - 241.8kJ/mol
101 kPa
25 ℃
计量数不同,反应热不同
(3)热化学方程式中各物质前的化学计量数可以是整数,也可以是分数。 ΔH必须与化学方程式一 一对应 教材P9
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N2 + 3H2 2NH3
ΔH= -92.2kJ/mol
ΔH= +92.2kJ/mol
(5)对可逆反应,正向和逆向的△H 大小相等,符号相反
(6)可逆反应中的△H 是指正反应完全进行时的反应热
1.根据下列依据事实,写出下列反应的热化学方程式:
①1molN2(g)与适量O2(g)起反应,生成NO(g),吸收68kJ热量:
②卫星发射时可用肼(N2H4)作燃料,1molN2H4(l)在O2(g)中燃烧,生成N2(g)和H2O(l),放出622kJ热量:
O2(g)+N2 (g)= 2NO (g) ΔH = +68 kJ/mol
N2H4(l)+O2 (g)= N2(g)+2H2O(l) ΔH = -622 kJ/mol
2.教材P13的1(1)题
【课堂练习】
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3.根据右下能量变化示意图,请写出NO2 和CO反应的热化学方程式
CO(g)+NO2 (g)= CO2(g)+NO (g) ΔH = -234 kJ/mol
4.已知在1×105Pa,298K条件下,2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量,下列热化学方程式正确是 ( )
A.H2O(g) = H2(g) + 1/2O2(g) ΔH=-242 kJ/mol
B.2H2(g) +O2(g) = 2 H2O(g) ΔH=-484 kJ/mol
C.H2(g) +1/2O2(g) = H2O(g) ΔH=+242 kJ/mol
D.2H2(g) +O2(g) = 2H2O(g) ΔH=+484 kJ/mol
B
5.沼气是一种能源,它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2(g)和液态水时,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)+2O2(g)= CO2(g)+2 H2O(l) ΔH = -890 kJ/mol
D.1/2CH4 (g)+O2(g)= 1/2CO2 (g)+H2O (l) ΔH = +445 kJ/mol
C
本节课到此结束
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