内容正文:
1.1.3 热化学方程式
不要打扰我上化学课
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?
【思考】下列两个方程的有什么区别?意义相同吗?
(2) H2 (g) + Cl2 (g) = 2HCl (g) ∆H= -184.6kJ/mol
(1) H2 + Cl2 == 2HCl
点燃
标注条件,未标注物质状态,
只表明物质变化
没有条件,标注物质状态且有ΔH数值,
既有物质变化又有能量变化
含义:H2与Cl2在点燃的条件下反应生成 HCl
含义:1 mol气态H2与1 mol气态Cl2反应生成2 mol气态HCl时,
放出184.6kJ 的热量。
热化学方程式
1. 定义
能表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式,叫做热化学方程式
2. 意义
热化学方程式不仅表示了物质变化,也表示了能量变化,还表示反应热与参加反应物质的量的关系
H2 (g) + Cl2 (g) = 2HCl (g) ∆H= -184.6kJ/mol
物质变化
能量变化
含义: 1 mol气态H2与1 mol气态Cl2反应生成2 mol气态HCl时,
放出184.6kJ 的热量。
热化学方程式
【思考】说出下列方程式的意义?能得出什么结论?
H2(g) + I2(g) 2HI(g) ∆H=−14.9 kJ/mol
100 oC
101kPa
H2(g) + I2(g) 2HI(g) ∆H=−9.48 kJ/mol
25 oC
101kPa
在25℃、101kPa条件下,1 mol气态H2与1mol气态I2反应生成1 mol气态HI时,放出9.48kJ的热量
在100℃、101kPa条件下,1 mol气态H2与1mol气态I2反应生成1 mol气态HI时,放出14.9kJ的热量
同一个反应,温度压强不同,∆H不同,书写时要注明温度、压强
热化学方程式
【思考】说出下列方程式的意义?能得出什么结论?
H2(g) + O2(g)==H2O(g) △H=-241.8kJ/mol
1
2
H2(g) + O2(g)==H2O(l) △H= -285.8kJ/mol
1
2
1 mol气态H2与0.5 mol气态O2反应生成1 mol气态H2O时,放出286kJ的热量
1 mol气态H2与0.5 mol气态O2反应生成1 mol液态H2O时,放出286kJ的热量
物质状态不同,能量不同,因此热化学方程式需注明物质的状态
方程式计量数表示物质的量,可以是分数
热化学方程式
3. 书写要点
(1) 写出配平的化学方程式
(2) 注明反应的温度和压强
【注意】25℃、101 kPa(即常温常压) ,可以不注明
不写反应条件,如:点燃、加热、高温、催化剂等
H2(g) + I2 (g) ===== 2HI(g) ΔH= -14.9 kJ/mol
200℃
101kPa
H2(g) + Cl2(g) === 2HCl(g) ΔH= -184.6 kJ/mol
温度和压强不同,ΔH也不同;多数ΔH数据一般是25℃、101 kPa的数据
热化学方程式
3. 书写要点
(3) 注明反应物和生成物的聚集状态
气体(g),液体(l),固体(s),溶液(aq)
【注意】不标↑、↓;
同素异形体要注明名称,如C(金刚石,s)==C(石墨,s)
物质状态不同, ΔH 不同
H2O(l)==H2O(g) △H=+44kJ/mol
等质量水的焓:H2O(s)< H2O(l)< H2O(g)
1g冰
1g液态水
1g水蒸气
焓(H)增大
熔化
蒸发
热化学方程式
3. 书写要点
(4) ΔH放方程式右边,用空格隔开,注明“+ 、-”、数值、单位:kJ·mol-1
- 184.6 kJ/mol
【注意】
化学计量数必须与ΔH相对应,化学计量数扩大或缩小,那么ΔH的数值也同时扩大或缩小相同的倍数
①化学计量数只表示其物质的量,可以是整数或分数
H2(g) + Cl2(g)==HCl(g) △H=-92.3kJ/mol
1
2
1
2
H2 (g) + Cl2 (g) = 2HCl (g) ∆H= -184.6kJ/mol
热化学方程式
3. 书写要点
(4) ΔH放方程式右边,用空格隔开,注明“+ 、-”、数值、单位:kJ·mol-1
【注意】
②对于一个化学反应可,正逆方向反应的ΔH数值相等,符号相反
2SO2(g) +O2(g) 2SO3(g) ΔH=﹣197 kJ/mol
2SO3(g) 2SO2(g) +O2(g) ΔH=﹢197 kJ/mol
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
热化学方程式
3. 书写要点
(4) ΔH放方程式右边,用空格隔开,注明“+ 、-”、数值、单位:kJ·mol-1
【注意】
③热化学方程式中ΔH 的单位“mol-1”是指 “每摩尔反应”
课本P10
【归纳总结】
(1)写出配平的化学方程式
化学计量数只表示其物质的量,可以是整数或分数。
注意:不标↑、↓;同素异形体要注明名称,如C(金刚石,s)==C(石墨,s)
(2)注明物质的状态
(3)注明反应的温度和压强,可不写反应条件
注意:①化学计量数必须与ΔH相对应,化学计量数扩大或缩小,
那么ΔH的数值也同时扩大或缩小相同的倍数。
②对于可逆反应,正逆反应的ΔH数值相等,符号相反。
(4)ΔH放方程式右边,注明“+ 、-”、数值、单位:kJ·mol-1
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
状态
△H正负号及单位
意义
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
不要求注明
无
表明了化学反应中的物质变化
必须在化学式后注明
必须注明
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
例1 已知中的化学键断裂时需要吸收的能量, 中的化学
键断裂时需要吸收的能量,中的化学键形成时释放 的能量,
与反应生成 的热化学方程式为( )。
D
A.
B.
C.
D.
课堂练习
【导学】P10
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13
例2 根据所给信息,书写对应的热化学方程式。
(1) (标准状况)在足量中燃烧生成气体,放出 的热量,写
出该反应的热化学方程式:_____________________________________________。
(2) 已知气体与足量经催化生成气体和水蒸气时放出 的热
量,写出该反应的热化学方程式:____________________________________________
______________。
【导学】P10
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课堂练习
【补充练习】
(1)写出HCl与NaOH溶液发生中和反应生成1mol水的热化学方程式:
_____________________________________
HCl(aq) + NaOH(aq) = NaCl(aq) + H2O(l) △H = -57.3kJ/mol
H+(aq) +OH-(aq) = H2O(l) △H = -57.3kJ/mol
(2)写出H2SO4与NaOH溶液发生中和反应生成1mol水的热化学方程式:
_____________________________________________________
H2SO4(aq) + NaOH(aq) = Na2SO4(aq) + H2O(l) △H = -57.3kJ/mol
1
2
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热化学方程式
4. 根据热化学方程式比较反应热的大小
ΔH有正负之分,比较时要考虑“+” “-”
如果比较“放出热量”或“吸收热量”,则只比较数值大小
类型(1):同一反应中,生成物状态不同
2H2 (g)+O2 (g)=2H2O(l) △H1 = -Q1
2H2 (g)+O2 (g)=2H2O(g) △H2 = -Q2
物质从“固→液→气”,需要吸热
同种物质的焓:s< l< g
比较:Q1 _____Q2 △H1 _____△H2
在生成物中,可认为气态物质储存一部分能量未释放
故:同种产物,生成气态形式放热最少
<
>
热化学方程式
4. 根据热化学方程式比较反应热的大小
ΔH有正负之分,比较时要考虑“+” “-”
如果比较“放出热量”或“吸收热量”,则只比较数值大小
类型(2):同一反应中,反应物状态不同
S(s) + O2 (g) = SO2 (g) △H1 = -Q1
S(g) + O2 (g) = SO2 (g) △H2 = -Q2
比较:Q1 _____Q2 △H1 _____△H2
物质从“固→液→气”,需要吸热
同种物质的焓:s< l< g
在反应物中,可认为气态物质有更多的能量可以释放
故:同种反应物,气态形式放热最多
<
>
热化学方程式
4. 根据热化学方程式比较反应热的大小
ΔH有正负之分,比较时要考虑“+” “-”
如果比较“放出热量”或“吸收热量”,则只比较数值大小
类型(3):同一反应物,完全反应与不完全反应
C(s)+O2 (g)=CO2 (g) △H2 = -Q2
未完全反应的物质,认为生成物“储存”了一部分能量未释放
比较:Q1 _____Q2 △H1 _____△H2
<
>
因此,未完全反应放出的热量更少
C(s) + O2 (g) = CO (g) △H1 = -Q1
1
2
热化学方程式
4. 根据热化学方程式比较反应热的大小
ΔH有正负之分,比较时要考虑“+” “-”
如果比较“放出热量”或“吸收热量”,则只比较数值大小
类型(4):同一反应,反应物用量不同
H2(g)+Cl2 (g)=2HCl(g) △H2 = -Q2
H2(g) + Cl2(g)==HCl(g) △H1= -Q1
1
2
1
2
焓变与化学计量数成正比,
系数增倍,焓变也跟着增倍
即:反应物用量越多,放热越多
比较:Q1 _____Q2 △H1 _____△H2
<
>
热化学方程式
4. 根据热化学方程式比较反应热的大小
类型(5):可逆反应
可逆反应的反应热指的是完全反应的热量变化,但实际反应中,反应不能进行完全
例 已知2SO2 (g)+O2 (g) ⇌2SO3 (g) △H= -Q kJ/mol (Q>0) ,
将2mol SO2和1molO2置于一密闭容器中充分反应后放出Q1kJ热量,
则Q1 ____ Q的热量。
判断 500℃、30MPa下,将0.5mol N2和1.5molH2置于密闭的容器中
充分反应生成NH3(g),放热19.3kJ,其热化学方程式为:
N2 (g)+3H2 (g) ⇌2NH3 (g) △H= -38.6kJ/mol ( )
<
×
热化学方程式
4. 根据热化学方程式比较反应热的大小
规律:同种产物,生成气态形式放热最少
ΔH有正负之分,比较时要考虑“+” “-”
如果比较“放出热量”或“吸收热量”,则只比较数值大小
吸热反应:吸收能量Q越多,则△H (正值) 越大
放热反应:放出能量Q越多,则△H(负值) 越小
同种反应物,气态形式放热最多
未完全反应放出的热量更少
反应物用量越多,放热越多
课堂练习
4. 有人说,下列两个反应的△H相同,这种说法是否正确?为什么?
【课本】P13
2CO (g) + O2 (g) == 2CO2 (g)
1
2
CO (g) + O2 (g) == CO2 (g)
不正确,因为△H的单位中“mol-1”表示的是“每摩尔反应”
第一个反应△H表示“2molCO (g)与1molO2 (g)反应生成2molCO2 (g)”放出的热量
第二个反应△H反应表示“1molCO (g)与0.51molO2 (g)反应生成1molCO2 (g)”放出的热量
第一个反应放出的热量更多 ,△H更小
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1) 。( )
×
(2) 。( )
×
(5) 若 ,
,则反应热的关系: 。( )
×
课堂练习
【导学】P9
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23
1.已知: 。下列说法错误的是( )。
B
A.与反应生成液态放出的热量大于
B.在相同条件下,与的能量总和小于 的能量
C.该反应的逆反应是吸热反应
D.该反应过程的能量变化可用下图来表示
课堂练习
【导学】P12
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24
课堂练习
① 2 H2 S(g) +3O2(g)= 2SO2(g)+2H2O(l) △H1=- Q1 kJ/mol
② 2 H2 S(g) + O2(g) = 2S(s) + 2H2O (l) △H2= -Q2 kJ/mol
③ 2 H2 S(g) + O2(g) = 2S(s) + 2H2O (g) △H3= -Q3 kJ/mol
下列正确的是:( )
A. Q1>Q2>Q3 B. Q3>Q2>Q1 C. Q3>Q1>Q2 D. Q2>Q1>Q3
1. 比较下列Q值大小
A
③ H2 (g) + O2(g) = H2O(l); △H3= c kJ/mol
课堂练习
① H2 (g) + O2(g) = H2O(g); △H1= a kJ/mol
② 2H2 (g) + O2(g) = 2H2O(g); △H2= b kJ/mol
④ 2H2 (g) + O2(g) = 2H2O(l);△H4= d kJ/mol
下列正确的是:( )
2.比较下列大小
A. a<c<0 B. b>d>0
C. 2a=b<0 D. 2c=d>0
C
课堂练习
3.在同温同压下,下列各组热化学方程式中Q1>Q2的是 ( )
A、 1/2H2 (g)+1/2Cl2 (g) = HCl(g) △H = -Q1
H2(g)+Cl2 (g)=2HCl(g) △H = -Q2
B、 C(s)+1/2O2 (g) = CO (g) △H = -Q1
C(s)+O2 (g)=CO2 (g) △H = -Q2
C、 2H2 (g)+O2 (g)=2H2O(l) △H = -Q1
2H2 (g)+O2 (g)=2H2O(g) △H = -Q2
D、 S(s)+O2 (g)=SO2 (g) △H = -Q1
S(g)+O2 (g)=SO2 (g) △H = -Q2
C
课堂练习
4. 已知N2(g)+3H2(g) ⇌ 2NH3(g) ΔH=−92.4 kJ/mol,
在一定条件下向密闭容器中充入0.5mol N2(g)和1.5mol H2(g)充分反应,放出23.1 kJ的热量,则N2的转化率为_______。
50%
课堂练习
5. 沼气的主要成分是甲烷,0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和液态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
课堂练习
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
书面作业【课本】P13
Cu(s)+1/2O2(g)=CuO(s) △H=-157.3kJ/mol
C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) △H=-1411.0kJ/mol
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H=+131.5kJ/mol
课堂练习
2. 已知:
(1)1molN2(g)中的化学键断裂时需要吸收946kJ的能量
(2)1molO2(g)中的化学键断裂时需要吸收498kJ的能量
(3)1molNO(g)中的化学键形成时需要吸收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
ΔH=E(反应物的总键能)-E(生成物的总键能)
= 946 + 498 - 632×2 = +180kJ/mol
=E(N≡N) + E(O=O) - 2E(N-O)
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180kJ/mol
书面作业【课本】P13
$