内容正文:
第一章 化学反应的热效应
第一节 反应热
第3课时
人教版化学选择性必修1《化学反应原理》
热化学反应方程式
高中化学
新课导入
化学反应都有反应热,如何表示一个具体化学反应的反应热呢?
天然气(CH4)
汽油(C5~C12烷烃类)
火箭推进剂
生石灰、铝粉
化学反应所释放的能量是现代能量的主要来源之一
请思考:下列两个化学方程式有何不同?
(2) H2(g) + Cl2 (g) ==2HCl(g)
ΔH =
-184.6 kJ/mol
(1) H2 + Cl2 == 2HCl
物质变化
能量变化
物质变化
把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。
二、热化学方程式
1、定义:表明反应所释放和吸收的热量的化学方程式。
2、意义:表明了化学反应中的物质变化和能量变化。
物质变化
能量变化
H2(g) + I2(g) ==== 2HI(g) ∆H=−14.9 kJ/mol
例如:
表示:1mol气态氢气与1mol气态碘蒸气完全反应生成2mol气态碘化氢,
放出14.9kJ的热量。
二、热化学方程式
为什么热化学方程式要强调状态?物质能量与状态有关,状态不同,反应焓不同。
(1)2H2(g) + O₂(g) === 2H2O(g) ∆H=−483.6 kJ/mol
(2)2NH3(g) === N2(g) + 3H2(g) ΔH = + 92.4kJ/mol
描述下列热化学方程式的含义:
意义: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。
意义:表示2mol气态NH3完全反应,生成1mol气态N2和3mol气体H2时,
吸收 92.4kJ的热量。
二、热化学方程式
观察下列热化学方程式,思考由几部分组成?
物质与状态
化学计量数
条件
焓变
H2(g) + O2(g) ====== H2O(g) ∆H=−241.8 kJ/mol
200℃
101kPa
二、热化学方程式
3.热化学方程式的书写步骤
写
写出配平的化学方程式
标
用 s、g、l 标出各物质的状态
注
在ΔH后注明正负号、数值及单位(kJ/mol)
2H2+O2=2H2O
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1=-483.6 kJ/mol
二、热化学方程式
小结:一方程、二状态、三焓变(正负号、数值、单位)
怎样书写热化学方程式?
标温度压强
H2(g) + I2(g) 2HI(g) ∆H=−9.48 kJ/mol
H2(g) + I2(g) 2HI(g) ∆H=−14.9 kJ/mol
100 oC
101 kPa
25 oC
101 kPa
H2(g) + I2(g) === 2HI(g) ∆H=−9.48 kJ/mol
二、热化学方程式
4.书写热化学方程式注意事项
(1)、标明温度和压强;“25 ℃和101 kPa ” 可不注明,不标默认
温度、压强
体系内能
影响
反应时的温度和压强不同,焓变也不同
二、热化学方程式
注意:不用写“点燃”、“加热”、“↑”和“↓”等。
H2(g)+ O2(g) = H2O(g) ΔH=-241.8kJ/mol
1
2
H2(g)+ O2(g) = H2O(l) ΔH=-285.8kJ/mol
1
2
H2O(g) = H2O(l) △H=-44kJ/mol
H2O(l) = H2O(g) △H=+44kJ/mol
4.书写热化学方程式注意事项
(2)标明物质的聚焦状态:
气态(g)、固态(s)、液态(l)、溶液(aq)
同一种物质的焓:H2O(s)<H2O(l)< H2O(g)
标状态
水的聚集状态变化时的焓变示意图
熔化
蒸发
焓(H)增大
反应物和生成物的聚集状态。物质的聚集状态不同,所含内能不同,焓也不同。等质量水的焓:固态小于液态小于气态。
二、热化学方程式
4.书写热化学方程式注意事项
2H2(g) + O2(g) = 2H2O (g) ∆H1 = −483.6 kJ/mol
4H2(g) + 2O2(g) = 4H2O (g) ∆H2 =
−967.2 kJ/mol
热化学方程式中ΔH 的单位“mol-1”是指 “每摩尔反应体系”
H2(g) + O2(g) H2O(g) ∆H1=−241.8 kJ/mol
1
2
(3).化学计量数仅表示物质的量, 与∆H成比例
看系数
化学计量数不表示分子数,仅表示物质的量(可以是整数或分数)
ΔH 的数值必须与方程式的化学计量数对应。
为什么∆H必须与化学方程式一一对应?
阅读教材P10
二、热化学方程式
二、热化学方程式
4.书写热化学方程式注意事项
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-93KJ/mol
高温 高压
催化剂
(5)热化学方程式∆H指理论上完全反应的热量,
可逆反应的反应热时要注意其不能进行到底
(4)反应逆向进行时,其反应热数值不变,符号相反。
2SO2(g) +O2(g) 2SO3(g) ∆H= − 197kJ/mol
2SO3(g) 2SO2(g) +O2(g) ∆H= +197kJ/mol
ΔH 有正负、单位
但实际上 2mol二氧化硫气体与1mol氧气因反应不能完全转化成SO3(g),故放出的的热量总小于197kJ。
【注意】热化学方程式中的热效应都是指完全反应时的热效应。
二、热化学方程式
4.书写热化学方程式注意事项
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-93KJ/mol
高温 高压
催化剂
(5)热化学方程式∆H指理论上完全反应的热量,
可逆反应的反应热时要注意其不能进行到底
(4)反应逆向进行时,其反应热数值不变,符号相反。
2SO2(g) +O2(g) 2SO3(g) ∆H= − 197kJ/mol
2SO3(g) 2SO2(g) +O2(g) ∆H= +197kJ/mol
【注意】可逆反应的反应热指的是2mol二氧化硫气体与1mol氧气反应生成2mol三氧化硫气体放出197kJ的热量。若反应物只有2mol二氧化硫气体与1mol氧气因反应不能完全转化成SO3(g),故放出的的热量总小于197kJ。
ΔH 有正负、单位
[特别提醒]
(1)ΔH有正负之分,比较ΔH时要连同“+”、“-”号包含在内,类似于数学上正负数大小的比较。
(2)若只比较放出热量的多少,则只比较数值大小,
不考虑正负号。例:
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH1=-Q1
2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH2=-Q2
则ΔH1<ΔH2,Q1>Q2。
二、热化学方程式
二、热化学方程式
一写方程式
二标状态
四标△H
三标条件
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
标明反应的温度和压强(101kPa、25℃时可不标注)
在方程式后写出△H,并根据信息注明△H的“+”或“-”
根据化学计量数计算写出△H的值,并注明单位(kJ/mol)
4.热化学方程式书写
(1) 已知 1mol C(石墨,s) 与适量 H2O(g) 反应生成 CO(g) 和 H2(g) ,
吸收131.3 kJ热量,请写出该反应的热化学方程式:
ΔH = +131.3 kJ/mol
(2) 11.2 L(标准状况) H2 在足量 Cl2 中燃烧生成 HCl(g),放出 91.5 kJ 热量,
其热化学方程式为:
(3) 1mol C2H2(g) 在 O2 中完全燃烧生成 CO2和H2O(l),放出热量 1299.6 kJ,
其热化学方程式:
化学式不易区分的同素异形体还应标出名称,如石墨与金刚石,红磷与白磷。
1、在同温、同压下,比较下列反应放出热量Q2、Q1 和ΔH1 、 ΔH2的大小
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)
ΔH1 = -Q1
ΔH2 = -Q2
Q2>Q1
ΔH2 < ΔH1
S(g)+O2(g)=SO2(g) Q1
S(S)+O2(g)=SO2(g) Q2
Q2<Q1
C(S)+1/2O2(g)=CO(g) Q1
C(S)+O2(g)=CO2(g) Q2
H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) Q1
1/2H2(g)+1/2Cl2(g)= HCl(g) Q2
Q2<Q1
Q2>Q1
2、已知
(1)H2( g )+1/2O2 ( g ) = H2O ( g ) ΔH1 = a kJ/mol
(2)2H2( g )+O2 ( g ) =2H2O ( g ) ΔH2 = b kJ/mol
(3) H2( g )+1/2O2 ( g ) = H2O ( l ) ΔH3 = c kJ/mol
(4) 2H2( g )+O2 ( g ) =2H2O ( l ) ΔH4 = d kJ/mol
则a、b、c、d的关系正确的是 。
A、a<c<0 B、b>d>0 C、2a=b< 0 D、2c=d>0
C
1、下列说法正确的是( )
A.反应热是1mol物质参加反应时的能量变化
B.当反应放热时△H>0,反应吸热时△H<0
C.任何条件下,化学反应的焓变都等于化学反应的反应热
D.在一定条件下,某一化学反应是吸热反应还是放热反应,由生成物与反应物的焓值差决定
随堂小练
D
19
4、已知:H2(g)+F2(g)=2HF(g) △H=-270kJ·mol-1,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
20
请根据上述例子写出以下反应的热化学方程式。
(1)在25 0C和101 kPa下,1 mol气态H2与0.5mol气态O2反应生成1 mol
气态H2时,放出241.8 kJ的热量。
(2)在25 0C和101 kPa下, 1mol气态H2与0.5mol气态O2反应生成1mol
液态H2O时,放出285.8 kJ的热量。
(3)在25 0C和101 kPa下, 2mol气态H2与1mol气态O2反应生成2mol
液态H2O时,放出的热量是多少?
2H2(g) +O2(g) =2H2O(l) ∆H3=−571.6kJ/mol
H2(g) + O2(g) = H2O(l) ∆H2=−285.8 kJ/mol
H2(g) + O2(g) = H2O(g) ∆H1=−241.8 kJ/mol
END
H2(g)+Cl2(g)2HCl(g) ΔH=-183 kJ/mol
C2H2(g)+O2(g)2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-1 299.6 kJ/mol
C(石墨,s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)
$