化学反应的焓变、热化学方程式-鲁科版高中化学选修4讲义练习
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第1课时化学反应的反应热化学反应的焓变A组1.“摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。
吸食时将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动即会制冷。
该化学物质是( )A.氯化钠B.固体硝酸铵C.生石灰D.蔗糖解析:化学物质和水混合后摇动即会制冷,说明该物质溶解时吸热。
B项中的物质溶解吸热,符合题目要求。
答案:B2.在下列反应中,反应物的总能量低于生成物的总能量的是( )A.2H2+O22H2OB.CaCO3CaO+CO2↑C.CaO+CO2CaCO3D.C2H5OH+3O22CO2+3H2O解析:吸热反应反应物的总能量低于生成物的总能量。
A、C、D项是放热反应,B项是吸热反应。
答案:B3.下列说法中,正确的是( )A.在化学反应过程中,发生物质变化的同时不一定发生能量变化B.破坏反应产物全部化学键所需要的能量大于破坏反应物全部化学键所需要的能量时,反应为吸热反应C.反应产物的总能量大于反应物的总能量时,反应吸热,ΔH>0D.ΔH的大小与反应物物质的量的多少无关解析:化学反应过程中,在发生物质变化的同时,还伴随有能量变化;因为形成化学键放出能量,破坏化学键吸收能量,故破坏反应产物全部化学键所需的能量大于破坏反应物全部化学键所需要的能量时,反应放出热量;ΔH的大小与化学反应中物质的状态、反应所处的状态及物质的量的多少等有关,D项错误。
答案:C4.9月8日上午11时22分,由国防科技大学自主设计与研制的“天拓二号”视频微卫星在我国太原卫星发射中心用长征四号乙遥二十八运载火箭以“一箭双星”方式,与我国“遥感卫星二十一号”一同发射升空,准确进入预定轨道。
卫星发射中涉及许多的化学反应与能量变化。
下列说法不正确的是( )A.反应热既包括放热反应放出的热量,又包括吸热反应吸收的热量B.化学反应可分为吸热反应和放热反应C.化学反应中能量变化多少与反应物的量有关D.化学反应中的能量变化都是以热能形式表现出来的解析:化学反应中能量的变化主要是化学能与热能之间的转化,但化学能也可以转化为光能、电能等。
第2课时热化学方程式反应焓变的计算课后诊断练习1.已知:2Zn(s)+O2(g)===2ZnO(s)ΔH=-701.0 kJ·mol-1 2Hg(l)+O2(g)===2HgO(s) ΔH=-181.6 kJ·mol-1则反应Zn(s)+HgO(s)===ZnO(s)+Hg(l)的ΔH为( )A.519.4 kJ·mol-1B.259.7 kJ·mol-1C.-259.7 kJ·mol-1D.-519.4 kJ·mol-1C[给两个反应标号①2Zn(s)+O2(g)===2ZnO(s)ΔH=-701.0 kJ·mol-1②2Hg(l)+O2(g)===2HgO(s)ΔH=-181.6 k J·mol-1则所求反应可表示为(①-②)×1/2;则其ΔH=[(-701.0 kJ·mol-1)-(-181.6 kJ·mol-1)]×1/2=-259.7 kJ·mol-1。
] 2.已知H2(g)+Br2(l)===2HBr(g) ΔH=-72 kJ·mol-1,蒸发1 mol Br2(l)需要吸收能量30 kJ,其他相关数据如表所示:A.404 B.260C.230 D.200D[由题意知:H2(g)+Br2(l)===2HBr(g) ΔH=-72 kJ·mol-1①,Br2(l)===Br2(g) ΔH=+30 kJ·mol-1②,根据盖斯定律,由①-②可得H2(g)+Br2(g)===2HBr(g) ΔH=-102 kJ·mol-1,故-102 kJ·mol-1=436 kJ·mol-1+a kJ·mol-1-2×369 kJ·mol-1,则a=200。
]3.已知:①Fe(s)+12O2(g)===FeO(s)ΔH1=-272 kJ·mol-1,②2Al(s)+32O2(g)===Al2O3(s) ΔH2=-1 675 kJ·mol-1,则2Al(s)+3FeO(s)===Al2O3(s)+3Fe(s)的ΔH 为( )A.859 kJ·mol-1B.-859 kJ·mol-1C.-1 403 kJ·mol-1D.-2 491 kJ·mol-1B[根据盖斯定律,ΔH=ΔH2-3ΔH1=-1 675 kJ·mol-1+3×272 kJ·mol-1=-859 kJ·mol-1,B项正确。
第3课时反应焓变的计算[经典基础题]1.强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,向1 L0.5 mol·L-1的NaOH溶液中加入下列物质:①稀醋酸;②浓硫酸;③稀硝酸,恰好完全反应的热效应ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系正确的是( ) A.ΔH1>ΔH2>ΔH3B.ΔH1<ΔH3<ΔH2C.ΔH1=ΔH3>ΔH2D.ΔH1>ΔH3>ΔH2答案 D解析稀醋酸是弱酸,存在电离吸收热量过程,其ΔH1>-57.3kJ·mol-1;浓H2SO4稀释过程放热,其ΔH2<-57.3kJ·mol-1;稀硝酸与NaOH反应ΔH3=-57.3kJ·mol-1,故ΔH1>ΔH3>ΔH2。
2.已知:①1 mol H2分子中化学键断裂时需要吸收436 kJ的能量;②1 mol Cl2分子中化学键断裂时需要吸收243 kJ的能量;③由H原子和Cl原子形成1 mol HCl分子时释放431 kJ的能量。
下列叙述正确的是( ) A.氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)B.氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体,反应的ΔH=183 kJ·mol-1C.氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体,反应的ΔH=-183 kJ·mol-1D.氢气和氯气反应生成1 mol氯化氢气体,反应的ΔH=-183 kJ·mol-1答案 C解析氢气和氯气生成氯化氢的反应热等于氢气键能加氯气键能减去氯化氢键能的2倍即ΔH=436 kJ·mol-1+243 kJ·mol-1-2×431 kJ·mol-1=-183 kJ·mol-1,故氢气和氯气反应生成氯化氢的热化学方程式:H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-183 kJ·mol-1。
第2课时反应条件对化学平衡的影响A组1.对平衡CO2(g)CO2(aq) ΔH=-19.75 kJ·mol-1,为增大二氧化碳气体在水中的溶解度,应采用的方法是( )A.升高温度、增大压强B.降低温度、减小压强C.升高温度、减小压强D.降低温度、增大压强解析:气体在水中的溶解度随着温度的升高而降低,所以要使CO2在水中的溶解度增大,可以降低温度,同时还可增大压强。
答案:D2.下列不同条件下的化学反应:A(aq)+B(aq)C(aq)+D(aq),反应速率由大到小的顺序正确的是( )①常温下20 mL溶液含A和B各0.001 mol②常温下100 mL溶液含A和B各0.01 mol③常温下0.05 mol·L-1 A、B溶液各10 mL混合后,再加水20 mL④常温下将100 mL含A 0.001 mol和20 mL含B 0.001 mol混合溶液混合A.①②③④B.②③④①C.②①③④D.②④①③解析:A、B的浓度越大,反应速率越大。
答案:C3.COCl2(g)CO(g)+Cl2(g) ΔH>0,当反应达到平衡时,下列措施能提高COCl2转化率的是( )①升高温度②恒容通入惰性气体③增加CO浓度④减小压强⑤加催化剂⑥恒压通入惰性气体A.①②④B.①④⑥C.②③⑤D.③⑤⑥解析:能提高反应物转化率的方法是在不改变反应物起始量的条件下使化学平衡正向移动,①升高温度向吸热方向即正向移动,②恒容通入惰性气体,各组分浓度不变,平衡不移动,③增加CO浓度使平衡逆向移动,④减小压强使平衡正向移动,⑤催化剂不影响平衡,⑥恒压通入惰性气体,参与反应的各组分分压减小,平衡正向移动,故①④⑥符合题意。
答案:B4.碘钨灯比白炽灯使用寿命长。
灯管内封存的少量碘与使用过程中沉积在管壁上的钨可以发生反应:W(s)+I2(g)WI2(g)ΔH<0(温度T1<T2)。
下列说法正确的是( )A.灯管工作时,扩散到灯丝附近低温区的WI2(g)会分解出W,W重新沉积到灯丝上B.灯丝附近温度越高,WI2(g)的转化率越低C.该反应的平衡常数表达式是K=[W][I2][WI2]D.利用该反应原理可以提纯钨解析:该反应的正反应为放热反应,温度升高,化学平衡逆向移动,所以灯。
高中化学必修4 ——化学反应原理(概念全集)第一章化学反应与能量第一节化学反应与能量的变化1. 反应热: 化学反应过程中所释放或吸收的能量,都可以用热量来表述,叫反应热。
反应热产生的原因:生成物分子形成时所释放的总能量与反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量的差即为该反应的反应热。
【新增】1.焓:1 mol用于表示物质所具有的能量的这一固有性质的物理量,叫做焓(H)。
2. 焓变(△H):一个化学反应的生成物与反应物的焓值差,即:△H=H(生成物)-H(反应物)3. 反应热与焓变的关系:在恒压条件下进行的化学反应,若反应中物质的能量变化全部转化为热能,则反应前后物质的焓变就等于该反应的反应热。
[说明:①焓(H)是与物质的内能有关的物理量。
②△H的单位是kJ/mol或k J·mol1-。
【注意:△H的单位中mol1-的含义。
反应焓变单位中的“mol1-”表明参加反应的各物质的物质的量与化学方程式中各物质的化学计量数相同,它是指每摩尔某一反应,而不是指某一物质的微粒等。
】③任何化学反应都有反应热。
④许多化学反应的反应热可以通过实验直接测得。
]4. 放热反应: 化学反应过程中生成物释放的总能量大于反应物吸收的总能量的反应。
5.吸热反应: 化学反应过程中生成物释放的总能量小于反应物吸收的总能量的反应。
6. △H的符号与意义:由于反应后放出的热量使反应体系的能量降低(使环境的能量升高),故放热反应的△H为“—”,△H<0;而吸热反应使反应体系的能量升高(使环境的能量降低),故吸热反应的△H为“ + ”△H>0。
见下图1-17. 热化学方程式:能表示参加反应物质的量和反应热之间的关系的化学方程式。
8. 热化学方程式表示意义:既表明了化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中的焓变。
⑴要在化学方程式的右边标出焓变(△H),放热反应,△H为“—”,吸热反应,△H为“ + ”,△H的单位是:k J·mol1-或J·mol1-。
第3课时反应焓变的计算[目标要求] 1.了解盖斯定律及其意义。
2.能运用盖斯定律进行有关反应热的计算。
盖斯定律1.内容化学反应的焓变只与反应的始态和终态有关,与反应的途径无关。
一个化学反应无论是一步完成还是分几步完成,其反应焓变都是一样的。
如图所示:ΔH=ΔH1+ΔH2或ΔHΔH3+ΔH4+ΔH5。
2.对于无法或较难通过实验测得反应焓变的反应,可应用盖斯定律计算求得。
3.应用若一个化学方程式可由几个化学方程式相加减而得到,则该化学反应的焓变即为这几个化学反应焓变的代数和。
知识点一盖斯定律的应用1.已知:H2O(g)===H2O(l)ΔH=Q1 kJ·mol-1C2H5OH(g)===C2H5OH(l)ΔH=Q2 kJ·mol-1C2H5OH(g)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=Q3 kJ·mol-1若使46 g酒精液体完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为()A.(Q1+Q2+Q3) kJ B.0.5(Q1+Q2+Q3) kJC.(0.5Q1-1.5Q2+0.5Q3) kJ D.-(3Q1-Q2+Q3) kJ答案 D解析由盖斯定律和题意可得,乙醇燃烧的热化学方程式:C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=(3Q1-Q2+Q3) kJ·mol-1,故放出的热量为-(3Q1-Q2+Q3) kJ。
2.同素异形体相互转化的反应热相当小而且转化速率较慢,有时还很不完全,测定反应热很困难。
现在可根据盖斯提出的“不管化学过程是一步完成或分几步完成,这个总过程的热效应是相同的”观点来计算反应热。
已知:P4(白磷,s)+5O2(g)===P4O10(s) ΔH1=-2 983.2 kJ·mol-1①P(红磷,s)+54O2(g)===14P4O10(s) ΔH2=-738.5 kJ·mol-1②则白磷转化为红磷的热化学方程式为____________________________。
第2课时热化学方程式、反应焓变的计算 [课标要求]1.能正确书写热化学方程式并利用热化学方程式进行简单计算。
2.知道盖斯定律的内容,能运用盖斯定律计算化学反应的反应热。
1.热化学方程式前面的系数不代表分子个数,代表物质的量。
2.同一反应的热化学方程式系数不同,ΔH 不同。
3.书写热化学方程式应注明物质的聚集状态、反应温度和ΔH 的 正、负值、单位等。
4.焓变与反应途径无关,只与反应的始态和终态有关。
焓变的运 算是包括符号在内的代数运算。
热化学方程式1.概念把一个化学反应中物质的变化和反应的焓变同时表示出来的式子。
2.意义。
物质变化(1)表示化学反应中的。
焓变(2)表示化学反应中的和101℃_25,表示在-1=-285.8kJ·mol H Δ O(l)2=H ==(g)2O 12(g)+2例如:H 285.8放出O(l)时2H mol _1(g)完全反应生成2mol O 12(g)与2Hmol _1kPa 下,。
分子数,不能代表物质的量前边的系数,只代表2J 的热量。
其中O k3.书写原则分数,可以用整数也可以用分子个数,不表示物质的量(1)热化学方程式的系数只表示。
单位和”+、-“的H 、Δ聚集状态(2)必须注明物质的 对应。
化学计量数的数值必须与H (3)对于相同反应,Δ4.实例8 g甲烷完全燃烧生成液态水时放出445kJ的热量,该反应的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890kJ·mol-1。
1.1 g氢气在氧气中燃烧生成液态水,放出142.9kJ的热量,表示该反应的热化学方程式是( )A.H2(g)+12O2(g)===H2O(l)ΔH=-285.8 kJ·mol-1B.H2(g)+12O2(g)===H2O(g)ΔH=-285.8 kJ·mol-1 C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-285.8 kJD.H2+12O2===H2O ΔH=-285.8 kJ·mol-1解析:选A由1 g氢气燃烧生成液态水放出142.9 kJ的热量可知,1 mol H2燃烧生成液态水放出285.8 kJ的热量,则ΔH=-285.8 kJ·mol-1。
第3课时 反应焓变的计算1.已知下列反应的热化学方程式:6C(s)+5H 2(g)+3N 2(g)+9O 2(g)===2C 3H 5(ONO 2)3(l) ΔH 1 2H 2(g)+O 2(g)=== 2H 2O(g) ΔH 2C(s)+O 2(g)===CO 2(g) ΔH 3则反应4C 3H 5(ONO 2)3(l)===12CO 2(g)+10H 2O(g)+O 2(g)+N 2(g)的ΔH 为( )A .12ΔH 3+5ΔH 2-2ΔH 1B .2ΔH 1-5ΔH 2-12ΔH 3C .12ΔH 3-5ΔH 2-2ΔH 1D .ΔH 1-5ΔH 2-12ΔH 3 答案 A解析 盖斯定律常规考查。
三个热化学方程式分别编号为①、②、③,③×12+②×5-①×2即可得到ΔH =12ΔH 3+5ΔH 2-2ΔH 1。
2.SF 6是一种优良的绝缘气体,分子结构中只存在S -F 键。
已知:1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ ,断裂1 mol F -F 、S -F 键需吸收的能量分别为160 kJ 、330 kJ 。
则S(s)+3F 2(g)=== SF 6(g)的反应热ΔH 为( )A .-1780 kJ·mol -1B .-1220 kJ·mol -1C .-450 kJ·mol -1D .+430 kJ·mol -1 答案 B解析 1 mol S(s)和3 mol F 2(g)形成S 原子和F 原子共需要吸收能量是280 kJ +3×160 kJ =760 kJ 。
而生成1 mol SF 6(g)时需形成6 mol S -F 键,共放出6×330 kJ=1980 kJ ,该反应的反应热ΔH =-1 220 kJ·mol -1,选项B 正确。
3.甲醇(CH 3OH)是重要的能源物质,研究甲醇具有重要的意义。
第一章化学反应与能量转化第一节化学反应的热效应同步试题【同步试题】1、下列说法正确的是()A、需要加热才能发生的反应一定是吸热反应B、任何放热反应在常温条件下一定能发生反应C、反应物和生成物所具有的总能量决定了放热还是吸热D、吸热反应只能在加热的条件下才能进行2、在相同温度和压强下,将32g硫分别在纯氧中和空气中完全燃烧,令前者热效应为△H1,后者热效应为△H2,则关于△H1和△H2的相对大小正确的是()A、△H1=△H2B、△H1>△H2C、△H1<△H2D、无法判断3、根据热化学方程式:S(l)+O2(g) SO2(g); △H=-293.23kJ/mol分析下列说法中正确的是()A、S(s)+O2(g) SO2(g),反应放出的热量大于293.23kJ/molB、S(g)+O2(g) SO2(g),反应放出的热量小于293.23kJ/molC、1mol SO2的键能的总和小于1mol硫和1mol氧气的键能之和D、1mol SO2的键能的总和大于1mol硫和1mol氧气的键能之和4、已知下列三个热化学方程式①C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g);△H=+131.5kJ/mol②1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g);△H=-92. 3kJ/mol③H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g);△H=-241.8kJ/mol则以上三个反应的反应热大小关系正确的是()A、①>②>③B、③>②>①C、③>①>②D、①>③>②5、有如下三个反应方程式()H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g);△H=akJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l);△H=bkJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=ckJ/mol关于它们的下列叙述正确的是A、它们都是吸热反应B、a、b、c均为正值C、a=b D. 2b=c6、在100g炭不完全燃烧所得气体中CO和CO2的体积比为1:2.已知:C(s)+1/2O2(g)=CO(g);△H1=-110.35kJ/molCO(g)+1/2O2=CO2(g);△H2=-282.57kJ/mol则与100g炭完全燃烧相比,损失的热量是。
高中化学第一章第一节化学反应热效应(第1课时)导学案鲁科版选修4-4对反应热效应的定量表示一、知识连接1、反应热的概念:符号:单位:注意:2 .焓变的概念:符号:单位:注意:3.热化学方程式(1)表示意义:(2)书写注意事项:二 典型例题及练习1.(A 级) 下列选项中说明乙醇作为燃料的优点的是 ( )①燃烧时发生氧化反应 ②充分燃烧的产物不污染环境 ③乙醇是一种再生能源 ④燃烧时放出大量热量A.①②③B.①②④C.①③④D.②③④2.(B 级) 航天飞机用铝粉与高氯酸铵(NH 4ClO 4)的混合物为固体燃料,点燃时铝粉氧化放热引发高氯酸铵反应,其方程式可表示为:2NH 4ClO 4∆====N 2↑+4H 2O +Cl 2↑+2O 2↑+Q ,下列对此反应的叙述中错误的是 ( ) A.上述反应属于分解反应B.上述反应瞬间产生大量高温气体推动航天飞机飞行C.反应从能量变化上说,主要是化学能转变为热能和动能D.在反应中高氯酸铵只起氧化剂作用3.(B 级) 由氢气和氧气反应生成1 mol 水蒸气放热241.8 kJ ,写出该反应的热化学方程式:___________________________。
若1 g 水蒸气转化成液态水放热2.444 kJ ,则反应H 2(g)+21O 2(g)===H 2O(l)的ΔH = kJ ·mol -1。
4.(B 级) 沼气是一种能源,它的主要成分是CH 4。
0.5 mol CH 4完全燃烧生成CO 2和H 2O 时,放出445 kJ 热量,则下列热化学方程式中正确的是 ( )A.2CH 4(g )+4O 2(g)===2CO 2(g)+4H 2O(l) ΔH =+890 kJ ·mol -1B.CH 4(g)+2O 2(g)===CO 2(g)+2H 2O(l) ΔH =+890 kJ ·mol -1C.CH 4(g)+2O 2(g)===CO 2(g)+2H 2O(l) ΔH =-890 kJ ·mol -1D.1/2CH 4(g)+O 2(g)===1/2CO 2(g)+H 2O (l) ΔH =-890 kJ ·mol -15.(C 级) 在同温同压下,下列各组热化学方程式中,ΔH 2>ΔH 1的是 ( ) A.2H 2(g)+O 2(g)===2H 2O(g) ΔH 1 2H 2(g)+O 2(g)===2H 2O(l ) ΔH 2B.S(g)+O 2(g)===SO 2(g) ΔH 1S(s)+O 2(g)===SO 2(g) ΔH 2C.C(s)+21O 2(g)===CO(g) ΔH 1 C(s)+O 2(g)===CO 2(g) ΔH 2D.H 2(g)+Cl 2(g)===2HCl(g)+ΔH 121H 2(g)+21Cl 2(g)===HCl(g) ΔH 2 6.(C 级) 一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出的热量为Q ,它所生成的CO 2用过量饱和石灰水完全吸收,可得100 g CaCO 3沉淀,则完全燃烧1 mol 无水乙醇时放出的热量是( )A.0.5 QB.QC.2 QD.5 Q重视基础 形成知识规律1.建立化学反应中能量变化的观点,了解吸热反应和放热反应(1)化学反应的特点是有新物质生成,新物质和反应物总能量不同,这是由于各种物质所具有的能量是不同的;(2)反应中能量守恒;(3)如果反应物所具有的总能量高于生成物的总能量,那么在发生化学反应时,有一部分能量就会转变成热能的形式释放出来,这就是放热反应;反之则是吸热反应。
H+(aq)+OH-(aq)===H2O(1) ΔH=-57.3 kJ·mol-1。
分别向1 L 0.5mol·L-1的NaOH溶液中加入①浓硫酸、②稀硫酸、③稀盐酸、恰好完全反应的热效应分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3、下列关系正确的是( )A.ΔH1>ΔH2>ΔH3B.ΔH1<ΔH2<ΔH3C.ΔH1<ΔH2=ΔH3D.ΔH1=ΔH2<ΔH3解析三者都是放热反应、ΔH均小于0、浓硫酸遇水放热、所以浓硫酸对应的反应放热最多、ΔH最小。
②和③的反应均为稀的强酸和强碱的中和反应、且反应的物质的量相同、所以二者相等。
答案 C学习任务二、热化学方程式的书写与正误判断【问题思考】在化学反应中、既有物质的变化又有能量的变化、用一个什么样的化学用语来表示呢?提示热化学反应方程式。
【名师点拨】1.热化学方程式书写基本步骤2.书写热化学方程式应注意的问题请回答下列问题:(1)写出氧族元素中含有18e-的两种氢化物的电子式:________________________ __。
(2)请你归纳:非金属元素氢化物的稳定性与氢化物的生成热ΔH的关系:_______ _______________________________________________________________________________________________________。
(3)写出硒化氢在热力学标准状况下、发生分解反应的热化学方程式:__________________________________________ _____________。
答案(1)(2)非金属元素氢化物越稳定、ΔH越小(3)H2Se(g)===Se(s)+H2(g) ΔH=-81 kJ·mol-113.化学键的键能是原子间形成(或断裂)1mol化学键时释放(或吸收)的能量。
以下是部分共价键键能的数据:H—S:364 kJ·moL-1、S—S:266 kJ·moL-1、S===O:522 kJ·moL-1、H—O:464 kJ·moL-1。
第2课时焓变热化学方程式[核心素养发展目标] 1.变化观念:能辨识化学反应中的能量转化形式,形成能量可以相互转化的观念,理解焓变的含义、表示方法。
2.模型认知:建立从定性到定量描述化学反应中的能量变化的思维模型,掌握热化学方程式的书写方法和意义。
一、化学反应的焓变1.焓焓是用来描述物质所具有的能量的物理量,符号为H。
2.反应焓变(1)定义:反应产物的总焓与反应物的总焓之差。
(2)表达式及单位表达式:ΔH=H(反应产物)-H(反应物)。
单位:kJ·mol-1(或J·mol-1)。
(3)化学反应的焓变示意图3.反应焓变与反应热的关系在等压条件下,反应中物质的能量变化全部转化为热能时,焓变与化学反应的反应热相等,数学表达式为ΔH=Q p。
(1)相同质量的物质,物质的聚集状态不同,焓值不同。
(2)化学反应中焓变不为0。
(3)焓变(ΔH)的计算方法①ΔH =H 总(生成物)-H 总(反应物)②ΔH =E 总(断键吸收总能量)-E 总(成键释放总能量) 相关链接1.反应焓变与物质能量的关系2.反应焓变与化学键变化的关系ΔH =E 1-E 2例1 下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。
据此判断下列说法中正确的是()A.石墨转变为金刚石是吸热反应B.白磷比红磷稳定C.S(g)+O2(g)===SO2(g)ΔH1S(s)+O2(g)===SO2(g)ΔH2则ΔH1>ΔH2D.CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)ΔH>0答案 A解析A项,由图像可知石墨的能量比金刚石的低,因此由石墨转变为金刚石是吸热反应,正确;B项,由图像可知白磷具有的能量比红磷的高,能量越低越稳定,错误;C项,由图像知,|ΔH1|>|ΔH2|,由于ΔH1、ΔH2均小于零,故ΔH1<ΔH2,错误;D项,由图像可知反应CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)为放热反应,ΔH<0,错误。
第2课时化学反应的焓变、热化学方程式[知识梳理]知识点一、化学反应的焓变1.焓描述物质所具有能量的物理量,符号是H。
2.反应焓变(ΔH)(1)定义:反应产物总焓与反应物总焓之差。
(2)表达式:ΔH=H(反应产物)-H(反应物)。
(3)与反应热的关系:对于在等压条件下进行的化学反应,如果反应中物质的能量变化全部转化为热能,则ΔH=Q p。
如果ΔH>0,即反应产物的焓大于反应物的焓,为吸热反应;如果ΔH<0,即反应产物的焓小于反应物的焓,为放热反应。
知识点二、热化学方程式1.定义在热化学中,把一个化学反应中物质变化和反应的焓变同时表示出来的化学方程式称为热化学方程式。
2.表示意义例如:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH(298 K)=-571.6 kJ·mol-1表示在298 K时,2____mol气态氢气与1____mol 气态氧气反应完成后生成2____mol液态水放出571.6 kJ的热量。
3.书写要求(1)要在物质的化学式后面用括号标明反应物和生成物的状态。
一般用英文小写字母g、l、s分别表示物质的气态、液态和固态。
水溶液中溶质则用aq表示。
(2)在ΔH后要注明温度,因为在不同温度下进行同一反应,其反应焓变是不同的。
如果不标明温度和压强,则表示在298__K、1.013×105Pa条件下的反应热。
(3)ΔH的单位是J·mol-1或kJ·mol-1。
(4)在热化学方程式中,物质化学式前面的系数表示物质的量,可以用整数或简单分数表示。
(5)若热化学方程式中各物质的系数加倍,则ΔH的绝对值也加倍;若反应逆向进行,则ΔH改变符号,但绝对值不变。
[自我检测]1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”(1)C(s,石墨)===C(s,金刚石)ΔH=1.90 kJ·moL-1,说明石墨比金刚石能量高()(2)放热反应的焓变大于吸热反应的焓变()(3)相同条件下,等物质的量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出热量多()(4)反应焓变ΔH的大小与热化学方程式的系数无关()(5)2SO2(g)+O2(g)===2SO3(g)和4SO2(g)+2O2(g)===4SO3(g)的ΔH相等()答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×2.已知在1×105 Pa、298 K条件下,2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ热量,下列热化学方程式正确的是()A.H2O(g)===H2(g)+12O2(g)ΔH=242 kJ·moL-1B.2H2(g)+O2(g)===2H2O(1)ΔH=-484 kJ·moL-1C.H2(g)+12O2(g)===H2O(g)ΔH=242 kJ·moL-1D.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)ΔH=484 kJ·mol-1解析氢气燃烧是放热反应,其ΔH应为负值,故C、D错误;2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ热量,而B是生成液态水,所以B也是错误的;反应逆向进行,ΔH符号相反,因此A是正确的。
答案 A3.下列说法中正确的是()A.书写热化学方程式时,只要在化学方程式的右端写上热量的符号和数值即可B.凡是在加热或点燃条件下进行的反应都是吸热反应C.表明反应所放出或吸收热量的化学方程式叫做热化学方程式D.氢气在氧气中燃烧生成水蒸气的热化学方程式是2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)ΔH=-483.6 kJ解析A项中要标明物质的状态;B项C在O2中燃烧是放热反应;D项中ΔH的单位是kJ/mol。
答案 C学习任务一、反应焓变的大小比较【问题思考】相同物质的量的氢气和氧气反应生成气态水和液态水,哪个放出的热量多?为什么?反应的焓变哪个大?提示生成液态水放出的热量多;气态水变成液态水,即液化过程也要放出热量;生成气态水的焓变大。
【名师点拨】1.根据反应物或生成物的状态(同温同压)(1)同一反应的反应物状态不同:S(g)+O2(g)===SO2(g)ΔH1;S(s)+O2(g)===SO2(g)ΔH2,则ΔH1<ΔH2(2)同一反应的生成物状态不同:2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)ΔH1; 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH2,则ΔH1>ΔH2 2.根据反应物的本性等物质的量的不同物质与同一种物质反应时,性质不同其反应热不同。
2Na(s)+Cl2(g)===2NaCl(s)ΔH1;2K(s)+Cl2(g)===2KCl(s)ΔH2,则ΔH1>ΔH2 H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)ΔH1;H2(g)+Br2(g)===2HBr(g)ΔH2,则ΔH1<ΔH2 3.根据反应物的物质的量比较物质的量越多,对放热反应,放热越多,ΔH越小;对吸热反应,吸热越多,ΔH 越大。
H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)ΔH1;12H2(g)+12Cl2(g)===HCl(g)ΔH2 ,则ΔH1<ΔH24.根据ΔH的符号比较CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)ΔH1;CaO(s)+H2O(l)===Ca(OH)2(s)ΔH2ΔH1>0,ΔH2<0,所以ΔH1>ΔH2。
【典例1】单斜硫和正交硫转化为二氧化硫的能量变化图如下,下列说法正确的是()A.S(单斜,s)转化为S(正交,s)的ΔH=0.33 kJ·mol-1B.正交硫比单斜硫稳定C.S(单斜,s)+O2(g)===SO2(g)ΔH1;S(正交,s) +O2(g)===SO2(g)ΔH2,相同条件下,ΔH1>ΔH2D.①表示断裂l mol O2中的共价键所吸收的能量比形成1 mol SO2中的共价键所放出的能量少297.16 kJ解析由图示可知,单斜硫的能量比正交硫的能量高,S(单斜,s)转化为S(正交,s)的ΔH=-0.33 kJ·moL-1,为放热反应,故A错误;物质的能量越高越不稳定,则正交硫比单斜硫能量低、稳定,故B正确;相同条件下,相同物质的量的单斜硫比正交硫所含有的焓值大,相同物质的量的O2(g)、SO2(g)的焓值相同,所以ΔH1<ΔH2。
或由图像可知:ΔH1(-297.16 kJ·mol-1)<ΔH2(-296.83 kJ·mol-1),故C 错误;①式表示的是断裂l mol单斜硫中S—S键和1 mol O2中的O===O键吸收的能量比形成1 mol SO2中的共价键所放出的能量少297.16 kJ,故D错误。
答案 B【深度思考】1.ΔH的大小比较是要带“+”“-”号,即放热越多越小,吸热越多越大。
2.物质由气态变为液态,液态变为固态,要放热,即ΔH<0。
变式训练1强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应为:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(1)ΔH=-57.3 kJ·mol-1。
分别向 1 L 0.5 mol·L-1的NaOH溶液中加入①浓硫酸、②稀硫酸、③稀盐酸,恰好完全反应的热效应分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,下列关系正确的是()A.ΔH1>ΔH2>ΔH3B.ΔH1<ΔH2<ΔH3C.ΔH1<ΔH2=ΔH3D.ΔH1=ΔH2<ΔH3解析三者都是放热反应,ΔH均小于0,浓硫酸遇水放热,所以浓硫酸对应的反应放热最多,ΔH最小。
②和③的反应均为稀的强酸和强碱的中和反应,且反应的物质的量相同,所以二者相等。
答案 C学习任务二、热化学方程式的书写与正误判断【问题思考】在化学反应中,既有物质的变化又有能量的变化,用一个什么样的化学用语来表示呢?提示热化学反应方程式。
【名师点拨】1.热化学方程式书写基本步骤2.书写热化学方程式应注意的问题(1)写出ΔH的符号和单位在反应方程式的右边写出ΔH=数值和单位(kJ·mol-1),吸热反应ΔH为“+”(通常省略不写),放热反应ΔH为“-”。
(2)注明反应条件ΔH与测定条件(温度、压强等)有关,因此书写热化学方程式时注明ΔH的测定条件。
一般ΔH是在25 ℃、1.013×105Pa条件下测定的,可以不标明。
(3)注明物质的聚集状态ΔH与反应物和生成物的聚集状态有关,因此必须注明物质的聚集状态。
(4)注意ΔH与方程式的系数有关①热化学方程式中各物质化学式前的系数仅表示该物质的物质的量,而不表示物质的分子个数或原子个数,因此系数可以是整数,也可以是分数。
②ΔH与方程式的系数相对应,若热化学方程式中各物质的系数加倍,则ΔH的数值也加倍。
③若反应逆向进行,则ΔH改变符号,但数值不变。
【典例2】已知充分燃烧a g乙炔(C2H2)气体时生成1 mol CO2(g)和H2O(l),并放出热量b kJ,则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是()A.2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-2b kJ·mol-1B.C2H2(g)+52O2(g)===2CO2(g)+H2O(l)ΔH=2b kJ·mol-1C.2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-4b kJ·mol-1D.2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l)ΔH=b kJ·mol-1解析放热反应中ΔH<0,所以B、D错误;生成1 mol CO2时放出b kJ的热量,所以生成4 mol CO2时放出热量为4b kJ,C正确。
答案 C【深度思考】1.ΔH的单位是kJ/mol,每摩尔指的是物质按热化学方程中的系数代表的物质的量反应。
2.热化学方程式一定,ΔH就一定。
变式训练2(1)某反应过程中的能量变化如图所示:写出该反应的热化学方程式:_____________________________________。
(2)0.3 mol气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5 kJ的热量,其热化学方程式为_____________________________。
解析(1)由图可知,该反应为放热反应,然后根据物质的状态和物质的量多少,以及热量的大小和单位,写出热化学方程式。
(2)0.3 mol B2H6燃烧放出热量为649.5 kJ,则1 mol B2H6燃烧放出2 165 kJ的热量。
答案(1)A(g)+2B(g)===C(l)+3D(l)ΔH=-432 kJ·mol-1(2)B2H6(g)+3O2(g)===B2O3(s)+3H2O(l)ΔH=-2 165 kJ·mol-11.下列说法正确的是()A.同温同压下,H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃的条件下ΔH应该不相同B.化学反应中的能量变化都表现为热量变化C.任何放热反应在常温下一定能发生D.反应物和生成物所具有的总能量决定了反应是放热还是吸热解析ΔH大小与反应条件无关,A错;化学反应中的能量有的是以光能等其它形式表现出来,B错;有的燃烧反应(放热反应)需要加热至着火点才能发生,C错。