第1章化学反应与能量转化第1节化学反应的热效应(第2课时)(焓变,热化学方程式)【学习目标】1.理解反应热、焓变的含义及其表示方法。
2.了解焓变与反应吸热或放热的关系。
3.掌握热化学方程式的书写和意义。
【学习重点难点】热化学方程式的书写和意义。
【自学引导】一、化学反应的焓变1.焓描述物质所具有的物理量,符号是。
2.反应焓变(ΔH)(1)定义:总焓与总焓之差。
(2)表达式:。
(3)与反应热的关系:热化学研究表明,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全部转化为热能(同时可能伴随着反应体系体积的改变),则该反应的反应热就等于反应前后物质的焓的改变,即ΔH Q p 。
如果ΔH>0,即反应产物的焓反应物的焓,说明反应是能量的,为反应;如果ΔH<0,即反应产物的焓反应物的焓,说明反应是能量的,为反应。
二、热化学方程式1.在热化学中,将一个化学反应的和反应的同时表示出来的化学方程式称为热化学方程式。
如298K时,1 mol H2(g)与12mol O2(g)反应生成1 mol液态水放出285.8 kJ的热量,则表示该过程的方程式H2(g)+12O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1即为热化学方程式。
注意:其中反应焓变单位中的mol-1表明:。
2.书写热化学方程式注意的问题(1)要在物质的化学式后面用括号标明反应物和生成物的。
一般用英文小写字母、、分别表示物质的气态、液态和固态。
水溶液中溶质则用表示。
(2)在ΔH后要注明,因为在不同温度下进行同一反应,其反应是不同的。
如果不标明温度和压强,则表示在条件下的反应热。
(3)ΔH的单位是。
(4)在热化学方程式中,物质化学式前面的化学计量数表示物质的量,可以用整数或简单分数表示。
同一化学反应,热化学方程式中物质的系数不同,ΔH也不同。
根据焓的性质,若热化学方程式中各物质的加倍,则ΔH的数值;若反应逆向进行,则ΔH,但数值。
【自学检测】1.下列说法正确的是( )A.反应焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化B.当反应放热时,ΔH>0,反应吸热时,ΔH<0C.在加热条件下发生的反应均为吸热反应D.一个化学反应中,当反应物能量大于反应产物能量时,反应放热,ΔH为“-”2.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.反应产物的总焓大于反应物的总焓时,反应吸热,ΔH>0D.ΔH的大小与热化学方程式的计量系数无关3.下列说法正确的是( )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.氢气在氧气中燃烧的热化学方程式是2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-483.6 kJ 4.热化学方程式C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ·mol-1表示( ) A.碳和水反应吸收131.3 kJ能量B.1 mol碳和1 mol水反应生成1 mol一氧化碳和1 mol氢气并吸收131.3 kJ热量C.1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol一氧化碳气体和1 mol氢气并吸收131.3 kJ热量D .1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.3 kJ5.已知在1×105Pa 、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 .H 2O(g)===H 2(g)+12O 2(g) ΔH =+242 kJ·mol-1B .2H 2(g)+O 2(g)===2H 2O(l) ΔH =-484 kJ·mol -1C .H 2(g)+12O 2(g)= ==H 2O(g) ΔH =+242 kJ·mol-1D .2H 2(g)+O 2(g)===2H 2O(g) ΔH =484 kJ·mol -1D C C CA【互动探究】1.怎样书写热化学方程式(书本交流研讨)【课堂检测】1.已知298 K 时,合成氨反应N 2(g)+3H 2(g)===2NH 3(g) ΔH =-92.0 kJ·mol -1,将此温度下的1 mol N 2和3 mol H 2放在一密闭容器中,在催化剂存在时进行反应。
测得反应放出的热量为(假定测量过程中没有能量损失)( )A .一定小于92.0 KJB .一定大于92.0 kJC .一定等于92.0 kJD .无法确定2.已知:(1)H 2(g)+12O 2(g)===H 2O(g) ΔH 1=a kJ·mol -1(2)2H 2(g)+O 2(g)===2H 2O(g) ΔH 2=b kJ·mol -1(3)H 2(g)+12O 2(g)===H 2O(l) ΔH 3=c kJ·mol -1(4)2H 2(g)+O 2(g)===2H 2O(l) ΔH 4=d kJ·mol -1下列关系式中正确的是( )A .a <c <0B .b >d >0C .2a =b <0D .2c =d >0 3.写出下列反应的热化学方程式:(1)N 2(g)与H 2(g)反应生成1 mol NH 3 (g),放出46.1 kJ 热量________。
(2)1 mol C(石墨)与适量H 2O(g)反应生成CO(g)和H 2(g),吸收131.3 kJ 热量________。
【当堂训练】1.已知充分燃烧a g 乙炔气体时生成1 mol 二氧化碳气体和液态水,并放出热量b kJ ,则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是( )A .2C 2H 2(g)+5O 2(g)===4CO 2 (g)+2H 2O(l) ΔH =-2b kJ·mol -1B .C 2H 2(g)+52O 2(g)===2CO 2(g)+H 2O(l) ΔH =2b kJ·mol -1C .2C 2H 2(g)+5O 2(g)===4CO 2(g)+2H 2O(l) ΔH =-4b kJ·mol -1D .2C 2H 2(g)+5O 2(g)===4CO 2(g)+2H 2O(l) ΔH =b kJ·mol -1【课后拓展】1.已知常温时红磷比白磷稳定,在下列反应中: P 4(白磷,s)+5O 2(g)===2P 2O 5(s) ΔH =-a kJ·mol -14P(红磷,s)+5O 2(g)===2P 2O 5(s) ΔH =-b kJ·mol -1 若a 、b 均大于零,则a 和b 的关系为( )A .a <bB .a =bC .a >bD .无法确定 2.下列反应中,生成物的总焓大于反应物的总焓的是( ) A .氢气在氧气中燃烧 B .铁丝在氧气中燃烧 C .硫在氧气中燃烧 D .焦炭在高温下与水蒸气反应3.下列各组热化学方程式中,化学反应的ΔH 前者大于后者的是( ) ①C(s)+O 2(g)===CO 2(g) ΔH 1 C(s)+12O 2(g)===CO(g) ΔH 2②S(s)+O 2(g)===SO 2(g) ΔH 3 S(g)+O 2(g)===SO 2(g) ΔH 4 ③H 2(g)+12O 2(g)===H 2O(l) ΔH 5 2H 2(g)+O 2 (g)===2H 2O(l) ΔH 6④CaCO 3(s)===CaO(s)+CO 2(g) ΔH 7 CaO(s)+H 2O(l)===Ca(OH)2(s) ΔH 8A .① B.④ C.②③④ D.①②③4.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.化学反应N 2+3H 22NH 3的能量变化如下图所示,该反应的热化学方程式是( )A .N 2(g)+3H 2(g)2NH 3(l) ΔH =2(a -b -c )kJ·mol -1B .N 2(g)+3H 2(g)2NH 3(g) ΔH =2(b -a ) kJ·mol-1C.12N 2(g)+32H 2(g)NH 3(l) ΔH =(b +c -a )kJ·mol -1D.12N 2(g)+32H 2(g)NH 3(g) ΔH =(a +b ) kJ·mol -16.已知:①1 mol H 2分子中化学键断裂时需要吸收436 kJ 的能量,②1mol Cl 2分子中化学键断裂时需要吸收243kJ 的能量,③由H 原子和Cl 原子形成1mol HCl 分子时释放431kJ 的能量,请写出反应的热化学方程式 。
7.(2008年·全国Ⅱ)红磷P(s)和Cl 2(g)发生反应生成PCl 3(g)和PCl 5(g),反应过程和能量关系如图所示(图中的△H 表示生成1mol 产物的数据) 根据上图回答下列问题(1)P 和Cl 2反应生成PCl 3的热化学方程式 ;(2)PCl 5分解生成PCl 3和Cl 2的热化学方程式 。
高温、高压 催化剂。