苏教版选修四化学新素养导学课件：1.1 化学反应中的热效应（第1课时）

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1、,第1课时 化学反应的焓变,专题1 第一单元 化学反应中的热效应,核心素养发展目标 HEXINSUYANGFAZHANMUBIAO,1.宏观辨识与微观探析：能从宏观和微观的角度理解化学反应中能量变化的本质，正确认识和判断放热反应和吸热反应。 2.变化观念与平衡思想：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，正确理解反应热和焓变的概念。 3.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，会正确书写热化学方程式。,新知导学 启迪思维 探究规律,达标检测 检测评价 达标过关,内容索引 NEIRONGSUOYIN,01,新知导学,1.化学反应过程中能量变化的原因 (1

2、)化学反应的两大基本特征,一、焓变 反应热,断裂,形成,吸收,放出,(2)化学反应中的能量变化 H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)反应的能量变化如图所示：,由图可知： 1 mol H2分子中的化学键断裂吸收的能量是 。 1 mol Cl2分子中的化学键断裂吸收的能量是 。 2 mol HCl分子中的化学键形成释放的能量是 。 H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)的反应放出的热量为 。,436 kJ,243 kJ,862 kJ,183 kJ,2.焓变和反应热的概念 (1)焓变 焓(H)是与物质 有关的物理量。在恒温、恒压的条件下，化学反应过程中吸收或释放的热量称为反应的焓变。化学反应的焓变

3、，为生成物的总焓值与反应物的总焓值之差，即 ，单位： 。 (2)反应热 化学反应热的简称，是在化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同温度时，所吸收或放出的热量。恒压条件下进行的化学反应的 等于反应热，因此常用 表示反应热。,内能,HH(生成物)H(反应物),kJmol1或kJ/mol,焓变,H,归纳总结,(1)焓变(H)的计算方法 HH总(生成物)H总(反应物) HE总(生成物)E总(反应物) HE总(断键)E总(成键) (2)特别提示 焓、焓变、反应热代表的意义不同。 焓只有正值，而焓变有正值、负值之分。 任何化学反应都有反应热。,例1 化学反应A2(g)B2(g)=2AB(g)的能量变化

4、如图所示。下列有关叙述正确的是 A.每生成2 mol AB(g)吸收b kJ热量 B.反应热H(ab) kJmol1 C.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 D.断裂1 mol AA键和1 mol BB键，放出a kJ能量,解析 根据图像可知，反应物的总能量低于生成物的总能量，该反应是吸热反应，每生成2 mol AB(g)吸收(ab) kJ热量，A、C项错误； 根据反应热等于生成物总能量与反应物总能量的差值可知，该反应热H(ab) kJmol1，B项正确； 化学键断裂吸收能量，D项错误。,例2 SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在SF键。已知：1 mol S(s)转化为气态硫原子

5、吸收能量280 kJ，断裂1 mol FF、SF键需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则反应S(s)3F2(g)=SF6(g)的反应热H为 A.1 780 kJmol1 B.1 220 kJmol1 C.450 kJmol1 D.430 kJmol1,解析 利用H反应物的键能之和生成物的键能之和进行计算。 H280 kJmol13160 kJmol16330 kJmol11 220 kJmol1。,例3 下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是 A.铝片与稀盐酸反应 B.Ba(OH)28H2O与NH4Cl反应 C.灼热的炭与二氧化碳反应 D.甲烷在氧气中的燃烧反应,解析 Al与

6、盐酸反应是放热反应，A项错误； B中反应是吸热反应，但不是氧化还原反应，B项错误； 灼热的C和CO2反应是氧化还原反应，同时又是吸热反应，C项正确； 甲烷的燃烧是放热反应，D项错误。,方法规律 (1)常见的吸热反应与放热反应 常见的吸热反应：大多数盐的分解反应，碳和二氧化碳、碳和水的反应，Ba(OH)28H2O与铵盐的反应等。 常见的放热反应：中和反应、金属与酸(或水)的反应、燃烧反应及缓慢氧化、化合反应(大多数)、铝热反应等。 (2)放热反应和吸热反应是针对化学反应而言，物质三态之间的变化有能量的变化，但属物理变化，故不属于放热反应或吸热反应。 (3)放热反应和吸热反应取决于反应物和生成物总

7、能量的相对大小，与反应条件并无必然的关系。,(1)反应热和焓变的比较,(2)化学反应中存在能量变化的原因 在化学反应中，反应物的分子需吸收足够的能量，变成活化分子，反应物分子所吸收的能量称作活化能，如图所示。图中E1为反应的活化能。活化分子在发生化学反应过程中释放出能量E2，其中E2E1，该反应放出的热量(能量)为E2E1。,(3)从能量角度理解化学反应中存在能量变化的原因。提示：反应物总能量与生成物总能量不相等；断开旧化学键吸收的总能量和形成新化学键释放的总能量不相等；反应的活化能(E1)与活化分子变成生成物分子放出的能量(E2)不相等。,1.热化学方程式的概念及意义,二、热化学方程式,(1

8、)热化学方程式是能够表示反应热的化学方程式。 (2)热化学方程式的意义：不仅表明了化学反应中的 变化，也表明了化学反应中的 变化。 (3)实例：H2(g) O2(g)=H2O(l) H285.8 kJmol1表示的意义是：在25 、101 kPa下， 气态H2与 mol 气态O2反应生成 时， 的热量是285.8 kJ。,物质,能量,1 mol,1 mol液态水,放出,2.热化学方程式的书写方法 (1)写出相应的化学方程式。热化学方程式中各物质化学式前的化学计量数只表示其 ，可以是整数或分数。 (2)标注反应的温度和压强。没有特殊说明是指25 、101 kPa，该条件可以不标注，但其他条件必须

9、标注。 (3)标注各物质聚集状态。在物质后面用括号标注各物质的聚集状态：气体用“ ”，液体用“ ”，固体用“ ”，溶液用“ ”。 (4)标注H的正负。化学方程式后面空一格标注H，若为放热反应，H为“ ”；若为吸热反应，H为“ ”，常省略。 (5)计算H的数值。根据化学方程式中的化学计量数计算写出H的数值。H单位是 。,物质的量,g,l,s,aq,kJmol1,归纳总结,(1)热化学方程式书写的注意事项 热化学方程式中不用标明反应条件(如“加热”“高温”“催化剂”等)。 热化学方程式中不再用“”“”来标记气体生成物和难溶生成物。 热化学方程式中一般用“=”(可逆反应中用“ ”)，即便是有机反应的

10、热化学方程式中也不用“”。 (2)热化学方程式中化学式前面的化学计量数必须与H相对应，若化学计量数加倍，则H的数值也要加倍。,解析 H2在Cl2中燃烧生成HCl气体，1 g H2燃烧放出92.3 kJ的热量，则1 mol (2 g)H2燃烧放出184.6 kJ的热量，化学反应放出热量，H为“”。则H2在Cl2中燃烧生成HCl气体的热化学方程式为H2(g)Cl2(g)=2HCl(g) H 184.6 kJmol1。一个放热反应的逆反应是吸热反应，并且在其他条件相同时，H是原H的相反数。则该题的四个选项中只有D是正确的。,例4 在常温常压下，1 g 氢气在足量氯气中完全燃烧生成氯化氢气体，放出92

11、.3 kJ 的热量。下列热化学方程式中正确的是 A.H2(g)Cl2(g)=2HCl(g) H92.3 kJmol1 B.H2(g)Cl2(g)=2HCl(g) H92.3 kJmol1 C.H2(g)Cl2(g)=2HCl(g) H184.6 kJmol1 D.2HCl(g)=H2(g)Cl2(g) H184.6 kJmol1,思维启迪“四看”法判断热化学方程式的正误 (1)看各物质的聚集状态是否正确； (2)看H的符号是否正确； (3)看反应热的单位是否为kJmol1； (4)看反应热的数值与化学计量数是否对应。,例5 根据所给信息完成下列热化学方程式： (1)已知1 mol C(石墨，s

12、)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：_ _。,C(石墨，s)H2O(g)=CO(g)H2(g),H131.3 kJmol1,解析 化学式相同的同素异形体除需标明状态还需标明其名称(因为结构不同，具有的能量不同)，如金刚石应表示为“C(金刚石，s)”。,(2)1.7 g NH3(g)发生催化氧化反应生成气态产物，放出22.67 kJ的热量： 。,解析 1.7 g NH3的物质的量为0.1 mol，则4 mol NH3发生反应放出的热量为22.67 kJ40906.8 kJ，1 mol NH3完全反应放出的热量为226.7 kJ

13、。那么相应的热化学方程式为4NH3(g)5O2(g)=4NO(g)6H2O(g) H906.8 kJmol1 或 。,(3)已知：N2(g)3H2(g) 2NH3(g) H92.4 kJmol1，请写出1 mol NH3分解对应的热化学方程式： 。,(4)已知一些化学键的键能数据如表所示：,请根据键能数据估算CH4(g)和F2(g)反应生成CF4(g)和HF(g)的热化学方程式： 。,CH4(g)4F2(g)=CF4(g)4HF(g) H1 940 kJmol1,解析 首先根据反应物和生成物写出反应方程式，注明各物质的状态，化学反应的反应热等于断裂旧化学键吸收的能量和形成新化学键放出的能量的差

14、，根据键能数据可知，所求反应的反应热H414 kJmol14155 kJmol1 4489 kJmol14565 kJmol141 940 kJmol1。,思维启迪 严格按照书写规则书写热化学方程式，构建热化学方程式书写及其正误判断的思维模型，促进“模型认知”化学核心素养的发展。,(1)热化学方程式与普通化学方程式的区别,(2)思维拓展：已知热化学方程式2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H571.6 kJ mol1，能否确定2 mol液态水分解产生2 mol H2(g)和1 mol O2(g)的反应热？ 提示 能。根据热化学方程式2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJm

15、ol1可知，2 mol H2(g)和1 mol O2(g)的总能量比2 mol H2O(l)的总能量高571.6 kJ，所以2 mol液态水分解产生2 mol H2(g)和1 mol O2(g)需要吸收571.6 kJ的热量，即2H2O(l)=2H2(g)O2(g)的反应热H571.6 kJmol1。,学习小结,XUEXIXIAOJIE,02,达标检测,1.(2018湖南长郡中学检测)下列说法不正确的是 A.恒压条件下的焓变在数值上等于变化过程中的热效应 B.焓变的符号是H C.焓变的单位通常是kJmol1 D.硝酸铵溶于水是吸热反应,解析 硝酸铵溶于水不是化学反应，该过程吸热。,1,2,3,

16、4,5,6,2.下列变化过程中H0的是 A.蜡烛燃烧 B.煅烧石灰石 C.硝酸铵的溶解 D.高温下木炭还原二氧化碳,解析 H0，是放热反应。 A项，燃烧反应都是放热反应，蜡烛燃烧属于放热反应，正确； B项，煅烧石灰石是CaCO3发生分解反应，一般分解反应属于吸热反应，错误； C项，硝酸铵溶于水是吸热过程，错误； D项，木炭还原CO2属于吸热反应，错误。,1,2,3,4,5,6,解析 化学计量数不同时，反应的焓变不同，A项错误； 化学反应的焓变与键能的相对大小有关，与反应条件无关，B项正确、C项错误； 同一物质的状态不同时，自身具有的能量也不同，从而导致反应的焓变不同，D项错误。,3.已知热化学

17、方程式2H2(g)O2(g)=2H2O(g) H，下列有关H的说法正确的是 A.与化学方程式的书写形式无关 B.与HH键、O=O键、HO键的键能有关 C.与是否使用催化剂有关 D.与物质的状态无关,1,2,3,4,5,6,4.(2018广东佛山校级期中考试)下列关于2C4H10(g)13O2(g)=8CO2(g)10H2O(l) H5 800 kJmol1的叙述错误的是 A.该反应的反应热H5 800 kJmol1，是放热反应 B.该反应的H与各物质的状态有关，与化学计量数也有关 C.该热化学方程式表示在25 、101 kPa下，2 mol C4H10气体完全燃烧生成 CO2气体和液态水时放出

18、热量5 800 kJ D.该反应表明2 mol丁烷燃烧时一定会放出5 800 kJ的热量,1,2,3,4,5,6,解析 由热化学方程式表示的意义可知，A、B项正确； 在热化学方程式没有标明温度、压强的情况下，对应的温度、压强为常温、常压，C项正确； 2 mol丁烷在常温常压下完全燃烧生成液态水时放出的热量才是5 800 kJ，D项错误。,1,2,3,4,5,6,解析 C8H18(辛烷)的摩尔质量为114 gmol1，所以1 mol C8H18(辛烷)完全燃烧生成二氧化碳和液态水时放出5 517.6 kJ热量。,5.(2018西安高新一中期中考试)已知在25 、101 kPa下，1 g C8H1

19、8(辛烷)完全燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.4 kJ热量。表示该反应的热化学方程式正确的是 A.C8H18(l) O2(g)=8CO2(g)9H2O(g) H48.4 kJmol1 B.C8H18(l) O2(g)=8CO2(g)9H2O(l) H5 517.6 kJmol1 C.C8H18(l) O2(g)=8CO2(g)9H2O(l) H5 517.6 kJmol1 D.C8H18(l) O2(g)=8CO2(g)9H2O(l) H48.4 kJmol1,1,2,3,4,5,6,6.依据事实，写出下列反应的热化学方程式。 (1)1 mol N2(g)与适量H2(g)反应，生成2 mo

20、l NH3(g)，放出92.4 kJ热量。 。,N2(g)3H2(g) 2NH3(g) H92.4 kJmol1,解析 此类题的思路：首先根据题意写出物质的变化过程，如(1)中：N2(g)3H2(g) 2NH3(g)，并定N2前化学计量数为1，此时的H即为92.4 kJmol1，再在前部分的基础上加上H92.4 kJmol1即可。,1,2,3,4,5,6,(2)1 mol Cu(s)与适量O2(g)反应，生成CuO(s)，放出157 kJ热量。,(3)23 g C2H6O(l)和一定量的氧气混合点燃，恰好完全反应，生成CO2(g)和H2O(l)，放出683.5 kJ的热量。,答案 Cu(s) O2(g)=CuO(s) H157 kJmol1,答案 C2H6O(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l) H1 367 kJmol1,1,2,3,4,5,6,