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1、中学化学精品资料第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 化学反应的焓变 【课前学案导学】 精准定位学习目标导航1.了解焓变与反应吸热或放热的关系。2.掌握化学方程式的书写和意义。自主梳理基础知识导航一、化学反应的焓变1.焓：用来描述物质所具有的能量的物理量，符号H。【注意】 焓是一个物理量；焓是物质固有的性质，与密度相似2.焓变（1）定义：_，符号_。是用来描述反应热的物理量。（2）表达式及单位H=H（反应产物) H（反应物），单位：KJ/mol或Jmol1（3）意义P:从能量角度分析焓变与吸热反应、放热反应的关系：吸热反应：_，即产物的焓（产物具有的总能量）大于反应物的焓(
2、反应物具有的总能量 )，当由反应物生成产物时，需吸收能量。放热反应：_，即产物的焓（产物具有的总能量）小于反应物的焓(反应物具有的总能量 )，当由反应物生成产物时，需释放能量。问题思考1 ？（1）焓和焓变分别是用来描述什么的物理量？（2）反应焓变与反应热有什么关系？在什么条件下，该关系成立？二、热化学方程式1.定义：表明_的化学方程式。2.含义：不仅表明了_，也表明了_。自主梳理参考答案一、1. 用来描述物质所具有的能量的物理量 H2. （1）生成物的总焓与反应物的总焓之差 H（3）H0 H0,反应吸收热量Q0，反应吸收热量H0，反应放出热量二者的相互联系H是化学反应在恒定温度和压强下（即敞口
3、容器中进行的化学反应）且不与外界进行电能、光能等其他能量的转化时的反应热（Qp）；H= Qp，中学阶段二者通用与键能的关系H= Qp=反应物的键能生成物的键能探究二：热化学方程式的书写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是整数，既表示粒子个数又表示该物质的物质的量是整数也可以是分数，只表示该物质的物质的量状态不需注明必须在分子式后注明H正负号及单位无必须注明意义表示化学反应中的物质变化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2.正确书写热化学方程式 注明各物质的聚集状态；气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，溶液用“aq”。热化学方程式
4、中不标反应条件，也不用和。 注意反应热H与测定条件（温度、压强等）有关。因此书写热化学方程式时应注明H的测定条件。 绝大多数H是在298K、101325Pa下测定的，可不注明温度和压强。 H的单位Jmol1或kJmol1； 注意热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子数或原子数。因此化学计量数可以是整数、也可以是分数。H的的值与方程式中的物质前的系数成正比，若反应逆向进行，H的数值改变符号，但绝对值不变。H的的值指的是反应物完成转化为产物所放出的热量。典例剖析-名师释疑助航例1. 已知25、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为 C(石
5、墨)O2(g)CO2(g) H393.51 kJ mol-1C(金刚石)O2(g)CO2(g) H395.41 kJ mol-1据此判断，下列说法中正确的是 ( )A由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低B由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高C由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低D由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高答案：A解析：从题意知，1 mol金刚石燃烧生成CO2放出的热量比1 mol石墨燃烧生成CO2放出的热量多，说明石墨的能量比金刚石的低，因此由石墨制备金刚石应是吸热反应。【变式训练1】 灰
6、锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体，已知：Sn(s、白)2HCl(aq)SnCl2(aq)H2(g)；DH1Sn(s、灰)2HCl(aq)SnCl2(aq)H2(g)；DH2Sn(s、灰)Sn(s、白)；DH32.1 kJ/mol ；下列说法正确的是 （ ）ADH1DH2 B锡在常温下以灰锡状态存在 C灰锡转化为白锡的反应是放热反应D锡制器皿长期处于低于13.2 的环境中，会自行毁坏【例2】下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是 （ ）A碳酸钙受热分解 B乙醇燃烧 C铝粉与氧化铁粉末反应 D氧化钙溶于水答案A解析碳酸钙受热分解是吸热反应，乙醇燃烧、铝粉与氧化铁粉末反应、氧化钙溶于
7、水都是放热反应。在热化学反应里，能量的变化以热量的形式体现，当反应物总能量高于生成物总能量（生成物总能量低于反应物总能量）时，反应物能量的亏损主要是以热量的形式散发，表现为放热反应；当反应物总能量低于生成物总能量（生成物总能量高于反应物总能量）时，生成物能量的增加主要是以热量的形式吸收，表现为吸热反应。本题中生成物总能量高于反应物总能量为吸热反应，选A规律方法首先判断四个选项的反应是放热反应还是吸热反应，然后回忆相关理论：放热反应、吸热反应中反应物和生成物能量的大小关系，结合选项做出判断。【变式训练2】下列关于焓变H的说法正确的是（ ）A.焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化B.当反应放
8、热时H0，反应吸热时H0C.在加热条件下发生的反应均为吸热反应D.在一个化学反应中，当反应物的总能量大于生成物的总能量时，反应放热，H为“-” 【例3】已知在1105Pa ，298K条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，下列热化学方程式正确的是 （ ）AH2O(g)=H2(g)+1/2O2(g) H = + 242kJ/mol B2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l) H = - 484kJ/molCH2(g)+O2(g) = H2O(g) H = + 242kJ/mol D2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) H = + 484kJ/mol答案：A。解析：根据题
9、意书写热化学方程式为：2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) H = - 484kJ/mol （1）式（1）式变形一： 2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l) H 0 （4）式【变式训练2】答案：D解析：焓变是从能量角度描述化学反应的变化的，并没有限定反应物的物质的量；就如同从物质变化角度描述化学反应没有限定物质的多少一样；反应热是生成物的总焓与反应物的总焓的差，所以放热焓减少，H0。对于很多的放热反应往往是需要加热的，但反应一旦开始就不需要再加热了。【变式训练3】答案：C解析：H=E（反应物的键能总和）E（生成物的键能总和）=436 kJ/mol+243 kJ/mol2431 k
10、J/mol= 183 kJ/mol备选例题1. 在相同条件下，一定量的氢气在氧气中充分燃烧并放出热量。若生成液态水放出的热量为Q1；若生成气态水放出的热量为Q2。那么Q1与Q2之间的大小关系是（ ）A.Q1Q2 B.Q1Q2 C.Q1Q2 D.不能确定答案：A解析：由于完全燃烧的氢气是在相同条件下的定值，且燃烧后都生成水，若都是生成气态水，则Q1Q2。但氢气燃烧分别生成液态水和气态水，由气态水转化为液态水还要放出热量，故Q1Q22已知葡萄糖的燃烧热是2804kJ/mol，当它氧化生成1g水时放出的热量是 （ ）A260kJ B51.9 kJ C155.8 kJ D467.3kJ答案：A解析：在
11、101kPa时C6H12O6(s)+6O2(g)6CO2(g)+6H2O(l) ； H=-2804kJ/mol 618 28041 x=2804/108=26.0 3平衡(A)C2H4(g) C2H2(g)+H2(g),(B)2CH4(g) C2H4(g)+2H2(g),当升高温度时（A）和（B）平衡皆向右移动。(1)C(s)+2H2(g)=CH4(g) H1;(2)2C(s)+H2(g)=C2H2(g) H2;(3)2C(s)+2H2(g)=C2H4(g) H3;判断（1）、（2）和（3）中H1.H2.H3的大小顺序排列正确的是（ ）A.H1H2H3 B.H2H3H1C.H2H1H3 D.H
12、3H2H1答案：B解析：(1)2-(3)得C2H4(g)+2H2(g)2CH4(g) H=2H1-H3,(3)-(2)得C2H2(g)+H2(g)C2H4(g) H=H3-H2，由升温时平衡均向右移动知2H1-H30,H3-H20,故H1H3H2常用教学素材研究反应热的意义化学反应常常伴随着吸热或放热现象，从热力学第一定律的观点也不难理解，因为不同物质有着不同的内能，反映产的总内能通常与反应物的总内能是不同的，所以发生一反应，总是伴随着能量变化，这种能量变化以热的形式与外界交换就是反应的热效应。 我们知道不同反应，反应热量是不同的。 同一个化学反应究竟能放出多少热量跟条件有关，不同的温度不同的
13、条件热效应的值都不一样。为了把各种化学反应所放出或吸收的热量进行比较，计算和应用，需要规定一个相同的条件，所以热力学规定：当体系发生变化之后，使反应产物的温度回到反应前始态的温度，体系放出或吸收的热量称为该反应的热效应，也就是说反应在等温过程中放出或吸收的热量。 化学反应所释放的能量是现代能量的主要来源之一。化学反应一般是以热和功的形式跟外界环境进行能量交换，但大多是以热的形式进行能量交换。因此，研究化学反应中的能量变化，主要集中在热量问题上。化学反应中的热量问题，对于化工生产有重要的意义。例如，合成氨反应是放热的。如果不设法将这些热量移走，反应器内的温度就会过高。这样，不仅会烧毁催化剂，使产
14、量降低，还可能发生爆炸事故。在制造原料气的水煤气反应中，是要吸收大量热的。如果不及时供应所需要的热量，反应就不能顺利进行，甚至停止。因此，在进行化工设计时，为了保证生产的正常进行，就必须事先获得准确的反应热的数据，作为制造热交换设备和规定工艺操作条件的依据。在化工生产中，热能的综合利用问题，不但直接关系到产品成本的高低，而且影响产率的大小。化工设备中的热交换器、余热锅炉、热风炉等的设计和使用，都是为了综合利用热能，以便提高产品产率，降低成本。综上所述，研究反应热，对于化工生产适宜条件的选择和设备的设计、使用，对于热能的综合利用，都有很大意义。因此，以研究反应热为主要内容之一的化学热力学，是化学科学的一门重要分支。