化學反應(yīng)與能量的變化教案
【要點掃描】
。. 了解反應(yīng)熱、吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)的概念;
。. 了解反應(yīng)熱和焓變的涵義,了解焓變的表示符號(ΔH)及其常用單位(kJ/mol),認識ΔH的“-”、“+”與放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的對應(yīng)關(guān)系;
。. 掌握熱化學方程式的涵義和書寫方法;
。. 了解蓋斯定律的涵義,能用蓋斯定律進行有關(guān)反應(yīng)熱的計算。
【知識梳理】
一、反應(yīng)熱、放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的關(guān)系
。.反應(yīng)熱是指 。在化學實驗中,通常遇到的反應(yīng)是在敞口容器下進行的,此時的反應(yīng)熱等于 ,用符號 表示,單位一般采用 。
2.從化學鍵角度看,反應(yīng)熱近似等于 .
。. 的化學反應(yīng)是放熱反應(yīng), 的化學反應(yīng)是吸熱反應(yīng).從能量的角度來看,放熱反應(yīng)是由于 ,吸熱反應(yīng)是由于 .如圖中,a表示 ,b表示 ,該反應(yīng)的ΔH 0.中學常見的放熱反應(yīng)有 ;吸熱反應(yīng)有 .
二、反應(yīng)熱和焓變
1.焓和焓變
。1)焓
(2)焓變(ΔH) ΔH = H(產(chǎn)物)— H(反應(yīng)物)
2.反應(yīng)熱
、哦x:
、品枺河谩鱄表示 ⑶單位;一般采用
、瓤芍苯訙y量,測量儀器叫量熱計
⑸反應(yīng)熱產(chǎn)生的原因(微觀討論)
以H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g)為例:
、倩瘜W鍵斷裂時需要吸收熱量
②化學鍵形成時要釋放熱量
吸熱和放熱的差值即為反應(yīng)熱
(6)反應(yīng)熱表示方法
反應(yīng)熱是表示化學反應(yīng)過程中整個體系的能量(即焓)增加或者減少的量值,
ΔH =H產(chǎn)物—H反應(yīng)物
焓增加→吸熱→則用“ ”表示;
焓減少→放熱→則用“ ”表示。(填“+”或“-”)
3.反應(yīng)熱的計算
。1)根據(jù)鍵能數(shù)據(jù)計算;ΔH=反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和。
。2)根據(jù)熱化學方程式計算;將ΔH看作熱化學方程式中的一項,再按有關(guān)方程式的計算步驟、格式進行計算,得出有關(guān)數(shù)據(jù)。
。3)蓋斯定律
三、熱化學方程式
1.熱化學方程式的概念: 的化學方程式,叫做熱化學方程式。熱化學方程式不僅表示了化學反應(yīng)中的 變化,也表明了化學反應(yīng)中的' 變化。
2.書寫熱化學方程式時的注意點
。1)要注明 ,但中學化學中所用ΔH的數(shù)據(jù)一般都是在101kPa和25℃時的數(shù)據(jù),因此可不特別注明;
。2)需注明ΔH的“+”與“—”,“+”表示 ,“—”表示 ;比較ΔH的大小時,要考慮ΔH的正負。
(3)要注明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)。g表示 ,l表示 ,s表示 ;
。4)各物質(zhì)前的化學計量數(shù)表示 ,可以是整數(shù)也可以是分數(shù)。
四、蓋斯定律及其應(yīng)用
蓋斯定律:化學反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)(各反應(yīng)物)和終態(tài)(各生成物)有關(guān),而與具體反應(yīng)進行的途徑無關(guān),如果一個反應(yīng)可以分幾步進行,則各分步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和與該反應(yīng)一步完成的反應(yīng)熱是相同的,這就是蓋斯定律。
【典例精析】
例1.對下列化學反應(yīng)熱現(xiàn)象,不正確的說法是 ( )
A.放熱的反應(yīng)發(fā)生時不必加熱
B.化學反應(yīng)一定有能量變化
C.吸熱反應(yīng)需要加熱后才能發(fā)生
D.化學反應(yīng)熱效應(yīng)數(shù)值與參加反應(yīng)物質(zhì)多少有關(guān)
解題體會:
例2.下列各組熱化學方程式中,化學反應(yīng)的△H前者大于后者的是 ( )
①C(s)+O2(g)===CO2(g);△H1 C(s)+12O2(g)===CO(g);△H2
、赟(s)+O2(g)===SO2(g);△H3 S(g)+O2(g)===SO2(g);△H4
、跦2(g)+12O2(g)===H2O(l);△H5 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l);△H6
、蹸aCO3(s)===CaO(s)+CO2(g);△H7 CaO(s)+H2O(l)===Ca(OH)2(s);△H8
A.① B.④ C.②③④ D.①②③
解題體會:
例3.甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應(yīng)原理是 ①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g); △H= + 49.0 kJmol-1
、贑H3OH(g)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g);△H=-192.9 kJmol-1
下列說法正確的是 ( )
A.CH3OH的燃燒熱為192.9 kJmol-1
B.反應(yīng)①中的能量變化如右圖所示
C.CH3OH轉(zhuǎn)變成H2的過程一定要吸收能量
D.根據(jù)②推知反應(yīng): CH3OH(l)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g)的△H>-192.9kJmol-1
解題體會:
例4. ( )已知在1×105Pa,298K條件下,2mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484kJ熱量,下列熱化學方程式正確的是
A. H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g);△H= +242kJmol-1
B. 2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l);△H= -484kJmol-1
C. H2(g)+1/2O2(g) = H2O(g);△H= +242kJmol-1
D. 2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g);△H= +484kJmol-1
解題體會:
例5.已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(1);△H= —571.68kJmol-1
CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g);△H= —282.9kJmol-1
某H2和CO的混合氣體完全燃燒時放出113.74kJ熱量,同時生成3.6g液態(tài)水,則原混合氣體中H2和CO的物質(zhì)的量之比為 ( )
A.2:1 B.1:2 C.1:1 D.2:3
解題體會:
例6.在25℃、101kPa下,1g甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱22.68kJ,下列熱化學方程式正確的是 ( )
A.CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);△H= +725.8 kJ/mol
B.2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l);△H= -1452 kJ/mol
C.2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l);△H= -725.8 kJ/mol
D.2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l);△H= +1452 kJ/mol
解題體會:
例7. 科學家蓋斯曾提出:“不管化學過程是一步完成或分幾步完成,這個總過程的熱效應(yīng)是相同的!崩蒙w斯定律可測某些特別反應(yīng)的熱效應(yīng)。
、 P4(s,白磷)+5O2(g)=P4O10 (s); △H1=-2983.2kJ/mol
、 P (s,紅磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10 (s);△H2=-738.5kJ/mol
則白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學方程式 。相同的狀況下,能量較低的是 ;白磷的穩(wěn)定性比紅磷 (添“高”或“低”)。
例8.CH3-CH3→CH2=CH2+H2,有關(guān)化學鍵的鍵能如下:
化學鍵 C-H C=C C-C H-H
鍵能(kJ/mol) 414.4 615.3 347.4 435.3
試計算該反應(yīng)的反應(yīng)熱。
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