鲁科版高中化学选择性必修1第1章化学反应与能量转化第1节第2课时热化学方程式反应焓变的计算课件

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第1章　化学反应与能量转化第1节　第2课时　热化学方程式　反应焓变的计算素 养 目 标1.掌握热化学方程式的书写,从而形成变化观念与平衡思想的学科核心素养。2.理解盖斯定律的内容,体验证据推理与模型认知的学科核心素养。3.熟悉常见化学反应热的计算方法,能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算,培养证据推理与模型认知的学科核心素养。基础落实•必备知识全过关重难探究•能力素养全提升目录索引 基础落实•必备知识全过关一、热化学方程式1.定义: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:热化学方程式不仅表明了物质的变化,还表示了能量的变化。3.实例:298 K时,1 mol H2(g)和0.5 mol O2(g)反应生成1 mol H2O(l)放热285.8 kJ,此反应的热化学方程式可表示为H2(g)+ O2(g) ==H2O(l)　ΔH(298 K)=-285.8 kJ· mol-1。 必备知识【微思考】热化学方程式中各物质化学式前的系数代表的意义是什么?提示热化学方程式中各物质化学式前的系数仅表示物质的量,因此可以是整数或分数,而普通的化学方程式中各物质化学式前的系数只能是整数。二、反应焓变的计算1.盖斯定律(1)定义:一个化学反应无论是一步完成还是分几步完成,反应热都是一样的。(2)盖斯定律的特点。①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。②反应焓变一定。如下图由A→B有两种途径:则有ΔH1=ΔH2+ΔH3。 2.盖斯定律的应用(1)科学意义:对于无法或较难通过实验测定的反应的焓变,可应用盖斯定律计算求得。(2)利用已知反应的焓变求未知反应的焓变。若一个化学反应的热化学方程式可由另外几个化学反应的热化学方程式相加减而得到,则该化学反应的焓变可由另外几个化学反应的焓变相加减而得到。三、能源1.自然界中,能为人类提供能量的物质或物质运动统称为能源。包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能、海洋能、核能、化石燃料等。2.我国的能源结构不平衡、资源分布不均衡。目前,我国能源消费快速增长,消费结构以煤为主,以石油、天然气为辅,以水能、核能、风能、太阳能为补充。3.为了实现能源的可持续发展,一方面必须“开源”,即开发核能、风能、太阳能等新能源;另一方面需要“节流”,加大节能减排的力度,提高能源利用效率。四、摩尔燃烧焓1.定义:在一定反应温度和压强条件下,1 mol纯物质完全氧化为同温下的指定产物时的焓变。 2.意义:摩尔燃烧焓可用来衡量一种燃料燃烧释放热量的多少。3.注意:指定物质中所含有的氮元素氧化为N2(g)、氢元素氧化为H2O(l)、碳元素氧化为CO2(g)。自我检测判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)热化学方程式中物质的化学式前面的系数代表分子数或物质的量。(　　)(2)反应H2(g)+ O2(g) ==H2O(l)和2H2(g)+O2(g) ==2H2O(l)的ΔH相同。(　　)(3)相同条件下,等质量的S(s)和S(g)完全燃烧释放的热量不同。(　　)(4)在 中,存在关系式:ΔH1=ΔH2+ΔH3。(　　)√ × × × (5)相同条件下,等物质的量的S(g)和S(s)分别完全燃烧,后者放出热量多。(　　)(6)反应焓变(ΔH)的大小与热化学方程式中物质的化学式前面的系数无关。(　　)(7)利用盖斯定律可以计算通过实验难以测定的反应的反应热。(　　)(8)化石燃料属于不可再生能源。(　　)√ × × √ 重难探究•能力素养全提升探究一　热化学方程式问题探究热化学方程式与普通化学方程式的意义有什么不同?提示 普通化学方程式只表明化学反应中的物质变化;热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化,而且表明了化学反应中的能量变化。归纳拓展“四步”突破热化学方程式的书写 应用体验视角1 热化学方程式的正误判断1.下列事实与对应的方程式不相符的是(　　)A.已知:4NH3(g)+5O2(g)═4NO(g)+6H2O(g)　ΔHΔH2,ΔH3>ΔH2 D.ΔH2=ΔH3+ΔH4C解析 环己烯、1,3?环己二烯分别与氢气发生的加成反应均为放热反应,因此,ΔH1ΔH1(CaCO3)>0B.ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)>0C.ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)=ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)D.对于MgCO3和CaCO3,ΔH1+ΔH2>ΔH3C解析 镁离子半径小于钙离子半径,因此碳酸镁中离子键比碳酸钙中离子键更强,则ΔH1(MgCO3)>ΔH1(CaCO3),且ΔH1表示断键过程,断键吸热,故ΔH1大于0,故A正确;由题图可知ΔH2表示 断键生成O2-、CO2的过程,为吸热过程,且ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3),故B正确;由图示可知,根据盖斯定律得:ΔH=ΔH1+ΔH2-ΔH3,由于MgCO3和CaCO3的ΔH不同,所以ΔH1(CaCO3)+ ΔH2(CaCO3)-ΔH3(CaO)≠ΔH1(MgCO3)+ΔH2(MgCO3)-ΔH3(MgO),由题图可知ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3),所以ΔH1(CaCO3)-ΔH3(CaO)≠ΔH1(MgCO3)-ΔH3(MgO),即:ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)≠ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO),故C错误;由图示可知,根据盖斯定律得:ΔH=ΔH1+ΔH2-ΔH3>0,则ΔH1+ΔH2>ΔH3,故D正确。探究三　反应焓变的大小比较问题探究相同物质的量的氢气和氧气反应生成气态水和液态水,哪个过程放出的热量多?为什么?反应的焓变哪个大?提示 生成液态水放出的热量多;因为气态水变成液态水即气态水液化过程也要放出热量;生成气态水时的焓变大。归纳拓展比较焓变大小的四种方法(1)根据反应物或反应产物的状态(同温、同压)比较焓变。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ΔH1ΔH2(2)根据反应物的物质的量比较焓变。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, H2(g)+ Cl2(g) ==HCl(g)　ΔH2,则ΔH10,ΔH2ΔH2。(4)可利用盖斯定律来判定,如由盖斯定律可得出ΔH1-ΔH2=ΔH3,若已知ΔH3>0,可求出ΔH1>ΔH2。应用体验视角1 图像法1.已知正丁烷燃烧可发生如下反应:上述反应中,属于正丁烷燃烧热的热化学方程式为____(填序号),ΔH1~ΔH5最大的是____、最小的是____。 ⑤ ΔH3 ΔH5 解析 根据题意,可绘制上述反应中反应物和生成物的相对能量大小,如图所示:反应⑤放出的热量最多,则ΔH5最小;反应③放出的热量最少,则ΔH3最大。视角2 综合比较法2.在同温同压下,下列各组热化学方程式中ΔH1>ΔH2的是(　　)A.2H2(g)+O2(g) ==2H2O(l)　ΔH1;2H2(g)+O2(g) ==2H2O(g)　ΔH2B.S(g)+O2(g) ==SO2(g)　ΔH1;S(s)+O2(g) ==SO2(g)　ΔH2C解析A项,物质的燃烧反应是放热反应,其焓变是负值,液态水变为气态水的过程是吸热的,故ΔH1