2019-2020年鲁科版高中化学选修4第1章第1节化学反应的热效应第2课时化学反应的焓变设计1

2019-2020年鲁科版高中化学选修4第1章第1节化学反应的热效应第2课时化学反应的焓变设计1【教学目标】1．知识与技能

（1）化学反应中物质变化和能量变化的实质学会从微观角度认识化学反应的反应热及焓变2了解焓的定义，了解化学过程中的焓变，掌握热化学方程式的书写

（3）掌握盖斯定律及焓变的简单计算2．过程与方法1学习通过过程分析的方法，运用抽象与概括、对比异同点进行思维加工，形成概念2提高分析、联想、类比、迁移以及概括的能力3．情感态度与价值观1激起探索未知知识的兴趣，体验探究未知世界的乐趣2体验概念的形成过程，感受理论知识的科学美3增强认识科学世界的信心【教学过程】

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H2．反应焓变1表达式ΔH＝H反应产物－H反应物2单位J·mol－1或kJ·mol－13与反应能量变化的关系ΔH＞0，反应吸收能量；ΔH＜0，反应释放能量4与反应热的关系等压条件下，当反应中物质的能量变化全部转化为热能时，焓变与该化学反应的反应热相等，数学表达式为ΔH＝Qp[探究·升华][思考探究]焓是状态函数，具有能量的单位，但没有确切的物理意义，体系的焓的绝对值目前还无法知道焓的改变可用来描述化学反应的反应热，在等压条件下，焓变与该化学反应的反应热相等，因此焓变是可以测知的问题思考1物质的聚集状态不同，焓值相同吗？【提示】　不同物质聚集的状态不同，所具有的能量也不同，“焓”也不同，一般来说气态＞液态＞固态2化学反应中焓变可以为零吗，为什么？【提示】　焓变即反应产物的焓与反应物的焓的差值两种不同的物质，所具有的能量不可能完全相同，即反应产物的焓与反应物的焓不可能完全相等，所以由反应物转化为反应产物时，一定会有能量的变化，即焓变不为零3“反应热等于焓变”这一说法正确吗？【提示】　不正确，化学反应的反应热等于反应的焓变在特定条件下才成立，其条件是等压[认知升华]焓变与化学键、物质能量之间的关系1．微观角度化学键与焓变吸收能量E1↑反应物反应产物↓放出能量E2E1＞E2　反应吸收能量　ΔH＞0E1＜E2　反应放出能量　ΔH＜02．宏观角度物质能量变化与焓变放热反应吸热反应关系反应物具有的总能量大于反应产物具有的总能量反应物具有的总能量小于反应产物具有的总能量表示方法ΔH＜0ΔH＞0图示

二、热化学方程式1．概念把一个化学反应中的物质的变化和反应的焓变同时表示出来的化学方程式2．意义1表示化学反应中的物质变化；2表示化学反应中的焓变3．实例298K时，1molH2g和

0.5molO2g反应生成1molH2Ol放热

285.8kJ，此反应的热化学方程式可表示为H2g＋O2g===H2Ol　ΔH298K＝－

285.8kJ·mol－1[探究·升华][思考探究]热化学方程式与一般化学方程式相比，有哪些不同？【提示】　1热化学方程式不但表达了物质变化，还表达了能量变化2热化学方程式在普通化学方程式基础上，标注出各物质的状态，在后面用ΔH表示能量变化[认知升华]书写热化学方程式时注意的问题1．ΔH只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边，并用“空格”隔开若为放热反应，ΔH为“－”；若为吸热反应，ΔH为“＋”ΔH的单位一般为kJ·mol－12．注意反应热ΔH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ΔH的测定条件绝大多数ΔH是在25℃、101325Pa下测定的，此时可不注明温度和压强3．注意热化学方程式中各物质化学式前面的系数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子或原子数，因此各物质的系数可以是整数，也可以是分数4．注意反应物和产物的聚集状态不同，反应热数值以及符号都可能不同，因此，必须注明物质的聚集状态“s”“l”或“g”才能完整地体现出热化学方程式的意义热化学方程式中不用“↓”和“↑”5．注意热化学方程式不是表示反应已完成的数量由于ΔH与反应完成物质的量有关，所以方程式中化学式前面的系数必须与ΔH相对应如果系数加倍，则ΔH也要加倍当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反特别提醒同素异形体在反应中除标注状态外，还要注明名称，如Cs，石墨

三、盖斯G.H.Germain Henri Hess 1802～1850瑞士化学家1802年8月7日生于瑞士日内瓦，1850年12月12日卒于俄国圣彼得堡现为列宁格勒3岁随父侨居俄国并在俄国受教育1825年于多尔帕特大学获医学专业证书，同时受到了化学和地质学的基础教育1826～1827年，在斯德哥尔摩J.J.贝采利乌斯的实验室工作并从其学习化学回俄国后在乌拉尔作地质勘探工作，后在伊尔库茨克做医生并研究矿物1830年当选为圣彼得堡科学院院士，专门研究化学，任圣彼得堡工艺学院理论化学教授并在中央师范学院和矿业学院讲授化学1838年成为俄国科学院院士盖斯早期研究了巴库附近的矿物和天然气；发现了蔗糖氧化生成糖二酸他研究了炼铁中的热现象，作了大量的量热工作1836年发现，在任何一个化学反应过程中不论该反应过程是一步完成还是分成几步完成反应所放出的总热量相同，并于1840年以热的加和性守恒定律公诸于世，后被称为盖斯定律此定律为能量守恒定律的先驱当一个反应不能直接发生时，应用此定律可间接求得反应热因此，盖斯也是热化学的先驱者著有《纯粹化学基础》1834，曾用作俄国教科书达40年

四、检测题1．下列对H2g＋Cl2g===2HClg　ΔH298K＝－

184.6kJ·mol－1的叙述正确的是　　A．1分子H2和Cl2反应，放出热量

184.6kJB．1molH2g和1molCl2g完全反应生成2molHClg，放出的热量为

184.6kJC．在101kPa、298K的条件下，1molH2g和1molCl2g完全反应生成2molHClg，放出的热量为

184.6kJD．在101kPa、298K的条件下，1molH2g和1molCl2g完全反应生成2molHClg，吸收的热量为

184.6kJ

2.工业生产水煤气的反应为Cs＋H2Og===COg＋H2g　ΔH＝＋

131.4kJ·mol－1，下列判断正确的是　　A．反应物能量总和大于生成物能量总和B．COg＋H2g===Cs＋H2OlΔH＝－

131.4kJ·mol－1C．水煤气反应中生成1molH2g吸收

131.4kJ热量D．水煤气反应中生成1体积COg吸收

131.4kJ热量

3.已知下列热化学方程式

①H2g＋1/2O2g===H2OgΔH1＝akJ·mol－1

②2H2g＋O2g===2H2Og　ΔH2＝bkJ·mol－1

③H2g＋1/2O2g===H2Ol　ΔH3＝ckJ·mol－1

④2H2g＋O2g===2H2Ol　ΔH4＝dkJ·mol－1下列关系式中正确的是　　A.a＜c＜0B.b＞d＞0C.2a＝b＜0D.2c＝d＞

04.向足量H2SO4溶液中加入100mL

0.4mol·L－1BaOH2溶液，放出的热量是

5.12kJ如果向足量BaOH2溶液中加入100mL

0.4mol·L－1盐酸时，放出的热量为

2.2kJ则Na2SO4溶液与BaCl2溶液反应的热化学方程式为　　A．Ba2＋aq＋SO42－aq===BaSO4sΔH＝－

2.92kJ·mol－1B．Ba2＋aq＋SO42－aq===BaSO4sΔH＝－18kJ·mol－1C．Ba2＋aq＋SO42－aq===BaSO4sΔH＝－73kJ·mol－1D．Ba2＋aq＋SO42－aq===BaSO4sΔH＝－

0.72kJ·mol－

15.一定条件下，充分燃烧一定量的丁烷放出热量

161.9kJ，经测定完全吸收生成的CO2需消耗5mol·L－1的KOH溶液100mL，恰好生成正盐，则此条件下热化学方程式C4H10g＋13/2O2g===4CO2g＋5H2Og的ΔH为　　A．＋

2590.4kJ·mol－1B．－

2590.4kJ·mol－1C．＋

1295.2kJ·mol－1D．－

1295.2kJ·mol－

16.．写出298K时，下列反应的热化学方程式11molHgOs分解为液态汞和氧气，吸热

90.7kJ_________________________________________________________________216g固体硫完全燃烧时放出

148.4kJ的热量_________________________________________________________________

32.00gC2H2气体完全燃烧生成液态水和CO2，放出

99.6kJ的热量_________________________________________________________________4甲醇合成反应及其能量变化如图所示，合成甲醇的热化学方程式为________________________________________________________________图参考答案

1.【解析】热化学方程式中ΔH的值与具体化学反应相对应，在反应中各物质前的化学系数不再表示粒子数目，只表示各物质的物质的量，所以A错误；在描述反应时应说明外界条件，而B中没有说明温度和压强，B错误；ΔH0时，反应放热而非吸热，D错误【答案】c

2.【解析】该反应为吸热反应，故反应物的总能量小于生成物的总能量，A项错误；B项中热化学方程式中的水的状态应为气态；D项中应把1体积改为1mol【答案】c

3.【解析】选CH2的燃烧反应都是放热反应，ΔH0，a、b、c、d都小于0，B、D错；反应

③与反应

①相比较，产物的状态不同，H2Og转化为H2Ol为放热反应，所以ac，A错；反应

②的化学计量数是

①的2倍，反应热

②也是

①的2倍，b＝2a0，C对【答案】C

4.【解析】这道题要求学生自己写出正确的热化学方程式，根据目标反应利用盖斯定律进行计算根据题述条件可得如下热化学方程式Ba2＋aq＋2OH－aq＋2H＋aq＋SO42－aq===BaSO4s＋2H2Ol　ΔH＝－128kJ·mol－1

①，OH－aq＋H＋aq===H2Ol　ΔH＝－55kJ·mol－1

②，根据盖斯定律

①－2×

②可得Ba2＋aq＋SO42－aq===BaSO4s　ΔH＝－18kJ·mol－1【答案】B

5.【解析】据题意，放出

161.9kJ热量时生成的CO2的物质的量为5mol·L－1×

0.1L÷2＝

0.25mol，所以ΔH＝－

161.9kJ·mol－1×16＝－

2590.4kJ·mol－1【答案】B

6.【解析】　216g固体硫完全燃烧时放出

148.4kJ的热量，故其热化学方程式可写为Ss＋O2g===SO2g　ΔH＝－

148.4kJ·mol－1或Ss＋O2g===SO2g　ΔH＝－

296.8kJ·mol－131molC2H2燃烧生成液态水和CO2放热×26g＝

1294.8kJ，热化学方程式为C2H2g＋O2g===2CO2g＋H2OlΔH＝－

1294.8kJ·mol－14生成物的能量比反应物的能量低，反应是放热反应，ΔH为负值【答案】J·mol－1或HgOs＝Hgl＋O2gΔH＝

90.7kJ·mol－12Ss＋O2g===SO2g　ΔH＝－

148.4kJ·mol－1[或Ss＋O2g===SO2g　ΔH＝－

296.8kJ·mol－1]3C2H2g＋O2g===2CO2g＋H2OlΔH＝－

1294.8kJ·mol－14COg＋2H2g===CH3OHgΔH＝a－bkJ·mol－1。