【高中化学】2023-2024学年人教版选择性必修1 化学反应的热效应 反应热的比较与计算课件.pptx

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1、选择性必修性必修1(人教版人教版2019)第一章第一章 化学反化学反应的的热效效应反反应热的比的比较与与计算算突破点突破点1反反应热应热的的计计算方法算方法重重难归纳难归纳1.利用热化学方程式进行相关量的求解。利用热化学方程式进行相关量的求解。先写出热化学方程式先写出热化学方程式,再根据热化学方程式所体现的物质与物质间、物质与反应再根据热化学方程式所体现的物质与物质间、物质与反应热间的关系直接或间接计算物质的质量或反应热。其注意事项有热间的关系直接或间接计算物质的质量或反应热。其注意事项有:(1)反应热数值与各物质的化学计量数成正比反应热数值与各物质的化学计量数成正比,因此热化学方程式中各物质

2、的化学因此热化学方程式中各物质的化学计量数改变时计量数改变时,其反应热数值需同时做相应的改变。其反应热数值需同时做相应的改变。(2)热化学方程式中的反应热是指反应按所给形式完全反应时的反应热。热化学方程式中的反应热是指反应按所给形式完全反应时的反应热。(3)正、逆反应的反应热绝对值相等正、逆反应的反应热绝对值相等,符号相反。符号相反。2.根据反应物和生成物所具有的总焓计算。根据反应物和生成物所具有的总焓计算。已知反应物的总焓已知反应物的总焓H(反应物反应物)和生成物的总焓和生成物的总焓H(生成物生成物),H=生成物的总焓生成物的总焓-反应物的总焓反应物的总焓,即即H=H(生成物生成物)-H(反

3、应物反应物)。3.根据化学键变化时吸收或放出的热量计算。根据化学键变化时吸收或放出的热量计算。H=反应物的化学键断裂所吸收的总能量反应物的化学键断裂所吸收的总能量-生成物的化学键形成所释放的总能量。生成物的化学键形成所释放的总能量。(1)计算公式计算公式 H反反应物的物的总键能生成物的能生成物的总键能。能。(2)计算关键计算关键利利用用键能能计算算反反应热的的关关键，就就是是要要算算清清物物质中中化化学学键的的数数目目，清清楚中学楚中学阶段常段常见单质、化合物中所含共价、化合物中所含共价键的种的种类和数目。和数目。4.根据物质的燃烧热根据物质的燃烧热H计算。计算。可燃物完全燃烧产生的热量可燃物

4、完全燃烧产生的热量=可燃物的物质的量可燃物的物质的量燃烧热燃烧热,即即Q(放放)=n(可燃物可燃物)|H|。5.根据盖斯定律计算。根据盖斯定律计算。盖斯定律应用三步流程盖斯定律应用三步流程【典型例【典型例题题1】已知已知:P4(g)+6Cl2(g)4PCl3(g)H=akJmol-1,P4(g)+10Cl2(g)4PCl5(g)H=bkJmol-1,P4具有正四面体结构具有正四面体结构,PCl5中中PCl的键能为的键能为ckJmol-1,PCl3中中PCl的键能为的键能为1.2ckJmol-1。下列叙述中正确的是下列叙述中正确的是()。A.PP的键能大于的键能大于PCl的键能的键能B.可求可求

5、Cl2(g)+PCl3(g)PCl5(s)的反应热的反应热HC.ClCl的键能为的键能为kJmol-1D.PP的键能为的键能为kJmol-1C6.根据比热公式计算。根据比热公式计算。计算中和反应的反应热时计算中和反应的反应热时,会利用比热公式会利用比热公式Q=cmt计算中和反应放出的热计算中和反应放出的热量。量。【典型例【典型例题题2】(1)已知已知:2N2O5(g)2N2O4(g)+O2(g)H1=-4.4kJmol-12NO2(g)N2O4(g)H2=-55.3kJmol-1则反应则反应N2O5(g)2NO2(g)+O2(g)的的H=kJmol-1。(2)SiHCl3在催化剂作用下发生反应

6、在催化剂作用下发生反应:2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)H1=48kJmol-13SiH2Cl2(g)SiH4(g)+2SiHCl3(g)H2=-30kJmol-1则反应则反应4SiHCl3(g)SiH4(g)+3SiCl4(g)的的H为为_kJmol-1。【变变式式训练训练1】(1)SF6是一种优良的绝缘气体是一种优良的绝缘气体,分子结构中只存在分子结构中只存在SF键。键。已知已知:1molS(s)转化为气态硫原子吸收能量转化为气态硫原子吸收能量280kJ,断裂断裂1molFF键、键、SF键需吸收的能量分别为键需吸收的能量分别为160kJ、330kJ。则。则S(s)

7、+3F2(g)SF6(g)的反应热的反应热H为为()。A.-1780kJmol-1B.-1220kJmol-1C.+430kJmol-1D.+110kJmol-1(2)CO2与与CH4经催化重整经催化重整,制得合成气制得合成气:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。已知上述反应中相关的化学键键能数据如下已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:则该反应的则该反应的H=。化学键化学键CHC=OHHC O(CO)4137454361075答案答案:(1)B(2)+120kJmol-1解析解析:(1)反应反应S(s)+3F2(g)SF6(g)的的H=(280+1603-3306)kJm

8、ol-1=-1220kJmol-1。(2)H=4E(CH)+2E(C=O)-2E(C O)+2E(HH)=(4413+2745)kJmol-1-(21075+2436)kJmol-1=+120kJmol-1。(2)将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。科学家发明的将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。科学家发明的直接氧化法的原理为直接氧化法的原理为4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)。直接氧化法可按下列催化过程进行。直接氧化法可按下列催化过程进行:CuCl2(s)CuCl(s)+Cl2(g)H1=+83kJmol-1CuCl(s)+O2(g)CuO(s)+Cl2

9、(g)H2=-20kJmol-1CuO(s)+2HCl(g)CuCl2(s)+H2O(g)H3=-121kJmol-1则则4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)的的H=kJmol-1。答案答案:(1)+89.3(2)-116解析解析:(1)根据盖斯定律根据盖斯定律,反应反应+可得反应可得反应,则则H3=H1+H2=+100.3kJmol-1+(-11.0kJmol-1)=89.3kJmol-1。(2)把题中热化学方程式依次编号为把题中热化学方程式依次编号为、,根据盖斯定律根据盖斯定律,2+2+2可得可得4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)H=2H1+2H2

10、+2H3=+83kJmol-12+(-20kJmol-12)+(-121kJmol-12)=-116kJmol-1。重重难归纳难归纳(1)与与“符号符号”相关的反应热的比较。相关的反应热的比较。对于放热反应来说对于放热反应来说,H=-QkJmol-1,虽然虽然“-”仅表示放热的意思仅表示放热的意思,但在比较大但在比较大小时要将其看成真正意义上的小时要将其看成真正意义上的“负号负号”,即放热越多即放热越多,H反而越小。反而越小。突破点2.反应热大小比较(2)与与“化学计量数化学计量数”相关的反应热比较。相关的反应热比较。例如例如,H2(g)+O2(g)H2O(l)H1=-akJmol-1,2H2

11、(g)+O2(g)2H2O(l)H2=-bkJmol-1,aH2。1.比较反应热的大小比较反应热的大小,一般从以下几个方面考虑。一般从以下几个方面考虑。(3)与与“物质聚集状态物质聚集状态”相关的反应热比较。相关的反应热比较。反应物相同反应物相同,生成物状态不同时。生成物状态不同时。A(g)+B(g)C(g)H10,A(g)+B(g)C(l)H20,因为因为C(g)C(l)H30,则则H3=H2-H1,所以所以H2H1。生成物相同生成物相同,反应物状态不同时。反应物状态不同时。S(g)+O2(g)SO2(g)H10S(s)+O2(g)SO2(g)H20H2+H3=H1,则则H3=H1-H2,又

12、又H30,所以所以H1H2。2.注意事项注意事项比较比较“反应热反应热”或或H的大小时的大小时,必须考虑必须考虑“+”“-”符号。符号。参加反应的物质的量不同参加反应的物质的量不同,则反应热的数值也会发生相应的变化。则反应热的数值也会发生相应的变化。2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=-571.6kJmol-1。对于可逆反应对于可逆反应,如如3H2(g)+N2(g)2NH3(g)H=-92.4kJmol-1,是指是指生成生成2molNH3时放出时放出92.4kJ的热量的热量,而不是而不是3molH2与与1molN2混合混合,在一在一定条件下反应就能放出定条件下反应就能放出92.4kJ的热

13、量的热量,因为该反应可逆因为该反应可逆,反应物不能完全转反应物不能完全转化为生成物化为生成物,3molH2与与1molN2在一定条件下反应放出的热量小于在一定条件下反应放出的热量小于92.4kJ。反应中物质的聚集状态不同反应中物质的聚集状态不同,反应热数值大小也不同。例如反应热数值大小也不同。例如,S(g)+O2(g)SO2(g)H1=-Q1kJmol-1,S(s)+O2(g)SO2(g)H2=-Q2kJmol-1,可以理解成固态硫变成气态硫后再发生反应可以理解成固态硫变成气态硫后再发生反应,而由固态到气态而由固态到气态是需要吸收能量的是需要吸收能量的,所以所以Q2Q1、H1H2。故当反应中仅

14、仅由于物质聚。故当反应中仅仅由于物质聚集状态不同比较反应热的大小时集状态不同比较反应热的大小时,反应物为固态时放出的热量少反应物为固态时放出的热量少,当生成物当生成物为固态时放出的热量多。为固态时放出的热量多。强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1molH2O时的反应时的反应热热H=-57.3kJmol-1。当酸为浓硫酸时。当酸为浓硫酸时,由于浓硫酸溶于水时放出热量由于浓硫酸溶于水时放出热量,若若用浓硫酸与强碱反应生成用浓硫酸与强碱反应生成1molH2O时放出的热量大于时放出的热量大于57.3kJ。由于弱酸、。由于弱酸、弱碱电离过程吸热弱碱电离过

15、程吸热,用弱酸与强碱用弱酸与强碱(或弱碱与强酸或弱碱与强酸)反应生成反应生成1molH2O时放时放出热量小于出热量小于57.3kJ。3.比较类型比较类型(1)直接比较法直接比较法物质燃烧时，可燃物物质的量越大，燃烧放出的热量越多。物质燃烧时，可燃物物质的量越大，燃烧放出的热量越多。等量的可燃物完全燃烧所放出的热量肯定比不完全燃烧所放出等量的可燃物完全燃烧所放出的热量肯定比不完全燃烧所放出的热量多。的热量多。生成等量的水时，强酸和强碱的稀溶液反应比弱酸和强碱生成等量的水时，强酸和强碱的稀溶液反应比弱酸和强碱或弱碱和强酸或弱酸和弱碱的稀溶液反应放出的热量多。或弱碱和强酸或弱酸和弱碱的稀溶液反应放出

16、的热量多。对于可逆反应，因反应不能进行完全，实际反应过程中放出或对于可逆反应，因反应不能进行完全，实际反应过程中放出或吸收的热量要小于相应热化学方程式中的反应热数值。例如：吸收的热量要小于相应热化学方程式中的反应热数值。例如：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H197kJmol1，表示表示2molSO2(g)和和1molO2(g)完全反应生成完全反应生成2molSO3(g)时，放时，放出的热量为出的热量为197kJ，实际上向密闭容器中通入，实际上向密闭容器中通入2molSO2(g)和和1molO2(g)，反应达到平衡后，放出的热量要小于，反应达到平衡后，放出的热量要小于197kJ。(2)盖

17、斯定律比较法盖斯定律比较法同一反应，生成物的状态不同同一反应，生成物的状态不同如如A(g)B(g)=C(g)H10 A(g)B(g)=C(l)H20因为因为C(g)=C(l)H3H2。同一反应，反应物的状态不同同一反应，反应物的状态不同如如S(g)O2(g)=SO2(g)H1akJmol1S(s)O2(g)=SO2(g)H2bkJmol1同素异形体的不同单质发生相似反应，产物相同时同素异形体的不同单质发生相似反应，产物相同时如如C(s，石墨石墨)O2(g)=CO2(g)H1akJmol1C(s，金刚石金刚石)O2(g)=CO2(g)H2bkJmol1典例典例1室温下，将室温下，将1mol的的C

18、uSO45H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热溶于水会使溶液温度降低，热效应为效应为H1，将，将1mol的的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为溶于水会使溶液温度升高，热效应为H2；CuSO45H2O受热分解的化学方程式为受热分解的化学方程式为CuSO45H2O(s)=CuSO4(s)5H2O(l)，热效应为，热效应为H3。则下列判断正确的是。则下列判断正确的是()AH2H3BH1H3解解析析 1 mol CuSO45H2O(s)溶溶于于水水会会使使溶溶液液温温度度降降低低，为吸吸热反反应，故故H10,1molCuSO4(s)溶溶于于水水会会使使溶溶液液温温度度升升高高，为放放热

19、反反应，故故H20，根根据据盖盖斯斯定定律律得到关系式得到关系式H1H2H3，分析得到答案：，分析得到答案：H1H3。B典例典例2下列各组热化学方程式中，化学反应的下列各组热化学方程式中，化学反应的H前者大于后者的前者大于后者的()C(s)O2(g)=CO2(g)H1；C(s)1/2O2(g)=CO(g)H2S(s)O2(g)=SO2(g)H3；S(g)O2(g)=SO2(g)H4H2(g)1/2O2(g)=H2O(l)H5；2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H6CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H7；CaO(s)H2O(l)=Ca(OH)2(aq)H8A仅仅B仅仅C仅仅D仅仅解析

20、：解析：中前式减后式得中前式减后式得CO(g)O2(g)=CO2(g)HH1H20，故故H10，故故H3H4；中中H62H5，且且H6、H5均小于零均小于零，故故H5H6；中中H70，H8H8。C易易错错提醒提醒 (1)比较反应热的大小时比较反应热的大小时,不能只比较不能只比较H数值的大小数值的大小,应带应带“+”“-”进行比较。进行比较。(2)可逆反应不能进行到底可逆反应不能进行到底,实际反应放出或吸收的热量小于热化学方程式实际反应放出或吸收的热量小于热化学方程式中反应热的绝对值。中反应热的绝对值。(3)对于放热反应对于放热反应,可利用状态不同迅速比较反应热的大小。当反应物状态可利用状态不同

21、迅速比较反应热的大小。当反应物状态相同相同,生成物状态不同时生成物状态不同时,生成固体放热最多生成固体放热最多,生成气体放热最少生成气体放热最少;当反应物状当反应物状态不同态不同,生成物状态相同时生成物状态相同时,反应物为固体时反应放热最少反应物为固体时反应放热最少,反应物为气体时反应物为气体时反应放热最多。反应放热最多。解析：解析：物物质的燃的燃烧反反应均均为放放热反反应，则H1、H3、H4均均小于小于0，故，故A、B项错误；将；将题给的的5个个热化学方程式依次化学方程式依次编号号为、，根据盖，根据盖斯定律，斯定律，故，故H1H2H3，C项正确；根据盖正确；根据盖斯定律，斯定律，32，故，故

22、3H3H42H5，D项错误。C解析：解析：A项，甲醇燃，甲醇燃烧是放是放热反反应，H10，错误；B项，H2O(g)=H2O(l)，放出，放出热量，反量，反应放出的放出的热量多，量多，H3小，小，错误；C项，根据盖斯定律，根据盖斯定律，H1H22H32H5，错误；D项，根据盖斯定律可得，根据盖斯定律可得2CO(g)4H2(g)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l)H2H5H1，相当于，相当于CO、H2的燃的燃烧，均，均为放放热反反应，正确。，正确。D3下列各组热化学方程式中下列各组热化学方程式中，H1H2的是的是()C(s)O2(g)=CO2(g)H1C(s)O2(g)=CO(g)H2S(s)O2(g)=SO2(g)H1S(g)O2(g)=SO2(g)H2Mg(s)2HCl(aq)=MgCl2(aq)H2(g)H1Ca(s)2HCl(aq)=CaCl2(aq)H2(g)H2CH3COOH(aq)NaOH(aq)=CH3COONa(aq)H2O(l)H1HCl(aq)NaOH(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H2ABCDA