化学选择性必修1第一单元 化学反应的热效应教案配套ppt课件

这是一份化学选择性必修1第一单元 化学反应的热效应教案配套ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了焓变反应热，热化学方程式，课时对点练等内容，欢迎下载使用。
核心素养 发展目标
1.宏观辨识与微观探析：能从宏观和微观的角度理解化学反应中能量变化的本质，正确认识和判断放热反应和吸热反应。
2.变化观念与平衡思想：能辨识化学反应中的能量转化形式，形成能量可以相互转化的观念，正确理解反应热和焓变的概念。
3.模型认知：建立从定性到定量描述化学反应中的能量变化的思维模型，会正确书写热化学方程式。
三、从微观角度解释化学反应中的能量变化
1.体系与环境被研究的物质系统称为 ，体系以外的其他部分称为 或外界。2.内能与焓(1)内能体系内物质的各种能量的总和，受 、 、物质的聚集状态和组成的影响。内能的变化可以通过变化过程中体系吸收(或放出)的 和对内(或对外)所做的 的形式表现出来。(2)焓：与内能有关的物理量，用符号“ ”表示。
3.化学反应的两大基本特征
变化：获得新物质
变化
主要表现形式是 或释放的 ，能量的转换以发生化学变化的物质为基础，遵循 守恒定律
4.焓变和反应热的概念(1)反应热在化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同温度时，___________ 称为化学反应的热效应，也称反应热。(2)焓变
(3)反应热和焓变的关系恒压条件下进行的化学反应的反应热等于该反应的 。5.焓变与吸热反应和放热反应的关系(1)用图示理解反应过程中物质的总能量与反应热的关系
(2)化学反应的分类(以反应过程中能量变化为依据)
(1)相同质量的同种物质，在不同状态下其焓是相同的(　　)(2)化学反应的反应热就是该反应的焓变(　　)(3)化学变化中的能量变化都是化学能与热能间的相互转化(　　)(4)化学反应的焓变和反应物及生成物的内能有关，和反应条件无关(　　)(5)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，ΔH>0(　　)(6)放热反应的ΔH＜0；而吸热反应的ΔH＞0(　　)(7)吸热反应一定需要加热或点燃(　　)(8)放热反应在常温下一定可以发生(　　)
1.常见化学反应的能量变化如图a、b所示：
某些常见的热效应：①浓硫酸溶于水；②CaO溶于水；③水高温分解；④硝酸铵溶于水；⑤NaOH溶于水。(1)上述热效应中，属于图a的为 ，属于图b的为 。
(2)试说明①～⑤中，既不属于图a，也不属于图b的理由？
①浓硫酸溶于水；②CaO溶于水；③水高温分解；④硝酸铵溶于水；⑤NaOH溶于水。
提示　有热量放出未必是放热反应，放热反应和吸热反应必须是化学变化。浓硫酸溶于水、硝酸铵溶于水、NaOH溶于水属于物理变化，不是化学变化。
2.一定条件下，石墨转化为金刚石要吸收能量。在该条件下，下列结论正确的是A.金刚石比石墨稳定B.金刚石转化为石墨是吸热反应C.1 ml C(金刚石)比1 ml C(石墨)的总能量高D.等质量的金刚石和石墨完全燃烧释放的热量相同
石墨转化为金刚石要吸收能量，则金刚石具有的能量高，物质具有的能量越高越不稳定，所以石墨更稳定，故A错误；石墨转化为金刚石要吸收能量，则金刚石转化为石墨是放热反应，故B错误；石墨转化为金刚石要吸收能量，说明1 ml C(金刚石)比1 ml C(石墨)的总能量高，故C正确；金刚石具有的能量高，等质量的金刚石和石墨完全燃烧时，金刚石释放的能量比石墨多，故D错误。
1.在日常生活和学习中，我们经常接触到下列反应：①化石燃料燃烧　②强酸、强碱的中和反应③用C和H2O(g)在高温下制水煤气　④锌和盐酸反应制氢气　⑤氢氧化钡晶体和氯化铵晶体研磨放出氨气　⑥煅烧石灰石其中焓变为负值的有 (填序号，下同)，焓变为正值的有 。
2.利用含碳化合物合成新燃料是发展低碳经济的重要方法，已知CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)的反应过程中能量的变化情况如图所示。下列判断正确的是A.生成1 ml CH3OH(g)吸收91 kJ能量B.用碳制备原料气CO、H2的反应属于放热反应C.反应物的总能量大于生成物的总能量D.如果该反应生成液态CH3OH，则释放的热量更少
A项，根据图示，反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应是放热反应，错误；B项，碳与水蒸气在高温条件下反应生成CO、H2的反应属于吸热反应，错误；D项，CH3OH由气态变为液态要释放热量，故生成液态CH3OH时释放的热量更多，错误。
(1)一个化学反应是吸热还是放热取决于反应物总能量和生成物总能量的相对大小，而与反应开始前是否需要加热无关，若加热后开始反应，停止加热后反应继续进行，则该反应为放热反应，如铝热反应、Fe与S的反应、NH3的催化氧化等。(2)绝大多数吸热反应需在加热条件下进行，但也有部分吸热反应不加热也能进行，如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应；放热反应虽然会有能量放出，但有的放热反应需要加热才能进行，通过加热，可以引发放热反应，如C＋O2 CO2。
(3)若某反应为吸热反应，则该反应的逆向反应为放热反应，如H2O分解生成H2和O2为吸热反应，H2与O2化合生成H2O为放热反应。(4)吸热反应和放热反应均是化学反应。NaOH固体溶于水、浓H2SO4稀释等属于放热过程，但不属于放热反应；NH4NO3固体溶于水、碘升华等属于吸热过程，但不属于吸热反应。
1.热化学方程式的概念及意义(1)概念：能够表示 的化学方程式。(2)意义：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 变化。2.热化学方程式与普通化学方程式的区别
3.热化学方程式的书写方法(1)写出相应的化学方程式。热化学方程式中各物质化学式前的化学计量数只表示其 ，可以是整数或简单分数。(2)标注反应的温度和压强。没有特殊说明则是指25 ℃(即298 K)、101 kPa。不用标明反应条件(如“加热”“高温”“催化剂”等)。(3)标注各物质的聚集状态。在物质后面用括号标注各物质的聚集状态：气体用“ ”，液体用“ ”，固体用“ ”，水溶液用“ ”。
(4)标注ΔH的正负。化学方程式后面空一格标注ΔH，若为放热反应，ΔH为“ ”；若为吸热反应，ΔH为“ ”(“＋”可省略不写)。(5)计算ΔH的数值。根据化学方程式中的化学计量数计算写出ΔH的数值。ΔH的单位是 。
(1)25 ℃、101 kPa时，0.5 ml CH4完全燃烧生成CO2气体和液态H2O时，放出445 kJ的热量。①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－445 kJ·ml－1(　　)②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝890 kJ·ml－1(　　)③CH4＋2O2===CO2＋H2O　ΔH＝－890 kJ·ml－1(　　)④CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890 kJ·ml－1(　　)
(2)若H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－92.3 kJ·ml－1，则2HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g)　ΔH＝92.3 kJ·ml－1(　　)
1.氢气与碘蒸气化合反应的能量(或热量)变化，可用热化学方程式表示如下：
(1)它与化学方程式H2＋I2 2HI相比较，有哪些主要特点？
提示　①指明了反应时的温度和压强；若在25 ℃、101 kPa时进行的反应，可以不注明；②注明了各物质反应时的状态：s(固体)、l(液体)、g(气体)或aq(水溶液)；③在化学方程式的右边注明了ΔH的数值、符号及单位。
(2)请你说明题述热化学方程式所表示的意义。
提示　在200 ℃、101 kPa下，1 ml H2(g)与1 ml I2(g)反应，生成2 ml HI(g)放出的热量是14.9 kJ。(热化学方程式中的化学计量数只表示物质的物质的量，可以是整数也可以是分数)
2.下面是25 ℃、101 kPa条件下的四个热化学方程式：
③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·ml－1
(1)①②相比，反应热数值不同的原因是_______________________。
(2)②③相比，若化学方程式的化学计量数扩大一倍，则反应热_______ 。
(3)①④相比，可得出的结论是正向、逆向反应的焓变数值 ，符号 。
ΔH＝46 kJ·ml－1
该反应是可逆反应，不能进
3.已知：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·ml－1，请写出1 ml NH3分解对应的热化学方程式： 。若1 ml N2(g)和3 ml H2(g)在一定条件下发生反应，放出的热量 92 kJ(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是________________________________ 。
(1)热化学方程式中化学式前面的化学计量数必须与ΔH相对应，若化学计量数加倍，则ΔH的数值也要加倍。(2)当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热的数值相等，符号相反。(3)ΔH的单位为kJ·ml－1，它并不是指每摩尔具体物质反应时伴随的能量变化是多少千焦，而是指给定形式的具体反应以各物质的化学计量数来计量其物质的量时伴随的能量变化是多少千焦。
(4)可逆反应的ΔH和实际吸收或放出热量的区别：不论化学反应是否可逆，热化学方程式中ΔH都表示反应按照化学计量数所表示的物质的量完全反应所放出或吸收的热量。如2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH＝－197 kJ·ml－1是指2 ml SO2(g)和1 ml O2(g)完全转化为2 ml SO3(g)时释放的热量为197 kJ。若在相同的温度和压强下，向某容器中加入2 ml SO2(g)和1 ml O2(g)，反应达到平衡时释放的热量为Q，因反应不能进行彻底，故QΔH2D.CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋ H2(g)　ΔH>0
由图像可知石墨的能量比金刚石的低，因此由石墨转变为金刚石是吸热反应，A正确；白磷具有的能量比红磷的高，根据能量越低越稳定的原理可知，红磷比白磷稳定，B错误；|ΔH1|>|ΔH2|，由于ΔH1、ΔH2均小于零，故ΔH10)。下列说法正确的是A.相同条件下，2 ml SO2(g)和1 ml O2(g)所具有的能量小于2 ml SO3(g)所具有的能量B.将2 ml SO2(g)和1 ml O2(g)置于一密闭容器中充分反应后，放出热量 为Q kJC.此反应为放热反应，不需任何条件就能发生D.如将一定量SO2(g)和O2(g)置于某密闭容器中充分反应后放热Q kJ，则 此过程中有2 ml SO2(g)被氧化
该反应是放热反应，相同条件下，2 ml SO2(g)和1 ml O2(g)所具有的能量大于2 ml SO3(g)所具有的能量，故A错误；将2 ml SO2(g)和1 ml O2(g)置于一密闭容器中充分反应后，达到化学平衡，反应物不能全部转化，放出热量小于Q kJ，故B错误；反应吸热还是放热与反应条件无关，C错误；如将一定量SO2(g)和O2(g)置于某密闭容器中充分反应后放热Q kJ，参加反应的二氧化硫为2 ml，故一定有2 ml SO2(g)被氧化，故D正确。
12.现有如下3个热化学方程式：H2(g)＋ O2(g)===H2O(g)　ΔH1＝－a kJ·ml－1①H2(g)＋ O2(g)===H2O(l)　ΔH2＝－b kJ·ml－1②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH3＝－c kJ·ml－1③
则由下表所列的原因能推导出后面结论的是
①②中由于生成的水的状态不同，故ΔH不同，即a、b也不同，B项错误；①③中由于气态水转化为液态水要放热，故c＞2a，C项错误；②③中因ΔH3＝2ΔH2，且ΔH2、ΔH3均为负值，故ΔH2＞ΔH3，D项错误。
13.根据你的认识和理解，结合所给提示写出下列有关反应的热化学方程式。(1)1 ml CaCO3(s)分解生成CaO(s)和CO2(g)，吸收178.2 kJ热量：___________________________________________________。(2)N2(g)与H2(g)反应生成1 ml NH3(g)，放出46.1 kJ热量：_______________________________________________。(3)1 g甲烷在空气中燃烧，恢复至常温下测得放出55.625 kJ热量：_________________________________________________________。
===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH＝178.2 kJ·ml－1
===NH3(g)　ΔH＝－46.1 kJ·ml－1
＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890 kJ·ml－1
(4)P(红磷，s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如图所示(图中的ΔH表示生成1 ml产物的数据)。试回答下列问题：
①写出P(红磷，s)和Cl2(g)反应生成PCl3(g)的热化学方程式：___________ 。②写出PCl5(g)分解生成PCl3(g)和Cl2(g)的热化学方程式：_______________________________________________。
＋3Cl2(g)===2PCl3(g)　ΔH＝－612 kJ·ml－1
PCl3(g)＋Cl2(g)　ΔH＝93 kJ·ml－1
14.下表中的数据是破坏1 ml物质中的化学键所消耗的能量：
根据上述数据回答下列问题：(1)下列物质本身具有的能量最低的是 (填字母，下同)。A.H2 B.Cl2 C.Br2 D.I2
破坏1 ml 物质中的化学键所消耗的能量越大，则物质越稳定，所具有的能量越低，则所给的四种物质中，物质本身具有的能量最低的是H2。
(2)下列氢化物中最稳定的是 。A.HCl B.HBr C.HI
所给的三种物质中，最稳定的是HCl。
(3)X2＋H2===2HX(X代表Cl、Br、I)的反应是 (填“吸热反应”或“放热反应”)。
以氯元素为例进行计算。断开Cl—Cl键和H—H键需吸收的能量为243 kJ＋436 kJ＝679 kJ，而形成2 ml HCl放出的能量为2×432 kJ＝864 kJ，所以反应Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g)放出864 kJ－679 kJ＝185 kJ的热量，同理可计算反应Br2(g)＋H2(g)===2HBr(g)、I2(g)＋H2(g)===2HI(g)分别放出103 kJ、9 kJ的热量。
(4)相同条件下，X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收的热量最多的是 。
根据(3)中计算可知，相同条件下，X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出的热量最多的是氯气。
15.已知两个氢气燃烧生成水的热化学方程式：H2(g)＋ O2(g)===H2O(g)　ΔH＝a kJ·ml－12H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝b kJ·ml－1请回答下列问题(|b|表示b的绝对值)：(1)若2 ml H2(g)完全燃烧生成水蒸气，则放出的热量 (填“>”“b。
(3)若已知H2(g)＋ O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－242 kJ·ml－1，且氧气中1 ml O==O键完全断裂时吸收热量496 kJ，水蒸气中1 ml H—O键形成时放出热量463 kJ，则氢气中1 ml H—H键断裂时吸收的热量为 。
ΔH＝断裂旧化学键吸收的总能量－形成新化学键放出的总能量，设断裂1 ml H—H键时吸收的热量为x kJ，即－242＝x＋496× －463×2，解得x＝436。
16.化学反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的能量变化如图所示：
已知断裂1 ml N≡N、1 ml N—H分别需要吸收946 kJ、391 kJ的能量，试回答下列问题：(1)该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)断裂1 ml H2中化学键所需能量为 kJ。
(3)该反应的反应热ΔH＝ 。
－92 kJ·ml－1
17.(1)图1是1 ml NO2(g)和1 ml CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)过程中的能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：_____________________________________________________。
NO2(g)＋CO(g)
===CO2(g)＋NO(g)　ΔH＝－234 kJ·ml－1
该反应的焓变ΔH＝E1－E2＝134 kJ·ml－1－368 kJ·ml－1＝－234 kJ·ml－1，所以热化学方程式为NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)　ΔH＝－234 kJ·ml－1。
(2)如表是部分化学键的键能数据：
已知1 ml P4(g)完全燃烧生成P4O10(g)放出的热量为d kJ，P4和P4O10的结构如图2所示，则表中x＝ (用含有a、b、c、d的代数式表示)。
白磷燃烧的化学方程式为P4＋5O2===P4O10，ΔH＝反应物总键能－生成物总键能，1 ml白磷完全燃烧需断裂6 ml P—P、5 ml O==O，形成12 ml P—O、4 ml P==O，所以6a＋5c－(4x＋12b)＝－d，可得x＝ (d＋6a＋5c－12b)。