化学反应的热效应讲课课件正式版.ppt

本节教学目标1 理解反应热的含义2 热化学方程式的正确书写 任何一个化学反应的过程 既有物质变化 又有能量的变化 复习 化学反应中能量变化的原因 化学反应实质 旧键的断裂和新化学键的形成旧化学键断裂吸收能量新化学键形成释放能量 这两个过程的能量大小不同 所以出现能量的变化 整个反应放热还是吸热取决于两个过程能量的相对大小 常见放热反应 1 酸碱中和反应2 燃烧反应3 活泼金属与水 酸的反应4 铝热反应5 大多数化合反应如生石灰与水反应 常见吸热反应 1 大多数分解反应2 以C H2 CO为还原剂的氧化还原反应C CO2 2COC H2O CO H23 铵盐和碱的反应Ba OH 2 8H2O与NH4Cl反应 高温 高温 Ca OH 2与NH4Cl固体反应 我们如何定量的描述一个化学反应释放或吸收的热量呢 用什么方法可以准确的测量一个化学反应释放或吸收的热量的多少呢 为了定量的描述一个化学反应释放或吸收的热量我们引入了反应热这个概念 一 化学反应的反应热1 定义 当化学反应在一定温度下进行时 反应所释放或吸收的热量称为该反应在此温度下的热效应 简称反应热 2 符号 Q规定 反应放热时 反应体系能量降低 Q0 单位 KJ或J 3 决定因素 对于一个给定的反应 反应热与反应物的本性 反应物的物质的量及反应物和生成物的聚集状态有关 4 测量方法 1 反应热的数据可以用量热计测量 测定反应热的仪器 量热计 简易量热计示意图 结构 内筒外筒温度计搅拌器杯盖保温材料 量热计的原理 测量反应前后溶液温度 然后根据溶液及量热计的热容用公式进行计算 Q C T2 T1 C0m T2 T1 C 热容为常数单位 J K或KJ K当物质吸收热量温度升高时 温度每升高1K所吸收的热量 称为该物质的热容C0 比热容 单位质量物质的热容 单位 KJ k 1 Kg 1m 反应溶液的总质量T 热力学温度 也叫开尔文温度 单位为k T k t 0c 273 15 2 公式 实验目的 实验原理 实验测定的数值 测定中和反应的反应热 Q C T2 T1 或Q c0m T2 T1 如忽略实验仪器的热容 视稀电解质溶液与纯水的比热 4 18KJ k 1 Kg 1 相等 T2和T1 活动 探究 仪器 药品 温度计 烧杯 250ml 1 0mol L的盐酸1 0mol L的NaOH溶液1 0mol L的盐酸1 0mol L的KOH溶液1 0mol L的硝酸1 0mol L的NaOH溶液 量热计 量筒 100ml 1 向量热计内筒中加入1 0mol L的盐酸100mL 盖上杯盖 插温度计 匀速搅拌后记录初始温度T12 向250mL烧杯中加入1 0mol L的NaOH溶100mL 调节其温度 使与量热计中盐酸的温度相同 3 快速将烧杯中的碱液倒入量热计中 盖好杯盖 匀速搅拌 记录体系达到的最高温度T2 4 假设溶液的比热等于水的比热并忽略量热计的热容 根据溶液温度升高的数值 计算此中和反应的反应热 各组按要求实验记录数据计算各反应的反应热 结论三个中和反应的反应热相同 原因 反应的实质相同H OH H2O 溶液的体积相同 H 和OH 浓度均相同 为保证测定结果的准确性 在测定过程中应注意什么 1 反应热的计算式进行了以下处理 a 忽略量热计的热容b 认为稀溶液与水的比热相同c 认为热容不随温度的变化而变化 2 酸或碱略稍过量使中和反应进行完全 3 酸和碱的浓度宜小不宜大为了使测得的中和热更准确 4 记录最高温度 课堂小结 1 下列说法正确的是 A 物质发生反应时放出的热量来源于对反应的加热B 化学反应除了生成新物质外 还发生能量变化 C 化学反应中放出的热才是反应热D 需要加热方能发生的反应一定是吸热反应 练习 2 下列各项与反应热的大小无关的是 A 反应物的状态B 温度C 反应物的多少D 反应热的单位 D B 第二课时 化学反应与能量转化 第一节 化学反应的热效应 教学目标1 理解焓变的含义2 热化学方程式的正确书写 D 化学反应的反应热是由于反应前后物质所具有的能量不同而产生的 正如质量是物质的固有性质一样 物质所具有的能量也是物质固有的性质 我们用一个物理量焓来描述 二 化学反应的焓变1 焓定义 符号 描述物质所具有能量的物理量 H 2 反应焓变 定义 符号 表达式 反应产物的总焓与反应物的总焓之差 H H H 产物 H 反应物 当 H 0时 H为 放热反应 当 H 0时 H为 吸热反应 焓变与反应热的关系 在恒压的条件下 化学反应过程中能量变化全部转化为热能 则 H QP QP 等压条件下化学反应的反应热 例1 1molC与1molH2O g 反应生成lmolCO g 和1molH2 g 需要吸收131 5kJ的热量 该反应的反应热为 H kJ mol 例2 拆开lmolH H键 lmolN H键 lmolN N键分别需要的能量是436kJ 391kJ 946kJ 则1molN2生成NH3的焓变为 131 5 92KJ mol 练习 三 热化学方程式 1 定义 把一个化学反应中的物质变化和反应的焓变同时表示出来的化学方程式 叫做热化学方程式 2 意义 热化学方程式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能量变化 3 热化学方程式书写注意事项 1 必须标明物质的状态固体s 液体l 气体g 溶液中的溶质aq 2 要注明反应的温度和压强 常温 常压可以不注明 5 方程式中的化学计量数表示实际反应的物质的物质的量 可以是整数也可以是分数 3 H要注明单位 KJ mol 4 方程式系数加倍 H加倍 若逆向进行 H符号相反 数值不变 表示物质变化 物质变化和能量变化 既表示物质的量还表示分子个数 表示物质的量 注明 不注明 无 注明温度 大小 正负 不注明 注明 热化学方程式与一般化学方程式的区别 例题 1 当1mol气态H2与1mol气态Cl2反应 生成2mol气态HCl 放出184 6KJ的热量 请写出该反应的热化学方程式 H2 g Cl2 g 2HCl g H 184 6KJ mol 2 已知1g甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出55 625KJ热量写出该反应的热化学方程式 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l H 890kJ mol 3 已知在1 105Pa 298K条件下 2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量 下列热化学方程式正确的是 A H2O g H2 g 1 2O2 g H 242kJ mol 1B 2H2 g O2 g 2H2O l H 484kJ mol 1C H2 g 1 2O2 g H2O g H 242kJ mol 1D 2H2 g O2 g 2H2O g H 484kJ mol 1 A 1 写出下列反应的热化学方程式 1 1molN2 g 与适量O2 g 反应生成NO g 需吸收68kJ的热量 2 1g硫粉在氧气中充分燃烧放出9 36kJ热量 写出硫燃烧的热化学方程式 N2 g O2 g 2NO g H 68kJ mol S S O2 g SO2 g H 299 5kJ mol 课堂检测 2 由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放出241 8kJ的热量 1g水蒸气转化为液态水放出2 45kJ的热量 则生成液态水的热化学方程式是 H2 g 1 2O2 g H2O l H 285 9kJ mol 写出下列反应的热化学方程式 已知在298K是 由氢气和氮气生成1moLNH3 g 放热46 11KJ 写出该反应逆反应的热化学方程式 NH3 g N2 g 3 2H2 g H 46 11kJ mol 巩固落实 2H2 g O2 g 2H2O l H4 298K 571 6kJ mol 含义 298K时 2mol的H2 g 与1mol的O2 g 反应生成2mol的H2O l 放出热量571 6KJ 二 焓变大小比较和计算 本节学习目标 1 巩固热化学方程式的书写2 了解盖斯定律的含义 掌握反应焓变的计算 已知在298K时 1molH2 g 0 5moLO2 g 反应生成1moLH2O l 放热285 8KJ 生成1moLH2O g 放热241 8KJ 两种情况情况下的 H那个更大 思考 特别提醒 焓变大小比较要带着正负号进行 吸热反应 H大于放热反应的 H 放热反应 放出的热量越多 H越小 吸热反应 吸收的热料越多 H越大 3 已知H2 g 1 2O2 g H2O g H1 akJ mol2H2 g O2 g 2H2O g H2 bkJ molH2 g 1 2O2 g H2O l H3 ckJ mol2H2 g O2 g 2H2O l H4 dkJ mol则a b c d的关系正确的是 Aad 0C2a b0 C 思考 N2 g 3H2 g 2NH3 g H 92 2kJ mol表示的意义 若向某容器中加入1mol的N2和3molH2 放出92 2KJ的热量对吗 注意 可逆反应的热化学方程式表示按系数彻底进行时热量变化 若按系数放入则不能完全反应 不能放出这么多热量 H大小比较1 在相同条件下 已知2H2 g O2 g 2H2O l H12H2 g O2 g 2H2O g H2H2 g 1 2O2 g H2O l H3则 H1 H2 H3的大小关系是 A H1 H2 H3B 2 H3 H2 H1C H3 H2 H1D 2 H3 H2 H1 C 课堂检测 2 下列各组热化学方程式中 化学反应的 H前者大于后者的是 C s O2 g CO2 g H1C s 1 2O2 g CO g H2 S s O2 g SO2 g H3S g O2 g SO2 g H4 H2 g 1 2O2 g H2O g H52H2 g O2 g 2H2O g H6 CaCO3 s CaO s CO2 g H7CaO s H2O l Ca OH 2 s H8A B C D B 第三课时 学习目标 1 了解反应途径与反应体系2 理解盖斯定律的涵义 能用盖斯定律进行焓变有关的简单计算 3 能利用热化学方程式进行有关焓变的简单计算 C s O2 g CO2 g H1 393 5kJ mol CO g 1 2O2 g CO2 g H2 283 0kJ mol 已知查表可得 C s 1 2O2 g CO g H2 110 5kJ mol 请仔细观察数据 探讨 H1 H2 H3之间的关系 H1 H2 H3 化学模型 C g O2 g CO2 g CO g 1 2O2 g C g 1 2O2 g CO2 C O2 CO 1 2O2 H1 H2 H3 化学模型 某人从山下A到达山顶B 无论是翻山越岭攀登而上 还是坐缆车直奔山顶 其所处的海拔都高了300m 对于一个化学反应 无论是一步完成还是分几步完成 其反应的焓变都是一样的 盖斯定律 H H1 H2 B H A C H1 H2 始态 终态 途径1 途径2 盖斯定律的应用 利用盖斯定律可以很方便地用已知反应焓变求未知反应的焓变 方法 先根据已知反应和所求反应的特点确定转化关系 并调整系数 最后相互加减反应方程式 已知2SO2 g O2 g 2SO3 g H 196 6kJ mol 2NO g O2 g 2NO2 g H 113 0kJ mol 则反应NO2 g SO2 g SO3 g NO