鲁科版选修4高二化学11 化学反应的热效应(42张ppt)

1、联想联想质疑质疑化学反应中常伴随有能量变化，结合前面知识思考:1 1、化学反应中为什么有能量变化、化学反应中为什么有能量变化? ?3 3、例举生产生活中常见的化学反应能量变化的应用、例举生产生活中常见的化学反应能量变化的应用. . 化学反应中化学反应中释放与吸收释放与吸收能量与我们生活息息相关，这就能量与我们生活息息相关，这就需要一个需要一个化学量化学量来定量描述研究反应热来定量描述研究反应热2 2、哪些反应是放热反应？哪些反应是吸热反应？、哪些反应是放热反应？哪些反应是吸热反应？4 4、如何定量描述一个化学反应释放或吸收的热量？、如何定量描述一个化学反应释放或吸收的热量？5 5、用什么方法可

2、以准确地测量这些热量？、用什么方法可以准确地测量这些热量？6 6、通过理论方法如何计算这些热量？、通过理论方法如何计算这些热量？ 所有的化学反应都有能量的变化，其中大所有的化学反应都有能量的变化，其中大部分都是部分都是热量热量的变化的变化 化学反应包括两个过程：化学反应包括两个过程：打断旧键打断旧键和和形成形成新键新键，前者，前者吸收吸收能量，后者能量，后者放出放出能量，这能量，这两个过程的能量不同，所以有能量变化，两个过程的能量不同，所以有能量变化，整个反应放热还是吸热取决于两个过程能整个反应放热还是吸热取决于两个过程能量的相对大小。量的相对大小。常见的放热反应常见的放热反应吸热反应吸热反应

3、常见的放热反应常见的放热反应活泼金属与水或酸的反应。如活泼金属与水或酸的反应。如2Al+6HCl2Al+6HCl2AlCl2AlCl3 3+3H+3H2 2酸碱中和反应。如酸碱中和反应。如2KOH+H2KOH+H2 2SOSO4 4K K2 2SOSO4 4+2H+2H2 2O O 燃烧反应。如燃烧反应。如C C、COCO、C C2 2H H5 5OHOH等的燃烧等的燃烧多数化合反应。如多数化合反应。如NaNa2 2O+HO+H2 2O O 2NaOH2NaOH，SOSO3 3+H+H2 2O=HO=H2 2SOSO4 4常见的吸热反应常见的吸热反应多数分解反应，如多数分解反应，如CaCOCa

4、CO3 3 CaO+COCaO+CO2 22NH2NH4 4ClCl（s s）+Ba(OH)+Ba(OH)2 28H8H2 2O O （s s）BaClBaCl2 2+2NH+2NH3 3 +10H +10H2 2O OC(s)+HC(s)+H2 2O(g) CO+HO(g) CO+H2 2COCO2 2+C 2CO+C 2CO高温高温高温高温高温高温一、化学反应的反应热一、化学反应的反应热1 1、什么是反应热、什么是反应热? ? 2 2、反应热的符号是什么？、反应热的符号是什么？ 怎样表示反应吸、放热？怎样表示反应吸、放热？4 4、如何获得一个反应的反应热呢？、如何获得一个反应的反应热呢？

5、3 3、反应热的单位是什么、反应热的单位是什么为了更准确的描述反应，我们引入了反应热的定义。为了更准确的描述反应，我们引入了反应热的定义。一、反应热的涵义一、反应热的涵义1 1、化学上规定，当化学反应在一定的温度下进行、化学上规定，当化学反应在一定的温度下进行时，反应所释放或吸收的热量为该反应在此温度时，反应所释放或吸收的热量为该反应在此温度下的热效应。下的热效应。2 2、符号：用、符号：用Q Q表示表示 Q Q0 0，表示吸热；，表示吸热；3 3、单位：、单位：J/molJ/mol或或kJ/molkJ/mol如何获得一个反应的反应热呢？如何获得一个反应的反应热呢？ 如何求算一个体系放出或吸收

6、的热量呢？如何求算一个体系放出或吸收的热量呢？Q= - C(TQ= - C(T2 2 -T -T1 1) )- C- C0 0m(Tm(T2 2-T-T1 1) )C C热容，当物质吸收热量温度升高时，温度每热容，当物质吸收热量温度升高时，温度每升高升高1K1K所吸收的热量，称为该物质的热容；所吸收的热量，称为该物质的热容；C C0 0比热容，单位质量物质的热容；比热容，单位质量物质的热容；T T热力学温度，也叫开尔文温度，热力学温度，也叫开尔文温度， 单位为单位为k k，T(k)=t(T(k)=t(0 0c)+273.15c)+273.15中和热 在稀溶液中,强酸和强碱反应生成1摩尔水放出的

7、热量.简易简易量热计量热计示意图示意图1、仪器：、仪器：2、药品：、药品：量热计、量筒（量热计、量筒（100ml）、温度计、烧杯（）、温度计、烧杯（250ml）1.0mol/L的盐酸的盐酸 1.0mol/L的的NaOH溶液溶液1.0mol/L的盐酸的盐酸 1.0mol/L的的KOH溶液溶液1.0mol/L的硝酸的硝酸 1.0mol/L的的NaOH溶液溶液活动活动探究探究测定中和反应的反应热测定中和反应的反应热3、测定中和反应的反应热、测定中和反应的反应热1、向量热计内筒中加入、向量热计内筒中加入1.0mol/L的盐酸的盐酸100mL，盖上，盖上杯盖，插入温度计，匀速搅拌后记录初始温度杯盖，插入

8、温度计，匀速搅拌后记录初始温度T12、向、向250 mL烧杯中加入烧杯中加入1.0mol/L的的NaOH溶液溶液100mL，调节其温度，使与量热计中盐酸的温度相同。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、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速搅拌，记录体系达到的最高温度T2。4、假设溶液的比热、假设溶液的比热等于等于水的比热并水的比热并忽略量热计的热容忽略量热计的热容，根据溶液温度升高的数值，计算此中和反应的反应热。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 试

9、试验验组组 实实 验验溶液初溶液初始温度始温度T T1 1溶液最高溶液最高温度温度T T2 2反应热反应热1 1NaOHNaOH溶液与盐酸溶液与盐酸2 2KOHKOH溶液与盐酸溶液与盐酸3 3NaOHNaOH溶液与硝酸溶液与硝酸实验步骤实验步骤1.在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，如下图所示。中和热的测定中和热的测定大、小烧杯放置时，为大、小烧杯放置时，为何要使两杯口相平？填何要使两杯口相平？填碎纸条的作用是什么？碎纸

10、条的作用是什么？对此装置，你有何更好对此装置，你有何更好的建议？的建议？答案：两杯口相平，可使盖板把杯口尽量盖严，从而减少热量损失；填碎纸条的作用是为了达到保温隔热、减少实验过程中热量损失的目的。若换用隔热、密封性能更好的装置（如保温杯）会使实验结果更准确。2.2.用一个量筒最取用一个量筒最取50 mL 0.50 mol/L50 mL 0.50 mol/L盐酸，倒入小烧杯中，盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。然后把温度计上然后把温度计上的酸用水冲洗干净的酸用水冲洗干净。温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗后的溶液能否倒入温度计上的酸为何

11、要用水冲洗干净？冲洗后的溶液能否倒入小烧杯？为什么？小烧杯？为什么？ 因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗，温度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失，故要冲洗干净；冲洗后的溶液不能倒入小烧杯，若倒入，会使总溶液的质量增加，而导致实验结果误差。3.3.用另一个量筒量取用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液，并溶液，并用温度计测量用温度计测量NaOHNaOH溶液的温度，记入下表。溶液的温度，记入下表。.酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？.因为本实验的关键是测反应的反应热，若动作迟缓，将会

12、使热因为本实验的关键是测反应的反应热，若动作迟缓，将会使热量损失而使误差增大。量损失而使误差增大。4.4.把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把把量筒中的量筒中的NaOHNaOH溶液一次倒入小烧杯（注意不要洒到外溶液一次倒入小烧杯（注意不要洒到外面）面）。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记为终止温度，记入下表。溶液的最高温度，记为终止温度，记入下表。实验中所用HCl和NaOH的物质的量比为何不是11而是NaOH过量？若用HCl过量行吗？在测定过程中应注意什么问题在测

13、定过程中应注意什么问题(1)用保温性能好的仪器测量。 (2)混合好后，迅速盖好装置盖子，减少热量的损失。 (3)所用药品浓度的配制须准确,用强酸和强碱溶液,而且要是稀溶液。(4)宜用有0.1分刻度的温度计，读数尽可能准确，且估读至小数点后二位。同时应注意水银球部位要完全浸没在溶液中，而且要稳定一段时间后再读数，以提高所测的精度。(5)记录最高温度。 议一议议一议你所测得的数据是否为你所测得的数据是否为57.3 kJ/mol57.3 kJ/mol，若不是，若不是，分析产生误差的原因。分析产生误差的原因。可能的原因有：1.量取溶液的体积有误差（测量结果是按50 mL的酸、碱进行计算，若实际量取时，

14、多于50 mL或小于50 mL都会造成误差）2.温度计的读数有误。3.实验过程中有液体洒在外面。4.混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。5.隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。6.测了酸后的温度计未用水清洗便立即去测碱的温度，致使热量损失而引起误差。 反应热测定的误差分析反应热测定的误差分析讨论下列问题讨论下列问题 1. 1.本实验中若把本实验中若把50 mL 0.50 mol/L50 mL 0.50 mol/L的盐酸改为的盐酸改为50 mL 50 mL 0.50 mol/L0.50 mol/L醋酸，所测结果是否会有所变化？为什么？醋酸，所测结果是否会有所变化？为什么？2.

15、2.若改用若改用100 mL 0.50 mol/L100 mL 0.50 mol/L的盐酸和的盐酸和100 mL 0.55 mol/L100 mL 0.55 mol/L的的NaOHNaOH溶液，所测中和热的数值是否约为本实验结果溶液，所测中和热的数值是否约为本实验结果的二倍（假定各步操作没有失误）？的二倍（假定各步操作没有失误）？答案：1.会有所变化。因为醋酸为弱电解质，其电离时要吸热，故将使测得结果偏小。2.否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时放出的热量，其数值与反应物的量的多少无关，故所测结果应基本和本次实验结果相同（若所有操作都准确无误，且无热量损失，则二者结果相同

16、）。练习50 mL 0.50 mol/L50 mL 0.50 mol/L盐酸与盐酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH50 mL 0.55 mol/L NaOH溶溶液在图示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出液在图示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题：的热量可计算中和热。回答下列问题：（1 1）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是是 。（2 2）烧杯间填满碎纸条的作用是）烧杯间填满碎纸条的作用是 。（3 3）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值

17、 （填（填“偏大偏大”“”“偏小偏小”“”“无影响无影响”）。）。（4 4）实验中改用）实验中改用60 mL 0.50 mol/L60 mL 0.50 mol/L盐酸跟盐酸跟50 mL 0.55 mol/L 50 mL 0.55 mol/L NaOHNaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量 （填（填“相等相等”“”“不相等不相等”），所求中和热），所求中和热 （填（填“相相等等”“”“不相等不相等”），简述理由：），简述理由： 。（5 5）用相同浓度和体积的氨水代替）用相同浓度和体积的氨水代替NaOHNaOH溶液进行上述实验，溶液进行上述实验

18、，测得的中和热的数值会测得的中和热的数值会 ；用；用50 mL 0.50mol/L NaOH50 mL 0.50mol/L NaOH溶溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会液进行上述实验，测得的中和热的数值会 。（均填。（均填“偏大偏大”“”“偏小偏小”“”“无影响无影响”）环形玻璃搅拌棒减少实验过程中的热量损失偏小不相等相等 因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O所放出的能量，与酸碱的用量无关偏小偏小 为保证测定结果的准确性，在测定为保证测定结果的准确性，在测定过程中应注意什么？过程中应注意什么？ (1)(1)为了使中和反应进行完全，可以让酸或碱略为了使中和反应进行完全，可以

19、让酸或碱略 稍过量。稍过量。 (2)(2)为了使测得的中和热更准确，所用酸和碱的为了使测得的中和热更准确，所用酸和碱的浓度宜小不宜大。浓度宜小不宜大。 (3)(3)宜使用有宜使用有0.10.1刻度的温度计。刻度的温度计。 (4)(4)记录最高温度记录最高温度。 (5)(5)进行反应热的计算式进行了以下处理：进行反应热的计算式进行了以下处理： a、忽略量热记的热容；忽略量热记的热容； b、认为稀溶液与水的比热相同；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。认为热容不随温度的变化而变化。一、化学反应的热效应一、化学反应的热效应（一）反应热（一）反应热1、概念：一定温度、概念：一

20、定温度 释放或吸收释放或吸收 吸热吸热2、表示、表示 Q 放热放热3、获取反应热数据的方法、获取反应热数据的方法 理论计算理论计算 实验测定实验测定（二）反应热的实验测定（二）反应热的实验测定1、原理、原理Q= C(T2T1) = cm(T2T1)2、实验、实验课堂小结课堂小结热化学热化学下列说法正确的是下列说法正确的是 ( )( )A A、物质发生反应时放出的热量来源于、物质发生反应时放出的热量来源于 对反应的加热对反应的加热B B、化学反应除了生成新物质外，还发、化学反应除了生成新物质外，还发 生能量变化。生能量变化。C C、化学反应中放出的热才是反应热、化学反应中放出的热才是反应热D D

21、、需要加热方能发生的反应一定是吸、需要加热方能发生的反应一定是吸 热反应热反应B练习：练习：二、化学反应的焓变二、化学反应的焓变 1。焓（。焓（H）：是与体系的内能、压强、体积有）：是与体系的内能、压强、体积有关的一个物理量关的一个物理量2。焓变（。焓变（H） ： H=H生成物生成物-H反应物反应物 在等温等压条件下的化学反应，如果不做在等温等压条件下的化学反应，如果不做非体积功（即没有转化为电能、光能等其他形非体积功（即没有转化为电能、光能等其他形式的能），则该反应的反应热等于反应前后物式的能），则该反应的反应热等于反应前后物质的焓变。即：质的焓变。即：Qp= H Q Qp p00为吸热反应

22、，为吸热反应，Q Qp p00为放热反应为放热反应 当当H H 0 0时，为吸热反应。时，为吸热反应。 当当H H 0 0时，为放热反应。时，为放热反应。当当H为为“”（ H0）时，为吸热反应）时，为吸热反应 H2 ( g )I2 ( g ) = 2HI ( g ) H = 14.9 kJ/mol200 101 kPa与化学方程式相比，热化学方程式有哪些不同？与化学方程式相比，热化学方程式有哪些不同？正确书写热化学方程式应注意哪几点？正确书写热化学方程式应注意哪几点？交流研讨交流研讨 下列方程式属于热化学方程式：下列方程式属于热化学方程式： 意义意义:热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化

23、，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。也表明了化学反应中的能量变化。1.定义：可表示参加反应物质的量和反应热的关系的方程定义：可表示参加反应物质的量和反应热的关系的方程式，叫做热化学方程式。式，叫做热化学方程式。2.写法：写法：1)热化学方程式要注明反应的温度、压强（热化学方程式要注明反应的温度、压强（298 K,101 kPa时不写）一般不写其他反应条件；不标明生成沉淀时不写）一般不写其他反应条件；不标明生成沉淀或气体符号。或气体符号。2)要注明反应物和生成物的聚集状态，常用要注明反应物和生成物的聚集状态，常用s、l、g表示表示固体、液体、气体。固体、液

24、体、气体。三、热化学方程式三、热化学方程式3) H后要注明反应温度，后要注明反应温度，H的单位为的单位为Jmol-1或或KJmol-14)H的值必须与方程式的化学计量数对应。计量数的值必须与方程式的化学计量数对应。计量数加倍时，加倍时， H也要加倍。当反应逆向进行时，也要加倍。当反应逆向进行时， 其其H与正反应的数值相等，符号相反。与正反应的数值相等，符号相反。5)方程式中的化学计量数以方程式中的化学计量数以“mol”为单位，不表示为单位，不表示分子数，因此可以是整数，也可以是小数或分数。分子数，因此可以是整数，也可以是小数或分数。6) 可逆反应的可逆反应的H表明的是完全反应时的数据。表明的是

25、完全反应时的数据。例例 题题1、当、当1mol气态气态H2与与1mol气态气态Cl2反应反应生成生成2mol气态气态HCl，放出，放出184.6KJ的的热热量，请写出该反应的热化学方程式。量，请写出该反应的热化学方程式。H2(g) + Cl2(g) =2HCl(g) H =-184.6KJ/molA1、已知在、已知在1105Pa，298K条件下，条件下，2mol氢气燃烧生成氢气燃烧生成水蒸气放出水蒸气放出484kJ热量，下列热化学方程式正确的是热量，下列热化学方程式正确的是 ( )A. H2O（g）H2（g）1/2O2（g）；）；H242kJmol1B. 2H2（g）O2（g）2H2O（l）；

26、）；H484kJmol1C. H2（g）1/2O2（g）H2O（g）；）；H242kJmol1D. 2H2（g）O2（g）2H2O（g）；）；H484kJmol1 课堂练习课堂练习2、已知在、已知在25、101kPa下，下，1g C8H18(辛烷辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放燃烧生成二氧化碳和液态水时放出出48.40kJ 热量。表示上述反应的热化学方程热量。表示上述反应的热化学方程式正确的是式正确的是 ( ) A、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g) +9H2O(g) H= - 48.40kJmol -1 B、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2 (g) +9H2

27、O(l) H= - 5518kJmol -1 C、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g) + 9H2O(l) H= + 5518kJmol -1 D、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2 (g)+ 9H2O(l) H= - 48.40kJmol -1B四、反应焓变的计算四、反应焓变的计算 （一）、盖斯定律（一）、盖斯定律 不管化学反应是一步完成还是分几步完成，不管化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应焓变是相同的。其反应焓变是相同的。 化学反应的反应热只与反应体系的始态和化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。终态有关，而与反应的途径无关。

28、C（s）+ O2（g）=CO（g）因为）因为C燃烧燃烧时不可能完全生成时不可能完全生成CO，总有一部分，总有一部分CO2生生成，因此这个反应的成，因此这个反应的H无法直接测得，请无法直接测得，请同学们自己根据盖斯定律设计一个方案计同学们自己根据盖斯定律设计一个方案计算该反应的算该反应的H。提示提示（1) C(s) + O2(g) = CO2(g) H1=-393.5 kJ/mol (2) CO(g) + O2(g) = CO2(g) H3=-283.0 kJ/mol H1= H2+ H3 H2 = H1- H3 = -393.5 kJ/mol -(-283.0 kJ/mol) = -110.5

29、 kJ/mol C (s) + O2 (g) = CO(g) H=-110.5 kJ/mol （二）、反应热的计算（二）、反应热的计算 有关热化学方程式的计算有关热化学方程式的计算【例例1】25、101kPa时，使时，使1.0 g钠与足量钠与足量的氯气反应，生成氯钠晶体并放出的氯气反应，生成氯钠晶体并放出17.87 kJ的热量，求生成的热量，求生成1 mol氯化钠的反应热。氯化钠的反应热。【解解】Na(g) + Cl2(g) = NaCl(s)Q=17.87 kJ / 1g 23 g / mol = 411 kJ / mol答：生成答：生成1 mol NaCl时放出热量时放出热量411 kJ。

30、 应用盖斯定律的计算应用盖斯定律的计算【例例2】已知下列反应的反应热为已知下列反应的反应热为 CH3COOH (l) + 2O2(g) = 2CO2(g) + 2H2O(l) H1= -870.3 kJ/mol C(s) + O2 (g) = CO2(g) H2= -393.5 kJ/mol H2(g) + O2(g) = H2O(l) H3= -285.8 kJ/mol试计算下述反应的反应热：试计算下述反应的反应热：2C(s) + 2H2 (g) + O2 (g) = CH3COOH (l) 【解解】分析各方程式的关系，知分析各方程式的关系，知 将方程式按将方程式按2 + - 组合得上述反应方程式组合得上述反应方程式即：即：H = 2H 2 + H3 - H1H =2(-393.5kJ/mol) + (-285.8kJ/mol) -(-870.3kJ/mol) = - 488.3kJ/mol答：反应答：反应2C(s) + 2H2 (g) + O2 (g) = CH3COOH (l) 反应热为反应热为- 488.3kJ/mol 已知：已知：N2 (g) + 2O2 (g) = 2N