化学选修4《焓变反应热》第2课时课件

1、2021-12-2722021-12-2732021-12-274 这是一幅幅多么撩人的自然美景，然而，这是一幅幅多么撩人的自然美景，然而，如今的地球正在遭受着前所未有的灾难：大气如今的地球正在遭受着前所未有的灾难：大气污染加剧、水污染严重，固体废弃物与日俱增、污染加剧、水污染严重，固体废弃物与日俱增、臭氧空洞、酸雨、赤潮、温室效应、水土流失、臭氧空洞、酸雨、赤潮、温室效应、水土流失、土地沙漠化等。归根结底，都和化学反应有着土地沙漠化等。归根结底，都和化学反应有着密切的关系，我们这一章研究的主要是物质的密切的关系，我们这一章研究的主要是物质的能量变化，这种能量变化常以热能、电能、光能量变化，这

2、种能量变化常以热能、电能、光能等形式表现出来。让我们共同学习、研究化能等形式表现出来。让我们共同学习、研究化学反应与能量，做好保护地球，保护环境的工学反应与能量，做好保护地球，保护环境的工作。作。焓变 反应热【思考思考】1.化学反应都有新物质产生，同时还伴随着能量变化学反应都有新物质产生，同时还伴随着能量变化，请列举学过的有热量变化的相关反应。化，请列举学过的有热量变化的相关反应。2021-12-275 Mg、P、S、Fe、H2、C、煤、石油、天然气等煤、石油、天然气等燃烧；活泼金属与酸反应；酸碱中和反应等要放出燃烧；活泼金属与酸反应；酸碱中和反应等要放出热量。热量。 氢氧化钡晶体与氯化铵晶体

3、迅速搅拌下反应；氢氧化钡晶体与氯化铵晶体迅速搅拌下反应；CO2与与C的反应，的反应，CaCO3受热分解，盐类水解反应受热分解，盐类水解反应等要吸收热量。等要吸收热量。2021-12-276常见常见的放的放( (吸吸) )热反应热反应放热反应放热反应1.金属与酸的反应金属与酸的反应2.所有的燃烧反应所有的燃烧反应3.酸碱中和反应酸碱中和反应4.大多数化合反应大多数化合反应吸热反应吸热反应1.氢氧化钙与氯化铵晶体的反应氢氧化钙与氯化铵晶体的反应2. C(s) + CO2(g)= 2CO(g) 3. C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g)4.大多数分解反应大多数分解反应高温高温【思考

4、思考】2. 在这些反应中，哪些是我们日常生活中利用到的？在这些反应中，哪些是我们日常生活中利用到的？ 化学反应中所释放的能量化学反应中所释放的能量当今世界最重要的当今世界最重要的能源。能源。2021-12-277焓变 反应热2021-12-2782021-12-279一、焓、焓变1.焓：焓：与与内能内能有关的物理量有关的物理量 决定因素：决定因素：2.焓变：焓变：生成物与反应物的焓值差生成物与反应物的焓值差 符号：符号：H H=H生成物生成物H反应物反应物反应物本身的性质反应物本身的性质物质的状态：物质的状态：g l s温度：温度：TH压强：压强：PH符号：符号：H2021-12-27103.

5、在一定条件下，判断某一化学反应是吸热反应还是放在一定条件下，判断某一化学反应是吸热反应还是放热反应，热反应，由生成物与反应物的由生成物与反应物的焓值差即焓变焓值差即焓变(H)决定决定4.一般反应都是在敞口容器中进行的，一般反应都是在敞口容器中进行的，系统系统的压力等于的压力等于外界压力，是外界压力，是在恒压条件下进行的反应，反应的热效应在恒压条件下进行的反应，反应的热效应等于焓变。等于焓变。内能和焓变是否完全等同？焓变焓变 反应热反应热2021-12-27在化学反应过程中放出或吸收的热量，通常叫做反应热。恒压条件下的反应热又称焓变。1.1.符号符号：H 2.2.单位单位：一般采用一般采用kJ/

6、mol 3.3.研究对象：研究对象：一定压强下，敞口容器中 发生的反应。4.4.产生原因：产生原因：化学键断裂吸热 化学键形成放热二、焓变 反应热2021-12-2712go1mol H1mol H2 2与与1mol Cl1mol Cl2 2反应生成反应生成2mol HCl2mol HCl时的反应热时的反应热从断从断键和键和成键成键角度角度分析分析【结论】反应完成时，生成物中形成新化学键时释放的总能量（862 kJ）比断裂反应物中旧化学键时吸收的总能量（679 kJ）大，故为放热反应.该反应的反应热计算为（放热反应）： H =E（反应物总键能）- E（生成物总键能） =（436+243）-（4

7、31+431） =-184.6(kJ/mol)2021-12-27135.5.反应热表示方法：反应热表示方法： 当生成物分子总键能大于反应物分当生成物分子总键能大于反应物分子中总键能时。子中总键能时。 H 为为“-”或或H 0图示可知： 如果反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量，反应物转化为生成物时放出热量，这是放热反应。反之，如果反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量，反应物就需要吸收热量才能转化为生成物，这是吸热反应。2021-12-2715放热放热反应物反应物生成物生成物能量能量反应过程反应过程H H0 0H生成物能量反应物能量吸热吸热反应物反应物生成物生成物能量能量反应过

8、程反应过程H H0 0焓变焓变 反应热反应热2021-12-27166.6.反应热计算反应热计算 【例例 1 1】1molC与与1molH2O(g)反应生成反应生成lmol CO(g)和和 1mol H2(g)，需要吸收，需要吸收131.5kJ的热量，该反应的的热量，该反应的 反应热为反应热为H= kJ/mol。 【例例 2 2】 拆开拆开 lmol H-H键、键、lmol N-H键、键、lmolNN键键 分别需要的能量是分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则，则1mol N2生成生成NH3的反应热为的反应热为 ，1mol H2生成生成NH3 的反应热为的反应热为 。131.5

9、焓变焓变 反应热反应热2021-12-2717【例例 2 2】 拆开拆开 lmol H-H键、键、lmol N-H键、键、lmolNN键分键分别需要的能量是别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则，则1mol N2生成生成NH3的反应热为的反应热为 ，1mol H2生成生成NH3的反应热为的反应热为 。 分析：分析：N2(g)3H2(g)2NH3(g)，因拆开，因拆开 lmol N-H键和键和生成生成 lmol N-H键吸收和释放出的能量相等，所以此反应键吸收和释放出的能量相等，所以此反应的反应热计算如下：的反应热计算如下： H =(946kJ/mol+3436kJ/mol)- 2

10、3391kJ/mol =-92kJ/mol而而 lmol H2只与只与 1/3 mol N2反应反应.所以此题所以此题lmolN2生成生成NH3的反应热的反应热H= -92kJ/mol。 lmolH2生成生成NH3的反应热的反应热H= -30.67kJ/mol。- -92KJ/mol92KJ/mol-30.6KJ/mol-30.6KJ/mol2021-12-2718小 结反应热、焓变反应热、焓变从焓变角度看：H生成物的焓反应物的焓从反应热角度看：H生成物能量反应物能量从键能角度看： H反应物总键能生成物总键能放热反应：吸热反应：H0或 H为“”H0 或H为“”2021-12-27191、下列叙

11、述正确的是 （ ）A.化学反应一定伴随热量的变化B.凡是吸热或放热过程中热量的变化均称为反应热C.若H0，则反应物的能量高于生成物的能量A C随堂练习2、已知：H + H H2；H=436KJ/mol，则下列正确的是 （ ）A.2个H原子的能量高于1个H2的能量 B.2个H原子的能量低于1个H2的能量C.H原子比H2分子稳定 D.H2分子比H原子稳定A D3、下列变化过程中会放出热量的是 （ ）硝酸铵溶于水物质的燃烧苛性钠溶于水生石灰放入水中 醋酸的电离 A仅 B仅 C仅 DD2021-12-27224、下列变化中，属于放热反应的是 （ ）A.Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应 B.点燃

12、的镁条在二氧化碳中继续燃烧C.灼热的碳与二氧化碳的反应 D.氯化钠溶于水BHE（生成物的总能量） E（反应物的总能量）HE（反应物分子化学键断裂时所释放的总能量） E （生成物分子化学键形成时所吸收的总能量）我们已经认识了反应热，我们已经认识了反应热，那么如何在那么如何在化学方程式中化学方程式中正确反映其热量正确反映其热量的变化？的变化？二、热化学方程式什么是热化学方程式？表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式，叫做热化学方程式。2021-12-2726思考交流与化学方程式相比，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？请看以下几个例子，再思考！2021-12-2727

13、热化学方程式 能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式H H2 2(g)+I(g)+I2 2(g)=2HI(g) (g)=2HI(g) H=H=14.9kJ/mol14.9kJ/mol200200101kPa101kPa1、热化学方程式包含物质变化和能量变化两个部分，二者缺一不可。 普通化学方程式只包含物质变化一个部分。物质变化物质变化能量变化能量变化2021-12-2728热化学方程式 能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式H H2 2(g)+I(g)+I2 2(g)=2HI(g) (g)=2HI(g) H=H=14.9kJ/mol14.9kJ/mol200200101kP

14、a101kPa 注意！：热化学方程式需注明反应时的温度和压强。对于 25 101kPa时进行的反应可不注明。普通化学方程式不需注明温度和压强。H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g) O(g) H=H=241.8kJ/mol241.8kJ/mol1 12 22021-12-2729书写热化学方程式的注意事项1、化学方程的右边必须写上H，并用“空格”隔开，H：吸热用“+”，放热用：“”， 单位是kJ/mol或J/mol2、需注明反应的温度和压强，如不注明条件，即指: 25 1.01105Pa；3、物质后需标聚集状态（s、l、g、aq）4、热化学方程式中各物质化

15、学式前面的化学计量数仅表示物质的量并不能表示物质的分子数或原子数。因此化学计量数可以是整数也可以是分数 普通化学方程式中化学计量数宏观上表示各物质的物质的量，微观上表示原子分子数目，只能为整数，不能为分数。H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g) O(g) H=H=241.8kJ/mol241.8kJ/mol1 12 2kJ/mol的含义：的含义：阅读阅读 P4 资料卡片资料卡片5、根据焓的性质，若化学方程式中各物质的系数加倍，则H的数值也加倍；若反应逆向进行，则H改变符号，但绝对值不变1、当1 mol气态H2与1 mol气态Cl2反应生成2 mol气态HC

16、l，放出184.6 kJ的热量，请写出该反应的热化学方程式。H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)H =-184.6 kJ/mol2021-12-2733而这些书写也是对的！依据事实，写出下列反应的热化学方程式（）1 mol碳完全燃烧放出393.5 kJ的热量；（2）1 mol氯气和水蒸气通过灼热的炭层反应，生成氯化氢和二氧化碳放出145 kJ的热量。2021-12-2734C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) H=+131.3 kJ/mol2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s) H= 314KJ/mol（3）1克甲醇( CH3OH )燃烧生成二氧 化碳和液态水时放热22.68

17、kJ；2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) H= 1451.52 kJ/mol2021-12-2736A. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=-4b kJB. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) C. H=-4b kJ/molC. C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(g) H=-4b kJ/molD. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=+4b kJ/mol2、已知充分燃烧a g 乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量bkJ，则乙炔燃烧

18、的热化学方程式正确的是B2021-12-27373、已知 1.H2( g )1/2O2( g ) H2O( g ) H1 = a kJ/mol2.2H2( g )O2( g ) 2H2O( g )H2 = b kJ/mol3. H2( g )1/2O2( g ) H2O( l )H3 = c kJ/mol4.2H2( g )O2( g )2H2O( l )H4 = d kJ/mol则a、b、c、d的关系正确的是 。 A、acd0 C、2a=b0C2021-12-2738如果发生中和反应，想知道到底如果发生中和反应，想知道到底放出了多少能量怎么办？放出了多少能量怎么办？请思考：一个测量热量的仪器

19、，请思考：一个测量热量的仪器， 应该具有哪些功能和部件？应该具有哪些功能和部件？2021-12-2739它应该具有1.保温功能：有盖子，隔热材料2.温度测定功能：温度计3.点燃功能：燃烧丝4.搅拌功能：搅拌棒它长什么样？热化学方程式热化学方程式2021-12-2740测中和热在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1 mol液态水时所释放的热量叫做中和热。放出的热量：57.3kJ/mol 中和热的表示： H+(aq)+OH-(aq)=H2O H=-57.3kJmol2021-12-2741氧弹式量热计测燃烧热1 mol纯物质完全燃烧生成稳定化合物所放出的热量，叫做该物质的燃烧热.单位为kJ/mol2

20、021-12-2742活动与探究活动与探究 1、请大家观察量热计、请大家观察量热计的构造，分析一下，量热的构造，分析一下，量热器直接测定的数据是什么？器直接测定的数据是什么？是焓变的数值吗？是焓变的数值吗？ 是体系（溶液）温度的变化是体系（溶液）温度的变化2 2、根据体系温度变化可以求得什么物理量？、根据体系温度变化可以求得什么物理量？可以求得反应吸收或放出的热量可以求得反应吸收或放出的热量Q =m c tQQ: :中和反应放出的热量。中和反应放出的热量。mm：反应混合液的质量。：反应混合液的质量。c c：反应混合液的比热容。：反应混合液的比热容。 t t：反应前后溶液温度的差值。：反应前后溶

21、液温度的差值。热化学方程式热化学方程式 3、请在下列的药品中选择一种你认为最合适的酸和碱。 50 mL 0.50 mol/LHCl溶液 50 mL 0.50 mol/LCH3COOH溶液 0.7mL 18mol/LH2SO4溶液 50 mL 0.55 mol/LNaOH溶液 50 mL 0.50 mol/LNH3溶液2021-12-2743强酸、强碱的稀溶液！强酸、强碱的稀溶液！热化学方程式热化学方程式2021-12-2744活动与探究活动与探究4 4、酸、碱反应时，我们用的是它的稀溶液，它酸、碱反应时，我们用的是它的稀溶液，它们的质量应怎样得到？们的质量应怎样得到？量出它们的体积，再乘以它们

22、的密度即可。量出它们的体积，再乘以它们的密度即可。 Q =（V酸酸酸酸V碱碱碱碱）c（t2t1） Q =m c t 本实验中，我们所用一元酸、一元碱的体积均为本实验中，我们所用一元酸、一元碱的体积均为50 mL, 盐盐酸的浓度为酸的浓度为0.50 mol/L，氢氧化钠的浓度为，氢氧化钠的浓度为0.55 mol/L 。由。由于是稀溶液，且为了计算简便，我们近似地认为，所用酸、于是稀溶液，且为了计算简便，我们近似地认为，所用酸、碱溶液的密度均为碱溶液的密度均为1 g/cm3，且中和后所得溶液的比热容为，且中和后所得溶液的比热容为 4.18 J/（g)热化学方程式热化学方程式2021-12-2745

23、作为量热器的仪器装置，要尽量作为量热器的仪器装置，要尽量减少热量散失。盐酸和氢氧化钠减少热量散失。盐酸和氢氧化钠溶液浓度的配制必须准确。盐酸溶液浓度的配制必须准确。盐酸和氢氧化钠溶液的体积必须量取准和氢氧化钠溶液的体积必须量取准确。温度计的读数要准确。实确。温度计的读数要准确。实验操作要快。验操作要快。2021-12-2746讨论下列问题 1.本实验中若把本实验中若把50 mL 0.50 mol/L的盐酸改为的盐酸改为50 mL 0.50 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.若改用若改用100 mL 0.50 mol/L的盐酸和的盐酸和10

24、0 mL 0.55 mol/L的的NaOH溶液，所测中和热的数值是否约为本实溶液，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）？验结果的二倍（假定各步操作没有失误）？答案：答案：1.会有所变化。因为醋酸为弱电解质，其电离会有所变化。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。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，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（若所有操作故所测结果应基本和本次实验结果

25、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）。都准确无误，且无热量损失，则二者结果相同）。热化学方程式热化学方程式2021-12-2747问题探究问题探究判断下列实验操作对中和热测定的数值有判断下列实验操作对中和热测定的数值有如何影响？填变大变小或者不变。如何影响？填变大变小或者不变。大烧杯上没有盖硬纸板大烧杯上没有盖硬纸板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溶液进溶液进行实验行实验 用相同浓度和体积的醋酸代替稀盐酸溶液用相同浓度和体积的醋酸代替稀盐酸溶液 进行实验进行实验 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 50 mL 0.55 mol/L NaOHmL 0.55 mol/L NaOH溶液进行实验溶液进行实验变变 小小变变 小小变变 小小不不 变变2021-12-2748【练习练习】50 mL 0.50 mol