专题9化学反应中热效应讲义

1、专题9 化学反应与能量变化复习专题9化学反应中热效应讲义原电池工作原理化学电源金属的电化学腐蚀与防护电解池工作原理化学反应中的热效应化学反应与能量变化化学能与电能的相互转化反应热 焓变热化学方程式盖斯定律反应热的计算标准燃烧热中和热及其测定燃料的充分燃烧氯碱工业精 炼 铜冶炼活泼金属电 镀一次电池二次电池燃料电池知识结构专题9化学反应中热效应讲义 1. 化学反应过程中存在的变化 化学反应过程中同时存在物质和能量的变化 2. 反应热、焓变 化学过程中放出或吸收的热量，叫做反应热， 在恒温恒压下的反应热为“焓变” ，符号用 表示，单位常采用kJ mol-1。第一单元：化学反应的热效应当为“”或 0

2、时，为吸热反应。要知道常见的放热反应和吸热反应专题9化学反应中热效应讲义化学反应过程中,所吸收或放出的热量称为化学反应的热效应。常见的放热反应：所有的燃烧反应 所有的中和反应 活泼金属及金属氧化物与水、酸的反应 多数的化合反应金属与酸、盐的置换反应强酸，强碱的溶解化学键的形成气态变液态或再变固态专题9化学反应中热效应讲义常见的吸热反应：所有的电离过程 所有的水解反应 多数的分解反应及少数化合反应化学键的破坏固态物质的熔化或液态的汽化铵盐的溶解Ba(OH)2+2NH4Cl BaCl2+2NH3+2H2OC+CO2 2CO H2+I2 2HIN2+O2 2NO放电C+H2O（g） CO+H2高温2

3、AgI=Ag+I2专题9化学反应中热效应讲义 1、下列说法中正确的是（ ） A需要加热方能发生的反应一定是吸热反应B放热的反应在常温下一定很容易发生C反应是放热还是吸热必须看反应物和生 成物所具有的总能量的相对大小D吸热反应在一定的条件下也能发生CD请你思考专题9化学反应中热效应讲义2下列反应属于吸热反应的是 ( )A. C6H12O6(葡萄糖aq)+6O2 6CO2+6H2O B. CH3COOH+KOH CH3COOK+H2OC. A+B C+D； H0 D破坏生成物全部化学键所需能量小于破坏 反应物全部化学键所需能量 酶D专题9化学反应中热效应讲义练习 1、下列变化中，属于吸热反应的是（

4、 ） A.氨催化氧化生成NO B.酸碱中和 C.酯化反应 D.焦炭与高温水蒸气反应 练习 2下列变化中，属于吸热反应的是（ ）液氨气化将胆矾加热变为白色粉末稀释浓硫酸氨催化氧化生成NO氯酸钾分解制O酸碱中和生成水氯化铁溶于水显酸性A B C D练习 3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 DDAD专题9化学反应中热效应讲义放热反应吸热反应 定 义形成原因与化学键强弱关系表示方法图 示有热量放出的化学反应反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量吸收热量的化学反应反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量生成物分子成键时释放出

5、的总能量大于反应物分子断裂时吸收的总能量生成物分子成键时释放出的总能量小于反应物分子断裂时吸收的总能量H 0放热反应与吸热反应的比较专题9化学反应中热效应讲义 已知在25、101kPa下，1g C8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放 出48.40kJ 热量。表示上述反应的热化学方程式正确的是 ( ) A、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g) +9H2O(g) H= - 48.40kJmol -1 B、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2 (g) +9H2O(l) H= - 5518kJmol -1 C、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g) +

6、9H2O(l) H= + 5518kJmol -1 D、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2 (g)+ 9H2O(l) H= - 48.40kJmol -1B请你思考？专题9化学反应中热效应讲义书写热化学方程式应注意（1）需注明反应的温度和压强。如常（25）、 常压（101kpa）下，可不注明温度和压强的条件；（2）应注明反应物和生成物的状态；分别用s、l、 g表示固体、液体、气体；不用和（因已注明状态）。 能够表示反应热的化学方程式，叫做热化学方程式。3. 热化学方程式专题9化学反应中热效应讲义（3）热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数。化学计量数可以是整数，也可以是分

7、数。对于相同的反应，当计量数不同时，其H不同。（4）在方程式右端要注明H为多少“+”或“”kJmol-1。（5）热化学方程式具有加和性，化学式前面的计量数必须与H相对应；反应逆向进行时，H值不变，符号相反。专题9化学反应中热效应讲义例2、2.00gC2H2完全燃烧生成液态水和CO2放出的热量为99.6KJ则C2H2燃烧的热化学方程式为:2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l);H=2589.6KJ/mol例1、写出下列反应的热化学方程式（1）1molC(固态)与适量H2O(气态) 反应,生成CO(气态)和H2(气态),吸收131.3kJ的热量 C(s)+H2O(g)=CO

8、(g)+H2(g); H=+131.3KJ/mol（2）0.5molCu(固态) 与适量O2(气态) 反应, 生成CuO(固态), 放出78.5 kJ的热量 2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s); H=-314KJ/mol专题9化学反应中热效应讲义热化学方程式与化学方程式的差别:1、H只用在热化学方程式中，并写在右边4、与参加反应的物质的物质的量有关。同一化学反应中，热化学方程式中物质的化学计量数不同， H也不同。化学计量数加倍，H也要加倍。3、热化学方程式中的化学计量数可以是整数，也可以是分数。2、热化学方程式中必须注明物质的聚集状态: 气态（g）、液态（l）、固态（s）固态 (s) 液

9、态(l)吸热气态(g)吸热吸热H2O(l)=H2O(g)；H=+44KJ/mol 另注意：热化学反应方程式中都用“ ”不用标反应条件但一般要注明反应的温度和压强2H2（g)+O2(g)=2H2O(l)；H=571.6KJ/molH2（g)+ O2(g)=H2O(l)；H=285.8KJ/mol专题9化学反应中热效应讲义1.H=E生总能量-E反总能量吸热反应： H0 E生总能量E反总能量放热反应: HE生总能量2.H=E反总键能-E生总键能焓变计算：反应热的测量与计算获得化学反应热的主要途径:1、实验直接测定2、间接计算获得：（1）根据盖斯定律计算（2）根据公式焓变计算公式进行计算专题9化学反应

10、中热效应讲义 2. 下列叙述中正确的是( )A.在稀溶液中1mol酸和1mol碱完全反应所 放出的热量,叫做中和热B.在101kPa时1mol物质燃烧时的反应热叫 做该物质的标准燃烧热C.热化学方程式中,各物质前的化学计量数 不表示分子个数D.如果反应物所具有的总能量小于生成物所 具有的总能量,则发生的反应是放热反应。 C请你思考？专题9化学反应中热效应讲义标准燃烧热1、定义：在101kPa时，l mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。2、注意： 燃烧的条件是在101kPa； 可燃物以1mol作为标准，因此书写热化学方程式时，其它物质的化学计量数可用分数表示； 物质燃烧都是放热反应

11、，所以表达物质燃烧时的H均为负值；燃烧要完全，如H2S的标准燃烧热是指生成SO2，而不是生成S的不完全燃烧；生成的产物是稳定的氧化物，C的标准燃烧热是指生成CO2而不是CO；H2的标准燃烧热是指生成H2O(l)，而不是H2O(g)。如：H2(g)+ 1/2 O2(g) = H2O(l); H =285.8 kJ/mol专题9化学反应中热效应讲义概念辨析：1.下列各组物质的燃烧热相等的是：（ ）A.碳和一氧化碳 B.1moL碳和2moL碳C.1moL乙炔和2moL碳 D.淀粉和纤维素BH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)； = -285.8 kJ/molHH2(g)+1/2O2(g)=H2

12、O(g)； = -241.8 kJ/molH2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)； = -483.6 kJ/molH2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)； = -571.6 kJ/molH2.已知热化学方程式：则氢气的燃烧热为：285.8 kJ/mol专题9化学反应中热效应讲义H+(aq)+OH(aq)=H2O(l)； = -57.3 kJ/molH 在稀溶液中，酸和碱发生中和反应而生成1mol水时放出的热。 研究条件：稀溶液 反应物：酸与碱 生成物及其物质的量：1mol 放出的热：57.3kJ/mol注意：强酸与弱碱反应，强碱与弱酸、弱酸和弱碱反应生成1molH2O放出的热小于57.

13、3KJ/mol中和热：专题9化学反应中热效应讲义概念辨析：1.1L1mol/LH2SO4溶液与2L1mol/LNaOH溶液完全反应，放出114.6kJ的热量，由此推知H2SO4与NaOH发生中和反应的中和热为表示该中和热的热化学方程式为57.3kJ/mol1/2H2SO4(aq) +NaOH(aq)=1/2Na2SO4(aq)+H2O(l)； = -57.3 kJ/molH2. 1L1mol/LNaOH溶液中加入稀醋酸、浓硫酸、稀硝酸，恰好完全反应时的热效应分别为 、 、 ；则三者的大小关系为：H1H2H3专题9化学反应中热效应讲义小结：标准燃烧热和中和热的区别与联系1mol反应物完全燃烧时放

14、出的热量；不同反应物，标准燃烧热不同。生成1mol水时放出的热量；强酸与强碱的中和热都约为57.3kJ/mol 。标准燃烧热中和热相同点不同点能量变化H标准含义放热反应H0；单位：kJ/mol 1mol可燃物生成1mol水专题9化学反应中热效应讲义点燃1、天然气和液化石油气（主要成分为C3C5的烷烃）燃烧的化学方程式分别为： CH4+ 2O2 CO2+ 2H2O， C3H8+ 5O2 CO2+4H2O 现有一套以天然气为燃料的灶具，今改用液化石油气，应采取的正确措施是 （ ）A.增大空气进入量或减小石油气进入量B.增大空气进入量或增大石油气进入量C.减小空气进入量或减小石油气进入量D.减小空气

15、进入量或增大石油气进入量 点燃A课堂练习专题9化学反应中热效应讲义中和热的测定1.仪器及装置：大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL)、温度计、量筒(50mL)两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有两个小孔)、环形玻璃搅拌棒。0.50 mol/L 盐酸、0.55 mol/L NaOH溶液 保温、隔热、减少实验过程中热量损失 烧杯间填充泡沫塑料或纸条的作用是：环形玻璃搅拌棒不能用环形铜丝搅拌棒代替。专题9化学反应中热效应讲义2.实验步骤 1在大烧杯底垫泡沫塑料(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

16、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，以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的，如图所示。该实验也可在保温杯中进行。2用一个量筒量取50mL0.50mol/L盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。3用另一个量筒量取50mL 0.55 mol/L NaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。4把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯(注意不要洒到外面)。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。5重复实验两次，取测

17、量所得数据的平均值作为计算依据。 H 6根据实验数据计算中和热 起始温度t1/终止温度温度差HClNaOH平均值t2/(t2t1)/123专题9化学反应中热效应讲义1作为量热器的仪器装置，其保温隔热的效果一定要好。因此，可以用保温杯来做，也可用块状聚苯乙烯泡沫塑料制成与小烧杯外径相近的绝热外套来做，以保证实验时的保温隔热效果。如果按教材中的方法做，一定要使小烧杯杯口与大烧杯杯口相平，这样可以减少热量损失。2盐酸和NaOH溶液浓度的配制须准确，且NaOH溶液的浓度须稍大于盐酸的浓度，且两者浓度均要较稀。3温度计的水银球部分要完全浸没在溶液中，而且要稳定一段时间后再读数，终了温度要读最高值，以提高

18、所测温度的精度。4实验操作时动作要快，以尽量减少热量的散失。 3.实验注意事项： 专题9化学反应中热效应讲义【例题1】50mL 0.50mol/L盐酸跟50mL 0.55 mol/L NaOH溶液在右图所示的装置 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反应热。(1)从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是 ；(2)烧杯间填满碎纸条的作用是 ；(3)大烧杯上若不盖硬纸板，求得的中和热数值 （填“偏大”、 “偏小”、“无影响”）(4)实验中改用60mL 0.50mol/L盐酸跟50mL 0.55 mol/L NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量 （填“相等、“不相等”

19、)，所求中和热 （填“相等、“不相等”)简述理由： 。(5)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会 ；用 50 mL0.50 mol/L NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会 。（均填“偏大”、“偏小”、“无影响”） 环形玻璃搅拌棒 保温、隔热，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lmolH2O时放出的能量，与酸碱的用量无关 偏小 偏小 专题9化学反应中热效应讲义(1)概念：一个化学反应，不论是一步完成，还是 分步完成，其总的热效应是完全相同的。 (2)理解途径角度：化学反应的反应热只与反应体系的始态和终

20、态有关，而与反应的途径无关。能量守恒角度：若一个化学方程式可由另外几个化学方程式相加减而得到，则该反应的焓变即为这几个化学反应焓变的代数和。5. 盖斯定律专题9化学反应中热效应讲义盖斯定律及其应用化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。即：化学反应的反应热，只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关，而与反应具体进行的途径无关。始态终态(1)AH1H2H3(2)HBCH4H5H= H1+ H2= H3 + H4 + H5 专题9化学反应中热效应讲义例题剖析已知：C(s)+O2(g)=CO2；H393.5kJ/molCO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)； H283.0

21、kJ/mol计算反应： C(s)+1/2O2(g)=CO的H？CO(g)+1/2O2(g)C(s)+O2(g)CO2(g)H1H2H3H1 H2 H3由盖斯定律有：H2 H1 H3 393.5kJ/mol（283.0kJ/mol）110.5kJ/mol专题9化学反应中热效应讲义(3)盖斯定律的意义：利用盖斯定律可以间接计算某些不能直接测得的反 应的反应热3.反应热的计算(1) 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的化学计量数改变时，其反应热数值需同时做相同倍数的改变。(2) 热化学方程式中的反应热是指反应按所给形式完全进行时的反应热。 (3) 正、逆反应的反应热数值相

22、等，符号相反。专题9化学反应中热效应讲义专题9化学反应中热效应讲义专题9化学反应中热效应讲义专题9化学反应中热效应讲义 例 在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为： 2H2( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( l ) ; H 571.6 kJ/molC3H8( g ) +5O2 ( g ) = 3CO2 ( g ) +4H2O ( l ) ; H 2220 kJ/mol 5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ，则氢气和甲烷的体积比为 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1解1 ：设H2、C3H8的物质的量分别为x，y x + y = 5

23、 (571.6/2)(x) + 2220y = 3847 V(H2):V(C3H8) =n(H2):n(C3H8) = 3.75:1.25 = 3:1 x = 3.75 moly = 1.25 mol选 B专题9化学反应中热效应讲义方法2 ：1mol H2 燃烧放热 571.6kJ/2 = 285.8 kJ答：氢气和丙烷的体积比为 3：1 1mol C3H8燃烧放热 2220 kJ 1mol 混合气 燃烧放热 3847kJ/5 = 769.4 kJH2 285.8C3H4 2220769.41450.6483.631 例 在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为： 2H2( g ) + O2

24、 ( g ) = 2H2O ( l ) ; H 571.6 kJ/molC3H8( g ) +5O2 ( g ) = 3CO2 ( g ) +4H2O ( l ) ; H 2220 kJ/mol 5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ，则氢气和甲烷的体积比为 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1专题9化学反应中热效应讲义方法3 ：( 巧解-估算法）5mol 混合气中，C3H8 物质的量必小于2mol，H2 的物质的量必大于3mol。 2mol C3H8 燃烧放热 4440 kJ, 超过总放热量 3847 kJn (H2) : n (C3H8) 必大于

25、3 : 2选 B 例 在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为： 2H2( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( l ) ; H 571.6 kJ/molC3H8( g ) +5O2 ( g ) = 3CO2 ( g ) +4H2O ( l ) ; H 2220 kJ/mol 5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ，则氢气和甲烷的体积比为 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1专题9化学反应中热效应讲义已知在298K时下述反应的有关数据：C(s)+1/2 O2(g)=CO(g) H1 = 110.5 kJmol-1C(s)+O2(g)=CO2

26、(g H2= 393.5 kJmol-1 则C(s)+CO2(g)=2CO(g) 的H为 （ ） A+ 283.5 kJ mol-1 B+ 172.5 kJ mol-1 C172.5 kJ mol-1 D504 kJ mol-1 B练 习专题9化学反应中热效应讲义练 习1. 甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是CH3OH(g)+H2O(g) = CO2(g)+3H2(g) H = + 49.0 kJmol-1CH3OH(g)+1/2O2(g) = CO2(g)+2H2(g) H =192.9 kJmol-1下列说法正确的是 ( )(A) CH3OH的燃烧热为192.9

27、kJmol-1(B) 反应中的能量变化如图所示(C) CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量(D) 根据推知反应：CH3OH(l)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g) 的 DH192.9 kJmol-1D专题9化学反应中热效应讲义2. 已知：(a)2H2(g)+O2=2H2O(g) H = Q1(b)2H2(g)+O2=2H2O(1) H = Q2(c)2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) H = Q3(1)Q1 (填、=、)Q2，因为 。(2)CO和H2分别燃烧生成CO2和H2O(g)，欲得到相同的热量，所需CO和H2的体积比是 。 H2O(g)=H2O(l) H 0 Q3/

28、Q1练 习专题9化学反应中热效应讲义专题9化学反应中热效应讲义专题9化学反应中热效应讲义专题9化学反应中热效应讲义专题9化学反应中热效应讲义专题9化学反应中热效应讲义专题9化学反应中热效应讲义专题9化学反应中热效应讲义小结一、反应热 1、定义2、表示方法：、能量守恒： 二、热化学方程式 1、定义： 2、书写热化学方程式应注意以下几点 1）要注明温度和压强:2）反应物和生成物要注明聚集状态:3）热化学方程式中各物质前的化学计量数、热化学方程式表示的意义 三、盖斯定律及其应用化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。专题9化学反应中热效应讲义能源的开发和综合利用读书：密码P9797专

29、题9化学反应中热效应讲义属一次性能源、非再生能源。专题9化学反应中热效应讲义能源的分类 从能源的原有形态是否改变的角度分为 自然界现存的一次能源: 由一次能源加工转化而成的二次能源:此外，能源还可分为常规能源和新能源等。从能源能否循环再生角度，可将能源分为可再生能源和不可再生能源。煤、石油是古代动植物经长期地质运动作用形成的，开采一点就少一点，这是不可再生能源；像太阳能、风力、地热或从绿色植物中制取的酒精等，它们可以取之不尽，用之不竭，是可再生能源。煤、石油、天然气、水力、太阳能 如：煤气、液化气、汽油、煤油、酒精、电能等。专题9化学反应中热效应讲义2. 燃料的充分燃烧 (1) 燃料充分燃烧的条件：一是有足够多的空气，二是燃