姜-11化学反应的热效应

物质(wùzhì)变化物理变化(wùlǐbiànhuà)化学变化四种基本反应氧化还原反应可逆反应放热反应吸热反应化学反应原理精品资料一、化学反应(huàxuéfǎnyìng)的反应热1.吸热反应与放热反应2.反应热及其测定二、化学反应(fǎnyìng)的焓变1.焓及反应(fǎnyìng)焓变2.热化学方程式书写三、反应焓变的计算1.盖斯定律2.

焓变计算举例1.1化学反应的热效应精品资料教学(jiāoxué)目标1、了解化学反应中能量变化的实质，知道反应热是对反应热效应的定量表示，明确(míngquè)反应热符号的规定.2、初步学习测定反应热的基本原理和方法.精品资料(一)吸热反应与放热反应(fànɡrèfǎnyìng)1.放热反应(fànɡrèfǎnyìng)和吸热反应的比较类型比较放热反应吸热反应定义有热量放出的化学反应吸收热量的化学反应形成原因反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量与化学键强弱关系生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子断裂旧键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旧键时吸收的总能量2.图像表示能量反应过程反应物生成物吸热反应能量反应过程反应物生成物放热反应1.1化学反应的反应热精品资料3.常见(chánɡjiàn)的放热反应和吸热反应(1)常见(chánɡjiàn)的放热反应①活泼金属与水或酸的反应。如2Al+6HCl＝2AlCl3+3H2↑②酸碱中和反应。如2KOH+H2SO4＝K2SO4+2H2O③燃烧反应。如C、CO、C2H5OH等到的燃烧④多数化合反应。如Na2O+H2O＝2NaOH，SO3+H2O=H2SO4①多数分解反应，如CaCO3CaO+CO2↑②2NH4Cl（s）+Ba(OH)2·8H2O（s）＝BaCl2+2NH3↑+10H2O③C(s)+H2O(g)CO+H2④CO2+C2CO高温高温高温（2）常见的吸热反应1.1化学反应的反应热精品资料［例1］下列说法正确的是()A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应B.放热反应(fànɡrèfǎnyìng)在常温下一定很容易发生C.反应是放热的还是吸热的必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小D.吸热反应大一定的条件下也能发生CD练一练精品资料［例2］下列反应(fǎnyìng)属于放热反应(fǎnyìng)的是()A.Al+HCl(稀)B.Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl(s)C.KClO3受热分解D.CaO+H2OAD精品资料1.反应热的相关(xiāngguān)概念(二)化学反应(huàxuéfǎnyìng)的反应热及其测定(1)反应热的意义:描述化学反应释放或吸收热量的物理量.(2)反应热的定义:化学反应在一定温度下进行时,反应所释放或吸收的热量.(3)反应热的符号:Q.吸热反应Q为正值,放热反应Q为负值.(4)反应热的单位:J或kJ.1.1化学反应的反应热精品资料为了测定反应热，专门(zhuānmén)设计了测量的仪器：量热计简易量热计示意图结构(jiégòu)：内筒外筒温度计搅拌器杯盖保温材料精品资料Q=-C(T2-T1)＝-C0m(T2-T1)C—热容，当物质吸收热量温度(wēndù)升高时，温度(wēndù)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；T—热力学温度(wēndù)，也叫开尔文温度(wēndù)，单位为k，T(k)=t(0c)+273.15如何(rúhé)求算一个体系放出或吸收的热量呢？精品资料1、向量热计内筒中加入1.0mol/L的盐酸100mL，盖上杯盖，插温度(wēndù)计，匀速搅拌后记录初始温度(wēndù)T12、向250mL烧杯中加入1.0mol/L的NaOH溶100mL，调节其温度(wēndù)，使与量热计中盐酸的温度(wēndù)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(wēndù)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(wēndù)升高的数值，计算此中和反应的反应热。2.反应热数据的实验(shíyàn)测定P3精品资料各组按要求(yāoqiú)实验记录数据计算各反应的反应热

试验组

实验溶液初始温度T1溶液最高温度T2反应热1NaOH溶液与盐酸2KOH溶液与盐酸3NaOH溶液与硝酸精品资料结果：测定(cèdìng)的反应热相同。思考：三组实验实验结果(jiēguǒ)是否一样？原因：⑴

反应的实质相同

H++OH-=H2O⑵溶液的体积相同⑶H+和OH-浓度均相同中和热：是指酸与碱发生中和反应生成1molH2O时放出的热量，其数值与反应物的量的多少无关。精品资料为保证测定结果(jiēguǒ)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(yǐxià)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。精品资料讨论(tǎolùn)下列问题1.本实验中若把100mL1.0mol/L的盐酸(yánsuān)改为100mL1.0mol/L醋酸，所测结果是否会有所变化？为什么？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。精品资料[例3]100mL1.0mol/L盐酸(yánsuān)与100mL1.0mol/LNaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应.通过测定反应过程中放出的热量可计算中和热,回答下列问题:(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃.(2)烧杯间塞满碎纸条的作用是．(3)大烧杯上如果不盖硬纸板,求得中和反应(fǎnyìng)的反应(fǎnyìng)热数值将(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)(4)NaOH溶液的浓度大于HCl溶液的浓度的作用是,当室温于10℃时进行,对实验结果会造成较大误差,原因是.环形玻璃搅拌棒减少实验过程中的热量损失偏小确保盐酸完全被中和散热较快碎纸屑温度计硬纸板精品资料一、化学反应的热效应（一）反应热1、概念

＋吸热2、表示Q

－放热3、获取反应热数据的方法理论计算实验测定（二）反应热的实验测定1、原理Q=C(T2－T1)=c0m(T2－T1)2、实验课堂(kètáng)小结｝热化学精品资料1.下列说法(shuōfǎ)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(liànxí)】

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DB精品资料二、化学反应(huàxuéfǎnyìng)的焓变1.焓：物质所具有的能量称为(chēnɡwéi)焓（用H表示）。注意：①焓是一个物理量；

②焓是物质固有的性质，与密度相似。2.焓变：反应产物的总焓与反应物的总焓之差，称为反应焓变。(1)符号：△H(2)单位：J/mol或KJ/mol(3)表达式：△H=H（反应产物)—H（反应物）(一)焓及焓变的定义精品资料二、化学反应(huàxuéfǎnyìng)的焓变3.焓变与吸热反应、放热反应(fànɡrèfǎnyìng)的关系：吸热反应：△H>0，即产物的焓(产物具有的总能量)大于反应物的焓(反应物具有的总能量)，当由反应物生成产物时，需吸收能量。放热反应：△H<0，即产物的焓(产物具有的总能量)小于反应物的焓(反应物具有的总能量)，当由反应物生成产物时，需释放能量。4.等压反应热与焓变之间的关系：对于等压条件下的化学反应，若只存在化学能与热能之间的相互转化，则该反应的反应热等于焓变，表示为：Qp=△H。精品资料当∆H为“－”（∆H<0）时，为放热反应(fànɡrèfǎnyìng)当∆H为“＋”（∆H>0）时，为吸热反应精品资料二、化学反应(huàxuéfǎnyìng)的焓变1.热化学方程式的定义(dìngyì)：表示反应热的化学方程式叫做热化学方程式。2.热化学方程式的意义：不仅表示反应中物质变化而且表示反应中的能量变化。例：H2(g)+O2(g)=H2O(l)；△H(298K)=—285.8kJ•mol—1(二)热化学方程式精品资料①H2(g)+O2(g)=H2O(g)；△H(298K)=—241.8kJ•mol—1②H2(g)+O2(g)=H2O(l)；△H(298K)=—285.8kJ•mol—1③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)；△H(298K)=—571.6kJ•mol—1精品资料3.书写(shūxiě)热化学方程式应注意的问题(1)要注明反应物和生成物的聚集状态，气体用g表示,固体(gùtǐ)用s表示;液体用l表示;溶液用aq表示。（一般不写反应条件，不写↑或↓。）(2)要注明反应的温度和压强。如不注明，即表示在101KPa和25℃。(3)方程式中的计量数不表示分子个数，而是表示物质的量，可以是整数也可以是分数。相同物质的化学反应，当化学计量数改变时，△H也同倍数改变。（5）△H的的值与方程式中的物质前的系数成正比，若反应逆向进行，△H的数值改变符号，但绝对值不变。(4)在热化学方程式中要表明反应放出或吸收的热量的数值和单位，并用“；”将化学方程式与△H隔开。放热反应的为“-”，吸热反应的为“+”，单位为J/mol或kJ/mol。精品资料[例1]已知298K时，由氢气和氮气反应生成(shēnɡchénɡ)1mol氨气放热46.2kJ,将下列化学方程式写成热化学方程式.(1)3/2H2+1/2N2=NH33/2H2(g)+1/2N2(g)=NH3(g);△H=-46.2kJ/mol(2)3H2+N2=2NH32H2(g)+N2(g)=2NH3(g);△H=-92.4kJ/mol(3)NH3=3/2H2+1/2N2NH3(g)=3/2H2(g)+1/2N2(g);△H=+46.2kJ/mol精品资料[例2]写出下列反应的热化学方程式(1)1molC2H5OH(l)完全燃烧生成(shēnɡchénɡ)CO2(g)和H2O(l)放出1366.8kJ的热量。(2)2molC2H2(g)在O2(g)中完全燃烧生成(shēnɡchénɡ)CO2(g)和H2O(l)放出259.8kJ热量。(3)1molC(石墨)与适量H2O(g)反应生成(shēnɡchénɡ)CO(g)和H2(g)，吸收131.3kJ热量。C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)；△H(298K)=-1366.8kJ·mol-12C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)；△H(298K)=-259.8kJ·mol-1C(s，石墨(shímò))+H2O(g)=CO(g)+H2(g)；△H(298K)=+131.3kJ·mol-1精品资料三、盖斯定律(dìnglǜ)及反应焓变的计算盖斯定律：对于一个化学反应，无论是一步(yībù)完成还是分几步完成，其反应焓变是相同的．ＡＢＣ△H△H1△H2如△H＝△H１＋△H２或△H１＝△H－△H２说明：(１)盖斯定律的含义为：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，而与反应进行的具体途径无关．(２)根据盖斯定律，热化学方程式可以直接相加减，焓变的数值随之进行相加减．(３)利用盖斯定律，可以间接计算一些无法直接测得的反应的变．精品资料［例3］试利用298Ｋ时下述反应焓变的实验数据(shùjù)，计算在此温度下C(s)+1/2O2(g)＝CO(g)的焓变．已知：C(s)+O2(g)＝CO2(g);△H1＝－393.5kJ/molCO(g)+1/2O2＝CO2(g);△H2＝－283.0kJ/mol△H3＝△H1－△H2＝－393.5kJ/mol＋283.0kJ/mol＝－110.5kJ/mol练精品资料【例4】已知金刚石和石墨分别在氧气中完全燃烧的热化学方程式为C(金刚石，s)+O2(g)＝CO2(g);ΔH=－395.41kJ·mol-1,C(石墨，s)+O2(g)＝CO2(g);ΔH=－393.51kJ·mol-1,则金刚石转化为石墨时的热化学方程式为______________________。由此看来更稳定的碳的同素异形体为________。若取金刚石和石墨的混合(hùnhé)晶体共1mol在O2中完全燃烧，产生热量为QkJ,则金刚石和石墨的物质的量之比为_________（用含Q的代数式表示）。C(金刚石，s)＝C(石墨(shímò)，s)；ΔH=－1.90kJ·mol-1。石墨Q－393.51395.41－Q[思路解析]由盖斯定律，要得到金刚石和石墨的转化关系，可将两个热化学方程式相减即得，C（金刚石，s）－C(石墨，s)=0。ΔH3=ΔH1－ΔH2=－395.41kJ·mol-1+393.51kJ·mol-1=－1.90kJ·mol-1。即C（金刚石，s）＝C（石墨，s)ΔH=－1.90kJ·mol-1。可见金刚石转化为石墨放出热量，说明石墨的能量更低，较金刚石稳定。n(金刚石)

Q－393.51n(石墨)

395.41－Q＝用“十字交叉”法精品资料【例5】发射卫星时可用肼(N2H4)为燃料(ránliào)，用二氧化氮为氧化剂，这两种物质反应生成氮气和水蒸气。已知：N2(g)+2O2(g)＝2NO2(g);ΔH1=+67.7kJ·mol-1N2H4(g)+O2(g)＝N2(g)+2H2O(g);ΔH2＝－534kJ·mol-1试计算1mol肼和二氧化氮完全反应时放出的热量为_________kJ，写出肼与二氧化氮反应的热化学方程式：_________________。567.8522N2H4(g)+2NO2(g)＝3N2(g)+4H2O(g)；ΔH＝－1135.7kJ·mol-1解析：由题意可知：N2(g)+2O2(g)＝2NO2(g)ΔH1=+67.7kJ·mol-1N2H4(g)+O2(g)＝N2(g)+2H2O(g)ΔH2=－534kJ·mol-1据盖斯定律(dìnglǜ)，为在反应物中消去O2并得到N2H4和NO2的反应。令②×2-①得：2N2H4(g)－N2(g)＝2N2(g)+4H2O(g)－2NO2(g)；ΔH＝2ΔH2-ΔH1，整理得：2N2H4(g)+2NO2(g)＝3N2(g)+4H2O(g)ΔH＝2ΔH2－ΔH1＝534kJ·mol-1×2－67.7kJ·mol-1＝－1135.7kJ·mol-1。则1molN2H4反应放出的热量为567.85kJ。答案：567.852N2H4(g)+2NO2(g)＝3N2(g)+4H2O(g)；ΔH＝－1135.7kJ·mol-1精品资料【例6】已知下列两个热化学方程式：2H2(g)+O2(g)＝2H2O(l);ΔH=－571.6kJ·mol-1C3H8(g)+5O2(g)＝3CO2(g)+4H2O(l);ΔH=－2220kJ·mol-1根据上面两个热化学方程式，试回答下列问题：(1)H2的燃烧热(指1mol可燃物完全燃烧生成(shēnɡchénɡ)稳定化合物所放出的热量)为____________，C3H8的燃烧热为__________。(2)1molH2和2molC3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为______________。(3)现有H2和C3H8的混合气体共5mol,完全燃烧时放热3847kJ,则在混合气体中H2和C3H8的体积比是______________。285.8kJ·mol-12220kJ·mol-14725.8kJ3∶1解析：(1)据题给的热化学方程式可知，H2的燃烧(ránshāo)热为571.6kJ·mol-1÷2=285.8kJ·mol-1，C3H8的燃烧(ránshāo)热为2220kJ·mol-1。(2)据公式Q放=n(可燃物)×ΔH，1molH2和2molC3H8组成的混合气体完全燃烧(ránshāo)释放的热量为285.8kJ·mol-1×1mol+2220kJ·mol-1×2mol=4725.8kJ。(3)设混合气体H2的物质的量为x，则C3H8的物质的量为5mol－x，所以：285.8kJ·mol-1×x+(5mol－x)×2220kJ·mol-1=3847kJ,解方程得x=3.75mol，则5mol－x=1.25mol。故V(H2)∶V(C3H8)=3.75mol∶1.25mol=3∶1。答案：(1)285.8kJ·mol-12220kJ·mol-1(2)4725.8kJ(3)3∶1精品资料【例7】已知下列(xiàliè)热化学方程式：(1)Fe2O3(s)+3CO(g)＝2Fe(s)+3CO2(g);ΔH=－25kJ·mol-1(2)3Fe2O3（s）+CO(g)＝2Fe3O4(s)+CO2(g);ΔH=－47kJ·mol-1(3)Fe3O4(s)+