1.1化学反应的热效应

第1节化学反响的热效应一、化学反响的反响热1.吸热反响与放热反响2.反响热及其测定二、化学反响的焓变1.焓及反响焓变2.热化学方程式书写三、反响焓变的计算1.盖斯定律2.焓变计算举例第一章化学反应与能量转化研究化学反响物质变化能量变化物理变化化学变化四种根本反响氧化复原反响可逆反响放热反响吸热反响机械能热能电能光能整理ppt一、化学反响的反响热(一)吸热反响与放热反响1.放热反响和吸热反响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整理ppt一、化学反响的反响热3.常见的放热反响和吸热反响⑴常见的放热反响①活泼金属与水或酸的反响。如2Al+6HCl＝2AlCl3+3H2↑②酸碱中和反响。如2KOH+H2SO4＝K2SO4+2H2O③燃烧反响。如C、CO、C2H5OH等到的燃烧④多数化合反响。如Na2O+H2O＝2NaOH，SO3+H2O=H2SO4⑵常见的吸热反响①多数分解反响，如CaCO3CaO+CO2↑②2NH4Cl〔s〕+Ba(OH)2·8H2O〔s〕＝BaCl2+2NH3↑+10H2O③C(s)+H2O(g)CO+H2④CO2+C2CO高温高温高温整理ppt1.反响热的相关概念一、化学反响的反响热(二)化学反响的反响热及其测定(1)反响热的意义:描述化学反响释放或吸收热量的物理量.(2)反响热的定义:化学反响在一定温度下进行时,反响所释放或吸收的热量.(3)反响热的符号:Q.吸热反响Q为正值,放热反响Q为负值.(4)反响热的单位:kJ·mol-1.2.反响热数据的实验测定(1)仪器:量热计(2)步骤(以测定HCl+NaOH=NaCl+H2O中和反响的反响热为例):①向量热计内参加一定量的盐酸,用温度计测量初始温度T1;②向量热计中参加稍过量的NaOH溶液,充分反响,记录体系的最高温度;③根据反响热计算公式Q=-C(T2-T1)计算出反响热.(3)假设用KOH代替NaOH,HNO3代替HCl,当对应物质的量相同时,测定的反响热相同.(4)由此得出结论:对于强酸和强碱在溶液中发生的中和反响,由于其实质是H++OH-=H2O,当H+和OH-的物质的量相同时,假设反响温度又相同,那么反响热相同.整理ppt整理ppt例题1［例1］以下说法正确的选项是()A.需要加热才能发生的反响一定是吸热反响B.放热反响在常温下一定很容易发生C.反响是放热的还是吸热的必须看反响物和生成物所具有的总能量的相对大小D.吸热反响大一定的条件下也能发生CD整理ppt例2［例2］以下反响属于放热反响的是()A.Al+HCl(稀)B.Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl(s)C.KClO3受热分解D.CaO+H2OAD整理ppt例1[例3]50mL0.5mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液在如下图的装置中进行中和反响.通过测定反响过程中放出的热量可计算中和热,答复以下问题:(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,求得中和反响的反响热数值将(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整理ppt二、化学反响的焓变(一)焓及焓变的定义1.焓：物质所具有的能量称为焓〔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：反响产物的总焓与反响物的总焓之差，称为反响焓变。3.焓变与吸热反响、放热反响的关系：吸热反响：△H>0，即产物的焓(产物具有的总能量)大于反响物的焓(反响物具有的总能量)，当由反响物生成产物时，需吸收能量。放热反响：△H<0，即产物的焓(产物具有的总能量)小于反响物的焓(反响物具有的总能量)，当由反响物生成产物时，需释放能量。4.等压反响热与焓变之间的关系：对于等压条件下的化学反响，假设只存在化学能与热能之间的相互转化，那么该反响的反响热等于焓变，表示为：Qp=△H。(1)符号：△H(2)单位：KJ·mol-1(3)表达式：△H=H〔反响产物)—H〔反响物〕整理ppt当∆H为“－〞〔∆H<0〕时，为放热反响当∆H为“＋〞〔∆H>0〕时，为吸热反响整理ppt二、化学反响的焓变(二)热化学方程式1.热化学方程式的定义：表示反响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：不仅表示反响中物质变化而且表示反响中的能量变化。3.书写热化学方程式应注意的问题：(1)要注明反响物和生成物的聚集状态。〔一般不写反响条件，不写↑或↓。〕(2)要注明反响的温度和压强。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。相同物质的化学反响，当化学计量数改变时，△H也同倍数改变。(4)在热化学方程式中要说明反响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。放热反响的为“-〞，吸热反响的为“+〞，单位为J/mol或kJ/mol。例如：C〔石墨〕+O2〔g〕=CO2〔g〕；△H=-393.5kJ/mol例如：H2〔g〕+Cl2〔g〕=2HCl〔g〕；△H=-184.6kJ/mol1/2H2〔g〕+1/2Cl2〔g〕=HCl〔g〕；△H=-92.3kJ/mol说明:气体用g表示,固体用s表示;液体用l表示;溶液用aq表示整理ppt[例4]298K时，由氢气和氮气反响生成1mol氨气放热46.2kJ,将以下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整理ppt8．以下热化学方程式书写正确的选项是(

)A．2SO2+O2=2SO3；H=－196．6kJ·mol-1B．H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)H=－285．8kJ·mol-1C．2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)；H=－571．6kJD．C(s)+O2(g)=CO2(g)；H=+393．5kJ·mol-1整理ppt[例5]写出以下反响的热化学方程式(1)1molC2H5OH(l)完全燃烧生成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CO2(g)和H2O(l)放出259.8kJ热量。(3)1molC(石墨)与适量H2O(g)反响生成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)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)；△H(298K)=+131.3kJ·mol-1整理ppt1.〔1〕由氢气和氧气反响生成1mol水蒸气放热241.8kJ，写出该反响的热化学方程式____________________________________。〔2〕0.5mol甲烷与0.5mol水蒸气在t℃、pkPa时，完全反响生成一氧化碳和氢气，吸收了akJ热量，该反响的热化学方程式是：____________________________________。

2．13gC2H2(g)完全燃烧生成CO2和H2O(l)时，放出650kJ的热量，该反响的热化学方程式_________________________________。整理ppt总结：1.一定要标明各物质的状态2.

H

的单位为。3.热化学方程式中系数是指各物质的物质的量，

H

的数值要与系数对应一致。整理ppt三、盖斯定律及反响焓变的计算●盖斯定律：对于一个化学反响，无论是一步完成还是分几步完成，其反响焓变是相同的．ＡＢＣ△H△H1△H2如△H＝△H１＋△H２或△H１＝△H－△H２说明：(１)盖斯定律的含义为：化学反响的反响热只与反响的始态〔各反响物〕和终态〔各生成物〕有关，而与反响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响的焓变．［例6］试利用298Ｋ时下述反响焓变的实验数据，计算在此温度下C(s)+1/2O2(g)＝CO(g)的焓变．：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整理ppt【例7】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,那么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________。假设取金刚石和石墨的混合晶体共1mol在O2中完全燃烧，产生热量为QkJ,那么金刚石和石墨的物质的量之比为_________〔用含Q的代数式表示〕。[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C(金刚石，s)＝C(石墨，s)；ΔH=－1.90kJ·mol-1。石墨395.41－QQ－393.51整理ppt【例8】发射卫星时可用肼(N2H4)为燃料，用二氧化氮为氧化剂，这两种物质反响生成氮气和水蒸气。：N2(g)+2O2(g)＝2NO2(g);ΔH1=+67.7kJ·mol-1①N2H4(g)+O2(g)＝N2(g)+2H2O(g);ΔH2＝－534kJ·mol-1②试计算1mol肼和二氧化氮完全反响时放出的热量为_________kJ，写出肼与二氧化氮反响的热化学方程式：_________________。解析：由题意可知：N2(g)+2O2(g)＝2NO2(g)ΔH1=+67.7kJ·mol-1①N2H4(g)+O2(g)＝N2(g)+2H2O(g)ΔH2=－534kJ·mol-1②根据盖斯定律，为在反响物中消去O2并得到N2H4和NO2的反响。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。那么1molN2H4反响放出的热量为567.85kJ。答案：567.852N2H4(g)+2NO2(g)＝3N2(g)+4H2O(g)；ΔH＝－1135.7kJ·mol-1567.8522N2H4(g)+2NO2(g)＝3N2(g)+4H2O(g)；ΔH＝－1135.7kJ·mol-1整理ppt【例9】以下两个热化学方程式：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，试答复以下问题：(1)H2的燃烧热(指1mol可燃物完全燃烧生成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,那么在混合气体中H2和C3H8的体积比是______________。解析：(1)据题给的热化学方程式可知，H2的燃烧热为571.6kJ·mol-1÷2=285.8kJ·mol-1，C3H8的燃烧热为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，那么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，那么5mol－x=1.25mol。故V(H2)∶V(C3H8)=3.75mol∶1.25mol=3∶1。答案：(1)285.8kJ·mol-12220k