(鲁科版)化学选修四：1.1化学反应的热效应

第1章化学反应与能量转化第1节化学反应的热效应第1课时化学反应的反应热、焓变11.了解反应热的概念。2.学习如何测定中和反应的反应热。3.理解焓与焓变。4.熟练掌握热化学方程式的书写特点。2常见的放热反应有哪些？①所有可燃物的燃烧反应，例如H2在Cl2中燃烧;②酸碱中和反应；③金属与酸的反应；④铝热反应；⑤大部分化合反应，例如CaO+H2O====Ca(OH)2。常见的放热反应：3常见的吸热反应有哪些？①铵盐与碱的反应；②C、H2、CO等还原金属氧化物的反应；③大部分分解反应。常见的吸热反应:4反应过程如图表示,则此反应是放热反应还是吸热反应？反应物与生成物总能量的差值表示什么？能量反应物生成物反应过程（放热反应）用实验方法和理论方法研究反应热的化学分支——热化学。反应热。5为了定量描述化学反应释放或吸收的热能，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称为该反应在此温度下的热效应，简称

反应热。用Q表示一、反应热6Q=－C(T2－T1)C：表示体系的热容（J·K-1）T：表示热力学温度（K）Q=

-cm(T2－T1)c：表示比热容（kJ·K-1·kg-1）Q>0吸热反应Q<0放热反应化学反应的热效应Q是可以测量和计算的。7中和反应反应热的测定简易量热计示意图1.向量热计内筒中加入1.0mol·L-1的盐酸100mL，盖上杯盖，插入温度计，匀速搅拌后记录初始温度T1。2.向250mL的烧杯中加入1.0mol·L-1NaOH溶液100mL，调节其温度与量热计中盐酸的温度相同。（为使中和反应充分进行，可以使酸或碱略过量）8已记录初始温度T1。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T2。4.假设溶液的比热等于水的比热(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。简易量热计9

实验初始温度T1最高温度T2反应热1组NaOH溶液与盐酸2组KOH溶液与盐酸3组NaOH溶液与硝酸用同样的方法测量2组与3组中的中和反应的反应热。T2-T1相同相同102.所用溶液的体积相同，溶液中H＋和OH－的浓度相同，即H＋和OH－的量相同。1.反应的实质相同：H++OHˉ====H2O。为什么三个反应的热效应相同?3.反应温度的变化值相同。111.焓（H）：是与体系的内能等有关的一种物理量。二、焓与焓变焓的单位：kJ·mol-1物质具有能量，是物质固有的性质。含义：物质具有焓的多少与物质的量的多少有关，与物质的状态和温度联系密切。12压强不变条件下的化学反应，如果不做非体积功(即没有转化为电能、光能等其他形式的能)，则该反应的反应热等于反应前后物质的焓变，即ΔH

=

Qp。13因为Q

>0为吸热反应，Q

<0为放热反应，所以

当ΔH

＞0时，为吸热反应。

当ΔH

＜0时，为放热反应。2.焓变（ΔH）：用反应物总焓、产物总焓的差值表示的反应热。单位：kJ·mol-114ΔH

0ΔH

0正吸负放<>ΔH

=生成物总焓–反应物总焓能量能量反应物反应物生成物生成物反应过程（I）反应过程（II）放热反应吸热反应Q<0Q>015

H2(g)+O2(g)====H2O(l)ΔH(298K)=-285.8kJ·mol-12H2(g)+O2(g)====2H2O(l)ΔH(298K)=-571.6kJ·mol-1下列方程式属于热化学方程式：与化学方程式相比，热化学方程式有哪些不同？162.既能表明反应中的物质变化，又能表明能量变化。2H2(g)+O2(g)====2H2O(l)ΔH(298K)=-571.6kJ·mol-11.要标明物质的状态，方程式后注明能量变化。让我好好想想

H2(g)+1/2O2(g)====H2O(l)

ΔH

(298K)

=-285.8kJ·mol-1172.每种物质后加括号注明物质的状态。g：气态,l：液态,s：固态,aq：水溶液中的溶质。注意事项：1.反应方程式中各物质系数仅表示物质的量，不表示分子个数，可以是分数。三、热化学方程式的含义和书写注意事项：2H2(g)+O2(g)====2H2O(l)ΔH(298K)=-571.6kJ·mol-1含义：2mol氢气和1mol氧气充分反应生成2mol液态水，释放能量571.6kJ。184.ΔH数值大小与系数成正比。5.可逆反应的正反应与逆反应的ΔH数值相同，符号相反。3.ΔH后一般要用括号注明反应温度；

ΔH的单位是kJ·mol-1或J·mol-1；放热反应必须写上“－”（负号）。19例.1mol气态H2与1mol气态Cl2反应生成2mol气态HCl，放出184.6kJ的热量，请写出该反应的热化学方程式。H2(g)+Cl2(g)====2HCl(g)∆H

=-184.6kJ·mol-1201.反应热：用Q表示。反应吸热，Q为正值；反应放热，Q为负值。可用Q=-C(T2-T1)计算反应热。2.焓（H）：是物质具有的能量，是物质固有的性质。3.焓变(ΔH)：用反应产物总焓与反应物总焓的差值表示的反应热。ΔH=H（反应产物）–H（反应物）ΔH：单位：kJ·mol-1正吸负放214.物质的固有能量与焓变的关系图22(1)每种物质后加括号注明物质的状态。g：气态,l：液态,s：固态,aq：水溶液中的溶质。(2)热化学方程式中的系数不表示分子个数，可以是分数。(4)ΔH数值大小与系数成正比。5.热化学方程式书写的注意事项：(5)可逆反应的正反应与逆反应的ΔH数值相同，符号相反。(3)ΔH的单位是kJ·mol-1或J·mol-1；放热反应必须写上“－”（负号）。231.沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。0.5molCH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445kJ的热量。则下列热化学方程式中正确的是（）A.2CH4(g)＋4O2(g)====2CO2(g)＋4H2O(l)

ΔH=+890kJ·mol-1B.CH4＋2O2====CO2＋H2O

ΔH

=－890kJ·mol-1C.CH4(g)＋2O2(g)====CO2(g)＋2H2O(l)

ΔH=－890kJ·mol-1D.1/2CH4(g)＋O2(g)

====1/2CO2(g)＋H2O(l)

ΔH=－890kJ·mol-1C242.已知在1×105Pa，298K条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，下列热化学方程式正确的是()A.H2O(g)====H2(g)＋1/2O2(g)ΔH(298K)＝＋242kJ·mol－1B.2H2(g)＋O2(g)====2H2O(l)ΔH(298K)＝－484kJ·mol－1C.H2(g)＋1/2O2(g)====H2O(g)ΔH(298K)＝＋242kJ·mol－1D.2H2(g)＋O2(g)====2H2O(g)ΔH(298K)＝＋484kJ·mol－1A253.相同温度时,下列两个反应的反应热分别用ΔH1、ΔH2表示，其关系正确的是（）①H2(g)+O2(g)====H2O(g)ΔH1=-Q1kJ·mol-1②2H2O(g)====2H2(g)+O2(g)ΔH2=+Q2kJ·mol-1A.Q1>Q2

B.Q1=Q2C.2Q1<Q2

D.Q2=Q1D264.298K时，1molC与1mol水蒸气反应生成1molCO和1molH2，需吸收131.5kJ的热量。写出此反应的热化学方程式。C(s)+H2O(g)====H2(g)+CO(g)

ΔH(298K)=+131.5kJ·mol-1275.在一定条件下，氢气和甲烷燃烧的热化学方程式为：2H2(g)+O2(g)====2H2O(l)

ΔH=–572kJ·mol-1CH4(g)+2O2(g)====CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890kJ·mol-1由1mol氢气和2mol甲烷组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时放出的热量为多少？2066kJ28第2课时反应焓变的计算291.掌握盖斯定律的内容；2.能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。30已知以下3个热化学方程式，体会反应热的关系：①C(s)+O2(g)====CO2(g)ΔH1=-393.5kJ·mol-1②CO(g)+1/2O2(g)====CO2(g)ΔH2=-283.0kJ·mol-1③C(s)+1/2O2(g)====CO(g)

ΔH3=?

CO(g)C(s)ΔH3CO2(g)ΔH1ΔH2ΔH3=ΔH1-ΔH231①C(s)+O2(g)====CO2(g)

ΔH1=-393.5kJ·mol-1②CO(g)+1/2O2(g)====CO2(g)ΔH2=-283.0kJ·mol-1③C(s)+1/2O2(g)====CO(g)

ΔH3=?ΔH3=ΔH1-ΔH2=-393.5kJ·mol-1+283.0kJ·mol-1-110.5kJ·mol-1=-110.5kJ·mol-1【答案】32如图，由A转化成B，可以一步完成，也可以通过C，两步完成。虽然转化的途径不同，但是反应的反应热（焓变）相同。ΔH＝ΔH1+ΔH2331.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。2.化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，与反应的途径无关。一、盖斯定律的内容34有些化学反应的反应热很难直接测得，可通过盖斯定律计算其反应热数据。3．盖斯定律应用的过程方法：（1）写出目标方程式确定“过渡物质”(要消去的物质)；（2）乘以适当的系数，通过加减逐一消去“过渡物质”；（3）导出目标方程式ΔH的“运算式”。35例题：C（s）+1/2O2（g）====CO（g）ΔH

2=？因为C燃烧时不可能完全生成CO，总有一部分CO2生成，因此这个反应的ΔH无法直接测得。我们就可以借助盖斯定律设计方案计算该反应的ΔH。已知：(1)C(s)+O2(g)====CO2(g)

ΔH1=–393.5kJ·mol-1(2)CO(g)+1/2O2(g)====CO2(g)ΔH3=–283.0kJ·mol-136△H2=△H1-△H3=-393.5kJ·mol-1-(-283.0kJ·mol-1)=-110.5kJ·mol-1ΔH1=

ΔH2+ΔH3

【答案】C(s)+1/2O2(g)====CO(g)

△H=-110.5kJ·mol-1C(s)+O2(g)CO2(g)CO(g)+O2(g)△H1△H2△H337二、常见反应热计算的题型1.根据热化学方程式的系数直接计算【例1】25℃、101kPa时，使1.0g钠与足量的氯气反应，生成氯化钠晶体并放出17.87kJ的热量，求生成1mol氯化钠的反应热。38【解析】2Na(s)+Cl2(g)====2NaCl(s)△H=-akJ·mol-1

46g2molakJ

a=17.87×46kJ=822.02kJ1.0g17.87kJ生成1mol氯化钠的△H=-a/2kJ·mol-1=-411.01kJ·mol-139【例2】已知：N2(g)+2O2(g)====2NO2(g)

ΔH1=68kJ·mol-1N2H4(l)+O2(g)====N2(g)+2H2O(l)ΔH2=-622kJ·mol-1火箭发射时用肼N2H4(l)作燃料，NO2作氧化剂，反应生成N2(g)和H2O(l)，写出该反应的热化学方程式。2.应用盖斯定律，进行热化学方程式计算40N2H4(l)+NO2(g)====3/2N2(g)+2H2O(l)△H

=-656kJ·mol-1①N2H4(l)+O2(g)====N2(g)+2H2O(l)ΔH2=-622kJ·mol-1目标方程式为：N2H4(l)+NO2(g)====3/2N2(g)+2H2O(l)

ΔH=？②2NO2(g)====N2(g)+2O2(g)ΔH1

=-68kJ·mol-1【答案】ΔH=-622kJ·mol-1+(-68kJ·mol-1)/2=-656kJ·mol-1【解析】要消去的物质为O2，将方程式整理为：41【例3】已知下列反应的反应热为⑴CH3COOH(l)+2O2(g)====2CO2(g)+2H2O(l)

ΔH1=-870.3kJ·mol-1⑵C(s)+O2(g)====CO2(g)ΔH2=-393.5kJ·mol-1⑶H2(g)+1/2O2(g)====H2O(l)ΔH3=-285.8kJ·mol-1试计算下述反应的反应热：2C(s)+2H2(g)+O2(g)====CH3COOH(l)42【解析】由题意可知2[(2)+(3)]－(1)即得目标方程式。即：ΔH=2[ΔH

2+ΔH3]－ΔH1ΔH

=2×[(-393.5kJ·mol-1)+(-285.8kJ·mol-1)]-(-870.3kJ·mol-1)=-488.3kJ·mol-1433.应用盖斯定律，比较反应热的大小【例4】已知:（l）H2(g)+1/2O2(g)====H2O(g)

ΔH1＝akJ·mol-1（2）H2(g)+1/2O2(g)====H2O(l)ΔH2＝bkJ·mol-1试判断a、b的大小关系。a<b

H2O(g)H2(g)+1/2O2(g)ΔH1H2O(l)ΔH2ΔH3【解析】44一、盖斯定律内容：

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。

换句话说：化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，与反应的途径无关。45二、应用盖斯定律的两种重要题型1.加减消元法计算（1）写出目标方程式确定“过渡物质”(要消去的物质)；（2）乘以适当的系数，通过加减逐一消去“过渡物质”；（3）导出目标方程式ΔH的“运算式”。2.“三角法”比较反应热的大小ΔH=ΔH1+ΔH2461.已知:①2C(s)+O2(g)====2CO(g)ΔH=-221.0kJ·mol-1，②2H2(g)+O2(g)====2H2O(g)ΔH=-483.6kJ·mol-1

则制水煤气的反应C(s)+H2O(g)====CO(g)+H2(g)的ΔH为()A.+262.6kJ·mol-1B.-131.3kJ·mol-1C.-352kJ·mol-1D.+131.3kJ·mol-1D472.使18g焦炭发生不完全燃烧，所得气体中CO占1/3体积，CO2占2/3体积。已知：C(s)+1/2O2(g)====CO(g)ΔH=－Q1

kJ·mol-1,CO(g)+1/2O2(g)====CO2(g)ΔH=－Q2

kJ·mol-1

与这些焦炭完全燃烧相比较，损失的热量是（）A.1/3Q1kJB.1/3Q2kJC.1/3(Q1+Q2)kJD.1/2Q2kJD483.已知热化学方程式2H2(g)＋O2(g)====2H2O(l)ΔH1＝－571.6kJ·mol－1，则关于2H2O（l）====2H2（g）＋O2（g）ΔH2＝?的说法中正确的是()