化学反应中的热效应.ppt

1、专题1 化学反应与能量变化,第一章 化学反应与能量变化 第一节 化学反应的热效应,【温故而知新】：,回顾1 化学反应过程中既有物质变化，同时又总是伴随着能量的变化.在我们以前所学的化学反应中有哪些是放热反应？有哪些是吸热反应？,活泼金属与水或酸的反应、酸碱中和反应、燃烧反应、多数化合反应.,吸热反应：,放热反应：,多数的分解反应、氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应、水煤气的生成反应、炭与二氧化碳生成一氧化碳.碳、氢气还原金属氧化物。,【回顾2】化学反应的实质是什么？ 为什么化学反应过程中会有能量的变化？,试计算下图所示化学反应的反应热,反应热436kJ/mol243kJ/mol 431kJ/mol

2、2 183kJ/mol,反应热反应物总键能生成物总键能,反应物分子断键时吸收的能量,反应物分子断键时吸收的能量,生成物分子成键时释放的能量,生成物分子成键时释放的能量,放热反应,吸热反应,化学反应中的能量变化,宏观：,反应物和生成物所具有的能量不同.,微观：,旧的化学键断裂时所吸收的能量与新的化学键形成时所放出的能量不同.,小结：,阅读教材P2、P5回答下列问题： 1、如何理解“焓”与“焓变”,2、反应热与焓变之间关系如何？,焓：用来描述物质所具有能量的物理量。 符号：H，单位：kJ/mol,焓变：在压强一定的条件下，化学反应过程 中的能量变化（即反应产物与反应物的能量差）全部转化为热能，则焓

3、变H=反应热QP。,分析,以放热反应为例分析 能量的转换： 反应体系的能量如何变化？ 环境的能量如何变化？ 规定放热反应的H 为“”，是站在谁的角度？,放热反应中：反应物能量=生成物能量+能量（H ） H=生成物能量反应物能量,环境,放热反应： 吸热反应：,H0或 H为“”,H0 或H为“”,放热,H0,H生成物能量反应物能量,吸热,H0,？能否判断物质的稳定性？,一、反应热和焓变.,1.反应热：,化学反应在一定温度下进行时，反应所吸收或释放的热量.,2.焓变：,在恒压条件下，化学反应过程中所吸收或释放的热量称为反应的焓变.,符号：,H,单位：,kJ/mol,规定：,当H为“”（ H0）时，为

4、放热反应；,当H为“”（ H0）时，为吸热反应.,本节知识要点：,习题： 1、下列说法不正确的是（ ） A、放热反应不需要加热即可发生 B、化学反应过程中的能量变化除了热能外，也可以是光能、电能等 C、需要加热才能进行的化学反应不一定是吸热反应 D、化学反应热效应数值与参加反应的物质多少有关,A,2、将铁粉和硫粉混合后加热，待反应一发生即停止加热，反应仍可以持续进行，直至反应完全生成新物质硫化亚铁。该现象说明了（ ） A、该反应是吸热反应； B、该反应是放热反应； C、铁粉和硫粉在常温下难以发生反应 D、生成物硫化亚铁的总能量高于反应物硫粉和铁粉的总能量,B,Q:如何在化学反应中正确反映其热量

5、变化？,【交流与讨论】：,二、热化学方程式.,能把一个化学反应中物质的变化和反应的焓变同时表示出来的方程式.,观察以上热化学方程式，分析其与普通的化学方程式有何不同？,H2(g)+I2(g)=2HI(g) H=14.9kJ/mol,1.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,能量变化,H2(g)+I2(g)=2HI(g) H=14.9kJ/mol,200 101kPa,2.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.,3.热化学方程式需注明各物质的

6、状态. 普通化学方程式不需注明物质的状态.,H2O(g)=H2O(l),H2O(l)=H2O(g),H=44kJ/mol,H=44kJ/mol,4.热化学方程式中化学计量数表示参加反应的各物质的 物质的量，可为整数或分数. 普通化学方程式中化学计量数表示原子、分子数目， 只能为整数，不能为分数.,书写热化学方程式的注意点：,1.需注明反应的温度和压强(如在25、 101kPa下进行的反应，可不注明). 2.应注明反应物和生成物的聚集状态. 3.对于相同的反应，若化学方程式中的系数加倍，则 H数值的绝对值也加倍；若反应逆向新型，则H符号改变，绝对值不变。 4. H单位的意义,2H2(g)+O2(

7、g)=2H2O(g) H=483.6kJ/mol,A. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=4b kJ/mol B. C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) H=+2b kJ/mol C. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=2b kJ/mol D. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=+b kJ/mol,1.（05全国卷I 第13题 )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，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是,A,【课堂练习】：,2.

8、(06江苏)下列各组热化学方程式中，化学反应的H前者大于后者的是 .C(s)O2(g)=CO2(g) H1 C(s)O2(g)=CO(g) H2 .S(s)O2(g)=SO2(g) H3 S(g)O2(g)=SO2(g) H4 .H2(g) O2(g)=H2O(l) H5 2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H6 .CaCO3(s)= CaO(s)CO2(g) H7 CaO(s)H2O(l) =Ca(OH)2(s) H8 A. B. C. D.,c,HH1+H2,盖斯定律直观化,CO(g),C(s),CO2(g),C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H1？,CO(g)+1/2O2(g)

9、=CO2(g) H2-283.0 kJ/mol,C(s)+O2(g)=CO2(g) H3-393.5 kJ/mol,+),H1 + H2 = H3,H1 = H3 H2 = -393.5 kJ/mol (-283.0 kJ/mol) = -110.5 kJ/mol,【课堂练习】：,1.已知 .CO(g) + 1/2 O2(g) =CO2(g) H1= 283.0 kJ/mol .H2(g) + 1/2 O2(g) =H2O(l) H2= 285.8 kJ/mol .C2H5OH(l) + 3 O2(g) = 2 CO2(g) + 3 H2O(l) H3=-1370 kJ/mol 试计算.2CO

10、(g) 4 H2(g)= H2O(l) C2H5OH(l) 的H,解:根据盖斯定律，反应不论是一步完成还是分几步完成，其反应热效应都是相同的.下面就看看反应能不能由三个反应通过加减乘除组合而成，也就是说，看看反应能不能分成几步完成.2 + 4 - = 所以，HH12 H24 H3 283.22 285.84 1370 339.2 kJ/mol,2.已知： .C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) H1=-393.5kJ/mol .C(金刚石，s)+O2(g)=CO2(g) H2=-395.0kJ/mol 写出石墨变成金刚石的热化学方程式(25,101kPa时).,解：- 得： C(石墨，s)

11、= C(金刚石，s) H=+1.5kJ/mol,3.某次发射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃烧，生成N2、液 态H2O.已知： N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) H1=+67.2kJ/mol N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) H2=-534kJ/mol 假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应的热化学方 程式.,2 N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l) H=1135.2kJ/mol,五、能源的充分利用.,1.世界上最重要的化石燃料有哪些？有何优点？,煤、石油、天然气；它们的燃烧热都很高.,2广义地讲，哪些物质可称为燃料？,能够发生燃烧反

12、应放出热量的物质都可称为燃料.,3.新能源有哪些？,太阳能、生物能、风能、地热能、海洋能 .,【燃烧热简介】：,在101kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热.,说明：,.在101kPa时，完全燃烧生成稳定的氧化物.如C完全燃烧应生成C02(g)而生成CO(g)属于不完全燃烧；又如H2燃烧生成液态H20，而不是气态水蒸气.,.燃烧热通常是由实验测得的.,.可燃物以1mol作为标准进行测量，所以计算燃烧热时，热化学方程式常以分数表示.,三、中和反应反应热的测量.,1.知识链接,(1)中和热的定义：,在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1molH20，这时

13、的反应热叫做中和热.,(2)中和热测定原理：,Q=-C(T2-T1)或Q=- cm(T2-T1),a、溶液的比热近似等于水的比热：4.18kJ/(Kkg)； b、酸碱稀溶液密度可近似等于1g/cm3；,【提示】,1）该实验分别用50mL 1mol/L的盐酸溶液和NaOH溶液反应，则该中和反应的反应热表达式为： ；,2）上式表示的是不是该反应的反应热？是不是中和热？,交流研讨,Q=-0.418(T2-T1) kJ,HQ/n =-0.418(T2-T1) /n kJ/mol,2.实验操作.,【交流与讨论】：,.实验成功的关键是什么？,防止热量的散失.,.为了达到此目的，实验过程中采取了哪些措施？,

14、双层烧杯、碎泡沫塑料、盖板 .,(2).实验步骤：,用量筒量取50mL 0.50mol/L的盐酸，测其温度,倒入量热计；另用量筒量取50mL 0.50mol/L NaOH溶液，测其温度，并缓缓地倾入量热计中，边加边用玻璃棒搅拌.观察反应中溶液温度的变化过程，作好记录并进行数据处理.,【实验注意事项】：,a.为了保证0.50mol L1的盐酸完全被NaOH中和，可以采用0.55molL1NaOH溶液，使碱稍稍过量，因为过量的碱并不参加中和反应.,b.实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷却至室温，才能使用 .,c.要使用同一支温度计.分别先后测量酸、碱及混合液的温度时，测定一种溶液后必须用

15、水冲洗干净并用滤纸擦干.温度计的水银球部分要完全浸入溶液中，且要稳定一段时间再记下读数.,d.操作时动作要快，尽量减少热量的散失.,e.实验中若用弱酸代替强酸，或用弱碱代替强碱，因中和过程中电离吸热，会使测得中和热的数值偏低.,3.实验数据处理.,a.取三次测量所得数据的平均值作为计算依据.,【思考】：,如果某一次实验的数据与另外两次实验的数据差异明显，怎么办？,【课堂练习】：,（2004苏州一模-19）试回答下列中和热测定的有关问题. (1).实验桌上备有烧杯（大、小两个烧杯）、泡沫塑料、泡沫塑料板、环形玻璃搅拌棒、0.50molL1盐酸、0.55molL1 NaOH溶液，尚缺少的实验用品是_. (2).实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒_，其原因是_. (3).实验时所用盐酸及NaOH溶液的体积均为50mL，各溶液密度为1g/cm3，生成溶液的比热容C4.18J/(g)，实验起始温度为t1，终止温度为t2。试