化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng).ppt

化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng) 一 反應(yīng)熱和焓變 1 反應(yīng)熱 符號(hào) H 單位 kJ mol 1 在恒溫 恒壓的條件下 化學(xué)反應(yīng)過程中所吸收或釋放的熱量稱為反應(yīng)的焓變 化學(xué)反應(yīng)過程中 所放出或吸收的熱量叫做化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱 2 焓變 當(dāng) H為 H 0 時(shí) 為放熱反應(yīng) 當(dāng) H為 H 0 時(shí) 為吸熱反應(yīng) 規(guī)定 要記住哦 3 常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng) 常見的放熱反應(yīng) 活潑金屬與水或酸的反應(yīng) 如2Al 6HCl AlCl3 3H2 酸堿中和反應(yīng) 如2KOH H2SO4 K2SO4 2H2O 燃燒反應(yīng) 如C CO C2H5OH等的燃燒 多數(shù)化合反應(yīng) 如CaO H2O Ca OH 2 SO3 H2O H2SO4 常見的吸熱反應(yīng) 2NH4Cl s Ba OH 2 8H2O s BaCl2 2NH3 10H2O C s H2O g CO H2 CO2 C2CO 2NH4Cl s Ba OH 2 8H2O s BaCl2 2NH3 10H2O 鹽類的水解 工業(yè)生產(chǎn)水煤氣 2 下列變化中 屬于吸熱反應(yīng)的是 A 氮?dú)馀c氫氣合成氨B 酸堿中和C 二氧化硫與氧氣反應(yīng)生成三氧化硫D 焦炭與高溫水蒸氣反應(yīng) D 請(qǐng)你接招 1 下列變化中 屬于放熱反應(yīng)的是 A Ba OH 2 8H2O與NH4Cl的反應(yīng)B 點(diǎn)燃的鎂條在二氧化碳中繼續(xù)燃燒C 灼熱的碳與二氧化碳的反應(yīng)D 堿式碳酸銅的受熱分解 B 為什么有的反應(yīng)會(huì)放出熱量有的需要吸收熱量呢 宏觀上決定于反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的相對(duì)大小 問題探究一 吸熱反應(yīng) 生成物 反應(yīng)物 能量 反應(yīng)過程中能量變化曲線圖 生成物 反應(yīng)物 能量 放熱反應(yīng) H 生成物總能量 反應(yīng)物總能量 H 0或 H為 H 0或 H為 H 0 H 0 反應(yīng)物的能量之和Q反 生成物的能量之和Q生 1 若Q反 Q生 2 若Q反 Q生 放熱反應(yīng) 吸熱反應(yīng) 規(guī)律總結(jié) H 0或 H為 H 0或 H為 H Q生 Q反 問題探究二 從本質(zhì)上 微觀 分析化學(xué)反應(yīng)為什么伴隨能量的變化 化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是什么 化學(xué)鍵的斷裂和形成 舊鍵斷裂需要能量 新鍵形成會(huì)能量 放出 吸收 結(jié)論 一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是放熱還是吸熱 取決于所有舊鍵斷裂吸收的總能量與所有形成新鍵形成放出的總能量的相對(duì)大小 1molH2分子中的化學(xué)鍵斷裂時(shí)需吸收436 4kJ的能量 1molCl2分子中的化學(xué)鍵斷裂時(shí)需吸收242 7kJ的能量 2molHCl分子中的化學(xué)鍵形成時(shí)要釋放431 8kJ mol 2 863 6kJ的能量 共放出863 6 679 1 184 5kJ 共吸熱242 7 436 4 679 1kJ 反應(yīng)物的鍵能之和E反 生成物的鍵能之和E生 2 若E反 E生 1 若E反 E生 放熱反應(yīng) 吸熱反應(yīng) 規(guī)律總結(jié) H 0或 H為 H 0或 H為 H E反 E生 歸納小結(jié) 化學(xué)反應(yīng)中為什么會(huì)有能量的變化 宏觀 反應(yīng)物和生成物所具有的能量不同 微觀 舊的化學(xué)鍵斷裂時(shí)所吸收的能量與新的化學(xué)鍵形成時(shí)所放出的能量不同 H Q生 Q反 H E反 E生 下列變化中 屬于吸熱反應(yīng)的是 A 反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量的反應(yīng)B 酸堿中和C 反應(yīng)物總鍵能小于生成物總鍵能D H 0的反應(yīng) D 請(qǐng)你接招 二 熱化學(xué)方程式 1 概念 能夠表示反應(yīng)熱 焓變 的化學(xué)方程式叫做熱化學(xué)方程式 2 書寫熱化學(xué)方程式應(yīng)注意以下幾點(diǎn) 要注明溫度和壓強(qiáng) 反應(yīng)放出或吸收的熱量的多少與外界的溫度和壓強(qiáng)有關(guān) 需要注明 不注明的指101kPa和25 時(shí)的數(shù)據(jù) 因?yàn)槲镔|(zhì)的聚集狀態(tài)不同所含的能量也不同 固態(tài) 液態(tài) 吸熱 氣態(tài) 吸熱 吸熱 反應(yīng)物和生成物要注明聚集狀態(tài) H2 g O2 g H2O l H 285 8KJ mol H2 g O2 g H2O g H 241 8KJ mol H2O l H2O g H 44KJ mol 氣態(tài) g 液態(tài) l 固態(tài) s 溶液 aq 熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)前的化學(xué)計(jì)量數(shù)表示物質(zhì)的量不表示分子數(shù) 因此可以是整數(shù)也可以分?jǐn)?shù) H2 g Cl2 g 2HCl g H 184 6KJ mol H2 g Cl2 g HCl g H 92 3KJ mol 反應(yīng)熱與參加反應(yīng)的物質(zhì)的物質(zhì)的量有關(guān) 同一化學(xué)反應(yīng)中 熱化學(xué)方程式中物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)不同 H的數(shù)值也不同 化學(xué)計(jì)量數(shù)與 H的數(shù)值成正比 H2 g 1 2O2 g H2O g H 241 8kJ mol 2H2 g O2 g 2H2O g H 483 6kJ mol H的表示 熱化學(xué)方程式中的 H的 與 一定要注明 代表吸熱 代表放熱 可逆反應(yīng)中的 H數(shù)值是指該反應(yīng)完全進(jìn)行時(shí)的數(shù)值 熱化學(xué)反應(yīng)方程式中都用 不用標(biāo)反應(yīng)條件 無論熱化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)為多少 H的單位總是KJ mol 與 始終不變 但 H的數(shù)值與反應(yīng)式中的系數(shù)成比例 當(dāng)化學(xué)反應(yīng)逆向進(jìn)行時(shí) 數(shù)值不變 符號(hào)相反 3 書寫步驟 1 寫出化學(xué)方程式 2 注明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài) 3 標(biāo)明焓變 H 注意 和單位 kJ mol 4 要注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng) 中學(xué)一般不注明 為一個(gè)大氣壓 101kPa 250C 298K H2 g I2 g 2HI g H 14 9kJ mol 4 熱化學(xué)方程式表示的意義 表示什么物質(zhì)參加反應(yīng) 結(jié)果生成什么物質(zhì) 反應(yīng)物和生成物之間的質(zhì)量比 物質(zhì)的量比 反應(yīng)物完全變成生成物后所放出或吸收的熱量 質(zhì) 量 能 H2 g O2 g H2O g H 241 8KJ mol 已知 H2 g F2 g 2HF g H 270kJ mol 下列說法正確的是A 2L氟化氫氣體分解成1L氫氣與1L氟氣放出270kJ熱量B 1mol氫氣與1mol氟氣反應(yīng)生成2mol液態(tài)氟化氫放出熱量小于270kJC 在相同條件下 1mol氫氣與1mol氟氣的能量總和大于2mol氟化氫氣體的能量D 1個(gè)氫氣分子與1個(gè)氟氣分子反應(yīng)生成2個(gè)氟化氫氣體分子放出270kJ熱量 C 已知鍵能 N N946KJ mol H H436KJ mol H N391KJ mol 寫出合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 氫氣在氯氣燃燒生成1摩氯化氫氣體 放出92 3kJ的熱量 1 寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 25 101kPa時(shí) 氫氧化鈉溶液與硫酸溶液反應(yīng)生成2摩液態(tài)水 放出114 6KJ的熱量 1摩石墨轉(zhuǎn)化為金剛石固體需吸收1 5KJ的熱量 高考怎么考 有下列常見題型 A 2C2H2 g 5O2 g 4CO2 g 2H2O l H 4bkJ molB C2H2 g 5 2O2 g 2CO2 g H2O l H 2bkJ molC 2C2H2 g 5O2 g 4CO2 g 2H2O l H 2bkJ molD 2C2H2 g 5O2 g 4CO2 g 2H2O l H bkJ mol 例1 已知充分燃燒ag乙炔氣體時(shí)生成1mol二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水 并放出熱量bkJ 則乙炔燃燒的熱化學(xué)方程式正確的是 A 2 正誤判斷 現(xiàn)場(chǎng)練兵 已知在25 101kPa下 1gC8H18 辛烷 燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時(shí)放出48 40kJ熱量 表示上述反應(yīng)的熱化學(xué)方程式正確的是 A C8H18 l 25 2O2 g 8CO2 g 9H2O g H 5518kJ mol 1B C8H18 l 25 2O2 g 8CO2 g 9H2O l H 5518kJ mol 1C C8H18 l 25 2O2 g 8CO2 g 9H2O l H 5518kJ mol 1D C8H18 l 25 2O2 g 8CO2 g 9H2O l H 48 40kJ mol 1 B 3 有關(guān)熱化學(xué)方程式的計(jì)算 例2在一定條件下 CO和CH4燃燒的熱化學(xué)方程式分別為 2CO g O2 g 2CO2 g H 566KJ molCH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l H 890KJ mol由1摩CO和3摩CH4組成的混和氣在上述條件下完全燃燒時(shí) 釋放的熱量為 A 2912KJB 2953KJC 3236KJD 3867KJ B 2 化學(xué)反應(yīng)可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過程 化學(xué)鍵的鍵能是形成 或拆開 1mol化學(xué)鍵時(shí)釋放 或吸收 出的能量 已知白磷和P4O6的分子結(jié)構(gòu)如圖所示 現(xiàn)提供以下化學(xué)鍵的鍵能 kJ mol 1 P P 198P O 360O O 498則反應(yīng)P4 白磷 3O2 P4O6的反應(yīng)熱 H為 A 1638kJ mol 1B 1638kJ mol 1C 126kJ mol 1D 126kJ mol 1 A 例1 下列各組熱化學(xué)方程式中 化學(xué)反應(yīng)的 H前者大于后者的是 C s O2 g CO2 g H1C s O2 g CO g H2 S s O2 g SO2 g H3S g O2 g SO2 g H4 H2 g O2 g H2O l H52H2 g O2 g 2H2O l H6 CaCO3 s CaO s CO2 g H7CaO s H2O l Ca OH 2 s H8A B C D c 4 反應(yīng)熱大小的比較 H為正值時(shí) 數(shù)值越大 H越大 H為負(fù)值時(shí) 數(shù)值越大 H越小 三 燃燒熱和中和熱 1 燃燒熱 在250C時(shí) 101KPa時(shí) 1mol的純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的物質(zhì)時(shí)放出的熱量 溫馨提示 書寫燃燒熱的熱化學(xué)方程式時(shí) 一般以燃燒1mol物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)來配平其余物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù) 完全燃燒的產(chǎn)物是穩(wěn)定的物質(zhì) Q放 n 可燃物 燃燒熱 燃燒熱與可燃物的物質(zhì)的量無關(guān) C CO2H2 H2O l NH3 N2 H2 g 1 2O2 g H2O g H1 241 8kJ mol 2H2 g O2 g 2H2O l H2 571 6kJ mol 2 已知 請(qǐng)問 氫氣的燃燒熱是多少 285 8kJ mol 1 C S 1 2O2 g CO g H 195 4kJ mol 請(qǐng)問 碳的燃燒熱為195 4kJ mol嗎 不是 請(qǐng)你接招 2 中和熱 在稀溶液中 酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時(shí)的反應(yīng)熱 溫馨提示 對(duì)于稀溶液中強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的反應(yīng) 其中和熱基本上是相等的 都約是57 3KJ mol要記住哦 對(duì)于強(qiáng)酸與弱堿 弱酸與強(qiáng)堿 弱酸與弱堿的稀溶液反應(yīng) H aq OH aq H2O l H 57 3KJ mol 因?yàn)槿蹼娊赓|(zhì)的電離是吸熱過程 其中和熱一般低于57 3KJ mol 中和熱與酸堿的物質(zhì)的量無關(guān) 書寫中和熱的熱化學(xué)方程式時(shí) 一般以1molH2O為標(biāo)準(zhǔn)來配平其余物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù) 下列關(guān)于熱化學(xué)反應(yīng)的描述中正確的是A HCl和NaOH反應(yīng)的中和熱為57 3kJ mol 1 則H2SO4和Ca OH 2反應(yīng)的中和熱2 57 3kJ mol 1B CO g 的燃燒熱是283 0kJ mol 1 則2CO2 g 2CO g O2 g 反應(yīng)的 H 2 283 0kJ mol 1C 需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)D 1mol甲烷燃燒生成氣態(tài)水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷燃燒熱 B D 例2 強(qiáng)酸和強(qiáng)堿在稀溶液中的中和熱可表示為 H aq OH aq H2O l H 57 3kJ mol 1 又知在溶液中反應(yīng)有 CH3COOH aq NaOH aq CH3COONa aq H2O l H1 Q1kJ mol 11 2H2SO4 濃 NaOH aq 1 2Na2SO4 aq H2O l H2 Q2kJ mol 1HNO3 aq KOH aq KNO3 aq H2O l H3 Q3kJ mol 1則Q1 Q2 Q3的關(guān)系正確的是A Q1 Q2 Q3B Q2 Q1 Q3C Q2 Q3 Q1D Q2 Q3 Q1 C H2 H3 H1 如何求算一個(gè)體系放出的熱量呢 Q C T2 T1 C0m T2 T1 T 溫度C 熱容 當(dāng)物質(zhì)吸收熱量溫度升高時(shí) 溫度每升高10C所吸收的熱量 稱為該物質(zhì)的熱容 單位為J 0C 1C0 比熱容 單位質(zhì)量物質(zhì)的熱容 單位為J g 1 0C 1m 反應(yīng)體系中物質(zhì)的總質(zhì)量實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵 準(zhǔn)確測(cè)量質(zhì)量與溫度要保溫隔熱 防止熱量的散失 四 反應(yīng)熱的測(cè)量與計(jì)算 簡易量熱計(jì)示意圖 1 儀器 2 藥品 量熱計(jì) 溫度計(jì) 環(huán)形玻璃攪拌棒 量筒 50ml 兩只 0 50mol L的鹽酸0 55mol L的NaOH溶液 活動(dòng)與探究 測(cè)定中和熱課本P6 例題 50mL0 50mol L鹽酸與50mL0 55mol LNaOH溶液在圖示的裝置中進(jìn)行中和反應(yīng) 通過測(cè)定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計(jì)算中和熱 回答下列問題 1 從實(shí)驗(yàn)裝置上看 圖中尚缺少的一種玻璃用品是 裝置上有何要改進(jìn) 2 燒杯間填滿碎紙條的作用是 3 大燒杯上如不蓋硬紙板 求得的中和熱數(shù)值 填 偏大 偏小 無影響 4 實(shí)驗(yàn)中改用60mL0 50mol L鹽酸跟50mL0 55mol LNaOH溶液進(jìn)行反應(yīng) 與上述實(shí)驗(yàn)相比 所放出的熱量 填 相等 不相等 所求中和熱 填 相等 不相等 簡述理由 5 用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn) 測(cè)得的中和熱的數(shù)值會(huì) 用50mL0 50mol LNaOH溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn) 測(cè)得的中和熱的數(shù)值會(huì) 均填 偏大 偏小 無影響 環(huán)形玻璃攪拌棒 保溫隔熱 減少實(shí)驗(yàn)過程中的熱量損失 偏小 不等 相等 因?yàn)橹泻蜔崾侵杆岣鷫A發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O所放出的能量 與酸堿的用量無關(guān) 偏小 偏小 大小燒杯口應(yīng)相平 五 蓋斯定律 重要哦 內(nèi)容 不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成還是分幾步完成 其反應(yīng)焓變是相同的 化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān) 而與反應(yīng)的途徑無關(guān) 應(yīng)用蓋斯定律的計(jì)算焓變 例1 C s O2 g CO g 因?yàn)镃燃燒時(shí)不可能完全生成CO 總有一部分CO2生成 因此這個(gè)反應(yīng)的 H無法直接測(cè)得 請(qǐng)同學(xué)們自己根據(jù)蓋斯定律設(shè)計(jì)一個(gè)方案計(jì)算該反應(yīng)的 H 已知 C s O2 g CO2 g H1 393 5kJ mol CO g O2 g CO2 g H2 283 0kJ mol C s O2 g CO g H 110 5kJ mol 例2 已知下列反應(yīng)的反應(yīng)熱為 CH3COOH l 2O2 g 2CO2 g 2H2O l H1 870 3kJ mol C s O2 g CO2 g H2 393 5kJ mol H2 g O2 g H2O l H3 285 8kJ mol試計(jì)算下述反應(yīng)的反應(yīng)熱 2C s 2H2 g O2 g CH3COOH l H 488 3kJ mol 1 已知 N2 g 2O2 g 2NO2 g H1 68kJ mol N2H4 l O2 g N2 g 2H2O l H2 622kJ mol火箭發(fā)射時(shí)用肼N2H4 l 作燃料 NO2作氧化劑 反應(yīng)生成N2 g 和H2O l 寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 N2H4 l NO2 g 3 2N2 g 2H2O l H 622kJ mol 68kJ mol 2 656kJ mol 2 將焦炭轉(zhuǎn)化為水煤氣的主要反應(yīng)為 C s H2O g CO g H2 g 已知 C s O2 g CO2 g H1 393 5kJ mol H2 g O2 g H2O g H2 242 0kJ mol CO g O2 g CO2 g H3 283 0kJ mol寫出制取水煤氣的熱化學(xué)方程式 C s H2O g CO g H2 g H 131 5kJ mol 例3 已知H2 g C2H4 g 和C2H5OH 1 的燃燒熱分別是 285 8kJ mol 1 1411 0kJ mol 1和 1366 8kJmol 1 則由C2H4 g 和H2O l