1、化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng) (3)

1、第1章 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化第1節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng) 任何一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的過程，既有物質(zhì)變化，又有能量的變化。能量變化熱能電能光能【復(fù)習(xí)】化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因：化學(xué)反應(yīng)實(shí)質(zhì)： 舊鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成舊化學(xué)鍵斷裂吸收能量新化學(xué)鍵形成釋放能量 這兩個(gè)過程的能量大小不同，所以出現(xiàn)能量的變化，整個(gè)反應(yīng)放熱還是吸熱取決于兩個(gè)過程能量的相對(duì)大小。常見放熱反應(yīng)1.酸堿中和反應(yīng) 2.燃燒反應(yīng)3.活潑金屬與水、酸的反應(yīng)4.鋁熱反應(yīng)5.大多數(shù)化合反應(yīng)常見吸熱反應(yīng)高溫高溫1.大多數(shù)分解反應(yīng)2.以C、H2、CO為還原劑的氧化還原反應(yīng) C + CO2 = 2CO C+ H2O = CO+ H23.銨鹽和堿的反應(yīng) B

2、a(OH)28H2O與NH4Cl反應(yīng) 一、化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱1.定義：當(dāng)化學(xué)反應(yīng)在一定溫度下進(jìn)行時(shí)，反應(yīng)所釋放或吸收的熱量稱為該反應(yīng)在此溫度下的熱效應(yīng)，簡(jiǎn)稱反應(yīng)熱。2.符號(hào)：Q規(guī)定：反應(yīng)放熱時(shí)，反應(yīng)體系能量降低，Q0單位： KJ或J3.決定因素：對(duì)于一個(gè)給定的反應(yīng)，反應(yīng)熱與反應(yīng)物的本性、反應(yīng)物的物質(zhì)的量及反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)有關(guān)。4.測(cè)量方法：（1）反應(yīng)熱的數(shù)據(jù)可以用量熱計(jì)測(cè)量。測(cè)定反應(yīng)熱的儀器：量熱計(jì) 簡(jiǎn)易量熱計(jì)示意圖結(jié)構(gòu)：內(nèi)筒、外筒溫度計(jì)、攪拌器杯蓋、保溫材料 量熱計(jì)的原理：測(cè)量反應(yīng)前后溶液溫度，再根據(jù)溶液質(zhì)量及量熱計(jì)的熱容用公式進(jìn)行計(jì)算 Q= - C(T2 -T1) C-熱容 當(dāng)物質(zhì)吸

3、收熱量溫度升高時(shí)，溫度每升高1K所吸收的熱量，為該物質(zhì)的熱容。 單位：J/K或KJ/K Q = - C0 m(T2-T1) C0-比熱容 單位質(zhì)量物質(zhì)的熱容。 單位：KJk-1 Kg -1 m反應(yīng)溶液的總質(zhì)量 T 熱力學(xué)溫度（2）公式實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)測(cè)定的數(shù)值：測(cè)定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱Q=-C(T2-T1)或Q=-C0m(T2-T1)T2和T1活動(dòng)探究 儀器：藥品：溫度計(jì)、燒杯（250ml）1.0mol/L的鹽酸 1.0mol/L的NaOH溶液1.0mol/L的鹽酸 1.0mol/L的KOH溶液1.0mol/L的硝酸 1.0mol/L的NaOH溶液量熱計(jì)、量筒（100ml）、1.向量熱計(jì)內(nèi)

4、筒中加入1.0mol/L的鹽酸100mL，蓋上杯蓋，插溫度計(jì)，勻速攪拌后記錄初始溫度T12.向250 mL燒杯中加入1.0mol/L的NaOH溶100mL,調(diào)節(jié)其溫度，使與量熱計(jì)中鹽酸的溫度相同。3.快速將燒杯中的堿液倒入量熱計(jì)中，蓋好杯蓋，勻速攪拌，記錄體系達(dá)到的最高溫度T2。4.假設(shè)溶液的比熱等于水的比熱并忽略量熱計(jì)的熱容，根據(jù)溶液溫度升高的數(shù)值，計(jì)算此中和反應(yīng)的反應(yīng)熱。為保證測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性，在測(cè)定過程中應(yīng)注意什么？ (1)反應(yīng)熱的計(jì)算式進(jìn)行了以下處理： a、忽略量熱計(jì)的熱容 b、認(rèn)為稀溶液與水的比熱相同 c、認(rèn)為熱容不隨溫度的變化而變化(2)酸或堿略稍過量 使中和反應(yīng)進(jìn)行完全(3)酸和

5、堿的濃度宜小不宜大 為了使測(cè)得的中和熱更準(zhǔn)確 (4)記錄最高溫度。1.下列說法正確的是 ( )A.物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)時(shí)放出的熱量來源于對(duì)反應(yīng)的加熱B.化學(xué)反應(yīng)除了生成新物質(zhì)外，還發(fā)生能量變化。C.化學(xué)反應(yīng)中放出的熱才是反應(yīng)熱D.需要加熱方能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)【練習(xí)】 2.下列各項(xiàng)與反應(yīng)熱的大小無關(guān)的是（ ） A.反應(yīng)物的狀態(tài) B.溫度 C.反應(yīng)物的多少 D.反應(yīng)熱的單位DB 二、焓及焓變1.焓：符號(hào)：描述物質(zhì)所具有的能量的物理量H2.反應(yīng)焓變：符號(hào)：表達(dá)式:反應(yīng)產(chǎn)物的總焓與反應(yīng)物的總焓之差HH = H(產(chǎn)物) H(反應(yīng)物)當(dāng)H0時(shí) H為 吸熱反應(yīng)焓變與反應(yīng)熱的關(guān)系：在恒壓的條件下，化學(xué)反應(yīng)過程

6、中能量變化全部轉(zhuǎn)化為熱能，則 H = QP(QP：等壓條件下化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱)例1：1molC與1molH2O(g)反應(yīng)生成lmol CO(g)和1mol H2(g)，需要吸收131.5kJ的熱量，該反應(yīng)的反應(yīng)熱為H= kJ/mol。131.5【練習(xí)】 能表示參加反應(yīng)物質(zhì)的變化和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式. 觀察以上熱化學(xué)方程式，分析其與普通的化學(xué)方程式有何不同？H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) H= -184.6 kJ/molCH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H= -890.3 kJ/molNaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) H=

7、-57.3 kJ/mol三、熱化學(xué)方程式H2(g)+I2(g) = 2HI(g) H=14.9kJ/mol1.熱化學(xué)方程式包含物質(zhì)變化和能量變化兩個(gè)部分，二者缺一不可. 普通化學(xué)方程式只包含物質(zhì)變化一個(gè)部分.物質(zhì)變化能量變化H2(g)+I2(g) = 2HI(g) H=14.9kJ/mol200101kPa2.熱化學(xué)方程式需注明反應(yīng)時(shí)的溫度和壓強(qiáng).對(duì)于 25、101kPa時(shí)進(jìn)行的反應(yīng)可不注明. 普通化學(xué)方程式不需注明溫度和壓強(qiáng).3.熱化學(xué)方程式需注明各物質(zhì)的狀態(tài). 普通化學(xué)方程式不需注明物質(zhì)的狀態(tài).H2O(g)= H2O(l)H2O(l)= H2O(g)H=44kJ/molH=44kJ/mol

8、4.熱化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)表示參加反應(yīng)的各物質(zhì)的物質(zhì)的量，可為整數(shù)或分?jǐn)?shù). 普通化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)表示各物質(zhì)的物質(zhì)的量，還表示原子、分子數(shù)目，只能為整數(shù)不能為分?jǐn)?shù).2H2(g)+ O2(g)= 2H2O(g) H=483.6kJ/mol 1.需注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)(如在25、101kPa下進(jìn)行的反應(yīng)，可不注明). 2.應(yīng)注明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài). 3.相同的反應(yīng)，化學(xué)計(jì)量數(shù)不同時(shí)，其H不同.2H2(g)+ O2(g)= 2H2O(g) H=483.6kJ/mol書寫熱化學(xué)方程式的注意點(diǎn) 1.（05全國(guó)卷)已知充分燃燒 a g 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b kJ

9、，則乙炔燃燒的熱化學(xué)方程式正確的是（ ）動(dòng)動(dòng)腦 動(dòng)動(dòng)手求:C(s)+O2(g)=CO2(g) H3 ?已知: H3 = H1 + H2 對(duì)于一個(gè)化學(xué)反應(yīng),無論是一步完成還是分幾步完成,其反應(yīng)的焓變都是一樣的蓋斯定律CO2C+O2H1H3H2H1=H2+H3化學(xué)模型 某人從山下A到達(dá)山頂B，無論是翻山越嶺攀登而上，還是坐纜車直奔山頂，其所處的海拔都高了300m四、反應(yīng)焓變的計(jì)算1.利用蓋斯定律(1)合理進(jìn)行方程式的疊加。熱化學(xué)方程式的疊加類似于整式的運(yùn)算，疊加時(shí)應(yīng)遵循數(shù)學(xué)的運(yùn)算規(guī)則，當(dāng)需要將某一熱化學(xué)方程式同乘以某一化學(xué)計(jì)量數(shù)時(shí)，各物質(zhì)前的化學(xué)計(jì)量數(shù)和H需同乘以該化學(xué)計(jì)量數(shù)。(2)“H”在進(jìn)行加

10、、減、乘等運(yùn)算時(shí)，一定要注意其符號(hào)的改變，即H 的運(yùn)算包括數(shù)值和符號(hào)的雙重運(yùn)算。 已知:2SO2(g)+O2 (g) =2SO3 (g) H1=-196.6kJ/mol2NO (g)+O2 (g) =2NO2 (g) H2=-113.0kJ/mol求: NO2(g)+SO2 (g) =SO3 (g) +NO (g) 的H3=？C(s) + O2(g) = CO2(g) H3-393.5 kJ/molH1 = H3H2 = -393.5(-283.0) = -110.5 kJ/mol 2 + 4 - = H2H14H2H3 H283.22285.84 1370 339.2 kJ/mol 物質(zhì)的量均為1mol的H2、Cl2發(fā)生反應(yīng)：H2Cl2=2HCl據(jù)下列信息求出該反應(yīng)的焓變。2.利用焓變的計(jì)算公式H=Q吸-Q放H=E反-E生H=Q生-Q反H=H生-H反H=E反-E生H=Q吸-Q放H=E反-E生H=Q吸-Q放 =436+243-431*2 =-183 kJ/mol化學(xué)鍵PPPOOO鍵能/ kJmol1198360498已知：白磷和P4O6的分子結(jié)構(gòu)如下圖所示，結(jié)合下表中的數(shù)據(jù)，求反應(yīng) P4(s)+3O2(g)=P4O6(s)的焓變H的值 白磷 P4O6H=E反-E生H=E反-E生 =198*6+498*3-360*12 =