化學反應的熱效應魯科版選修4

第一章化學反應與能量(néngliàng)轉化第1節(jié)化學反應(huàxuéfǎnyìng)的熱效應精品資料所有的化學反應都有能量的變化，其中大部分都是熱量的變化化學反應包括兩個過程：打斷舊鍵和形成新鍵，前者吸收能量，后者放出能量，這兩個過程的能量不同，所以有能量變化，整個反應放熱還是(háishi)吸熱取決于兩個過程能量的相對大小。精品資料常見(chánɡjiàn)的放熱反應和吸熱反應⑴常見(chánɡjiàn)的放熱反應①活潑金屬與水或酸的反應。如2Al+6HCl＝2AlCl3+3H2↑②酸堿中和反應。如2KOH+H2SO4＝K2SO4+2H2O③燃燒反應。如C、CO、C2H5OH等的燃燒④多數化合反應。如Na2O+H2O＝2NaOH，SO3+H2O=H2SO4精品資料⑵常見(chánɡjiàn)的吸熱反應①多數分解(fēnjiě)反應，如CaCO3CaO+CO2↑②2NH4Cl（s）+Ba(OH)2·8H2O（s）＝BaCl2+2NH3↑+10H2O③C(s)+H2O(g)CO+H2④CO2+C2CO高溫高溫高溫精品資料一、化學反應(huàxuéfǎnyìng)的反應熱1、什么(shénme)是反應熱?2、反應熱的符號是什么？怎樣表示反應吸、放熱？4、如何獲得一個反應的反應熱呢？

3、反應熱的單位是什么精品資料為了(wèile)更準確的描述反應，我們引入了反應熱的定義。一、反應(fǎnyìng)熱的涵義1、化學上規(guī)定，當化學反應(fǎnyìng)在一定的溫度下進行時，反應(fǎnyìng)所釋放或吸收的熱量為該反應(fǎnyìng)在此溫度下的熱效應。2、符號：用Q表示Q<0，表示放熱；Q>0，表示吸熱；3、單位：J/mol或kJ/mol如何獲得一個反應的反應熱呢？精品資料如何求算一個體系(tǐxì)放出或吸收的熱量呢？Q=-C(T2-T1)＝-C0m(T2-T1)C—熱容，當物質吸收熱量溫度升高時，溫度每升高1K所吸收的熱量，稱為該物質的熱容；C0—比熱容，單位質量物質的熱容；T—熱力學溫度，也叫開爾文溫度，單位為k，T(k)=t(0c)+273.15精品資料中和熱在稀溶液中,強酸和強堿反應生成(shēnɡchénɡ)1摩爾水放出的熱量.精品資料簡易(jiǎnyì)量熱計示意圖1、儀器(yíqì)：2、藥品：量熱計、量筒（100ml）、溫度計、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溶液活動●探究測定中和反應的反應熱精品資料3、測定(cèdìng)中和反應的反應熱1、向量熱計內筒中加入1.0mol/L的鹽酸100mL，蓋上杯蓋，插入溫度計，勻速攪拌后記錄(jìlù)初始溫度T12、向250mL燒杯中加入1.0mol/L的NaOH溶液100mL，調節(jié)其溫度，使與量熱計中鹽酸的溫度相同。3、快速將燒杯中的堿液倒入量熱計中，蓋好杯蓋，勻速攪拌，記錄(jìlù)體系達到的最高溫度T2。4、假設溶液的比熱等于水的比熱并忽略量熱計的熱容，根據溶液溫度升高的數值，計算此中和反應的反應熱。精品資料各組按要求實驗記錄(jìlù)數據計算各反應的反應熱

精品資料5、中和熱（1）定義：在稀溶液中，強酸跟強堿發(fā)生中和反應，生成(shēnɡchénɡ)1mol水時的反應熱叫做中和熱。（2）中和熱的表示：H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1)Q=-57.3kJ／mol（3）要點：Ⅰ、條件：稀溶液Ⅱ、反應物：（強）酸與（強）堿。中和熱不包括離子在水溶液中的生成(shēnɡchénɡ)熱、電解質電離的吸熱所伴隨的熱效應Ⅲ、生成(shēnɡchénɡ)1mol水。中和反應的實質是H+和OH-化合生成(shēnɡchénɡ)H20，若反應過程中有其他物質生成(shēnɡchénɡ)，這部分反應熱也不在中和熱之內Ⅳ、放出的熱量：57.3kJ/mol精品資料燃燒熱 在101kPa(25℃)時，1mol物質(wùzhì)完全燃燒，生成穩(wěn)定氧化物時所放出的熱量。 101kPa(25℃)1mol可燃物（純凈(chúnjìng)物—單質或化合物）完全燃燒、生成穩(wěn)定氧化物

C(s)→CO2(g)H2(g)→H2O(l)S(s)→SO2(g)QkJ/mol碳的燃燒熱為393.5kJ/mol或Q=-393.5kJ/mol

*燃燒熱是物質的屬性，與用量無關1、研究條件：3、燃燒程度：4、符號、單位：5、表示方法：2、研究對象：精品資料燃燒熱與中和熱的區(qū)別(qūbié)與聯(lián)系精品資料用來描述物質所具有能量的物理量。符號：H，單位：kJ/mol作用(zuòyòng)：用焓的變化來描述化學反應的反應熱3、焓變與反應熱的關系在恒溫、恒壓的條件下，化學反應過程中能量(néngliàng)變化全部轉化為熱能，則焓變等于Qp。反應產物的總焓與反應物的總焓之差，稱為反應焓變。?H=H（反應產物）-H（反應物）二、化學反應的焓變

1、焓：2、焓變：精品資料當?H為“－”（?H<0）時，為放熱反應(fànɡrèfǎnyìng)當?H為“＋”（?H>0）時，為吸熱反應焓焓精品資料4、熱化學方程式:(1)概念：把一個化學反應中物質的變化和反應的焓變同時(tóngshí)表示出來的化學方程式叫熱化學方程式。(2)書寫(shūxiě)熱化學方程式應注意以下幾點Ⅰ、要在反應物和生成物的化學式后面用括號注明各物質的聚集狀態(tài)。一般用英文字母g、l、s分別表示氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)，水溶液中的溶質則用aq。

精品資料Ⅲ、?H的單位(dānwèi)是kJ/mol或J/mol。Ⅳ、根據焓的性質，若化學方程式中各物質的系數加倍，則?H數值(shùzí)的絕對值也加倍；若反應逆向進行，則?H的數值(shùzí)改變符號，但絕對值不變。精品資料練2、已知在1×105Pa，298K條件下，2mol氫氣燃燒(ránshāo)生成水蒸氣放出484kJ熱量，下列熱化學方程式正確的是

A.H2O(g)＝H2(g)＋1/2O2(g);ΔH＝+242kJ·mol-1

B.2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l);ΔH＝－484kJ·mol-1

C.H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(g);ΔH＝+242kJ·mol-1

D.2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g);ΔH＝+484kJ·mol-1A精品資料5、熱化學方程式表示(biǎoshì)的意義H2（g)+O2(g)=H2O(g)；△H=－241.8KJ/mol

表示的意義(yìyì)：在298K時，1molH2(g)和0.5molO2(g)反應生成1mol水蒸氣放熱241.8KJ。精品資料練3、熱化學方程式C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)；△H＝+131.3kJ/mol表示(biǎoshì)（）

A．碳和水反應吸收131.3kJ能量

B．1mol碳和1mol水反應生成一氧化碳和氫氣并吸收131.3kJ熱量

C．1mol固態(tài)碳和1mol水蒸氣反應生成一氧化碳氣體和氫氣，并吸熱131.3kJ

D．1個固態(tài)碳原子和1分子水蒸氣反應吸熱131.1kJC精品資料練4、相同溫度時，下列兩個反應(fǎnyìng)的反應(fǎnyìng)熱分別用△H1、△H2表示，關系正確的是①H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H1=-Q1kJ/mol②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H2=-Q2kJ/mol（A）Q1>Q2 （B）2Q1=Q2 （C）2Q1<Q2 （D）Q1=Q2B

精品資料▲若一個化學方程式可由另外(lìnɡwài)幾個化學方程式相加減而得到，則該反應的焓變即為這幾個化學反應焓變的代數和。重點難點化學反應的熱效應和鍵能的關系(guānxì)；蓋斯定律三、蓋斯定律及其應用化學反應不管是一步完成還是分幾步完成，其反應熱是相同的。即：化學反應的反應熱，只與反應的始態(tài)(各反應物)和終態(tài)(各生成物)有關，而與反應具體進行的途徑無關。應用：間接計算一些無法直接測定的反應熱精品資料練5、已知25℃、101kPa下，石墨、金剛石燃燒(ránshāo)的熱化學方程式分別為：

據此判斷，下列說法正確的是（）A.由石墨制備金剛石是吸熱反應；等質量時，石墨的能量比金剛石的低B.由石墨制備金剛石是吸熱反應；等質量時，石墨的能量比金剛石的高C.由石墨制備金剛石是放熱反應；等質量時，石墨的能量比金剛石的低D.由石墨制備金剛石是放熱反應；等質量時，石墨的能量比金剛石的高A精品資料練6、已知①CO(g)+1/2O2(g)====CO2(g)ΔH1=－283.0kJ/mol②H2(g)+1/2O2(g)====H2O(l)ΔH2=－285.8kJ/mol③C2H5OH(l)+3O2(g)====2CO2(g)+3H2O(l)ΔH3=-1370J/mol試計算(jìsuàn)④2CO(g)＋4H2(g)====H2O(l)＋C2H5OH(l)的ΔH【解】：根據蓋斯定律，反應④不論是一步完成還是分幾步完成，其反應熱效應都是相同的。下面就看看反應④能不能由①②③三個反應通過加減乘除組合而成，也就是說，看看反應④能不能分成(fēnchénɡ)①②③幾步完成。①×2+②×4-③=④

所以，ΔH＝ΔH1×2＋ΔH2×4－ΔH3

＝－283.2×2－285.8×4＋1370＝－339.2kJ/mol精品資料實驗(shíyàn)步驟1.在大燒杯底部墊泡沫塑料（或紙條），使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平。然后再在大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑料（或紙條），大燒杯上用(shànɡyònɡ)泡沫塑料板（或硬紙板）作蓋板，在板中間開兩個小孔，正好使溫度計和環(huán)形玻璃攪拌棒通過，如下圖所示。中和熱的測定大、小燒杯放置時，為何要使兩杯口相平？填碎紙條的作用是什么？對此裝置，你有何更好的建議？精品資料答案：兩杯口相平，可使蓋板把杯口盡量(jǐnliàng)蓋嚴，從而減少熱量損失；填碎紙條的作用是為了達到保溫隔熱、減少實驗過程中熱量損失的目的。若換用隔熱、密封性能更好的裝置（如保溫杯）會使實驗結果更準確。2.用一個量筒最取50mL0.50mol/L鹽酸，倒入小燒杯(shāobēi)中，并用溫度計測量鹽酸的溫度，記入下表。然后把溫度計上的酸用水沖洗干凈。

溫度計上的酸為何要用水沖洗干凈？沖洗后的溶液能否倒入小燒杯？為什么？因為該溫度計還要用來測堿液的溫度，若不沖洗，溫度計上的酸會和堿發(fā)生中和反應而使熱量散失，故要沖洗干凈；沖洗后的溶液不能倒入小燒杯，若倒入，會使總溶液的質量增加，而導致實驗結果誤差。精品資料3.用另一個(yīɡè)量筒量取50mL0.55mol/LNaOH溶液，并用溫度計測量NaOH溶液的溫度，記入下表。.酸、堿混合(hùnhé)時，為何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯而不能緩緩倒入？.因為本實驗的關鍵是測反應的反應熱，若動作遲緩，將會使熱量損失而使誤差增大。4.把溫度計和環(huán)形玻璃攪拌棒放入小燒杯的鹽酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯（注意不要灑到外面）。用環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕攪動溶液，并準確讀取混合溶液的最高溫度，記為終止溫度，記入下表。實驗中所用HCl和NaOH的物質的量比為何不是1∶1而是NaOH過量？若用HCl過量行嗎？精品資料在測定(cèdìng)過程中應注意什么問題(1)用保溫性能好的儀器測量。(2)混合好后，迅速蓋好裝置蓋子，減少熱量的損失。(3)所用藥品濃度的配制須準確,用強酸和強堿溶液,而且要是稀溶液。(4)宜用有0.1分刻度的溫度計，讀數盡可能準確，且估讀至小數點后二位。同時應注意水銀球部位要完全浸沒在溶液中，而且要穩(wěn)定一段時間后再讀數，以提高所測的精度。(5)記錄(jìlù)最高溫度。精品資料［議一議］你所測得的數據是否為57.3kJ/mol，若不是，分析(fēnxī)產生誤差的原因。可能(kěnéng)的原因有：1.量取溶液的體積有誤差（測量結果是按50mL的酸、堿進行計算，若實際量取時，多于50mL或小于50mL都會造成誤差）2.溫度計的讀數有誤。3.實驗過程中有液體灑在外面。4.混合酸、堿溶液時，動作緩慢，導致實驗誤差。5.隔熱操作不到位，致使實驗過程中熱量損失而導致誤差。6.測了酸后的溫度計未用水清洗而便立即去測堿的溫度，致使熱量損失而引起誤差。反應熱測定的誤差分析精品資料討論下列(xiàliè)問題1.本實驗中若把50mL0.50mol/L的鹽酸改為50mL0.50mol/L醋酸，所測結果是否會有所變化？為什么？2.若改用100mL0.50mol/L的鹽酸和100mL0.55mol/L的NaOH溶液，所測中和熱的數值是否約為本實驗結果的二倍（假定各步操作(cāozuò)沒有失誤）？答案：1.會有所變化。因為醋酸為弱電解質，其電離時要吸熱，故將使測得結果偏小。2.否。因中和熱是指酸與堿發(fā)生中和反應生成1molH2O時放出的熱量，其數值與反應物的量的多少無關，故所測結果應基本和本次實驗結果相同（若所有操作都準確無誤，且無熱量損失，則二者結果相同）。精品資料［練習］50mL0.50mol/L鹽酸與50mL0.55mol/LNaOH溶液在圖示的裝置中進行中和反應。通過測定反應過程中所放出的熱量可計算中和熱?；卮鹣铝袉栴}：（1）從實驗裝置上看，圖中尚缺少的一種玻璃用品是。（2）燒杯間填滿碎紙條的作用是。（3）大燒杯上如不蓋硬紙板，求得的中和熱數值（填“偏大”“偏小”“無影響(yǐngxiǎng)”）。（4）實驗中改用60mL0.50mol/L鹽酸跟50mL0.55mol/LNaOH溶液進行反應，與上述實驗相比，所放出的熱量（填“相