1.1化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)

第1節(jié)化學(xué)反響的熱效應(yīng)一、化學(xué)反響的反響熱1.吸熱反響與放熱反響2.反響熱及其測定二、化學(xué)反響的焓變1.焓及反響焓變2.熱化學(xué)方程式書寫三、反響焓變的計算1.蓋斯定律2.焓變計算舉例第一章化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化研究化學(xué)反響物質(zhì)變化能量變化物理變化化學(xué)變化四種根本反響氧化復(fù)原反響可逆反響放熱反響吸熱反響機(jī)械能熱能電能光能整理ppt一、化學(xué)反響的反響熱(一)吸熱反響與放熱反響1.放熱反響和吸熱反響的比較類型比較放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)定義有熱量放出的化學(xué)反應(yīng)吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)形成原因反應(yīng)物具有的總能量大于生成物具有的總能量反應(yīng)物具有的總能量小于生成物具有的總能量與化學(xué)鍵強弱關(guān)系生成物分子成鍵時釋放出的總能量大于反應(yīng)物分子斷裂舊鍵時吸收的總能量生成物分子成鍵時釋放出的總能量小于反應(yīng)物分子斷裂舊鍵時吸收的總能量2.圖像表示能量反應(yīng)過程反應(yīng)物生成物吸熱反應(yīng)能量反應(yīng)過程反應(yīng)物生成物放熱反應(yīng)整理ppt一、化學(xué)反響的反響熱3.常見的放熱反響和吸熱反響⑴常見的放熱反響①活潑金屬與水或酸的反響。如2Al+6HCl＝2AlCl3+3H2↑②酸堿中和反響。如2KOH+H2SO4＝K2SO4+2H2O③燃燒反響。如C、CO、C2H5OH等到的燃燒④多數(shù)化合反響。如Na2O+H2O＝2NaOH，SO3+H2O=H2SO4⑵常見的吸熱反響①多數(shù)分解反響，如CaCO3CaO+CO2↑②2NH4Cl〔s〕+Ba(OH)2·8H2O〔s〕＝BaCl2+2NH3↑+10H2O③C(s)+H2O(g)CO+H2④CO2+C2CO高溫高溫高溫整理ppt1.反響熱的相關(guān)概念一、化學(xué)反響的反響熱(二)化學(xué)反響的反響熱及其測定(1)反響熱的意義:描述化學(xué)反響釋放或吸收熱量的物理量.(2)反響熱的定義:化學(xué)反響在一定溫度下進(jìn)行時,反響所釋放或吸收的熱量.(3)反響熱的符號:Q.吸熱反響Q為正值,放熱反響Q為負(fù)值.(4)反響熱的單位:kJ·mol-1.2.反響熱數(shù)據(jù)的實驗測定(1)儀器:量熱計(2)步驟(以測定HCl+NaOH=NaCl+H2O中和反響的反響熱為例):①向量熱計內(nèi)參加一定量的鹽酸,用溫度計測量初始溫度T1;②向量熱計中參加稍過量的NaOH溶液,充分反響,記錄體系的最高溫度;③根據(jù)反響熱計算公式Q=-C(T2-T1)計算出反響熱.(3)假設(shè)用KOH代替NaOH,HNO3代替HCl,當(dāng)對應(yīng)物質(zhì)的量相同時,測定的反響熱相同.(4)由此得出結(jié)論:對于強酸和強堿在溶液中發(fā)生的中和反響,由于其實質(zhì)是H++OH-=H2O,當(dāng)H+和OH-的物質(zhì)的量相同時,假設(shè)反響溫度又相同,那么反響熱相同.整理ppt整理ppt例題1［例1］以下說法正確的選項是()A.需要加熱才能發(fā)生的反響一定是吸熱反響B(tài).放熱反響在常溫下一定很容易發(fā)生C.反響是放熱的還是吸熱的必須看反響物和生成物所具有的總能量的相對大小D.吸熱反響大一定的條件下也能發(fā)生CD整理ppt例2［例2］以下反響屬于放熱反響的是()A.Al+HCl(稀)B.Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl(s)C.KClO3受熱分解D.CaO+H2OAD整理ppt例1[例3]50mL0.5mol/L鹽酸與50mL0.55mol/LNaOH溶液在如下圖的裝置中進(jìn)行中和反響.通過測定反響過程中放出的熱量可計算中和熱,答復(fù)以下問題:(1)從實驗裝置上看,圖中尚缺少的一種玻璃用品是.(2)燒杯間塞滿碎紙條的作用是．(3)大燒杯上如果不蓋硬紙板,求得中和反響的反響熱數(shù)值將(填“偏大〞、“偏小〞或“無影響〞)(4)NaOH溶液的濃度大于HCl溶液的濃度的作用是,當(dāng)室溫于10℃時進(jìn)行,對實驗結(jié)果會造成較大誤差,原因是.環(huán)形玻璃攪拌棒減少實驗過程中的熱量損失偏小確保鹽酸完全被中和散熱較快碎紙屑溫度計硬紙板整理ppt二、化學(xué)反響的焓變(一)焓及焓變的定義1.焓：物質(zhì)所具有的能量稱為焓〔用H表示〕。注意：①焓是一個物理量；②焓是物質(zhì)固有的性質(zhì)，與密度相似。2.焓變：反響產(chǎn)物的總焓與反響物的總焓之差，稱為反響焓變。3.焓變與吸熱反響、放熱反響的關(guān)系：吸熱反響：△H>0，即產(chǎn)物的焓(產(chǎn)物具有的總能量)大于反響物的焓(反響物具有的總能量)，當(dāng)由反響物生成產(chǎn)物時，需吸收能量。放熱反響：△H<0，即產(chǎn)物的焓(產(chǎn)物具有的總能量)小于反響物的焓(反響物具有的總能量)，當(dāng)由反響物生成產(chǎn)物時，需釋放能量。4.等壓反響熱與焓變之間的關(guān)系：對于等壓條件下的化學(xué)反響，假設(shè)只存在化學(xué)能與熱能之間的相互轉(zhuǎn)化，那么該反響的反響熱等于焓變，表示為：Qp=△H。(1)符號：△H(2)單位：KJ·mol-1(3)表達(dá)式：△H=H〔反響產(chǎn)物)—H〔反響物〕整理ppt當(dāng)?H為“－〞〔?H<0〕時，為放熱反響當(dāng)?H為“＋〞〔?H>0〕時，為吸熱反響整理ppt二、化學(xué)反響的焓變(二)熱化學(xué)方程式1.熱化學(xué)方程式的定義：表示反響熱的化學(xué)方程式叫做熱化學(xué)方程式。2.熱化學(xué)方程式的意義：不僅表示反響中物質(zhì)變化而且表示反響中的能量變化。3.書寫熱化學(xué)方程式應(yīng)注意的問題：(1)要注明反響物和生成物的聚集狀態(tài)?！惨话悴粚懛错憲l件，不寫↑或↓?！?2)要注明反響的溫度和壓強。如不注明，即表示在101KPa和25℃。(3)方程式中的計量數(shù)不表示分子個數(shù)，而是表示物質(zhì)的量，可以是整數(shù)也可以是分?jǐn)?shù)。相同物質(zhì)的化學(xué)反響，當(dāng)化學(xué)計量數(shù)改變時，△H也同倍數(shù)改變。(4)在熱化學(xué)方程式中要說明反響放出或吸收的熱量的數(shù)值和單位，并用“；〞將化學(xué)方程式與△H隔開。放熱反響的為“-〞，吸熱反響的為“+〞，單位為J/mol或kJ/mol。例如：C〔石墨〕+O2〔g〕=CO2〔g〕；△H=-393.5kJ/mol例如：H2〔g〕+Cl2〔g〕=2HCl〔g〕；△H=-184.6kJ/mol1/2H2〔g〕+1/2Cl2〔g〕=HCl〔g〕；△H=-92.3kJ/mol說明:氣體用g表示,固體用s表示;液體用l表示;溶液用aq表示整理ppt[例4]298K時，由氫氣和氮氣反響生成1mol氨氣放熱46.2kJ,將以下化學(xué)方程式寫成熱化學(xué)方程式.(1)3/2H2+1/2N2=NH33/2H2(g)+1/2N2(g)=NH3(g);△H=-46.2kJ/mol(2)3H2+N2=2NH32H2(g)+N2(g)=2NH3(g);△H=-92.4kJ/mol(3)NH3=3/2H2+1/2N2NH3(g)=3/2H2(g)+1/2N2(g);△H=+46.2kJ/mol整理ppt8．以下熱化學(xué)方程式書寫正確的選項是(

)A．2SO2+O2=2SO3；H=－196．6kJ·mol-1B．H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)H=－285．8kJ·mol-1C．2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)；H=－571．6kJD．C(s)+O2(g)=CO2(g)；H=+393．5kJ·mol-1整理ppt[例5]寫出以下反響的熱化學(xué)方程式(1)1molC2H5OH(l)完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l)放出1366.8kJ的熱量。(2)2molC2H2(g)在O2(g)中完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l)放出259.8kJ熱量。(3)1molC(石墨)與適量H2O(g)反響生成CO(g)和H2(g)，吸收131.3kJ熱量。C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)；△H(298K)=-1366.8kJ·mol-12C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)；△H(298K)=-259.8kJ·mol-1C(s，石墨)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)；△H(298K)=+131.3kJ·mol-1整理ppt1.〔1〕由氫氣和氧氣反響生成1mol水蒸氣放熱241.8kJ，寫出該反響的熱化學(xué)方程式____________________________________?！?〕0.5mol甲烷與0.5mol水蒸氣在t℃、pkPa時，完全反響生成一氧化碳和氫氣，吸收了akJ熱量，該反響的熱化學(xué)方程式是：____________________________________。

2．13gC2H2(g)完全燃燒生成CO2和H2O(l)時，放出650kJ的熱量，該反響的熱化學(xué)方程式_________________________________。整理ppt總結(jié)：1.一定要標(biāo)明各物質(zhì)的狀態(tài)2.

H

的單位為。3.熱化學(xué)方程式中系數(shù)是指各物質(zhì)的物質(zhì)的量，

H

的數(shù)值要與系數(shù)對應(yīng)一致。整理ppt三、蓋斯定律及反響焓變的計算●蓋斯定律：對于一個化學(xué)反響，無論是一步完成還是分幾步完成，其反響焓變是相同的．ＡＢＣ△H△H1△H2如△H＝△H１＋△H２或△H１＝△H－△H２說明：(１)蓋斯定律的含義為：化學(xué)反響的反響熱只與反響的始態(tài)〔各反響物〕和終態(tài)〔各生成物〕有關(guān)，而與反響進(jìn)行的具體途徑無關(guān)．(２)根據(jù)蓋斯定律，熱化學(xué)方程式可以直接相加減，焓變的數(shù)值隨之進(jìn)行相加減．(３)利用蓋斯定律，可以間接計算一些無法直接測得的反響的焓變．［例6］試?yán)?98Ｋ時下述反響焓變的實驗數(shù)據(jù)，計算在此溫度下C(s)+1/2O2(g)＝CO(g)的焓變．：C(s)+O2(g)＝CO2(g);△H1＝－393.5kJ/molCO(g)+1/2O2＝CO2(g);△H2＝－283.0kJ/mol△H3＝△H1－△H2＝－393.5kJ/mol＋283.0kJ/mol＝－110.5kJ/mol整理ppt【例7】金剛石和石墨分別在氧氣中完全燃燒的熱化學(xué)方程式為C(金剛石，s)+O2(g)＝CO2(g);ΔH=－395.41kJ·mol-1,C(石墨，s)+O2(g)＝CO2(g);ΔH=－393.51kJ·mol-1,那么金剛石轉(zhuǎn)化為石墨時的熱化學(xué)方程式為____________________________。由此看來更穩(wěn)定的碳的同素異形體為________。假設(shè)取金剛石和石墨的混合晶體共1mol在O2中完全燃燒，產(chǎn)生熱量為QkJ,那么金剛石和石墨的物質(zhì)的量之比為_________〔用含Q的代數(shù)式表示〕。[思路解析]由蓋斯定律，要得到金剛石和石墨的轉(zhuǎn)化關(guān)系，可將兩個熱化學(xué)方程式相減即得，C〔金剛石，s〕－C(石墨，s)=0。ΔH3=ΔH1－ΔH2=－395.41kJ·mol-1+393.51kJ·mol-1=－1.90kJ·mol-1。即C〔金剛石，s〕＝C〔石墨，s)ΔH=－1.90kJ·mol-1?？梢娊饎偸D(zhuǎn)化為石墨放出熱量，說明石墨的能量更低，較金剛石穩(wěn)定。n(金剛石)

Q－393.51n(石墨)

395.41－Q＝用“十字交叉〞法C(金剛石，s)＝C(石墨，s)；ΔH=－1.90kJ·mol-1。石墨395.41－QQ－393.51整理ppt【例8】發(fā)射衛(wèi)星時可用肼(N2H4)為燃料，用二氧化氮為氧化劑，這兩種物質(zhì)反響生成氮氣和水蒸氣。：N2(g)+2O2(g)＝2NO2(g);ΔH1=+67.7kJ·mol-1①N2H4(g)+O2(g)＝N2(g)+2H2O(g);ΔH2＝－534kJ·mol-1②試計算1mol肼和二氧化氮完全反響時放出的熱量為_________kJ，寫出肼與二氧化氮反響的熱化學(xué)方程式：_________________。解析：由題意可知：N2(g)+2O2(g)＝2NO2(g)ΔH1=+67.7kJ·mol-1①N2H4(g)+O2(g)＝N2(g)+2H2O(g)ΔH2=－534kJ·mol-1②根據(jù)蓋斯定律，為在反響物中消去O2并得到N2H4和NO2的反響。令②×2-①得：2N2H4(g)－N2(g)＝2N2(g)+4H2O(g)－2NO2(g)；ΔH＝2ΔH2-ΔH1，整理得：2N2H4(g)+2NO2(g)＝3N2(g)+4H2O(g)ΔH＝2ΔH2－ΔH1＝534kJ·mol-1×2－67.7kJ·mol-1＝－1135.7kJ·mol-1。那么1molN2H4反響放出的熱量為567.85kJ。答案：567.852N2H4(g)+2NO2(g)＝3N2(g)+4H2O(g)；ΔH＝－1135.7kJ·mol-1567.8522N2H4(g)+2NO2(g)＝3N2(g)+4H2O(g)；ΔH＝－1135.7kJ·mol-1整理ppt【例9】以下兩個熱化學(xué)方程式：2H2(g)+O2(g)＝2H2O(l);ΔH=－571.6kJ·mol-1C3H8(g)+5O2(g)＝3CO2(g)+4H2O(l);ΔH=－2220kJ·mol-1根據(jù)上面兩個熱化學(xué)方程式，試答復(fù)以下問題：(1)H2的燃燒熱(指1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定化合物所放出的熱量)為____________，C3H8的燃燒熱為__________。(2)1molH2和2molC3H8組成的混合氣體完全燃燒釋放的熱量為______________。(3)現(xiàn)有H2和C3H8的混合氣體共5mol,完全燃燒時放熱3847kJ,那么在混合氣體中H2和C3H8的體積比是______________。解析：(1)據(jù)題給的熱化學(xué)方程式可知，H2的燃燒熱為571.6kJ·mol-1÷2=285.8kJ·mol-1，C3H8的燃燒熱為2220kJ·mol-1。(2)據(jù)公式Q放=n(可燃物)×ΔH，1molH2和2molC3H8組成的混合氣體完全燃燒釋放的熱量為285.8kJ·mol-1×1mol+2220kJ·mol-1×2mol=4725.8kJ。(3)設(shè)混合氣體H2的物質(zhì)的量為x，那么C3H8的物質(zhì)的量為5mol－x，所以：285.8kJ·mol-1×x+(5mol－x)×2220kJ·mol-1=3847kJ,解方程得x=3.75mol，那么5mol－x=1.25mol。故V(H2)∶V(C3H8)=3.75mol∶1.25mol=3∶1。答案：(1)285.8kJ·mol-12220k