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第01章化學反應的熱效應第01章化學反應的熱效應【一、反應熱、焓變】【一、反應熱、焓變】】考點過關考點過關一、化學反應與能量變化1.在化學反應過程中,不僅有物質的變化,還伴隨著能量的變化,并遵循_______守恒和_______守恒。2.化學反應中的能量轉化形式:化學能轉化為熱能、光能、電能等,但主要表現(xiàn)為熱能的變化。【答案】質量能量3、常見的放熱反應與吸熱反應放熱反應吸熱反應①所有燃燒反應;②大多數(shù)化合反應;③酸堿中和反應;④金屬與酸或水的置換反應;⑤物質的緩慢氧化;⑥鋁熱反應。①大多數(shù)分解反應;②Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應;③高溫條件下C、H2、CO作還原劑的反應。思考與交流:①所有分解反應都是吸熱反應嗎?②需要加熱才能發(fā)生的反應一定是吸熱反應嗎?【答案】不是。如:H2O2的分解、KClO3的分解,屬于放熱反應。要加熱才能發(fā)生的反應不一定是吸熱反應,比如鋁熱反應為放熱反應。(反應的吸放熱與是否需要加熱無關)二、焓變反應熱1.反應熱:化學反應體系向環(huán)境_______或從環(huán)境_______的_______,稱為化學反應的熱效應,簡稱反應熱?!敬鸢浮酷尫盼諢崃?.焓:焓是與內(nèi)能有關的物理量,用來描述物質所具有的______,符號為______。3.焓變:生成物的焓值與反應物的焓值之差,用______表示。(1)反應熱與焓變的關系:反應熱在等壓條件下等于焓變,用ΔH表示,單位為__________。(2)意義:當反應體系放熱時其焓減小,ΔH為________,即ΔH_______。當反應體系吸熱時其焓減小,ΔH為________,即ΔH_______?!敬鸢浮?.能量H3.ΔH(1)kJ·mol1(2)負值<0正值>0(4)圖示:化學反應過程中形成化學鍵、斷裂化學鍵能量變化可用如圖表示:其中,E1表示反應物斷裂化學鍵_________的總熱量,E2表示_________形成化學鍵_________的總熱量,E1與E2的差值表示_________。上述反應過程表示該反應為_________反應?!敬鸢浮课丈晌锓懦龇磻獰岱艧崛姆磻锱c生成物總能量相對大小分析焓變1.放熱反應(ΔH<0):反應物的總能量大于生成物的總能量。2.吸熱反應(ΔH>0):反應物的總能量小于生成物的總能量。3.計算公式:ΔH=___________________________【答案】生成物的總能量-反應物的總能量四、從反應物與生成物總鍵能相對大小分析焓變1.化學反應的本質是 。2.斷鍵需要 能量,成鍵需要 能量。【答案】舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成;吸收放出3.鍵能:斷開(形成)1mol某鍵所吸收(放出)的能量叫鍵能。單位:kJ/mol。例如,HH鍵的鍵能是436.0kJ/mol,那么斷開(形成)1molHH鍵吸收(放出)的能量為436.0kJ。4.實例分析由圖可知,1molH2與1molCl2反應生成2molHCl分子的過程中,kJ的能量。【答案】釋放;183。5.計算公式:ΔH=___________________________【答案】反應物總鍵能-生成物總鍵能補充說明物質的穩(wěn)定性:物質的穩(wěn)定性:1.能量越低越穩(wěn)定。2.鍵能越大越穩(wěn)定?!径?、熱化學方程式】【二、熱化學方程式】】考點過關考點過關一、熱化學方程式的概念及意義1.概念:表示參加反應的____________和____________的關系的化學方程式,叫做熱化學方程式。2.意義:熱化學方程式不僅表明了化學反應中的________變化,也表明了化學反應中的______變化。3.實例:2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔHkJ/mol表示的意義為2mol氫氣與1mol氧氣完全反應生成2mol水蒸氣,放出kJ的熱量?!敬鸢浮课镔|的量反應熱物質能量二、熱化學方程式的書寫方法1.注明反應的_________和________(25℃、101kPa下進行的反應可不注明);2.反應條件可以省略(如點燃、高溫等);3.注明ΔH的“﹢”與“﹣”;4.注明反應物和生成物的聚集狀態(tài):固態(tài)(____)、液態(tài)(____)、氣態(tài)(____)、水溶液(____);5.熱化學方程式的化學計量數(shù)只表示物質的_________,而不代表微粒個數(shù),因此可以寫成分數(shù)。對于相同物質的反應,當化學計量數(shù)不同時,其ΔH也不同?!敬鸢浮?.溫度壓強;4.s;l;g;aq5.物質的量思考與交流:反應熱(ΔH)與熱化學方程式的數(shù)量關系(1)對于同一化學反應,如果化學計量數(shù)擴大或縮小,那么ΔH的數(shù)值也同時_____________________。(2)當反應逆向進行時,其反應熱與正反應的反應熱數(shù)值________,符號________。(3)寫出2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=﹣571.6kJ/mol這個熱化學方程式表示的意義【答案】(1)擴大或縮小相同的倍數(shù)(2)相等相反(3)表示在25℃、101kPa時,2molH2(g)和1molO2(g)完全反應生成2molH2O(l),放出571.6kJ的熱量。注意事項物質的聚集狀態(tài)不同時,它們所具有的內(nèi)能、焓也均不同。例如,冰熔化為水時、需要吸收熱量;水蒸發(fā)為水蒸氣時,也需要吸收熱量。物質的聚集狀態(tài)不同時,它們所具有的內(nèi)能、焓也均不同。例如,冰熔化為水時、需要吸收熱量;水蒸發(fā)為水蒸氣時,也需要吸收熱量。因此,H2與O2反應生成1molH2O(l)與生成1molH2O(g)時所放出的熱量是不同的。【三、中和熱、燃燒熱】【三、中和熱、燃燒熱】】考點過關考點過關一、中和熱1.概念:酸與堿發(fā)生中和反應生成________H2O時所放出的熱量稱為中和熱。2.單位:______________。3.大量實驗測得,在25℃和101kPa下,強酸的稀溶液與強堿的稀溶液在稀溶液發(fā)生中和反應生成1molH2O時,放出_________的熱量?!敬鸢浮?molkJ·mol157.3kJ二、燃燒熱1.概念:在101kPa時,純物質完全燃燒生成指定產(chǎn)物時所放出的熱量,叫做該物質的燃燒熱,2.單位:。指定產(chǎn)物:C→;H→;S→;N→。【答案】1molkJ·mol1CO2(g);H2O(l);SO2(g);N2(g)思考與交流:燃燒熱和中和熱有什么異同?【答案】1.中和熱、燃燒熱的單位為kJ·mol1,不帶“+”、“﹣”。2.燃燒熱是1mol純物質被燃燒;中和熱是生成1mol液態(tài)水。燃燒熱中和熱相同點反應類型放熱反應ΔH及其單位ΔH<0,單位均為kJ·mol1不同點反應物的量可燃物的量為1mol不一定為1mol生成物的量不限量生成水的量為1mol數(shù)值不同物質的燃燒熱不同強酸與強堿在稀溶液中發(fā)生中和反應生成1molH2O時,放出57.3kJ的熱量三、實驗探究——中和反應反應熱的測定【實驗用品】(以鹽酸和NaOH溶液的反應為例)(1)儀器:量筒(50mL兩個)、大燒杯(500mL)、小燒杯(100mL)、泡沫塑料或紙條、泡沫塑料板或硬紙板(中心有兩個孔)、環(huán)形玻璃攪拌棒。(2)藥品:0.50mol/L鹽酸、0.55mol/LNaOH溶液?!緦嶒灢襟E】(1)設計裝置如圖。②各部分儀器的作用a.玻璃攪拌器的作用是使混合均勻充分接觸。b.隔熱層的作用是熱量的散失。c.溫度計的作用是測定反應前后的溫度?!敬鸢浮糠磻餃p少反應體系(2)操作步驟①反應物溫度測量(t1):測量混合前50mL0.50mol·L-1、50mL0.55mol·L-1溶液的溫度,取兩溫度,記錄為起始溫度t1。②反應后體系溫度測量(t2):將溶液迅速混合,用輕輕攪動溶液,并準確讀取混合溶液的,記錄為終止溫度t2。③重復實驗操作兩次,記錄每次的實驗數(shù)據(jù),取其平均值作為計算依據(jù)?!敬鸢浮竣冫}酸氫氧化鈉平均值②酸堿玻璃攪拌器最高溫度思考與交流:①測量哪些數(shù)據(jù)?【答案】鹽酸和NaOH的溫度反應后體系的溫度(最高溫度)②如何利用數(shù)據(jù)計算反應熱?【答案】Q=(m1+m2)×c×(t2t1)?H=Q/n(H2O)③如何提高實驗的準確度?【答案】操作時動作要快,盡量減少熱量的散失。隔熱層的作用是保溫隔熱,減少熱量損失酸堿中和反應測定實驗的注意事項(1)(1)為了保證0.50mol·L-1的鹽酸完全被NaOH中和,采用0.55mol·L-1NaOH溶液,使堿稍稍過量,因為過量的堿并不參加中和反應。(2)先后測量酸、堿及混合液的溫度時,測定一種溶液后必須用水沖洗干凈并用濾紙擦干。溫度計的水銀球部分要完全浸入溶液中,且要穩(wěn)定一段時間再記下讀數(shù)。(3)實驗中所用的鹽酸和氫氧化鈉溶液配好后要充分冷卻至室溫,才能使用。(4)操作時動作要快,盡量減少熱量的散失。(5)實驗時亦可選用濃度體積都不相同的酸堿溶液進行中和熱的測定,但在計算時,應取二者中量少的一種,因為過量的酸/堿并不參加中和反應。(6)多次試驗求平均值時,若有某一組的實驗數(shù)據(jù)有明顯偏差,應直接舍去。(7)隔熱層的作用是保溫隔熱,減少熱量損失?!咀鲆蛔觥恐泻蜔崤c57.3kJ·mol1的關系已知:已知:H+(aq)+OH(aq)===H2O(l) ΔH=﹣57.3kJ·mol1試比較下列反應中放出的熱量與57.3kJ的大小:(1)濃酸與濃堿反應生成1mol水,Q1_____57.3kJ,ΔH1_____ΔH;(2)弱酸與弱堿反應生成1mol水,Q2_____57.3kJ,ΔH2_____ΔH;(3)強酸與強堿反應生成1mol水和難溶性鹽,Q3_____57.3kJ,ΔH3_____ΔH?!敬鸢浮浚?)><(2)<>(3)><【四、蓋斯定律】【四、蓋斯定律】】考點過關考點過關一、蓋斯定律的內(nèi)容1.俄國化學家蓋斯從大量的實驗事實中總結出一條規(guī)律:一個化學反應,不管是一步完成的還是分幾步完成,其___________是相同的,這就是蓋斯定律。2.也就是說,化學反應的_______只與反應體系的_______和________有關,而與反應的______無關。3.如果一個反應可以分幾步進行,則各分步反應的反應熱之和與該反應一步完成時的反應熱是一樣的。即:ΔH=______________________ΔH=______________________【答案】1.反應熱2.反應熱;始態(tài);終態(tài);途徑3.ΔH1+ΔH2+ΔH3ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4+ΔH5思考與交流:已知已知A(g)=B(g)ΔH1=akJ/mol;C(g)=D(g)ΔH2=bkJ/mol。(1)A(g)+C(g)=B(g)+
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