第一节-化学反应的热效应讲课ppt课件正式版分析.ppt

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1、化学反应与能量转化,第一节,化学反应的热效应,本节教学目标1.理解反应热的含义2.热化学方程式的正确书写3.反应焓变的计算,任何一个化学反应的过程，既有物质变化，又有能量的变化。,能量变化,热能,电能,光能,（主要）,【复习】,化学反应中能量变化的原因：化学反应实质：旧键的断裂和新化学键的形成旧化学键断裂吸收能量新化学键形成释放能量,这两个过程的能量大小不同，所以出现能量的变化，整个反应放热还是吸热取决于两个过程能量的相对大小。,常见放热反应,1、酸碱中和反应 2、燃烧反应3、活泼金属与水、酸的反应4、铝热反应5、大多数化合反应如生石灰与 水反应,常见吸热反应,1.大多数分解反应2.以C、H2

2、、CO为还原剂的氧化还原反应 C+CO2=2CO C+H2O=CO+H23.铵盐和碱的反应 Ba(OH)2.8H2O与NH4Cl反应,高温,高温,Ca(OH)2与NH4Cl固体反应,我们如何定量的描述一个化学反应释放或吸收的热量呢？用什么方法可以准确的测量一个化学反应释放或吸收的热量的多少呢？,为了定量的描述一个化学反应释放或吸收的热量我们引入了反应热这个概念。,一、化学反应的反应热1.定义：当化学反应在一定温度下进行时，反应所释放或吸收的热量称为该反应在此温度下的热效应，简称反应热。,2.符号：Q规定：反应放热时，反应体系能量降低，Q0,单位：KJ或J,3.决定因素：对于一个给定的反应，反应

3、热与反应物的本性、反应物的物质的量及反应物和生成物的聚集状态有关。,4.测量方法：（1）反应热的数据可以用量热计测量。,测定反应热的仪器：量热计,简易量热计示意图,结构：内筒外筒温度计搅拌器杯盖保温材料,量热计的原理：测量反应前后溶液温度，然后根据溶液及量热计的热容用公式进行计算,Q=-C(T2-T1)=-C0 m(T2-T1)C热容 为常数 单位：J/K或KJ/K 当物质吸收热量温度升高时，温度每升 高1K所吸收的热量，称为该物质的热容 C0-比热容,单位质量物质的热容;单位：KJk-1 Kg-1 m反应溶液的总质量 T 热力学温度，也叫开尔文温度，单位为k，T(k)=t(0c)+273.1

4、5,（2）公式,实验目的：,实验原理：,实验测定的数值：,测定中和反应的反应热,Q=-C(T2-T1)或Q=-c0m(T2-T1),T2和T1,活动探究,仪器：,药品：,温度计、烧杯（250ml）,1.0mol/L的盐酸 1.0mol/L的NaOH溶液1.0mol/L的盐酸 1.0mol/L的KOH溶液1.0mol/L的硝酸 1.0mol/L的NaOH溶液,量热计、量筒（100ml）、,1、向量热计内筒中加入1.0mol/L的盐酸100mL，盖上杯盖，插温度计，匀速搅拌后记录初始 温度T12、向250 mL烧杯中加入1.0mol/L的NaOH溶100mL，调节其温度，使与量热计中盐酸的温度相同

5、。3、快速将烧杯中的碱液倒入量热计中，盖好杯盖，匀速搅拌，记录体系达到的最高温度T2。4、假设溶液的比热等于水的比热并忽略量热计的 热容，根据溶液温度升高的数值，计算此中和 反应的反应热。,各组按要求实验记录数据计算各反应的反应热,为保证测定结果的准确性，在测定过程中应注意什么？,(1)反应热的计算式进行了以下处理：a、忽略量热计的热容 b、认为稀溶液与水的比热相同 c、认为热容不随温度的变化而变化(2)酸或碱略稍过量 使中和反应进行完全(3)酸和碱的浓度宜小不宜大 为了使测得的中和热更准确(4)记录最高温度。,结论 三个中和反应的反应热相同,原因 反应的实质相同 H+OH-=H2O 溶液的体

6、积相同 H+和OH-浓度均相同,1、中和热：在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成1moL H2O(液)时所释放的热量。其值为57.3KJ。,注意：中和反应的反应热和中和热的区别,补充：,2、燃烧热：在250C，101KPa时，1moL纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。,注意：（1）研究条件：250C，101KPa（2）反应程度：完全燃烧（3）燃烧物的物质的量：1moL（4）研究内容：放出的热量（5）稳定的氧化物：如 CCO（）和 CCO2 H2H2O（g）和 H2H2O（l）,课堂小结,热化学,1.下列说法正确的是()A.物质发生反应时放出的热量来源于对反应的加热B.化学反应除了

7、生成新物质外，还发生能量变化。C.化学反应中放出的热才是反应热D.需要加热方能发生的反应一定是吸热反应,【练习】,2.下列各项与反应热的大小无关的是（）A.反应物的状态 B.温度 C.反应物的多少 D.反应热的单位,D,B,第二课时,化学反应与能量转化,第一节,化学反应的热效应,教学目标1.理解焓变的含义2.热化学方程式的正确书写,化学反应的反应热是由于反应前后物质所具有的能量不同而产生的。正如质量是物质的固有性质一样，物质所具有的能量也是物质固有的性质，我们用一个物理量来描述,焓,二、化学反应的焓变1、焓定义：符号：单位：,描述物质所具有能量的物理量,H,2、反应焓变：定义：符号：表达式:,

8、反应产物的总焓与反应物的总焓之差,H,H=H(产物）H(反应物）,KJ/mol,当H0时 H为 放热反应,当H0时 H为 吸热反应,焓变与反应热的关系：,在恒压的条件下，如果化学反应过程中能量变化全部转化为热能，则H=QP,(QP：等压条件下化学反应的反应热),焓变与键能的关系,H=,反应物的键能总和,生成物的键能总和,例 1：1 mol C与 1 mol H2O(g)反应生成 l mol CO(g)和1 mol H2(g)，需要吸收131.5 kJ的热量，该反应的反应热为H=kJ/mol。,131.5,例 2：拆开 1 mol HH键、1 mol NH键、1 mol NN键分别需要的能量是4

9、36 kJ、391 kJ、946 kJ，则1mol N2生成NH3的反应热为H=，,92.0 kJ/mol,大于,大于,H0或H为“”,小于,小于,H0或H为“+”,三、热化学方程式,1.定义,把一个化学反应中的物质变化和反应的焓变同时表示出来的化学方程式，叫做热化学方程式。,H2(g)+I2(g)=2HI(g)H=14.9kJ/mol,200101kPa,1、热化学方程式包含物质变化和能量变化两个部分，二者缺一不可。普通化学方程式只包含物质变化一个部分。,物质变化,能量变化,二、热化学方程式,二、热化学方程式,H2(g)+I2(g)=2HI(g)H=14.9kJ/mol,200101kPa,

10、2、热化学方程式需注明反应时的温度和压强。对于 25 101kPa时进行的反应可不注明。普通化学方程式不需注明温度和压强。但不用注明反应条件,二、热化学方程式,3、热化学方程式需注明各物质的状态。普通化学方程式不需注明物质的状态。,二、热化学方程式,4、热化学方程式中化学计量数表示参加反应的各物质的物质的量，可为整数或分数,其H与系数对应成比例。普通化学方程式中化学计量数宏观上表示各物质的物质的量，微观上表示原子分子数目，只能为整数，不能为分数。,2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)H=483.6kJ/mol,2.意义:热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变

11、化。,3.热化学方程式书写注意事项,(1)必须标明物质的状态 固体s,液体l,气体g,溶液中的溶质aq,(2)要注明反应的温度和压强，常温、常压可以不注明,(5)方程式中的化学计量数表示实际反 应的物质的物质的量，可以是整数 也可以是分数。,(3)H要注明单位：KJ/mol,(4)方程式系数加倍H加倍，若逆向进 行H符号相反，数值不变,表示物质变化,物质变化和能量变化,既表示物质的量还表示分子个数,表示物质的量,注明,不注明,无,注明温度、大小、正负,不注明,注明,热化学方程式与一般化学方程式的区别？,【例题】,1、当1mol气态H2与1mol气态Cl2反应，生成2mol气态HCl，放出184

12、.6KJ的热量，请写出该反应的热化学方程式。,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)H=-184.6KJ/mol,2.已知1g甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出55.625KJ热量写出该反应的热化学方程式：,CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)H=-890kJ/mol,3、已知在1105Pa，298K条件下，2mol氢气 燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，下列热化学 方程式正确的是(),A.H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g)H+242kJmol1B.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H-484kJmol1C.H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)H+2

13、42kJmol1D.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)H+484kJmol1,A,1.写出下列反应的热化学方程式,(1).1molN2(g)与适量O2(g)反应生成NO(g)，需吸收68kJ的热量；,(2)1g硫粉在氧气中充分燃烧放出 9.36kJ热 量，写出硫燃烧的热化学方程式。,N2(g)+O2(g)=2NO(g)H=+68kJ/mol,S(S)+O2(g)=SO2(g)H=-299.5 kJ/mol,【课堂检测】,写出下列反应的热化学方程式,已知在298K是，由氢气和氮气生成1moLNH3(g)放热46.11KJ，写出该反应逆反应的热化学方程式。,NH3(g)=N2(g)+3/2H

14、2(g)H=+46.11kJ/mol,【巩固落实】,2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H4(298K)=-571.6kJ/mol,含义：,298K时，2mol的H2(g)与1mol的O2(g)反应生成2mol的H2O(l)，放出热量571.6KJ。,（二）焓变大小比较和计算,【本节学习目标】1.巩固热化学方程式的书写2.了解盖斯定律的含义，掌握反应焓变的计算,已知在298K时，1molH2(g)0.5moLO2(g)反应生成1moLH2O(l)放热285.8KJ，生成1moLH2O(g)放热241.8KJ，两种情况情况下的H那个更大？,【思考】,【特别提醒】,焓变大小比较要带着正负号进行

15、吸热反应H大于放热反应的H放热反应，放出的热量越多H越小吸热反应，吸收的热量越多H越大,3、已知 H2(g)1/2O2(g)H2O(g)H1=a kJ/mol2H2(g)O2(g)2H2O(g)H2=b kJ/molH2(g)1/2O2(g)H2O(l)H3=c kJ/mol2H2(g)O2(g)2H2O(l)H4=d kJ/mol则a、b、c、d的关系正确的是。A ad0 C 2a=b0,C,思考,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.2 kJ/mol表示的意义？,若向某容器中加入1mol的N2和3molH2，放出92.2KJ的热量对吗？,注意：可逆反应的热化学方程式表示按系数彻

16、底进行时热量变化，若按系数放入则不能完全反应，不能放出这么多热量,H大小比较1在相同条件下，已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)；H1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)；H2 H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)；H3则H1，H2，H3的大小关系是（）AH1=H2=H3 B2H3=H2H1CH3H2H1D2H3=H2H1,C,课堂检测,2下列各组热化学方程式中，化学反应的H前者大于后者的是（）C(s)+O2(g)=CO2(g)；H1 C(s)+1/2O2(g)=CO(g)；H2 S(s)+O2(g)=SO2(g)；H3 S(g)+O2(g)=SO2(g)；H4 H2(g)

17、+1/2O2(g)=H2O(g)；H5 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)；H6 CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)H7 CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s)；H8 A BC D,B,第三课时,反应焓变的计算,学习目标,1.了解反应途径与反应体系2.理解盖斯定律的涵义，能用盖斯定 律进行焓变有关的简单计算。3.能利用热化学方程式进行有关焓变的简单计算；,A,B,请思考：由起点A到终点B有多少条途径？从不同途径由A点到B点的位移有什么关系?,登山的高度与上山的途径无关，只与起点和终点的相对高度有关,C,H=H1+H2,B,H,A,C,H1,H2,始态,终态,途径1,途

18、径2,C(s)+O2(g)=CO2(g)H1=-393.5 kJ/mol,CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)H2=-283.0 kJ/mol,已知查表可得,C(s)+1/2O2(g)=CO(g)H2=-110.5kJ/mol,请仔细观察数据，探讨H1 H2 H3之间的关系,H1=H2+H3,CO2,C+O2,CO+1/2O2,H1=H2+H3,化学模型,盖斯定律,不管化学反应是一步完成 或分几步完成，其反应焓变是相同的。化学反应的反应焓变只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。,一.,1.盖斯定律：,换句话说,盖斯定律的应用,有些化学反应进行很慢或不易直接发生，很难直接测得这

19、些反应的反应焓变，可通过盖斯定律获得它们的反应焓变数据。,方法,先根据已知反应和所求反应的特点确定转化关系，并调整系数，最后相互加减反应方程式,例题由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放出241.8kJ的热量，1g水蒸气转化为液态水放出2.45kJ的热量，则生成液态水的热化学方程式是,H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)H=-285.9kJ/mol,例1：已知下列各反应的焓变Ca(s)+C(s,石墨)+3/2O2(g)=CaCO3(s)H1=-1206.8 kJmol-1 Ca(s)+1/2O2(g)=CaO(s)H2=-635.1 kJmol-1 C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)

20、H3=-393.5 kJmol-1 试求CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的焓变,H4=+178.2 kJmol-1,=,例2：按照盖斯定律，结合下述反应方程式回答问题,已知：NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)H1=-176 kJmol-1 NH3(g)=NH3(aq)H2=-35.1 kJmol-1HCl(g)=HCl(aq)H3=-72.3 kJmol-1NH3(aq)+HCl(aq)=NH4Cl(aq)H4=-52.3 kJmol-1NH4Cl(s)=NH4Cl(aq)H5=？则第个方程式中的反应热H是_。根据盖斯定律和上述反应方程式得：=+-，即H5=+16.3 k

21、Jmol-1,例3：同素异形体相互转化但反应焓变相当小而且转化速率慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的观点“不管化学反应是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的”。已知：,P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)H1=-2983.2 kJmol-1,P(s、红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)H2=-738.5 kJmol-1,试写出白磷转化为红磷的热化学方程式。,P4(s、白磷)=4P(s、红磷)=-29.2kJmol-1,4：,已知2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)H=-196.6kJ/mol,2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)H=-113.0kJ/mol,则反应NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g)的H=？,-41.8kJ/mol,【2011山东理综高考】,77.6,A,已知在298K时，100KPa,2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H2=-571.60kJ/mol,计算298K时由C(s，石墨)和H2(g)生成1molC2H2(g)的反应的焓变。,C(S，石墨)+O2(g)=CO2(g)H1=-393.5kJ/mol,2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)H3=-2599kJ/mol,H=2H1+1/2H2-1/2H3=+226.7kJ/mol,D,