高中化學(xué)專題一第一單元化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)(蘇教版選修4)

1、.專題專題1 化學(xué)反應(yīng)與能量變化化學(xué)反應(yīng)與能量變化第一單元第一單元 化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng).慶典時(shí)的煙火慶典時(shí)的煙火鋼鐵的煉制鋼鐵的煉制火苗火苗.【復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧】： 化學(xué)反應(yīng)過程中既有物質(zhì)變化，同時(shí)又總是伴化學(xué)反應(yīng)過程中既有物質(zhì)變化，同時(shí)又總是伴隨著能量的變化隨著能量的變化. .在我們以前所學(xué)的化學(xué)反應(yīng)中在我們以前所學(xué)的化學(xué)反應(yīng)中有哪些是放熱反應(yīng)？有哪些是吸熱反應(yīng)？有哪些是放熱反應(yīng)？有哪些是吸熱反應(yīng)？活潑金屬與水或酸的反應(yīng)、酸堿中活潑金屬與水或酸的反應(yīng)、酸堿中和反應(yīng)、燃燒反應(yīng)、多數(shù)化合反應(yīng)和反應(yīng)、燃燒反應(yīng)、多數(shù)化合反應(yīng). .吸熱反應(yīng)：吸熱反應(yīng)：放熱反應(yīng)：放熱反應(yīng)：多數(shù)的分解反

2、應(yīng)、氯化銨固體與氫多數(shù)的分解反應(yīng)、氯化銨固體與氫氧化鋇晶體的反應(yīng)、水煤氣的生成氧化鋇晶體的反應(yīng)、水煤氣的生成反應(yīng)、炭與二氧化碳生成一氧化碳反應(yīng)、炭與二氧化碳生成一氧化碳. .一、反應(yīng)熱和焓變一、反應(yīng)熱和焓變. .1. 1.反應(yīng)熱：反應(yīng)熱： 化學(xué)反應(yīng)過程中所吸收或放出的熱量.2. 2.焓變：焓變： 在恒溫、恒壓恒溫、恒壓的條件下，化學(xué)反應(yīng)過程中所吸收或釋放的熱量稱為反應(yīng)的焓變.符號：符號：H單位：單位：kJ/mol規(guī)定規(guī)定：當(dāng)H為“”（ H0）時(shí)，為吸熱反應(yīng).【交流與討論交流與討論】：化學(xué)反應(yīng)中為什么會有能量的變化？化學(xué)反應(yīng)中為什么會有能量的變化？宏觀：宏觀： 反應(yīng)物和生成物所具有的能量不同.微

3、觀：微觀： 舊的化學(xué)鍵斷裂時(shí)所吸收的能量與新的化學(xué)鍵形成時(shí)所放出的能量不同.放熱反應(yīng)：放熱反應(yīng)：吸熱反應(yīng)：吸熱反應(yīng)：HH0 0或或 HH為為“”HH0 0 或或HH為為“”放熱放熱反應(yīng)物反應(yīng)物生成物生成物能量能量反應(yīng)過程反應(yīng)過程H H0 0HH生成物能量反應(yīng)物能量生成物能量反應(yīng)物能量吸熱吸熱反應(yīng)物反應(yīng)物生成物生成物能量能量反應(yīng)過程反應(yīng)過程H H0 0.HH反應(yīng)物總鍵能生成物總鍵能反應(yīng)物總鍵能生成物總鍵能從鍵能角度看：從鍵能角度看：HH436kJ/mol436kJ/mol243kJ/mol243kJ/mol 431kJ/mol431kJ/mol2 2183kJ/mol183kJ/mol從斷從斷鍵

4、和鍵和成鍵成鍵角度角度分析分析.反應(yīng)物分子反應(yīng)物分子斷鍵斷鍵時(shí)時(shí)吸收吸收的能量的能量反應(yīng)物分子反應(yīng)物分子斷鍵斷鍵時(shí)時(shí)吸收吸收的能量的能量生成物分子生成物分子成鍵成鍵時(shí)時(shí)釋放釋放的能量的能量生成物分子生成物分子成鍵成鍵時(shí)時(shí)釋放釋放的能量的能量放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)吸熱反應(yīng).【交流與討論交流與討論】：二、熱化學(xué)方程式二、熱化學(xué)方程式. . 能表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(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) = -184.6 kJ/molHCH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) = -890.3 k

5、J/molHNaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) = -57.3 kJ/molH.H H2 2(g)+I(g)+I2 2(g)=2HI(g) (g)=2HI(g) H=H=14.9kJ/mol14.9kJ/mol 1.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)變化物質(zhì)變化能量變化能量變化.H H2 2(g)+I(g)+I2 2(g)=2HI(g) (g)=2HI(g) H=H=14.9kJ/mol14.9kJ/mol200200101kPa101kPa 2.熱化學(xué)方程式需注明反應(yīng)時(shí)的溫度和壓強(qiáng).對于 25、

6、 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).H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g) O(g) H=H=241.8kJ/mol241.8kJ/mol1 12 2.3.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).H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g) O(g) H=H=241.8kJ/mol241.8kJ/mol1 12 2H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l) O(l) H=H=285.8kJ/mol285.8kJ/mol1 12

7、2H H2 2O(g)=HO(g)=H2 2O(l)O(l)H H2 2O(l)=HO(l)=H2 2O(g)O(g)H=H=44kJ/mol44kJ/molH=H=44kJ/mol44kJ/mol.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)表示原子、分子數(shù)目，只能為整數(shù)，不能為分?jǐn)?shù).H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g) O(g) H=H=241.8kJ/mol241.8kJ/mol1 12 2H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l) O(l) H=H=28

8、5.8kJ/mol285.8kJ/mol1 12 2.書寫熱化學(xué)方程式的注意點(diǎn)：書寫熱化學(xué)方程式的注意點(diǎn)： 1. 1.需注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)需注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)( (如在如在2525、 101kPa101kPa下進(jìn)行下進(jìn)行的反應(yīng)，可不注明的反應(yīng)，可不注明). ). 2. 2.應(yīng)注明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)應(yīng)注明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài). . 3. 3.對于相同的反應(yīng)，當(dāng)化學(xué)計(jì)量數(shù)不同時(shí)，其對于相同的反應(yīng)，當(dāng)化學(xué)計(jì)量數(shù)不同時(shí)，其H H不同不同. .H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g) O(g) H=H=241.8kJ/mol241.8kJ/mol1 12 2H

9、H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l) O(l) H=H=285.8kJ/mol285.8kJ/mol1 12 22H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(g) O(g) H=H=483.6kJ/mol483.6kJ/mol.A. 2CA. 2C2 2H H2 2(g)+5O(g)+5O2 2(g)=4CO(g)=4CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l) O(l) H=H=4b kJ/mol4b kJ/molB. CB. C2 2H H2 2(g)+5/2O(g)+5/2O2 2(g)=2CO(g)=2CO2 2(g)

10、+H(g)+H2 2O(l) O(l) H=+2b kJ/molH=+2b kJ/molC. 2CC. 2C2 2H H2 2(g)+5O(g)+5O2 2(g)=4CO(g)=4CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l) O(l) H=H=2b kJ/mol2b kJ/molD. 2CD. 2C2 2H H2 2(g)+5O(g)+5O2 2(g)=4CO(g)=4CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l) O(l) H=+b kJ/molH=+b kJ/mol 1. 1.（0505全國卷全國卷I I 第第1313題題 ) )已知充分燃燒已知充分燃燒a g a g 乙炔氣體時(shí)乙炔

11、氣體時(shí)生成生成1mol1mol二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水，并放出熱量二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水，并放出熱量bkJbkJ，則乙炔燃燒的熱化學(xué)方程式正確的是則乙炔燃燒的熱化學(xué)方程式正確的是A【課堂練習(xí)課堂練習(xí)】：.2. 2.(06(06江蘇江蘇) )下列各組熱化學(xué)方程式中，化學(xué)反應(yīng)的下列各組熱化學(xué)方程式中，化學(xué)反應(yīng)的H H前者大于后者的是前者大于后者的是 .C(s).C(s)O O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H H1 1 C(s) C(s)O O2 2(g)=CO(g) (g)=CO(g) H H2 2 .S(s).S(s)O O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(g) (g) H

12、H3 3 S(g) S(g)O O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(g) (g) H H4 4 .H.H2 2(g)(g) O O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l) O(l) H H5 5 2H 2H2 2(g)(g)O O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l) O(l) H H6 6 .CaCO.CaCO3 3(s)= CaO(s)(s)= CaO(s)COCO2 2(g) (g) H H7 7 CaO(s) CaO(s)H H2 2O(l) =Ca(OH)O(l) =Ca(OH)2 2(s) (s) H H8 8 A. A. B. B. C. C. D. D.21c c21

13、.三、中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測量三、中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測量. .1. 1.實(shí)驗(yàn)原理和步驟實(shí)驗(yàn)原理和步驟. .(1).中和熱的定義： 在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1molH20，這時(shí)的反應(yīng)熱叫做中和熱.(2).實(shí)驗(yàn)步驟： 用量筒量取50mL 0.50mol/L的鹽酸，測其溫度,倒入量熱計(jì)；另用量筒量取50mL 0.50mol/L NaOH溶液，測其溫度，并緩緩地傾入量熱計(jì)中，邊加邊用玻璃棒攪拌.觀察反應(yīng)中溶液溫度的變化過程，作好記錄并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理.2. 2.實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)操作. .【交流與討論交流與討論】：.實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是什么？防止熱量的散失防止熱量的散失. . .為了達(dá)到此目的，實(shí)驗(yàn)過程中采取

14、了哪些措施？ 雙層燒杯、碎泡沫塑料、蓋板雙層燒杯、碎泡沫塑料、蓋板 . .【實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)】： a.為了保證0.50mol L1的鹽酸完全被NaOH中和，可以采用0.55molL1NaOH溶液，使堿稍稍過量，因?yàn)檫^量的堿并不參加中和反應(yīng). b.實(shí)驗(yàn)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 . c.要使用同一支溫度計(jì).分別先后測量酸、堿及混合液的溫度時(shí)，測定一種溶液后必須用水沖洗干凈并用濾紙擦干.溫度計(jì)的水銀球部分要完全浸入溶液中，且要穩(wěn)定一段時(shí)間再記下讀數(shù).d.操作時(shí)動作要快，盡量減少熱量的散失. e.實(shí)驗(yàn)中若用弱酸代替強(qiáng)酸，或用弱堿代替強(qiáng)堿，因中和過程中電離吸熱，

15、會使測得中和熱的數(shù)值偏低.3. 3.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理. . a.取三次測量所得數(shù)據(jù)的平均值作為計(jì)算依據(jù). 【思考】： 如果某一次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)與另外兩次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)差異明顯，怎么辦？ b.計(jì)算反應(yīng)熱：HQ/ncmt/n .【課堂練習(xí)課堂練習(xí)】：（2004蘇州一模-19）試回答下列中和熱測定的有關(guān)問題.(1).實(shí)驗(yàn)桌上備有燒杯（大、小兩個(gè)燒杯）、泡沫塑料、泡沫塑料板、環(huán)形玻璃攪拌棒、0.50molL1鹽酸、0.55molL1 NaOH溶液，尚缺少的實(shí)驗(yàn)用品是_.(2).實(shí)驗(yàn)中能否用環(huán)形銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒_，其原因是_.(3).實(shí)驗(yàn)時(shí)所用鹽酸及NaOH溶液的體積均為50mL，各溶液密度

16、為1g/cm3，生成溶液的比熱容C4.18J/(g)，實(shí)驗(yàn)起始溫度為t1，終止溫度為t2。試推斷中和熱的計(jì)算式： H_.溫度計(jì)、量筒（兩個(gè)） 不能 銅絲易導(dǎo)熱，使實(shí)驗(yàn)過程中熱量損失較大 16.72（t2t1）kJ/mol .四、反應(yīng)熱的計(jì)算四、反應(yīng)熱的計(jì)算. .【交流與討論交流與討論】： 如何測定C(s)+1/2O2(g)=CO(g)的反應(yīng)熱H1？.能直接測定嗎？如何測？.若不能直接測，怎么辦？1.蓋斯定律的內(nèi)容蓋斯定律的內(nèi)容: 不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成,其反應(yīng)熱是相同的.換句話說,化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),而與反應(yīng)的途徑無關(guān).HH1+H2蓋斯定律直觀化蓋斯定律直

17、觀化. CO(g)C(s)CO2(g)H2H1H3H2H1H3= +.C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H1？CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H2-283.0 kJ/molC(s)+O2(g)=CO2(g) H3-393.5 kJ/mol+)H1 + H2 = H3 H1 = H3 H2 = -393.5 kJ/mol (-283.0 kJ/mol) = -110.5 kJ/mol.【課堂練習(xí)課堂練習(xí)】：1. 1.已知已知.CO(g) + 1/2 O.CO(g) + 1/2 O2 2(g) =CO(g) =CO2 2(g) H(g) H1 1= = 283.0 kJ/mol2

18、83.0 kJ/mol.H.H2 2(g) + 1/2 O(g) + 1/2 O2 2(g) =H(g) =H2 2O(l) HO(l) H2 2= = 285.8 kJ/mol285.8 kJ/mol.C.C2 2H H5 5OH(l) + 3 OOH(l) + 3 O2 2(g) = 2 CO(g) = 2 CO2 2(g) + 3 H(g) + 3 H2 2O(l) O(l) H H3 3=-1370 kJ/mol=-1370 kJ/mol試計(jì)算試計(jì)算.2CO(g).2CO(g) 4 H4 H2 2(g)= H(g)= H2 2O(l)O(l) C C2 2H H5 5OH(l) OH(

19、l) 的的HH 解:根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)不論是一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)熱效應(yīng)都是相同的.下面就看看反應(yīng)能不能由三個(gè)反應(yīng)通過加減乘除組合而成，也就是說，看看反應(yīng)能不能分成幾步完成.2 + 4 - = 所以，HH12 H24 H3 283.22 285.84 1370 339.2 kJ/mol.2. 2.已知：已知：.C(.C(石墨，石墨，s)+Os)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H H1 1=-393.5kJ/mol=-393.5kJ/mol.C(.C(金剛石，金剛石，s)+Os)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H H2 2=-395.0kJ

20、/mol=-395.0kJ/mol寫出石墨變成金剛石的熱化學(xué)方程式寫出石墨變成金剛石的熱化學(xué)方程式(25,101kPa(25,101kPa時(shí)時(shí)). ). 解：解：- 得： C(石墨，s)= C(金剛石，s) H=+1.5kJ/mol.3. 3.某次發(fā)射火箭，用某次發(fā)射火箭，用N N2 2H H4 4（肼）在（肼）在NONO2 2中燃燒，生成中燃燒，生成N N2 2、液、液態(tài)態(tài)H H2 2O.O.已知：已知： N N2 2(g)+2O(g)+2O2 2(g)=2NO(g)=2NO2 2(g) (g) H H1 1=+67.2kJ/mol =+67.2kJ/mol N N2 2H H4 4(g)+O(g)+O2 2(g)