第1章第1節(jié)化學反應的熱效應(魯科版)

1、第第1 1節(jié)節(jié) 化學反應的熱效應化學反應的熱效應慶典時的煙火慶典時的煙火鋼鐵的煉制鋼鐵的煉制火苗火苗聯(lián)想聯(lián)想質(zhì)疑質(zhì)疑化學反應中常伴隨有能量變化，結(jié)合前面知識思考:1 1、化學反應中為什么有能量變化、化學反應中為什么有能量變化? ?3 3、例舉生產(chǎn)生活中常見的化學反應能量變化的應用、例舉生產(chǎn)生活中常見的化學反應能量變化的應用. . 化學反應中化學反應中釋放與吸收釋放與吸收能量與我們生活息息相關(guān)，這就能量與我們生活息息相關(guān)，這就需要一個需要一個化學量化學量來定量描述研究反應熱來定量描述研究反應熱2 2、哪些反應是放熱反應？哪些反應是吸熱反應？、哪些反應是放熱反應？哪些反應是吸熱反應？4 4、如何定

2、量描述一個化學反應釋放或吸收的熱量？、如何定量描述一個化學反應釋放或吸收的熱量？5 5、用什么方法可以準確地測量這些熱量？、用什么方法可以準確地測量這些熱量？6 6、通過理論方法如何計算這些熱量？、通過理論方法如何計算這些熱量？一、化學反應的反應熱一、化學反應的反應熱1 1、什么是反應熱、什么是反應熱? ? 2 2、反應熱的符號是什么？、反應熱的符號是什么？ 怎樣表示反應吸、放熱？怎樣表示反應吸、放熱？ 當化學反應在一定溫度下進行時，反應所釋放當化學反應在一定溫度下進行時，反應所釋放或吸收的熱量稱為該反應在此溫度下的熱效應，簡稱或吸收的熱量稱為該反應在此溫度下的熱效應，簡稱反應熱。反應熱。用符

3、號用符號Q表示表示 吸熱吸熱 放熱放熱 一、化學反應的反應熱一、化學反應的反應熱 3、如何獲得一個反應的反應熱呢？、如何獲得一個反應的反應熱呢？理論計算理論計算實驗測定實驗測定: 原理原理Q= - C(T2T1)簡易簡易量熱計量熱計示意圖示意圖1、儀器：、儀器：2、藥品：、藥品：量熱計、量筒（量熱計、量筒（100ml）、溫度計、燒杯（）、溫度計、燒杯（250ml）1.0mol/L的鹽酸的鹽酸 1.0mol/L的的NaOH溶液溶液1.0mol/L的鹽酸的鹽酸 1.0mol/L的的KOH溶液溶液1.0mol/L的硝酸的硝酸 1.0mol/L的的NaOH溶液溶液活動活動探究探究測定中和反應的反應熱測

4、定中和反應的反應熱3、測定中和反應的反應熱、測定中和反應的反應熱1、向量熱計內(nèi)筒中加入、向量熱計內(nèi)筒中加入1.0mol/L的鹽酸的鹽酸100mL，蓋上，蓋上杯蓋，插入溫度計，勻速攪拌后記錄初始溫度杯蓋，插入溫度計，勻速攪拌后記錄初始溫度T12、向、向250 mL燒杯中加入燒杯中加入1.0mol/L的的NaOH溶液溶液100mL，調(diào)節(jié)其溫度，使與量熱計中鹽酸的溫度相同。調(diào)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、快速將燒杯中的堿液倒入量熱計中，蓋好杯蓋，勻速攪拌，記錄體系達到的最高溫度速攪拌，記錄體系達到的最高溫度T2。4、假設溶液的比熱、假設溶液的

5、比熱等于等于水的比熱并水的比熱并忽略量熱計的熱容忽略量熱計的熱容，根據(jù)溶液溫度升高的數(shù)值，計算此中和反應的反應熱。根據(jù)溶液溫度升高的數(shù)值，計算此中和反應的反應熱。各組按要求實驗記錄數(shù)據(jù)計算各反應的反應熱 為保證測定結(jié)果的準確性，在測定過程中應注意什么？為保證測定結(jié)果的準確性，在測定過程中應注意什么？ (1)(1)為了使中和反應進行完全，可以讓酸或堿稍過量。為了使中和反應進行完全，可以讓酸或堿稍過量。 (2)(2)為了使測得的中和熱更準確，所用酸和堿的濃度宜為了使測得的中和熱更準確，所用酸和堿的濃度宜小不宜大。小不宜大。 (3)(3)宜使用有宜使用有0.10.1刻度的溫度計。刻度的溫度計。讀數(shù)盡

6、可能準確，讀數(shù)盡可能準確，且估讀至小數(shù)點后二位。同時應注意水銀球部位要完且估讀至小數(shù)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(shù)，以全浸沒在溶液中，而且要穩(wěn)定一段時間后再讀數(shù)，以提高所測的精度。提高所測的精度。 (4)(4)記錄最高溫度記錄最高溫度。 (5)(5)進行反應熱的計算式進行了以下處理：進行反應熱的計算式進行了以下處理： a、忽略量熱計的熱容；忽略量熱計的熱容； b、認為稀溶液與水的比熱相同；認為稀溶液與水的比熱相同； c、認為熱容不隨溫度的變化而變化。認為熱容不隨溫度的變化而變化。下列說法正確的是下列說法正確的是 ( )( )A A、物質(zhì)發(fā)生反應時放

7、出的熱量來源于、物質(zhì)發(fā)生反應時放出的熱量來源于 對反應的加熱對反應的加熱B B、化學反應除了生成新物質(zhì)外，還發(fā)、化學反應除了生成新物質(zhì)外，還發(fā) 生能量變化。生能量變化。C C、化學反應中放出的熱才是反應熱、化學反應中放出的熱才是反應熱D D、需要加熱方能發(fā)生的反應一定是吸、需要加熱方能發(fā)生的反應一定是吸 熱反應熱反應B練習：練習：基本規(guī)律：基本規(guī)律：所有的水解和電離過程都是吸熱反應所有的水解和電離過程都是吸熱反應大多數(shù)分解反應都是吸熱反應大多數(shù)分解反應都是吸熱反應燃燒反應、中和反應都是放熱反應燃燒反應、中和反應都是放熱反應大多數(shù)化合反應都是放熱反應大多數(shù)化合反應都是放熱反應也有例外也有例外 C

8、O2+C=2CO 吸熱反應吸熱反應高溫高溫2、下列變化中，屬于吸熱反應的是、下列變化中，屬于吸熱反應的是( ) A.氮氣與氫氣合成氨氮氣與氫氣合成氨 B.酸堿中和酸堿中和 C.二氧化硫與氧氣反應生成三氧化硫二氧化硫與氧氣反應生成三氧化硫 D.焦炭與高溫水蒸氣反應焦炭與高溫水蒸氣反應D練習練習1、下列變化中，屬于放熱反應的是、下列變化中，屬于放熱反應的是( ) A.Ba(OH)28H2O與與NH4Cl的反應的反應 B.點燃的鎂條在二氧化碳中繼續(xù)燃燒點燃的鎂條在二氧化碳中繼續(xù)燃燒 C.灼熱的碳與二氧化碳的反應灼熱的碳與二氧化碳的反應 D.氯化鋁的水解氯化鋁的水解B二、化學反應的焓變二、化學反應的焓

9、變1、焓定義：用來描述物質(zhì)所具有能量的物理、焓定義：用來描述物質(zhì)所具有能量的物理 量，符號：量，符號：H，單位：，單位：kJmol-12、在等壓的條件下，若化學反應中能量變化、在等壓的條件下，若化學反應中能量變化 全部轉(zhuǎn)化為熱能，則全部轉(zhuǎn)化為熱能，則焓的改變等于該反應的反焓的改變等于該反應的反 應熱：應熱：H =Qp H = H（生成物）（生成物） H（反應物）（反應物） 即即 H =Qp= H（生成物）（生成物） H（反應物）（反應物）3、焓變、焓變1）概念：）概念： 在恒溫、恒壓下，化學反應過程中吸收或在恒溫、恒壓下，化學反應過程中吸收或 放出的熱量稱為反應的焓變。放出的熱量稱為反應的焓變

10、。2）符號：）符號： H 單位：單位：kJmol-13）規(guī)定：）規(guī)定： 放熱：放熱： H0當當H為為“”（ H0）時，為吸熱反應）時，為吸熱反應4、熱化學方程式、熱化學方程式: 1）、概念：能夠把化學反應中物質(zhì)變化和）、概念：能夠把化學反應中物質(zhì)變化和反應的焓變同時表示出來的反應的焓變同時表示出來的化學方程式化學方程式叫熱叫熱化學方程式?；瘜W方程式。H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)； = -184.6 kJmol-1HNaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)； = -57.3 kJmol-1H N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H= -92.22kJmol

11、-1熱化學方程式與化學方程式有什么不同熱化學方程式與化學方程式有什么不同?如何正確書寫熱化學方程式如何正確書寫熱化學方程式?熱化學方程式有什么意義熱化學方程式有什么意義?第第6頁頁 交流交流研討研討思考：思考： 反應在不同溫度下進行的焓變反應在不同溫度下進行的焓變是不同的，不注明的指是不同的，不注明的指298K。 因為物質(zhì)的聚因為物質(zhì)的聚集狀態(tài)不同所含的能量也不同。集狀態(tài)不同所含的能量也不同。 固態(tài)固態(tài)( (s s) ) 液態(tài)液態(tài)(l)吸熱吸熱氣態(tài)氣態(tài)(g)吸熱吸熱吸熱吸熱（2 2）要注明反應溫度）要注明反應溫度: :（1）要注明要注明反應物和生成物聚集狀態(tài)反應物和生成物聚集狀態(tài): 2）、）、

12、熱化學方程式與化學方程式的差別熱化學方程式與化學方程式的差別:另外溶液用（另外溶液用（aq）（4） H與參加反應的物質(zhì)的物質(zhì)的量有關(guān)。與參加反應的物質(zhì)的物質(zhì)的量有關(guān)。 同一化學反應中，熱化學方程式中物質(zhì)的化學計同一化學反應中，熱化學方程式中物質(zhì)的化學計量數(shù)不同，量數(shù)不同，H也不同，化學計量數(shù)加倍，也不同，化學計量數(shù)加倍，H也要加也要加倍。倍。 若反應逆向進行，則若反應逆向進行，則H的符號改變，絕對值不變。的符號改變，絕對值不變。（3）熱化學方程式中熱化學方程式中H的的“”“”“”一定要一定要注明，注明， “”代表吸熱代表吸熱， “”代表放熱，代表放熱，H的單位是的單位是J.mol-1或或KJ.

13、mol-1另注意：熱化學方程式中不標反應條件另注意：熱化學方程式中不標反應條件）、熱化學方程式表示的意義）、熱化學方程式表示的意義 （1 1）表示什么物質(zhì)參加反應，結(jié)果生成什么物質(zhì)）表示什么物質(zhì)參加反應，結(jié)果生成什么物質(zhì)（2 2）表示反應物和生成物之間的物質(zhì)的量的關(guān)系）表示反應物和生成物之間的物質(zhì)的量的關(guān)系（3 3）表示反應物完全變成生成物后所放出或吸收的熱量。）表示反應物完全變成生成物后所放出或吸收的熱量。H H2 2（g)+ g)+ O O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g)O(g)；H=H=241.8KJ/mol241.8KJ/mol 21、在同溫同壓下，下列各組熱化學方程式中在同溫

14、同壓下，下列各組熱化學方程式中Q2Q1的是（其中的是（其中Q0）（）（ ）A. H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g);H= -Q1 1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g);H= -Q2B. C(s)+1/2O2(g)=CO (g);H= -Q1 C(s)+O2(g)=CO2 (g);H= -Q2C. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);H= -Q1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);H= -Q2D. S(g)+O2(g)=SO2 (g);H= -Q1 S(s)+O2(g)=SO2 (g);H= -Q2B 練一練練一練A、已知在、已知在1105Pa，298K條件下，

15、條件下，2mol氫氣燃燒氫氣燃燒生成水蒸氣放出生成水蒸氣放出484kJ熱量，下列熱化學方程式正確的熱量，下列熱化學方程式正確的是是 ( )A. H2O（g）H2（g）1/2O2（g）H242kJmol1B. 2H2（g）O2（g）2H2O（l）H484kJmol1C. H2（g）1/2O2（g）H2O（g）H242kJmol1D. 2H2（g）O2（g）2H2O（g）H484kJmol1 、已知在、已知在25、101kPa下，下，1g C8H18(辛烷辛烷)燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時放燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時放出出48.40kJ 熱量。表示上述反應的熱化學方熱量。表示上述反應的熱化學方程程式

16、正確的是式正確的是 ( ) A、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g) +9H2O(g) H= - 48.40kJmol -1 B、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2 (g) +9H2O(l) H= - 5518kJmol -1 C、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g) + 9H2O(l) H= + 5518kJmol -1 D、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2 (g)+ 9H2O(l) H= - 48.40kJmol -1B1 1下列反應屬于吸熱反應的是下列反應屬于吸熱反應的是 ( ) ( )A. CA. C6 6H H1212O O6

17、 6( (葡萄糖葡萄糖aq)+6Oaq)+6O2 2 6CO6CO2 2+6H+6H2 2O O B. CHB. CH3 3COOH+KOH CHCOOH+KOH CH3 3COOK+HCOOK+H2 2O OC. A+B C+DC. A+B C+D； H0 H0 D D破壞生成物全部化學鍵所需能量小于破壞破壞生成物全部化學鍵所需能量小于破壞 反應物全部化學鍵所需能量反應物全部化學鍵所需能量 酶酶D高高低低物 質(zhì)物 質(zhì)所 具所 具有 的有 的總 能總 能量量2 A (g) + B(g)2 C (g)2 2. .分析下面的能量變化示意圖，下列熱化學方程式正分析下面的能量變化示意圖，下列熱化學方程

18、式正 確的是確的是 ( ) ( )A.2AA.2A（g g）+ B(g)=2C+ B(g)=2C（g g） H=aH=a（a a0 0）B.2AB.2A（g g）+ B(g)=2C+ B(g)=2C（g g） H=aH=a（a a0 0）C.2A + B=2 C C.2A + B=2 C H=aH=a（a a0 0）D.2C=2A +B D.2C=2A +B H=aH=a（a a0 0）B3 3、化學反應可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過程。、化學反應可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過程?；瘜W鍵的鍵能是形成（或拆開）化學鍵的鍵能是形成（或拆開）1 1molmol化學鍵時釋化學鍵時釋放（或吸收）的能量。已知

19、白磷和放（或吸收）的能量。已知白磷和P P4 4O O6 6的分子結(jié)的分子結(jié)構(gòu) 如 圖 所 示 ， 現(xiàn) 提 供 以 下 化 學 鍵 的 鍵 能構(gòu) 如 圖 所 示 ， 現(xiàn) 提 供 以 下 化 學 鍵 的 鍵 能（kJmolkJmol 1 1）：）：PPPP：198 198 POPO：360360 O=OO=O：498498則反應則反應P P4 4（白磷）白磷）+3+3O O2 2= P= P4 4O O6 6的反應熱的反應熱H H為為 （ ）A A-1638 kJmol-1638 kJmol 1 1 B B+1638 kJmol+1638 kJmol 1 1 C C-1-1628628 kJmo

20、l kJmol 1 1 D D+1+1628628 kJmol kJmol 1 1A化學反應中的熱效應化學反應中的熱效應有關(guān)熱化學方程式的計算有關(guān)熱化學方程式的計算例例1、在一定條件下在一定條件下,CO和和CH4燃燒的熱化學方程式燃燒的熱化學方程式分別為分別為:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)； H=H=566KJ/molKJ/molCH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)；H=H=890KJ/molKJ/mol 由由1摩摩CO和和3摩摩CH4組成的混和氣在上述條件下完全組成的混和氣在上述條件下完全燃燒時燃燒時,釋放的熱量為釋放的熱量為 ( )A2912KJKJ B.2

21、953KJKJ C. 3236KJKJ D.3867KJKJBC(s)+1/2OC(s)+1/2O2 2(g)=CO(g) (g)=CO(g) H H1 1=? =? CO(g)+1/2OCO(g)+1/2O2 2(g)= CO(g)= CO2 2(g) (g) H H2 2=-283.0kJ/mol=-283.0kJ/molC(s)+OC(s)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H H3 3=-393.5kJ/mol=-393.5kJ/mol + + = = ， 則則 H H1 1 + + H H2 2 = =H H3 3 所以，所以， H H1 1 = =H H3 3-

22、 - H H2 2 =-393.5kJ/mol+ 283.0kJ/mol =-393.5kJ/mol+ 283.0kJ/mol =-110.5 =-110.5kJ/molkJ/mol應用了什么規(guī)律？應用了什么規(guī)律？討論：如何測出這個反應的反應熱討論：如何測出這個反應的反應熱： （1 1）C(s)+1/2OC(s)+1/2O2 2(g)=CO(g) (g)=CO(g) ；H H1 1=?=? 不管化學反應是一步完成或分不管化學反應是一步完成或分幾步完成，其反應熱是相同的。幾步完成，其反應熱是相同的。 化學反應的焓變化學反應的焓變( (H）只與反）只與反應體系的應體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)始態(tài)和終態(tài)有關(guān)

23、，而與反，而與反應的應的途徑無關(guān)途徑無關(guān)。如何理解蓋斯定律？ H H、H H1 1、H H2 2之間有何關(guān)系？之間有何關(guān)系？H=H=H H1 1+ +H H2 2BHACH1H2你知道神六的火箭燃料是什么嗎？例：某次發(fā)射火箭，用例：某次發(fā)射火箭，用N N2 2H H4 4（肼）在（肼）在NONO2 2中燃燒，生中燃燒，生成成N N2 2、液態(tài)、液態(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)=

24、N(g)=N2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l) O(l) H H2 2=-534kJ/mol=-534kJ/mol 假如都在相同狀態(tài)下，請寫出發(fā)射火箭反應的熱化學假如都在相同狀態(tài)下，請寫出發(fā)射火箭反應的熱化學方程式。方程式。2 N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l) H=-1135.2kJ/mol 例、同素異形體相互轉(zhuǎn)化但反應熱相當小例、同素異形體相互轉(zhuǎn)化但反應熱相當小而且轉(zhuǎn)化速率慢，有時還很不完全，測定反而且轉(zhuǎn)化速率慢，有時還很不完全，測定反應熱很困難?，F(xiàn)在可根據(jù)蓋斯提出的觀點應熱很困難?，F(xiàn)在可根據(jù)蓋斯提出的觀點“不管化學反應是一步完成或分幾步完成，不管化學反應是一步完成或分幾步完成，這個總過程的熱效應是相同的這個總過程的熱效應是相同的”。已知：。已知：P4(s、白磷白磷)+5O2(g)=P4O10(s)； = -2983.2 kJ/molH1P(s、紅磷、紅磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)； = -738.5 kJ/molH2試寫出白磷轉(zhuǎn)化