高中新教材化學(xué)課件選擇性必修反應(yīng)熱的計(jì)算

高中新教材化學(xué)課件選擇性必修反應(yīng)熱的計(jì)算匯報(bào)人：XX20XX-01-21反應(yīng)熱基本概念及計(jì)算方法燃燒熱與中和熱測定實(shí)驗(yàn)蓋斯定律在反應(yīng)熱計(jì)算中應(yīng)用物質(zhì)穩(wěn)定性與能量變化關(guān)系化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡影響因素分析contents目錄01反應(yīng)熱基本概念及計(jì)算方法在化學(xué)反應(yīng)過程中，當(dāng)反應(yīng)物和生成物具有相同的溫度時(shí)，吸收或釋放的熱量稱為反應(yīng)熱。反應(yīng)熱定義根據(jù)反應(yīng)過程中熱量變化的方向，反應(yīng)熱可分為吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)。反應(yīng)熱分類反應(yīng)熱定義與分類書寫規(guī)則注明各物質(zhì)聚集狀態(tài)。標(biāo)注反應(yīng)溫度和壓強(qiáng)（非標(biāo)準(zhǔn)態(tài)需注明）?；瘜W(xué)計(jì)量數(shù)與熱量值對應(yīng)。熱化學(xué)方程式：用以表示化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)變化和能量變化關(guān)系的化學(xué)方程式。熱化學(xué)方程式書寫規(guī)則在恒壓條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，其熱效應(yīng)稱為焓變。化學(xué)反應(yīng)的焓變等于反應(yīng)物的鍵能總和減去生成物的鍵能總和。焓變與鍵能關(guān)系鍵能與焓變關(guān)系焓變定義計(jì)算氫氣與氧氣反應(yīng)生成水時(shí)的反應(yīng)熱。例題一典型例題解析根據(jù)氫氣、氧氣和水的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓，利用Hess定律計(jì)算反應(yīng)熱。解析解析熱化學(xué)方程式中物質(zhì)聚集狀態(tài)對反應(yīng)熱的影響。例題二利用鍵能估算化學(xué)反應(yīng)的焓變。例題三通過對比不同聚集狀態(tài)下物質(zhì)的能量差異，分析其對反應(yīng)熱的影響。解析根據(jù)反應(yīng)物和生成物的鍵能數(shù)據(jù)，計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的焓變。解析02燃燒熱與中和熱測定實(shí)驗(yàn)原理：燃燒熱是指1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時(shí)所放出的熱量。通過測定物質(zhì)燃燒前后溫度的變化，可以計(jì)算出該物質(zhì)的燃燒熱。燃燒熱測定原理及步驟步驟1.稱量一定質(zhì)量的待測物質(zhì)和引燃劑，放入燃燒皿中。2.將燃燒皿放入熱量計(jì)中，測量初始溫度。燃燒熱測定原理及步驟3.點(diǎn)燃引燃劑，引發(fā)待測物質(zhì)燃燒。4.記錄燃燒過程中的最高溫度。5.通過計(jì)算得到燃燒熱。燃燒熱測定原理及步驟原理：中和熱是指在稀溶液中，強(qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng)生成1mol水時(shí)所放出的熱量。通過測定酸堿反應(yīng)前后溫度的變化，可以計(jì)算出中和熱。中和熱測定原理及步驟步驟1.配制一定濃度的強(qiáng)酸和強(qiáng)堿溶液。2.將酸堿溶液分別倒入兩個燒杯中，測量初始溫度。中和熱測定原理及步驟3.將酸溶液迅速倒入堿溶液中，同時(shí)攪拌。4.記錄反應(yīng)過程中的最高溫度。5.通過計(jì)算得到中和熱。中和熱測定原理及步驟溫度測量誤差01由于溫度計(jì)的精度和讀數(shù)誤差，可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確。為了減小誤差，可以使用精度更高的溫度計(jì)，并多次測量取平均值。熱量損失02在實(shí)驗(yàn)過程中，部分熱量可能散失到環(huán)境中，導(dǎo)致測量結(jié)果偏低。為了減小熱量損失，可以采取保溫措施，如使用保溫杯、減少操作時(shí)間等。操作不規(guī)范03如果實(shí)驗(yàn)操作不規(guī)范，如攪拌不充分、反應(yīng)物混合不均勻等，可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確。因此，在實(shí)驗(yàn)過程中需要嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。實(shí)驗(yàn)誤差分析為什么在實(shí)驗(yàn)過程中需要嚴(yán)格控制溫度和壓強(qiáng)？如何減小實(shí)驗(yàn)誤差？思考題在實(shí)驗(yàn)過程中，溫度和壓強(qiáng)的變化會對實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生顯著影響。因此，需要嚴(yán)格控制溫度和壓強(qiáng)，以確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，可以采取多次測量取平均值、使用精度更高的儀器、規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作等措施。同時(shí)，還需要注意實(shí)驗(yàn)安全，遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度。討論思考題與討論03蓋斯定律在反應(yīng)熱計(jì)算中應(yīng)用內(nèi)容蓋斯定律指出，在相同條件下，不論是一步完成的還是幾步完成的，其熱效應(yīng)總是相同的。意義蓋斯定律為反應(yīng)熱的計(jì)算提供了理論基礎(chǔ)，使得我們可以利用已知的反應(yīng)熱數(shù)據(jù)來計(jì)算未知的反應(yīng)熱。蓋斯定律內(nèi)容及其意義根據(jù)已知的反應(yīng)物和生成物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓，直接計(jì)算反應(yīng)熱。直接計(jì)算法間接計(jì)算法鍵能計(jì)算法通過已知的熱化學(xué)方程式和蓋斯定律，構(gòu)建目標(biāo)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式，從而計(jì)算反應(yīng)熱。利用反應(yīng)物和生成物中化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)，通過計(jì)算反應(yīng)前后鍵能的變化來計(jì)算反應(yīng)熱。030201利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱方法典型例題解析例1：已知$H_2(g)+Cl_2(g)=2HCl(g)$的反應(yīng)熱為$\DeltaH_1$，$H_2(g)+Br_2(g)=2HBr(g)$的反應(yīng)熱為$\DeltaH_2$，試比較$\DeltaH_1$和$\DeltaH_2$的大小。解析：根據(jù)蓋斯定律，兩個反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)相同，因此其反應(yīng)熱相等，即$\DeltaH_1=\DeltaH_2$。例2：已知$C(s)+O_2(g)=CO_2(g)$的反應(yīng)熱為$\DeltaH_1$，$CO(g)+\frac{1}{2}O_2(g)=CO_2(g)$的反應(yīng)熱為$\DeltaH_2$，試比較$\DeltaH_1$和$\DeltaH_2$的大小。解析：根據(jù)蓋斯定律，可以構(gòu)建出$C(s)+O_2(g)=CO_2(g)$的熱化學(xué)方程式為$C(s)+\frac{1}{2}O_2(g)=CO(g)$和$CO(g)+\frac{1}{2}O_2(g)=CO_2(g)$的和，因此$\DeltaH1=\DeltaH{C\toCO}+\DeltaH_{CO\toCO2}$。由于碳完全燃燒放出的熱量比不完全燃燒多，因此$\DeltaH{C\toCO}>0$，所以$\DeltaH_1<\DeltaH_2$。請解釋為什么蓋斯定律在反應(yīng)熱計(jì)算中如此重要？思考題1請舉例說明如何利用蓋斯定律計(jì)算復(fù)雜反應(yīng)的反應(yīng)熱？思考題2在實(shí)際應(yīng)用中，如何選擇合適的方法來計(jì)算反應(yīng)熱？各種方法有何優(yōu)缺點(diǎn)？討論題思考題與討論04物質(zhì)穩(wěn)定性與能量變化關(guān)系物質(zhì)的能量越低，其穩(wěn)定性越高。因此，可以通過比較物質(zhì)的能量大小來判斷其穩(wěn)定性。能量判據(jù)物質(zhì)的鍵能越大，其分子越穩(wěn)定。鍵能反映了分子內(nèi)原子間相互作用的強(qiáng)弱，因此可以作為判斷物質(zhì)穩(wěn)定性的依據(jù)。鍵能判據(jù)物質(zhì)在熱力學(xué)平衡態(tài)時(shí)具有最低的自由能，因此可以通過計(jì)算自由能的變化來判斷物質(zhì)的穩(wěn)定性。熱力學(xué)穩(wěn)定性判據(jù)物質(zhì)穩(wěn)定性判斷依據(jù)物質(zhì)穩(wěn)定性與能量變化密切相關(guān)。穩(wěn)定的物質(zhì)通常具有較低的能量，而不穩(wěn)定的物質(zhì)具有較高的能量。因此，通過計(jì)算物質(zhì)的能量變化可以判斷其穩(wěn)定性。能量最低原理指出，在不受外力作用的情況下，系統(tǒng)總是趨向于能量最低的狀態(tài)。在化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物和生成物的能量差決定了反應(yīng)的方向和限度。當(dāng)反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量時(shí)，反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行，并放出能量；反之，當(dāng)生成物的總能量高于反應(yīng)物的總能量時(shí)，反應(yīng)需要吸收能量才能進(jìn)行。能量最低原理在物質(zhì)穩(wěn)定性中應(yīng)用【例1】計(jì)算氫氣與氧氣反應(yīng)生成水的反應(yīng)熱，并判斷該反應(yīng)的穩(wěn)定性?！窘馕觥扛鶕?jù)鍵能數(shù)據(jù)和熱力學(xué)數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出氫氣與氧氣反應(yīng)生成水的反應(yīng)熱為-241.8kJ/mol。該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，生成物水的能量低于反應(yīng)物氫氣和氧氣的能量總和，因此該反應(yīng)是穩(wěn)定的。典型例題解析2.在化學(xué)反應(yīng)中，如何應(yīng)用能量最低原理來判斷物質(zhì)的穩(wěn)定性？3.請舉例說明如何通過計(jì)算反應(yīng)熱來判斷化學(xué)反應(yīng)的穩(wěn)定性。1.如何理解物質(zhì)穩(wěn)定性與能量變化之間的關(guān)系？思考題與討論05化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡影響因素分析溫度升高，分子運(yùn)動速度加快，碰撞頻率增加，反應(yīng)速率加快。溫度升高，活化分子百分?jǐn)?shù)增加，有效碰撞幾率提高，反應(yīng)速率加快。某些反應(yīng)在低溫下難以進(jìn)行，升高溫度可提高其反應(yīng)速率。溫度對化學(xué)反應(yīng)速率影響

催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率影響催化劑可以降低反應(yīng)的活化能，使更多的分子成為活化分子，從而加快反應(yīng)速率。正催化劑可以提高反應(yīng)速率，負(fù)催化劑則降低反應(yīng)速率。催化劑在反應(yīng)前后化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量不變，但可以改變反應(yīng)歷程和活化能。反應(yīng)物濃度增加，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多，有效碰撞幾率提高，反應(yīng)速率加快。對于氣體反應(yīng)，增大壓強(qiáng)相當(dāng)于增大濃度，也可以加快反應(yīng)速率。對于固體和純液體反應(yīng)物，由于其濃度是常數(shù)，因此改變其用量不會影響反應(yīng)速率。濃度對化學(xué)反應(yīng)速率影響對于有氣體參加的反應(yīng)，增大壓