第一章第一节 3课时全化学反应的热效应讲课课件正式版.ppt

化学反应与能量转化化学反应与能量转化第一节第一节化学反应的热效应化学反应的热效应本节教学目标本节教学目标1.理解反应热的含义理解反应热的含义2.热化学方程式的正确书写热化学方程式的正确书写3.反应焓变的计算反应焓变的计算任何一个化学反应的过程，既有任何一个化学反应的过程，既有物物质变化质变化，又有，又有能量的变化能量的变化。能量变化能量变化热能热能电能电能光能光能（主要）（主要）【复习复习】化学反化学反应应中能量中能量变变化的原因：化的原因：化学反应实质：化学反应实质：旧键的断裂旧键的断裂和和新化学键的形成新化学键的形成旧化学旧化学键键断裂断裂吸收吸收能量能量新化学新化学键键形成形成释释放放能量能量 这两个过程的能量大小不同，所以出现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取决于两个过程能量的相对大小相对大小。常见放热反应常见放热反应1 1、酸碱中和反、酸碱中和反应应 2 2、燃、燃烧烧反反应应3 3、活、活泼泼金属与水、酸的反金属与水、酸的反应应4 4、铝热铝热反反应应5 5、大多数化合反、大多数化合反应应如生石灰与如生石灰与 水反水反应应常见吸热反应常见吸热反应1.1.大多数分解反应大多数分解反应2.2.下列反应下列反应 C+CO2=2CO C+H2O=CO+H2 Ba(OH)2.8H2O与与NH4Cl反应反应高温高温高温高温Ca(OH)2与与NH4Cl固体反固体反应应我们如何定量的描述一个化学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？用什么方法释放或吸收的热量呢？用什么方法可以准确的可以准确的测量测量一个化学反应释放一个化学反应释放或吸收的热量的多少呢？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或吸收的热量我们引入了反应热反应热这这个概念。个概念。一、化学反应的反应热一、化学反应的反应热1.1.定义：当化学反应在定义：当化学反应在一定温度一定温度下进行下进行时，反应所时，反应所释放或吸收释放或吸收的的热量称为该反热量称为该反应在此温度下的应在此温度下的热效应热效应，简称，简称反应热反应热。2.2.符号：符号：Q规定：规定：反应反应放热放热时，反应体系能量时，反应体系能量降低降低，Q0单位单位：J 或或 KJ3.3.决定因素：对于一个给定的反应，反决定因素：对于一个给定的反应，反应热与应热与反应物的本性反应物的本性、反应物的物质的反应物的物质的量量及及反应物和生成物的聚集状态反应物和生成物的聚集状态有关。有关。4.4.测量方法：测量方法：（1 1）反应热的数据可以用）反应热的数据可以用量热计量热计测量。测量。测定反应热的仪器测定反应热的仪器：量热计量热计 简简易易量量热热计计示示意意图图结构：结构：内筒内筒外筒外筒温度计温度计搅拌器搅拌器杯盖杯盖保温材料保温材料 量热计的原理：测量反应前后溶液量热计的原理：测量反应前后溶液温度温度的变化值的变化值，然后根据溶液及量热计的，然后根据溶液及量热计的热容用公式进行计算热容用公式进行计算 Q=-C(T2-T1)=-C0 m(T2-T1)C热容热容 为为常数常数 单位：单位：J/K或或KJ/K 当物质吸收热量温度升高时，温度每升当物质吸收热量温度升高时，温度每升 高高1K1K所吸收的热量，称为该物质的热容所吸收的热量，称为该物质的热容 C0-比热容比热容,单位质量物质的热容单位质量物质的热容;单位：单位：KJk-1 Kg-1 m反应溶液的总质量反应溶液的总质量 T 热力学温度，也叫开尔文温度，热力学温度，也叫开尔文温度，单位为单位为k，T(k)=t(0c)+273.15273.15（2 2）公式）公式实验目的：实验目的：实验原理：实验原理：实验测定的数值：实验测定的数值：测定中和反应的反应热测定中和反应的反应热Q=-C(T2-T1)或或Q=-c0m(T2-T1)T2和和T1活动活动探究探究 仪器：仪器：药品：药品：温度计、烧杯温度计、烧杯（250ml）1.0mol/L的盐酸的盐酸 1.0mol/L的的NaOH溶液溶液1.0mol/L的盐酸的盐酸 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溶液溶液量热计、量筒量热计、量筒（100ml）、）、1 1、向量热计内筒中加入、向量热计内筒中加入1.0mol/L1.0mol/L的盐酸的盐酸100mL100mL，盖上杯盖，插温度计，匀速搅拌后记录初始盖上杯盖，插温度计，匀速搅拌后记录初始 温度温度T12 2、向、向250 mL250 mL烧杯中加入烧杯中加入1.0mol/L1.0mol/L的的NaOHNaOH溶溶100mL100mL，调节其温度，使与量热计中盐酸的温度相同调节其温度，使与量热计中盐酸的温度相同。3 3、快速快速将烧杯中的碱液倒入量热计中，将烧杯中的碱液倒入量热计中，盖好杯盖盖好杯盖，匀速搅拌，记录体系达到的最高温度匀速搅拌，记录体系达到的最高温度T2。4 4、假设溶液的比热假设溶液的比热等于等于水的比热并水的比热并忽略量热计的忽略量热计的 热容热容，根据溶液温度升高的数值，计算此中和，根据溶液温度升高的数值，计算此中和 反应的反应热。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试试验验组组 实实 验验溶液初溶液初始温度始温度T T1 1溶液最高溶液最高温度温度T T2 2反应热反应热1 1NaOHNaOH溶液与盐酸溶液与盐酸2 2KOHKOH溶液与盐酸溶液与盐酸3 3NaOHNaOH溶液与硝酸溶液与硝酸为保证测定结果的准确性，在测定过程中应为保证测定结果的准确性，在测定过程中应注意什么？注意什么？(1)(1)反应热的计算式进行了以下处理：反应热的计算式进行了以下处理：a a、忽略、忽略量热计量热计的热容的热容 b b、认为稀溶液与水的比热相同、认为稀溶液与水的比热相同 c c、认为热容不随温度的变化而变化、认为热容不随温度的变化而变化(2)(2)酸或碱略酸或碱略稍过量稍过量 使中和反应进行完全使中和反应进行完全(3)(3)酸和碱的浓度酸和碱的浓度宜小不宜大宜小不宜大 为了使测得的中和热更准确为了使测得的中和热更准确 (4)(4)记录记录最高温度最高温度。结论结论 三个中和反应的反应热相同三个中和反应的反应热相同原因原因 反应的实质相同反应的实质相同 H+OH-=H2O 溶液的体积相同溶液的体积相同 H+和和OH-浓度均相同浓度均相同一、化学反应的热效应一、化学反应的热效应（一）反应热（一）反应热1、概念：一定温度、概念：一定温度 释放或吸收释放或吸收 吸热吸热2、表示、表示 Q 放热放热3、获取反应热数据的方法、获取反应热数据的方法 理论计算理论计算 实验测定实验测定（二）反应热的实验测定（二）反应热的实验测定1、原理、原理Q=C(T2T1)=c0m(T2T1)2、实验、实验课堂小结课堂小结热化学热化学1.1.下列说法正确的是下列说法正确的是 ()()A.A.物质发生反应时放出的热量来源于对反应的加热物质发生反应时放出的热量来源于对反应的加热B.B.化学反应除了生成新物质外，还发生能量变化。化学反应除了生成新物质外，还发生能量变化。C.C.化学反应中放出的热才是反应热化学反应中放出的热才是反应热D.D.需要加热方能发生的反应一定是吸热反应需要加热方能发生的反应一定是吸热反应【练习练习】2.2.下列各项与反应热的大小无关的是（下列各项与反应热的大小无关的是（）A.A.反应物的状态反应物的状态 B.B.温度温度 C.C.反应物的多少反应物的多少 D.D.反应热的单位反应热的单位DB第二课时化学反应与能量转化化学反应与能量转化第一节第一节化学反应的热效应化学反应的热效应 教学目标教学目标1.1.理解焓变的含义理解焓变的含义2.2.热化学方程式的正确书写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，我具有的能量也是物质固有的性质，我们用一个物理量们用一个物理量焓焓来描述来描述二、化学二、化学反应的焓变反应的焓变1 1、焓、焓定义：定义：符号：符号：描述物质所具有能量的物理量描述物质所具有能量的物理量H2 2、反应焓变：、反应焓变：定义：定义：符号：符号：表达式表达式:反应产物的总焓与反应物的总焓之差反应产物的总焓与反应物的总焓之差 H H=H(产物）产物）H(反应物反应物）当当H0时时 H为为 吸热吸热反应反应焓变与反应热的关系焓变与反应热的关系：在在恒压恒压的条件下，化学反应过程中能的条件下，化学反应过程中能量变化量变化全部全部转化为热能，则转化为热能，则H H=Q=QP P(Q QP P：等压条件下化学反应的反应热等压条件下化学反应的反应热)例例 1：1molC与与1molH2O(g)反应生成反应生成lmol CO(g)和和1mol H2(g)，需要吸收，需要吸收131.5kJ的热量，该反应的反应热为的热量，该反应的反应热为H=H=kJ/mol。例例 2 2：拆开：拆开 lmol HH键、键、lmolNH 键、键、lmolNN键分别需要的能量是键分别需要的能量是 436kJ、391kJ、946kJ,则则1mol N2生生 成成NH3的焓变为的焓变为 131.5-92KJ/mol【练习练习】例例3.3.下列说法正确的是（下列说法正确的是（）A.A.若反应是放热反应，则反应物的若反应是放热反应，则反应物的 总能量一定高于生成物的总能量总能量一定高于生成物的总能量B.B.焓变是指焓变是指1mol物质参加反应时的物质参加反应时的 能量变化能量变化C.C.反应放热时反应放热时H0，吸热时，吸热时H0D.D.若反应为放热反应若反应为放热反应,故不必加热就故不必加热就 可发生可发生A三、热化学方程式三、热化学方程式1.1.定义定义把一个化学反应中的把一个化学反应中的物质变化物质变化和和反反应的焓变应的焓变同时表示出来的化学方程同时表示出来的化学方程式，叫做热化学方程式。式，叫做热化学方程式。2.意义意义:热化学方程式不仅表明了化学热化学方程式不仅表明了化学反应中的反应中的物质变化物质变化，也表明了化学反，也表明了化学反应中的应中的能量变化能量变化。热化学方程式书写注意事项热化学方程式书写注意事项(2)(2)要注明反应的温度和压强，要注明反应的温度和压强，常温、常压常温、常压可以可以不注明不注明；(1)(1)必须标明物质的状态：必须标明物质的状态：固体固体s s，液体，液体l l，气体，气体g g；溶液中的溶质；溶液中的溶质 aq aq(5)(5)方程式中的化学计量数表示实际反应的物质方程式中的化学计量数表示实际反应的物质 的的物质的量物质的量，可以是，可以是整数整数也可以是也可以是分数分数。(3)(3)H要注明单位：要注明单位：KJ/mol或或J/mol（4 4）方程式系数加倍）方程式系数加倍H H加倍，若逆向进行加倍，若逆向进行H H 符号相反，数值不变符号相反，数值不变 思考：热化学方程式与一般化学方程思考：热化学方程式与一般化学方程式的区别？式的区别？化学方程式化学方程式热化学方程式热化学方程式方程式意义方程式意义计量数意义计量数意义反应条件反应条件H H物质的状态物质的状态表示物质变化表示物质变化物质变化和能量变化物质变化和能量变化既表示物质的量既表示物质的量还表示分子个数还表示分子个数表示物质的量表示物质的量注明注明不注明不注明无无注明温度、大小、注明温度、大小、正负正负不注明不注明注明注明【例题例题】1 1、当、当1mol气态气态H2与与1mol气态气态Cl2反应，反应，生成生成2mol气态气态HCl，放出，放出184.6KJ的热的热量，请写出该反应的热化学方程式。量，请写出该反应的热化学方程式。H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)H=-184.6KJ/mol2 2、已知在已知在1105Pa，298K条件下，条件下，2mol氢氢气气 燃燃烧烧生成水蒸气放出生成水蒸气放出484kJ热热量，下列量，下列热热化学化学 方程式正确的是方程式正确的是()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+242kJmol1D.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)H+484kJmol1 A1.1.写出下列反应的热化学方程式写出下列反应的热化学方程式(1)(1)、1molN1molN2 2(g)(g)与适量与适量O O2 2(g)(g)反应生成反应生成NONO (g)(g)，需吸收，需吸收68kJ68kJ的热量；的热量；(2)1g(2)1g硫粉在氧气中充分燃烧放出硫粉在氧气中充分燃烧放出 9.36kJ9.36kJ热热 量，写出硫燃烧的热化学方程式。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【课堂检测课堂检测】3 3、已知、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则则a a、b b、c c、d d的关系正确的是的关系正确的是 。A acd0 C 2a=b0 C思考N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.2 kJ/mol表示的意义？表示的意义？若向某容器中加入若向某容器中加入1mol1mol的的N2 2和3molmolH2，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底注意：可逆反应的热化学方程式表示按系数彻底进行时热量变化，若按系数放入则不能完全反应，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不能放出这么多热量课堂检测：课堂检测：H大小比较大小比较1在相同条件下，在相同条件下，已知已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)；H1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)；H2 H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)；H3则则H1，H2，H3的大小关系是（的大小关系是（）AH1=H2=H3 B2 H3=H2 H1CH3 H2 H1D2 H3=H2 H1C2下列各组热化学方程式中，化学反应的下列各组热化学方程式中，化学反应的H前前者大于后者的是（者大于后者的是（）C（s）+O2（g）=CO2（g）H1 C（s）+1/2O2（g）=CO（g）H2S（s）+O2（g）=SO2（g）H3 S（g）+O2（g）=SO2（g）H4H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g）H5 2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）H6CaCO3（s）=CaO（s）+CO2（g）H7 CaO（s）+H2O（l）=Ca(OH)2（s）H8 A B CDB3.已知已知1g甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出水放出55.625KJ热量写出该反应的热化学方热量写出该反应的热化学方程式：程式：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)H=-890kJ/mol第三课时第三课时学习目标学习目标 1、了解反应途径与反应体系、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。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、能利用热化学方程式进行有关焓变的简单计算；的简单计算；C(s)+O2(g)=CO2(g)H1=-393.5 kJ/molCO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)H2=-283.0 kJ/mol已知查表可得已知查表可得C(s)+1/2O2(g)=CO(g)H2=-110.5kJ/mol请仔细观察数据，探讨请仔细观察数据，探讨H1 H2 H3之间的关系之间的关系 H1=H2+H3化学模型化学模型C(g)+O2(g)CO2(g)CO(g)+1/2O2(g)H1H3H2C(g)+1/2O2(g)CO2C+O2CO+1/2O2H1H3H2H H1 1=H H2 2+H H3 3化学模型化学模型 某人从山下某人从山下A A到达到达山顶山顶B B，无论是翻，无论是翻山越岭攀登而上，山越岭攀登而上，还是坐缆车直奔还是坐缆车直奔山顶，其所处的山顶，其所处的海拔都高了海拔都高了300m300m对于一个化学反应对于一个化学反应,无论是一步完成还无论是一步完成还是分几步完成是分几步完成,其反应的焓变都是一样其反应的焓变都是一样的的盖斯定律盖斯定律H=H=H H1 1+H H2 2BHACH1H2始态始态终态终态途径途径1 1途径途径2 2盖斯定律的应用盖斯定律的应用利用盖斯定律可以很方便地用利用盖斯定律可以很方便地用已知已知反应焓变反应焓变求求未知未知反应的焓变反应的焓变方法方法 先根据已知反应和所求反应的特点确定先根据已知反应和所求反应的特点确定转化转化关系关系，并，并调整系数调整系数，最后相互，最后相互加减加减反应方程反应方程式式已知已知2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)H=-196.6kJ/mol2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)H=-113.0kJ/mol则反应则反应NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g)的的H=？-41.8kJ/mol【2011山东理综高考山东理综高考】【练习练习】自主探究自主探究P3例例177.62.2.由氢气和氧气反应生成由氢气和氧气反应生成1mol1mol水蒸气放水蒸气放出出241.8kJ241.8kJ的热量，的热量，1g1g水蒸气转化为液水蒸气转化为液态水放出态水放出2.45kJ2.45kJ的热量，则生成液态水的热量，则生成液态水的热化学方程式是的热化学方程式是 H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)H=-285.9kJ/molA