第一节化学反应的热效应(精品).ppt

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1、第第1 1节化学反应的热效应节化学反应的热效应联想联想质疑质疑化学反应中常伴随有能量变化，结合前面知识思考:1 1、化学反应中为什么有能量变化、化学反应中为什么有能量变化?3 3、例举生产生活中常见的化学反应能量变化的应用、例举生产生活中常见的化学反应能量变化的应用.化学反应中化学反应中释放与吸收释放与吸收能量与我们生活息息相关，这就能量与我们生活息息相关，这就需要一个需要一个化学量化学量来定量描述研究反应热来定量描述研究反应热2 2、哪些反应是放热反应？哪些反应是吸热反应？、哪些反应是放热反应？哪些反应是吸热反应？4 4、如何定量描述一个化学反应释放或吸收的热量？、如何定量描述一个化学反应释

2、放或吸收的热量？5 5、用什么方法可以准确地测量这些热量？、用什么方法可以准确地测量这些热量？6 6、通过理论方法如何计算这些热量？、通过理论方法如何计算这些热量？所有的化学反应都有能量的变化，所有的化学反应都有能量的变化，其中大部分都是其中大部分都是热量热量的变化的变化 化学反应包括两个过程：化学反应包括两个过程：打断旧键打断旧键和和形成新键形成新键，前者，前者吸收吸收能量，后者能量，后者放出放出能量，这两个过程的能量不同，所以有能量，这两个过程的能量不同，所以有能量变化，整个反应放热还是吸热取决能量变化，整个反应放热还是吸热取决于两个过程能量的相对大小。于两个过程能量的相对大小。常见的放热

3、反应常见的放热反应和吸热反应吸热反应常见的放热反应常见的放热反应活泼金属与水或酸的反应。如活泼金属与水或酸的反应。如2Al+6HCl2Al+6HCl2AlCl2AlCl3 3+3H+3H2 2酸碱中和反应。如酸碱中和反应。如2KOH+H2KOH+H2 2SOSO4 4K K2 2SOSO4 4+2H+2H2 2O O 燃烧反应。如燃烧反应。如C C、COCO、C C2 2H H5 5OHOH等的燃烧等的燃烧多数化合反应。如多数化合反应。如NaNa2 2O+HO+H2 2O O 2NaOH2NaOH，SOSO3 3+H+H2 2O=HO=H2 2SOSO4 4常见的吸热反应常见的吸热反应多数分解

4、反应，如多数分解反应，如CaCOCaCO3 3 CaO+COCaO+CO2 22NH2NH4 4ClCl（s s）+Ba(OH)+Ba(OH)2 28H8H2 2O O（s s）BaClBaCl2 2+2NH+2NH3 3+10H+10H2 2O OC(s)+HC(s)+H2 2O(g)CO+HO(g)CO+H2 2COCO2 2+C 2CO+C 2CO高温高温高温高温高温高温一、化学反应的反应热一、化学反应的反应热1 1、什么是反应热、什么是反应热?2 2、反应热的符号是什么？、反应热的符号是什么？怎样表示反应吸、放热？怎样表示反应吸、放热？4 4、如何获得一个反应的反应热呢？、如何获得一个

5、反应的反应热呢？3 3、反应热的单位是什么、反应热的单位是什么为了更准确的描述反应，我们引入了反应热的定义。为了更准确的描述反应，我们引入了反应热的定义。一、反应热的涵义一、反应热的涵义1 1、化学上规定，当化学反应在一定的温度下进行、化学上规定，当化学反应在一定的温度下进行时，反应所释放或吸收的热量为该反应在此温度时，反应所释放或吸收的热量为该反应在此温度下的热效应。下的热效应。2 2、符号：用、符号：用Q Q表示表示 Q Q0 0，表示吸热；，表示吸热；3 3、单位：、单位：J/molJ/mol或或kJ/molkJ/mol如何获得一个反应的反应热呢？如何获得一个反应的反应热呢？如何求算一个

6、体系放出或吸收的热量呢？如何求算一个体系放出或吸收的热量呢？Q=-C(TQ=-C(T2 2-T-T1 1)-C-C0 0m(Tm(T2 2-T-T1 1)C C热容，当物质吸收热量温度升高时，温度每热容，当物质吸收热量温度升高时，温度每升高升高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；C C0 0比热容，单位质量物质的热容；比热容，单位质量物质的热容；T 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 k，T(kT(k)=t()=t(0 0c)+273.15c)+273.15中和热在稀溶液中,强酸和强碱反应生成1摩尔水放出的热量.简易简易

7、量热计量热计示意图示意图1、仪器：、仪器：2、药品：、药品：量热计、量筒（量热计、量筒（100ml）、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溶液溶液活动活动探究探究测定中和反应的反应热测定中和反应的反应热3、测定中和反应的反应热、测定中和反应的反应热1、向量热计内筒中加入、向量热计内筒中加入1.0mol/L的盐酸的盐酸100mL，盖上，盖上杯盖，插入温度计，匀速搅拌后记录初始温度杯盖，插入温度计，匀速搅

8、拌后记录初始温度T12、向、向250 mL烧杯中加入烧杯中加入1.0mol/L的的NaOH溶液溶液100mL，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、快速将烧杯中的碱液倒入量热计中，盖好杯盖，匀、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速搅拌，记录体系达到的最高温度T2。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热容忽略量热计的热容，根据溶液温度升高的数值，计算此中和反应的反应热。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 试试验验组组

9、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Q Q1 1NaOHNaOH溶液与盐酸溶液与盐酸 290.4K290.4K297.6K297.6K6019.2T6019.2T2 2KOHKOH溶液与盐酸溶液与盐酸290.3K290.3K297.5K297.5K3 3NaOHNaOH溶液与硝酸溶液与硝酸 290.5K290.5K297.7K297.7K实验结论：所测得的上述三个中和反应的反应热相同所测得的上述三个中和反应的反应热相同 结论探究：以上三组溶液中所发生的反应均为：以上三组溶液中所发生的反应均为：H H+(aq(aq)+OH)+OH(aqa

10、q)=H)=H2 2O(l)O(l)，由于三次实验中所用溶液的体积相同，由于三次实验中所用溶液的体积相同，溶液中溶液中H H+和和OHOH的浓度也是相同的，反的浓度也是相同的，反应温度又一样。因此三个反应的反应热应温度又一样。因此三个反应的反应热也是相同的也是相同的。实验结论：所测得的上述三个中和反应的反应热相同所测得的上述三个中和反应的反应热相同 在测定过程中应注意什么在测定过程中应注意什么问题问题(1)用保温性能好的仪器测量。(2)混合好后，迅速盖好装置盖子，减少热量的损失。(3)所用药品浓度的配制须准确,用强酸和强碱溶液,而且要是稀溶液。(4)宜用有0.1分刻度的温度计，读数尽可能准确，

11、且估读至小数点后二位。同时应注意水银球部位要完全浸没在溶液中，而且要稳定一段时间后再读数，以提高所测的精度。(5)记录最高温度。实验步骤实验步骤1.在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，如下图所示。合作探究参考答案：（1）环形玻璃搅拌棒的作用：匀速搅拌，使溶液混合均匀；不可以用环形金属搅拌棒代替，因为金属是热的良导体，而玻璃是热的不良导体。（2）泡沫塑料板(或碎纸条、碎泡沫塑料)的作用：保温隔热、减少实验过程中热量损失。(

12、4)和原来一样，和原来一样，因中和热是指酸与碱发生中和反应生因中和热是指酸与碱发生中和反应生成成1 mol H2O时放出的热量，其数值与反应物的量的时放出的热量，其数值与反应物的量的多少无关，故所测结果应基本和本次实验结果相同多少无关，故所测结果应基本和本次实验结果相同（若所有操作都准确无误，且无热量损失，则二者结（若所有操作都准确无误，且无热量损失，则二者结果相同）。果相同）。实验中使酸或碱略过量，只是为了使反应充分进行实验中使酸或碱略过量，只是为了使反应充分进行。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

13、热2、表示、表示 Q 放热放热3、获取反应热数据的、获取反应热数据的方法方法 理论计算理论计算 实验测定实验测定（二）反应热的实验（二）反应热的实验测定测定1、原理、原理Q=C(T2T1)=cm(T2T1)2、实验、实验课堂小结课堂小结热化学热化学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、物质发生反应时放出的热量来源于 对反应的加热对反应的加热B B、化学反应除了生成新物质外，还发、化学反应除了生成新物质外，还发 生能量变化。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、需要加热方能

14、发生的反应一定是吸 热反应热反应B练习：练习：二、化学反应的焓变二、化学反应的焓变 1。焓（。焓（H）：是与体系的内能、压强、体积有）：是与体系的内能、压强、体积有关的一个物理量关的一个物理量2。焓变（。焓变（H）：H=H生成物生成物-H反应物反应物 在等温等压条件下的化学反应，如果不做在等温等压条件下的化学反应，如果不做非体积功（即没有转化为电能、光能等其他形非体积功（即没有转化为电能、光能等其他形式的能），则该反应的反应热等于反应前后物式的能），则该反应的反应热等于反应前后物质的焓变。即：质的焓变。即：Qp=H Q Qp p00为为吸热反应，吸热反应，Q Qp p00为放热反应为放热反应

15、当当H H 0 0时，为吸热反应。时，为吸热反应。当当H H 0 0时，为放热反应。时，为放热反应。当当H为为“”（H0）时，为吸热反应时，为吸热反应1.定义：可表示参加反应物质的量和反应热的关系的方程定义：可表示参加反应物质的量和反应热的关系的方程式，叫做热化学方程式。式，叫做热化学方程式。2.写法：写法：1)热化学方程式要注明反应的温度、压强（热化学方程式要注明反应的温度、压强（298 K,101 kPa时不写）一般不写其他反应条件；不标明生成沉淀时不写）一般不写其他反应条件；不标明生成沉淀或气体符号。或气体符号。2)要注明反应物和生成物的聚集状态，常用要注明反应物和生成物的聚集状态，常用

16、s、l、g表示表示固体、液体、气体。固体、液体、气体。三、热化学方程式三、热化学方程式3)H后要注明反应温度，后要注明反应温度，H的单位为的单位为Jmol-1或或KJmol-14)H的值必须与方程式的化学计量数对应。计量数的值必须与方程式的化学计量数对应。计量数加倍时，加倍时，H也要加倍。当反应逆向进行时，也要加倍。当反应逆向进行时，其其H与正反应的数值相等，符号相反。与正反应的数值相等，符号相反。5)方程式中的化学计量数以方程式中的化学计量数以“mol”为单位，不表示为单位，不表示分子数，因此可以是整数，也可以是小数或分数。分子数，因此可以是整数，也可以是小数或分数。6)可逆反应的可逆反应的

17、H表明的是完全反应时的数据。表明的是完全反应时的数据。意义意义:热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化，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化。也表明了化学反应中的能量变化。例例 题题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/mol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课堂练习课堂练习1、1molN2(g)与适量与适量O2(g)反应生成

18、反应生成NO(g)，需吸收需吸收68kJ的热量；的热量；2、2molCu(s)与适量与适量O2(g)反应生成反应生成CuO(s)，放出放出314kJ热量；热量；A、已知在、已知在1105Pa，298K条件下，条件下，2mol氢氢气燃气燃烧烧生成生成水蒸气放出水蒸气放出484kJ热热量，下列量，下列热热化学方程式正确的是化学方程式正确的是 ()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、(

19、2003江苏江苏)已知在已知在25、101kPa下，下，1g C8H18(辛烷辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放燃烧生成二氧化碳和液态水时放出出48.40kJ 热量。表示上述反应的热化学方程热量。表示上述反应的热化学方程式正确的是式正确的是 ()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)=8C

20、O2(g)+9H2O(l)H=-48.40kJmol-1B四、反应焓变的计算四、反应焓变的计算 （一）、盖斯定律（一）、盖斯定律不管化学反应是一步完成还是分几步完成，不管化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应焓变是相同的。其反应焓变是相同的。化学反应的反应热只与反应体系的始态和化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。终态有关，而与反应的途径无关。C（s）+O2（g）=CO（g）因为）因为C燃烧燃烧时不可能完全生成时不可能完全生成CO，总有一部分，总有一部分CO2生生成，因此这个反应的成，因此这个反应的H无法直接测得，请无法直接测得，请同学们自己根据盖斯定律设计一个方

21、案计同学们自己根据盖斯定律设计一个方案计算该反应的算该反应的H。提示提示（1)C(s)+O2(g)=CO2(g)H1=-393.5 kJ/mol (2)CO(g)+O2(g)=CO2(g)H3=-283.0 kJ/molH1=H2+H3 H2=H1-H3 =-393.5 kJ/mol-(-283.0 kJ/mol)=-110.5 kJ/molC(s)+O2(g)=CO(g)H=-110.5 kJ/mol （二）、反应热的计算（二）、反应热的计算有关热化学方程式的计算有关热化学方程式的计算【例例1】25、101kPa时，使时，使1.0 g钠与足量钠与足量的氯气反应，生成氯钠晶体并放出的氯气反应，

22、生成氯钠晶体并放出17.87 kJ的热量，求生成的热量，求生成1 mol氯化钠的反应热。氯化钠的反应热。【解解】Na(g)+Cl2(g)=NaCl(s)Q=17.87 kJ/1g 23 g/mol =411 kJ/mol答：生成答：生成1 mol NaCl时放出热量时放出热量411 kJ。应用盖斯定律的计算应用盖斯定律的计算【例例3】已知下列反应的反应热为已知下列反应的反应热为 CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)H1=-870.3 kJ/mol C(s)+O2(g)=CO2(g)H2=-393.5 kJ/mol H2(g)+O2(g)=H2O(l)H3=-285

23、.8 kJ/mol试计算下述反应的反应热：试计算下述反应的反应热：2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)【解解】分析各方程式的关系，知分析各方程式的关系，知 将方程式按将方程式按2+-组合得上述反应方程式组合得上述反应方程式即：即：H=2H 2+H3-H1H=2(-393.5kJ/mol)+(-285.8kJ/mol)-(-870.3kJ/mol)=-488.3kJ/mol答：反应答：反应2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)反应热为反应热为-488.3kJ/mol 已知：已知：N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)H=68 kJ/molN2H4(l)

24、+O2(g)=N2(g)+2 H2O(l)H=-622kJ/mol火箭发射时用肼火箭发射时用肼N2H4(l)作燃料，作燃料，NO2作氧化剂，反应作氧化剂，反应生成生成N2和和H2O(l)，写出该反应的热化学方程式。，写出该反应的热化学方程式。练习练习1 N2H4(l)+NO2(g)=3/2 N2(g)+2 H2O(l)H=-622kJ/mol(68kJ/mol)/2 =-656kJ/mol将焦炭转化为水煤气的主要反应为将焦炭转化为水煤气的主要反应为:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)已知已知:C(s)+O2(g)=CO2(g)H1=-393.5kJ/molH2(g)+O2(g)=H

25、2O(g)H2=-242.0kJ/molCO(g)+O2(g)=CO2(g)H2=-283.0kJ/mol写出制取水煤气的热化学方程式写出制取水煤气的热化学方程式.练习练习2 C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)H=131.5kJ/mol比较反应热数据可知比较反应热数据可知,1mol H2和和1mol CO完全燃烧放出的热量之和比完全燃烧放出的热量之和比1mol C(s)完全燃烧放出的热量（完全燃烧放出的热量（）。）。多多 甲同学据此认为甲同学据此认为“煤炭燃烧时加少量水可煤炭燃烧时加少量水可以使煤炭燃烧时放出更多的热量以使煤炭燃烧时放出更多的热量”。乙同学根据盖斯定律通过计算，认为

26、乙同学根据盖斯定律通过计算，认为“将将煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与直接煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与直接燃烧煤放出的热量一样多燃烧煤放出的热量一样多”。你的观点呢？你的观点呢？乙同学是怎样计算的？你能重现乙的计算乙同学是怎样计算的？你能重现乙的计算过程吗？过程吗？乙同学的计算过程：乙同学的计算过程：C(s)+H2O(g)+O2(g)CO2(g)+H2O(g)H1C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)H2=131.5kJ/molH2(g)+O2(g)=H2O(g)H3=-242.0kJ/molCO(g)+O2(g)=CO2(g)H4=-283.0kJ/mol则有：则有：H1=H2+H3+H4