福建省福鼎市第二中学高中化学 1.1《化学反应的热效应》课件 鲁科版选修4.ppt

第6章化学反应与能量转化第1节化学反应的热效应 一 化学反应的反应热与焓变1 反应热和焓变 1 反应热是化学反应中 的热量 2 焓变是 的总焓与 的总焓之差 在恒压条件下 如果反应中物质的能量变化全部转化成热能 焓变等于反应热 3 化学反应的反应热用一定条件下的焓变表示 符号为 h 单位为 放出或吸收 反应产物 反应物 kj mol 1 2 吸热反应与放热反应 1 从能量高低角度理解 对于放热反应 反应物的总能量 放出的热量 对于吸热反应 反应物的总能量 吸收的热量 生成物的总能量 生成物的总能量 2 从化学键角度理解 放热 吸热 如1molh2分子断裂开h h键需要吸收436kj的能量 1molcl2分子断裂开cl cl键需要吸收243kj的能量 形成1molh cl键放出431kj的能量 则反应h2 g cl2 g 2hcl g 放出的热量为 183kj 二 中和反应反应热的测定 一 一 三 1 一种仪器 量热计 测定反应前后溶液的温度 使反应充分进行 体系的温度均匀 保温作用 反应容器 2 一个原理 计算公式q 其中c表示溶液及量热计的 t1 t2分别表示 3 三个注意事项 1 碎泡沫塑料板和碎泡沫塑料 或纸条 的作用是 减少实验过程中的热量损失 2 为保证酸完全中和 采取的措施是 3 为使测得的数据尽可能无误差 应采用能生成可溶性盐的稀强酸与稀强碱 c t2 t1 热容 反应前和反 应后体系的温度 保温隔热 碱稍过量 三 热化学方程式1 热化学方程式表示 和 的关系的化学方程式 2 意义热化学方程式不仅能够表明化学反应中的物质变化 也能表明化学反应中的 变化 如2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol 1 表示在25 101kpa条件下 参加反应物质的量 反应热 2molh2 g 和1molo2 g 完全 反应生成2molh2o l 时释放571 6kj的能量 能量 四 盖斯定律1 内容不管化学反应是一步完成或分几步完成 其反应焓变是 2 应用化学反应的反应热只与始态和终态有关 而与反应途径无关 利用盖斯定律可以间接计算某些反应的反应热 如 由反应物a生成产物b可以设计如下两条途径 则 h h1 h2的关系可以表示为 一样的 h h1 h2 五 能源 不可 可再 生 思考辨析 1 伴随着能量变化的物质变化都是化学变化 分析 如物质在三态变化中涉及能量变化 但是不属于化学变化 2 热化学方程式中 物质的化学计量数只代表物质的量 不代表分子个数 分析 表示化学反应的焓变时 反应物是以摩尔为单位进行计算的 而不是以分子个数 所以热化学方程式中各物质的化学计量数只能代表物质的量 不能代表物质的分子个数 3 同温同压下 h2 g cl2 g 2hcl g 在光照和点燃条件下的 h不同 分析 化学反应的焓变是反应物的总能量与生成物的总能量的差值 温度和压强相同时 与其他反应条件无关 同温同压下 h2 g cl2 g 2hcl g 的反应条件不会影响 h的值 4 在稀溶液中 h aq oh aq h2o l h 57 3kj mol 1 若将含0 5molh2so4的浓硫酸与含1molnaoh的溶液混合 放出的热量大于57 3kj 分析 因为浓硫酸在稀释时还要放出一部分热量 5 化学变化中的能量变化都是化学能和热能间的相互转化 分析 化学反应中的能量变化也有化学能与光能或电能间的相互转化 6 若已知相同条件下反应2so2 g o2 g 2so3 g h1 反应2so2 s o2 g 2so3 g h2 则 h1 h2 分析 so2和o2反应生成so3的反应是放热反应 焓变为负值 气态so2反应时比固态so2放出的热量多 h小 h1 h2 考点1热化学方程式的书写与正误判断 1 书写热化学方程式的 五步 2 判断热化学方程式正误的 五审 高考警示 在热化学方程式的书写和判断正误时 常见失误点有 1 忽视 h的正负 2 忽视 h的数值与化学计量数有关 化学计量数发生变化时 h的数值要相应变化 3 忽视物质的状态不同 h的数值也不同 典例1 2013 宁德模拟 下列有关热化学方程式的叙述正确的是 a 2gh2完全燃烧生成液态水 放出285 8kj的热量 该反应的热化学方程式为2h2 g o2 g 2h2o l h 285 8kj mol 1b 已知c 石墨 s c 金刚石 s h 0 则金刚石不如石墨稳定c 已知中和热为 h 57 4kj mol 1 则稀醋酸和稀naoh溶液反应的热化学方程式为 ch3cooh aq naoh aq ch3coona aq h2o l h 57 4kj mol 1d 已知2c s 2o2 g 2co2 g h1 2c s o2 g 2co g h2 则 h1 h2 解题指南 解答本题应该注意下面3点 1 燃烧热需注意可燃物为1mol 产物中h2o为液态 2 弱酸或弱碱电离过程中吸热 中和热数值减小 3 等量可燃物完全燃烧放出的热量大于不完全燃烧放出的热量 解析 选b 2gh2为1mol 而方程式中是2molh2反应 反应热数值不对 h2燃烧是放热反应 h应为负值 符号不对 a错 能量越低越稳定 金刚石能量比石墨高 故石墨稳定 b对 醋酸电离吸热 反应放出的热量值小于57 4 c错 c完全燃烧放出的热量大于不完全燃烧放出的热量 但是 h为负值 故 h1 h2 d错 变式训练 已知 101kpa时1mol辛烷燃烧生成液态水时放出热量为5518kj 强酸和强碱在稀溶液中发生反应生成1molh2o时放出的热量为57 3kj 则下列热化学方程式的书写正确的是 2c8h18 l 25o2 g 16co2 g 18h2o g h 11036kj mol 1 2c8h18 l 25o2 g 16co2 g 18h2o l h 11036kj mol 1 h oh h2o h 57 3kj mol 1 2naoh aq h2so4 aq na2so4 aq 2h2o l h 114 6kj mol 1a b c d 只有 解析 选c 判断热化学方程式的书写时 要注意状态 h单位 符号以及数值是否与前面的化学计量数相对应 错在水的状态 应为液态 错在没有标出是在水溶液中的反应 正确的为h aq oh aq h2o l h 57 3kj mol 1 考点2反应焓变的计算 1 利用热化学方程式进行有关计算根据已知的热化学方程式和已知的反应物或生成物的物质的量或反应吸收或放出的热量 可以把反应热当作 产物 计算反应放出或吸收的热量 2 根据计算书写热化学方程式根据一定量的反应物或生成物的量计算出反应放出或吸收的热量 换算成1mol反应物或生成物的热效应 书写热化学方程式 3 根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差进行计算如h2与cl2燃烧生成hcl的反应 h2 g cl2 g 2hcl g 断裂旧键吸收的总能量为679kj mol 1 新键形成过程中释放的总能量为862kj mol 1 故该反应的反应热 h 679kj mol 1 862kj mol 1 183kj mol 1 4 利用盖斯定律计算参照目标热化学方程式 结合原热化学方程式进行合理 变形 如热化学方程式颠倒 乘除某一个数 然后将它们相加 减 得到目标热化学方程式 求出目标热化学方程式的 h与原热化学方程式的 h之间的换算关系 如已知下列反应的反应热 ch3cooh l 2o2 g 2co2 g 2h2o l h 870 3kj mol 1 c s o2 g co2 g h 393 5kj mol 1 h2 g o2 g h2o l h 285 8kj mol 1 2 2 得反应2c s 2h2 g o2 g ch3cooh l 的 h 488 3kj mol 1 5 根据热化学方程式计算反应热与化学方程式反应物分子式的化学计量数成正比 可依据热化学方程式计算一定量物质完全反应时热量的变化 高考警示 在进行有关反应热的计算时常见失误点有 1 根据已知的热化学方程式进行计算时 要清楚已知热化学方程式的化学计量数表示的物质的量与已知物质的量之间的比例关系 然后进行计算 2 根据化学键断裂和形成过程中的能量变化计算反应热时 须注意断键和成键的总数 必须是断键和成键时吸收或放出的总能量 3 当热化学方程式乘 除某一个数时 h也应乘 除某一个相同的数 方程式间进行加减运算时 h也同样要进行加减运算 且要带 符号 即把 h看作一个整体进行运算 典例2 2014 南平模拟 科学家已获得了极具理论研究意义的n4分子 其结构为正四面体 如图所示 与白磷分子相似 气态时 已知断裂1moln n键吸收193kj热量 断裂1moln n键吸收941kj热量 则 a n4与n2互称为同位素b 1moln4气体转化为n2时要吸收748kj能量c n4是n2的同系物d 1moln4气体转化为n2时要放出724kj能量 解题指南 解答本题要注意以下两点 1 注意n4的分子结构 1个分子中含有6个氮氮单键 2 注意反应热必须是断键或成键时对应的总能量 解析 选d 由题意知 n4和n2是氮元素的两种不同单质 二者互为同素异形体 a c错 由化学键及n4的结构知 n4分子转化为n2时 1moln4断裂6moln n键 故 h 193 6kj mol 1 941 2kj mol 1 724kj mol 1 故1moln4气体转化为n2时要放出724kj能量 故b项错 d项正确 变式训练 已知h2 g br2 l 2hbr g h 72kj mol 1 蒸发1molbr2 l 需要吸收的能量为30kj 其他数据如下表 则表中a为 a 404b 260c 230d 200 解析 选d 1molh2 g 与1molbr2 g 完全反应生成2molhbr g 的 h1 369 2 436 a 302 a kj mol 1 则 h h2 h1 即 72kj mol 1 30kj mol 1 302 a kj mol 1 30kj mol 1 302kj mol 1 akj mol 1 则a 200 典例3 2013 渭南模拟 1 由磷灰石 主要成分ca5 po4 3f 在高温下制备黄磷 p4 的热化学方程式为 4ca5 po4 3f s 21sio2 s 30c s 3p4 g 20casio3 s 30co g sif4 g h 已知相同条件下 4ca5 po4 3f s 3sio2 s 6ca3 po4 2 s 2casio3 s sif4 g h12ca3 po4 2 s 10c s p4 g 6cao s 10co g h2sio2 s cao s casio3 s h3则 h 用 h1 h2和 h3表示 2 用h2o2和h2so4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜 已知 cu s 2h aq cu2 aq h2 g h1 64 39kj mol 1 2h2o2 l 2h2o l o2 g h2 196 46kj mol 1 h2 g o2 g h2o l h3 285 84kj mol 1在h2so4溶液中 cu与h2o2反应生成cu2 和h2o的热化学方程式为 解题指南 解答本题时 应注意盖斯定律在运用过程中的3个要点 1 当反应式乘以或除以某数时 h也应乘以或除以某数 2 反应式进行加减运算时 h也同样要进行加减运算 且要带 符号 3 当设计的反应逆向进行时 其反应热与正反应的反应热数值相等 符号相反 解析 1 根据盖斯定律知 h h1 3 h2 18 h3 2 由热化学方程式 得 cu s 2h aq h2o2 l cu2 aq 2h2o l h h1 h2 h3 64 39kj mol 1 196 46kj mol 1 285 84kj mol 1 319 68kj mol 1 答案 1 h1 3 h2 18 h3 2 cu s h2o2 l 2h aq cu2 aq 2h2o l h 319 68kj mol 1 变式训练 2014 泉州模拟 已知反应 h2 g o2 g h2o g h1 n2 g o2 g no2 g h2 n2 g h2 g nh3 g h3则反应2nh3 g o2 g 2no2 g 3h2o g 的 h等于 a 2 h1 2 h2 2 h3b h1 h2 h3c 3 h1 2 h2 2 h3d 3 h1 2 h2 2 h3 解析 选d 根据目标反应2nh3 g o2 g 2no2 g 3h2o g 可知 由题给三个反应3 2 2 即得上述反应 故目标反应的 h 3 h1 2 h2 2 h3 备选考点 化学反应放出或吸收热量大小的比较 1 同一反应生成物状态不同时 a g b g c g h1 h1 2 同一反应反应物状态不同时 s g o2 g so2 g h1 0s s o2 g so2 g h2 0 h3 h2 h1 所以 h1 h2 3 两个有联系的不同反应 c s o2 g co2 g h1 0c s 1 2o2 g co g h2 0 h3 h2 h1 所以 h1