反应热和焓变.ppt

第一节 化学反应与能量的变化 第1课时焓变反应热 知识回顾 一个化学反应过程中 除了生成了新物质外 还伴随什么变化 能量变化 热能 电能 光能 化学反应 放热反应 吸热反应 燃料的燃烧中和反应金属与酸反应大多数化合反应 C CO2 H2 CuOC H2OBa OH 2 8H2O NH4ClCaCO3高温分解大多数分解反应 为什么有的化学反应会放出热量有的需要吸收热量呢 一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量 决定于 反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小 从宏观角度 问题一 生成物 反应过程中能量变化曲线图 生成物 2 若E反 E生 放出能量 放热反应 1 若E反 E生 吸收能量 吸热反应 化学反应的本质是什么 旧键的断裂和新键的形成 旧键断裂需要能量 新键形成会能量 放出 吸收 问题二 化学反应中能量变化的原因 旧键断裂 吸收能量 新键形成 放出能量 679kJ mol 862kJ mol 所以 从微观角度 一个化学反应是放热还是吸热取决于 取决于所有断键吸收的总能量与所有形成新键放出的总能量的相对大小 一 反应热焓变 1 反应热在化学反应过程中所释放或吸收的热量 通常叫做反应热 符号 H 单位 kJ mol或kJ mol 1 生成物与反应物的焓值差 恒压条件下 化学反应的反应热等于焓变 2 焓变 放热反应 吸热反应 H 0或 H为 H 0或 H为 放热 H 0 吸热 H 0 注意吸放热与正负的关系 H E反应物 E生成物 石墨 金刚石哪个能量低 活学活用 判断物质的能量 一般 能量越低 物质越稳定 H E 断键吸收总能量 E 成键放出总能量 3 反应热 H 和键能的关系 H 436kJ mol 243kJ mol 431kJ mol 2 183kJ mol H2 Cl2 2HCl E 断吸总 E 成放总 H 0吸热反应 E 断吸总 E 成放总 H 0放热反应 放热 H 0 吸热 H 0 E 反应物 E 生成物 放热反应E 反应物 E 生成物 吸热反应 H 0 H 0 4 反应热 H 和与反应物 生成物能量的关系 H E生成物 E反应物 例1 1molC与1molH2O g 反应生成lmolCO g 和1molH2 g 需要吸收131 5kJ的热量 该反应的反应热为 H kJ mol 例2 拆开lmolH H键 lmolN H键 lmolN N键分别需要的能量是436kJ 391kJ 946kj 则1molN2生成NH3的反应热为 1molH2生成NH3的反应热为 131 5 92KJ mol 30 6KJ mol 例题 课堂练习 1 已知 H H H2 H 436KJ mol 则下列叙述正确的是 A 2个H原子的能量高于H2的能量B H原子的能量低于H2的能量C H原子比H2分子稳定D H2分子比H原子稳定 AD 2 已知键能 N N 946KJ mol H H 436KJ mol H N 391KJ molN2 g 3H2 g 2NH3 g 从理论上计算 H为 A 1800KJ molB 92KJ molC 92KJ molD 46KJ mol C 3 下列过程中 需要吸收能量的是 A H H H2B H Cl HClC I2 I ID S O2 SO2 C 判断一个反应是吸热反应还是放热反应的方法 H反应物和H生成物的相对大小 H H生 H反若 H 0 则为吸热反应 H为 Q0 H E1 E2 0为吸热反应E1不能通过实验测得 没有实际的计算意义 反应物分子断键时吸收的总能量 反与生成物分子形成新化学键时释放的能量 生的相对大小 H 反 生若 H 0则为吸热反应 H为 Q0 通过实验直接测得 掌握中和热的测定 阅读P3 资料 体系与环境 键能 破坏1mol共价键吸收的能量或形成1mol共价键放出的能量 键能恒取正值 小结 从焓变角度看 H 生成物的焓 反应物的焓 从能量角度看 H 生成物能量 反应物能量 从键能角度看 H 反应物总键能 生成物总键能 第一节 化学反应与能量的变化 第2课时热化学方程式 能够表示化学反应热效应的化学方程式 阅读P3 4 二 热化学方程式 能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式 1 定义 2 含义 热化学方程式不仅表示物质变化 还表示了能量变化 以及反应热与参加反应物质的 量 的关系 2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6KJ mol H2 g O2 g H2O l H 285 8KJ mol 请观察下列表示氢气在氧气中燃烧生成水的反应热效应的化学方程式 分析其在书写上与化学方程式有何不同 问题三 1 热化学方程式包含物质变化和能量变化两个部分 普通化学方程式只包含物质变化一个部分 2 热化学方程式需注明反应时的温度和压强 对于25 101kPa时进行的反应可不注明 普通化学方程式不需注明温度和压强 3 热化学方程式需注明各物质的状态 普通化学方程式不需注明物质的状态 4 热化学方程式中化学计量数可为整数或分数 普通化学方程式中化学计量数宏观上表示各物质的物质的量 微观上表示原子分子数目 只能为整数 不能为分数 2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJ mol 据此 你能得到什么结论 H2 g O2 g H2O l H 285 8kJ mol 1 反应热与物质前的计量数有关 2 同一化学反应 热化学方程式中同一物质的化学计量数和 H成正比 在热化学方程式中 物质的后面为什么要标明该物质的聚集状态呢 2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJ mol 2H2 g O2 g 2H2O g H 483 6kJ mol 据此 你能得到什么结论 反应热与反应物及生物物的状态有关反应热还与温度 压强有关 问题四 反应放出或吸收的热量的多少与外界的温度和压强有关 需要注明 不注明的即指101kPa和25 时的数据 因为物质的聚集状态不同所含的能量也不同 固态 液态 吸热 气态 吸热 吸热 1 要注明温度和压强 2 反应物和生成物要注明聚集状态 3 书写热化学方程式应注意以下几点 H2O l H2O g H 44KJ mol 3 热化学方程式中各物质前的化学计量数表示物质的量不表示分子数 因而必要时可用简单分数 一般出现分数时是以某一反应物或生成物为 1mol 时其它物质才出现的 4 热化学方程式中的 H的 与 一定要注明 代表吸热 代表放热 H2 g Cl2 g 2HCl g H 184 6KJ mol 例题 1 当1mol气态H2与1mol气态Cl2反应生成2mol气态HCl 放出184 6KJ的热量 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 1 1molN2 g 与适量O2 g 反应生成NO g 需吸收68kJ的热量 2 2molCu s 与适量O2 g 反应生成CuO s 放出314kJ热量 课堂练习 3 1g硫粉在氧气中充分燃烧放出9 36kJ热量 写出硫燃烧的热化学方程式 4 4gCO在氧气中燃烧生成CO2 放出9 6kJ热量 写出CO燃烧的热化学方程式 思考1 在同温 同压下 比较下列反应放出热量Q1 Q2的大小 2H2 g O2 g 2H2O g H1 Q1kJ mol2H2 g O2 g 2H2O l H2 Q2kJ mol 数量的分析 反应物的状态 数量和生成物的数量都相同 但由于气态水转化为液态要放出一定热量 Q2 Q1 S g O2 g SO2 g S S O2 g SO2 g 思考 在同温 同压下 比较下列反应放出热量Q1 Q2的大小 两式数量相同 S由固态吸收热量转化为气态 在氧化燃烧生成SO2 其放出热量的总和小于由气态S直接燃烧所放出的热量 Q1 Q2 H1 Q1kJ mol H2 Q2kJ mol C S 1 2O2 g CO g C S O2 g CO2 g 思考 在同温 同压下 比较下列反应放出热量Q1 Q2的大小 固态C氧化为CO 释放出热量Q1 CO是气体燃料 和O2反应生成CO2 又释放热量Q3 两次释放热量的总和Q1 Q3 等于固态C氧化为气态CO2释放的热量Q2 Q2 Q1 H1 Q1kJ mol H2 Q2kJ mol H2 g Cl2 g 2HCl g 1 2H2 g 1 2Cl2 g HCl g 状态相同 但数量后式仅是前式的一半 释放的热量也应是前式的一半 Q2 Q1 思考4 在同温 同压下 比较下列反应放出热量Q1 Q2的大小 H1 Q1kJ mol H2 Q2kJ mol 1 已知在25 101kpa下1gC8H18 辛烷 燃烧生成CO2和液态H2O时放出48 40kJ热量 表示上述反应的热化学方程式正确的是 A C8H18 1 25 2O2 g 8CO2 g 9H2O g H 48 40kJ mol 1 B C8H18 1 25 2O2 g 8CO2 g 9H2O 1 H 5518kJ mol 1 C C8H18 1 25 2O2 g 8CO2 g 9H2O 1 H 5518kJ mol 1 D C8H18 1 25 2O2 g 8CO2 g 9H2O 1 H 48 40kJ mol 1 B 典型试题 2 在一定条件下 氢气和丙烷燃烧的化学方程式为 2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJ molC3H8 g 5O2 g 3CO2 g 4H2O l H 2220kJ mol5mol氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ 则氢气和甲烷的体积比为 A 1 3 B 3 1 C 1 4 D 1 1 2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJ molC3H8 g 5O2 g 3CO2 g 4H2O l H 2220kJ mol5mol氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ 则氢气和甲烷的体积比为 解 设H2 C3H8的物质的量分别为x y 答 氢气和丙烷的体积比为3 1 x y 5 571 6 2 x 2220y 3847 V H2 V C3H8 n H2 n C3H8 3 75 1 25 3 1 x 3 75mol y 1 25mol 实践活动中和反应反应热的测定 1 定义 在稀溶液中 酸和碱发生中和反应生成1molH2O l 这时的反应热叫做中和热 3 注意 必须是稀溶液 如浓硫酸稀释或NaOH固体溶解时放热 酸和碱反应 标准 生成1molH2O l 放出的热量 三 中和热 2 单位 KJ mol NaOH aq HCl aq NaCl aq H2O l H 57 3KJ molKOH aq HNO3 aq KNO3 aq H2O l H 57 3KJ molBa OH 2 aq 2HCl aq BaCl2 aq 2H2O l H 114 6KJ mol H aq OH aq H2O l H 57 3KJ mol 4 1 强酸 强碱的稀溶液 H aq OH aq H2O l H 57 3kJ mol 3 若反应过程中有其他物质生成 沉淀 难电离物质等 这部分反应热不属于中和热 2 有弱酸 或弱碱 参加中和反应 中和热一般低于57 3kJ mol 因为电离吸热 实验目的测定强酸与强碱反应的反应热 学习重点中和反应反应热的测定原理和方法 实验用品大烧杯 500mL 小烧杯 100mL 温度计 量筒 50mL 两个 泡沫塑料或纸条 泡沫塑料板或硬纸板 中心有两个小孔 环形玻璃搅拌棒 0 50mol L盐酸 0 55mol LNaOH溶液 实验步骤 P4 5并回答问题 中和热的测定 1 大 小烧杯放置时 为何要使两杯口相平 填碎纸条的作用是什么 对此装置 你有何更好的建议 2 温度计上的酸为何要用水冲洗干净 冲洗后的溶液能否倒入小烧杯 为什么 答案 1 两杯口相平 可使盖板把杯口尽量盖严 从而减少热量损失 填碎纸条的作用是为了达到保温隔热 减少实验过程中热量损失的目的 若换用隔热 密封性能更好的装置 如保温杯 会使实验结果更准确 2 因为该温度计还要用来测碱液的温度 若不冲洗 温度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失 故要冲洗干净 冲洗后的溶液不能倒入小烧杯 若倒入 会使总溶液的质量增加 而导致实验结果误差 实验中实验数据怎样处理 怎样计算本实验的中和热 实验原理 Q mc tQ 中和反应放出的热量m 反应混合液的质量c 混合液的比热容常用4 18J g t 反应前后的温度差 议一议 你所测得的数据是否为57 3kJ mol 若不是 分析产生误差的原因 可能的原因有 1 量取溶液的体积有误差 测量结果是按50mL的酸 碱进行计算 若实际量取时 多于50mL或小于50mL都会造成误差 2 温度计的读数有误 3 实验过程中有液体洒在外面 4 混合酸 碱溶液时 动作缓慢 导致实验误差 5 隔热装置不到位 致使实验过程中热量损失而导致误差 6 测了酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的温度 致使热量损失而引起误差 讨论下列问题 1 本实验中若把50mL0 50mol L的盐酸改为50mL0 50mol L醋酸 所测结果是否会有所变化 为什么 2 若改用100mL0 50mol