化学反应的热效应ppt课件

化学反应中的热效应 一 反应热和焓变 1 反应热 符号 H 单位 kJ mol 1 在恒温 恒压的条件下 化学反应过程中所吸收或释放的热量称为反应的焓变 化学反应过程中 所放出或吸收的热量叫做化学反应的反应热 2 焓变 当 H为 H 0 时 为放热反应 当 H为 H 0 时 为吸热反应 规定 要记住哦 3 常见的放热反应和吸热反应 常见的放热反应 活泼金属与水或酸的反应 如2Al 6HCl AlCl3 3H2 酸碱中和反应 如2KOH H2SO4 K2SO4 2H2O 燃烧反应 如C CO C2H5OH等的燃烧 多数化合反应 如CaO H2O Ca OH 2 SO3 H2O H2SO4 常见的吸热反应 2NH4Cl s Ba OH 2 8H2O s BaCl2 2NH3 10H2O C s H2O g CO H2 CO2 C2CO 2NH4Cl s Ba OH 2 8H2O s BaCl2 2NH3 10H2O 盐类的水解 工业生产水煤气 2 下列变化中 属于吸热反应的是 A 氮气与氢气合成氨B 酸碱中和C 二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫D 焦炭与高温水蒸气反应 D 请你接招 1 下列变化中 属于放热反应的是 A Ba OH 2 8H2O与NH4Cl的反应B 点燃的镁条在二氧化碳中继续燃烧C 灼热的碳与二氧化碳的反应D 碱式碳酸铜的受热分解 B 为什么有的反应会放出热量有的需要吸收热量呢 宏观上决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小 问题探究一 吸热反应 生成物 反应物 能量 反应过程中能量变化曲线图 生成物 反应物 能量 放热反应 H 生成物总能量 反应物总能量 H 0或 H为 H 0或 H为 H 0 H 0 反应物的能量之和Q反 生成物的能量之和Q生 1 若Q反 Q生 2 若Q反 Q生 放热反应 吸热反应 规律总结 H 0或 H为 H 0或 H为 H Q生 Q反 问题探究二 从本质上 微观 分析化学反应为什么伴随能量的变化 化学反应的本质是什么 化学键的断裂和形成 旧键断裂需要能量 新键形成会能量 放出 吸收 结论 一个化学反应是放热还是吸热 取决于所有旧键断裂吸收的总能量与所有形成新键形成放出的总能量的相对大小 1molH2分子中的化学键断裂时需吸收436 4kJ的能量 1molCl2分子中的化学键断裂时需吸收242 7kJ的能量 2molHCl分子中的化学键形成时要释放431 8kJ mol 2 863 6kJ的能量 共放出863 6 679 1 184 5kJ 共吸热242 7 436 4 679 1kJ 反应物的键能之和E反 生成物的键能之和E生 2 若E反 E生 1 若E反 E生 放热反应 吸热反应 规律总结 H 0或 H为 H 0或 H为 H E反 E生 归纳小结 化学反应中为什么会有能量的变化 宏观 反应物和生成物所具有的能量不同 微观 旧的化学键断裂时所吸收的能量与新的化学键形成时所放出的能量不同 H Q生 Q反 H E反 E生 下列变化中 属于吸热反应的是 A 反应物的总能量大于生成物的总能量的反应B 酸碱中和C 反应物总键能小于生成物总键能D H 0的反应 D 请你接招 二 热化学方程式 1 概念 能够表示反应热 焓变 的化学方程式叫做热化学方程式 2 书写热化学方程式应注意以下几点 要注明温度和压强 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 反应物和生成物要注明聚集状态 H2 g O2 g H2O l H 285 8KJ mol H2 g O2 g H2O g H 241 8KJ mol H2O l H2O g H 44KJ mol 气态 g 液态 l 固态 s 溶液 aq 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 因此可以是整数也可以分数 H2 g Cl2 g 2HCl g H 184 6KJ mol H2 g Cl2 g HCl g H 92 3KJ mol 反应热与参加反应的物质的物质的量有关 同一化学反应中 热化学方程式中物质的化学计量数不同 H的数值也不同 化学计量数与 H的数值成正比 H2 g 1 2O2 g H2O g H 241 8kJ mol 2H2 g O2 g 2H2O g H 483 6kJ mol H的表示 热化学方程式中的 H的 与 一定要注明 代表吸热 代表放热 可逆反应中的 H数值是指该反应完全进行时的数值 热化学反应方程式中都用 不用标反应条件 无论热化学方程式中化学计量数为多少 H的单位总是KJ mol 与 始终不变 但 H的数值与反应式中的系数成比例 当化学反应逆向进行时 数值不变 符号相反 3 书写步骤 1 写出化学方程式 2 注明反应物和生成物的状态 3 标明焓变 H 注意 和单位 kJ mol 4 要注明反应的温度和压强 中学一般不注明 为一个大气压 101kPa 250C 298K H2 g I2 g 2HI g H 14 9kJ mol 4 热化学方程式表示的意义 表示什么物质参加反应 结果生成什么物质 反应物和生成物之间的质量比 物质的量比 反应物完全变成生成物后所放出或吸收的热量 质 量 能 H2 g O2 g H2O g H 241 8KJ mol 已知 H2 g F2 g 2HF g H 270kJ mol 下列说法正确的是A 2L氟化氢气体分解成1L氢气与1L氟气放出270kJ热量B 1mol氢气与1mol氟气反应生成2mol液态氟化氢放出热量小于270kJC 在相同条件下 1mol氢气与1mol氟气的能量总和大于2mol氟化氢气体的能量D 1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢气体分子放出270kJ热量 C 已知键能 N N946KJ mol H H436KJ mol H N391KJ mol 写出合成氨反应的热化学方程式 氢气在氯气燃烧生成1摩氯化氢气体 放出92 3kJ的热量 1 写出下列反应的热化学方程式 25 101kPa时 氢氧化钠溶液与硫酸溶液反应生成2摩液态水 放出114 6KJ的热量 1摩石墨转化为金刚石固体需吸收1 5KJ的热量 高考怎么考 有下列常见题型 A 2C2H2 g 5O2 g 4CO2 g 2H2O l H 4bkJ molB C2H2 g 5 2O2 g 2CO2 g H2O l H 2bkJ molC 2C2H2 g 5O2 g 4CO2 g 2H2O l H 2bkJ molD 2C2H2 g 5O2 g 4CO2 g 2H2O l H bkJ mol 例1 已知充分燃烧ag乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水 并放出热量bkJ 则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是 A 2 正误判断 现场练兵 已知在25 101kPa下 1gC8H18 辛烷 燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48 40kJ热量 表示上述反应的热化学方程式正确的是 A C8H18 l 25 2O2 g 8CO2 g 9H2O g H 5518kJ mol 1B C8H18 l 25 2O2 g 8CO2 g 9H2O l H 5518kJ mol 1C C8H18 l 25 2O2 g 8CO2 g 9H2O l H 5518kJ mol 1D C8H18 l 25 2O2 g 8CO2 g 9H2O l H 48 40kJ mol 1 B 3 有关热化学方程式的计算 例2在一定条件下 CO和CH4燃烧的热化学方程式分别为 2CO g O2 g 2CO2 g H 566KJ molCH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l H 890KJ mol由1摩CO和3摩CH4组成的混和气在上述条件下完全燃烧时 释放的热量为 A 2912KJB 2953KJC 3236KJD 3867KJ B 2 化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程 化学键的键能是形成 或拆开 1mol化学键时释放 或吸收 出的能量 已知白磷和P4O6的分子结构如图所示 现提供以下化学键的键能 kJ mol 1 P P 198P O 360O O 498则反应P4 白磷 3O2 P4O6的反应热 H为 A 1638kJ mol 1B 1638kJ mol 1C 126kJ mol 1D 126kJ mol 1 A 例1 下列各组热化学方程式中 化学反应的 H前者大于后者的是 C s O2 g CO2 g H1C s O2 g CO g H2 S s O2 g SO2 g H3S g O2 g SO2 g H4 H2 g O2 g H2O l H52H2 g O2 g 2H2O l H6 CaCO3 s CaO s CO2 g H7CaO s H2O l Ca OH 2 s H8A B C D c 4 反应热大小的比较 H为正值时 数值越大 H越大 H为负值时 数值越大 H越小 三 燃烧热和中和热 1 燃烧热 在250C时 101KPa时 1mol的纯物质完全燃烧生成稳定的物质时放出的热量 温馨提示 书写燃烧热的热化学方程式时 一般以燃烧1mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数 完全燃烧的产物是稳定的物质 Q放 n 可燃物 燃烧热 燃烧热与可燃物的物质的量无关 C CO2H2 H2O l NH3 N2 H2 g 1 2O2 g H2O g H1 241 8kJ mol 2H2 g O2 g 2H2O l H2 571 6kJ mol 2 已知 请问 氢气的燃烧热是多少 285 8kJ mol 1 C S 1 2O2 g CO g H 195 4kJ mol 请问 碳的燃烧热为195 4kJ mol吗 不是 请你接招 2 中和热 在稀溶液中 酸与碱发生中和反应生成1molH2O时的反应热 温馨提示 对于稀溶液中强酸与强碱的反应 其中和热基本上是相等的 都约是57 3KJ mol要记住哦 对于强酸与弱碱 弱酸与强碱 弱酸与弱碱的稀溶液反应 H aq OH aq H2O l H 57 3KJ mol 因为弱电解质的电离是吸热过程 其中和热一般低于57 3KJ mol 中和热与酸碱的物质的量无关 书写中和热的热化学方程式时 一般以1molH2O为标准来配平其余物质的化学计量数 下列关于热化学反应的描述中正确的是A HCl和NaOH反应的中和热为57 3kJ mol 1 则H2SO4和Ca OH 2反应的中和热2 57 3kJ mol 1B CO g 的燃烧热是283 0kJ mol 1 则2CO2 g 2CO g O2 g 反应的 H 2 283 0kJ mol 1C 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应D 1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷燃烧热 B D 例2 强酸和强碱在稀溶液中的中和热可表示为 H aq OH aq H2O l H 57 3kJ mol 1 又知在溶液中反应有 CH3COOH aq NaOH aq CH3COONa aq H2O l H1 Q1kJ mol 11 2H2SO4 浓 NaOH aq 1 2Na2SO4 aq H2O l H2 Q2kJ mol 1HNO3 aq KOH aq KNO3 aq H2O l H3 Q3kJ mol 1则Q1 Q2 Q3的关系正确的是A Q1 Q2 Q3B Q2 Q1 Q3C Q2 Q3 Q1D Q2 Q3 Q1 C H2 H3 H1 如何求算一个体系放出的热量呢 Q C T2 T1 C0m T2 T1 T 温度C 热容 当物质吸收热量温度升高时 温度每升高10C所吸收的热量 称为该物质的热容 单位为J 0C 1C0 比热容 单位质量物质的热容 单位为J g 1 0C 1m 反应体系中物质的总质量实验的关键 准确测量质量与温度要保温隔热 防止热量的散失 四 反应热的测量与计算 简易量热计示意图 1 仪器 2 药品 量热计 温度计 环形玻璃搅拌棒 量筒 50ml 两只 0 50mol L的盐酸0 55mol L的NaOH溶液 活动与探究 测定中和热课本P6 例题 50mL0 50mol L盐酸与50mL0 55mol LNaOH溶液在图示的装置中进行中和反应 通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热 回答下列问题 1 从实验装置上看 图中尚缺少的一种玻璃用品是 装置上有何要改进 2 烧杯间填满碎纸条的作用是 3 大烧杯上如不盖硬纸板 求得的中和热数值 填 偏大 偏小 无影响 4 实验中改用60mL0 50mol L盐酸跟50mL0 55mol LNaOH溶液进行反应 与上述实验相比 所放出的热量 填 相等 不相等 所求中和热 填 相等 不相等 简述理由 5 用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验 测得的中和热的数值会 用50mL0 50mol LNaOH溶液进行上述实验 测得的中和热的数值会 均填 偏大 偏小 无影响 环形玻璃搅拌棒 保温隔热 减少实验过程中的热量损失 偏小 不等 相等 因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1molH2O所放出的能量 与酸碱的用量无关 偏小 偏小 大小烧杯口应相平 五 盖斯定律 重要哦 内容 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 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 应用盖斯定律的计算焓变 例1 C s O2 g CO g 因为C燃烧时不可能完全生成CO 总有一部分CO2生成 因此这个反应的 H无法直接测得 请同学们自己根据盖斯定律设计一个方案计算该反应的 H 已知 C s O2 g CO2 g H1 393 5kJ mol CO g O2 g CO2 g H2 283 0kJ mol C s O2 g CO g H 110 5kJ mol 例2 已知下列反应的反应热为 CH3COOH l 2O2 g 2CO2 g 2H2O l H1 870 3kJ mol C s O2 g CO2 g H2 393 5kJ mol H2 g O2 g H2O l H3 285 8kJ mol试计算下述反应的反应热 2C s 2H2 g O2 g CH3COOH l H 488 3kJ mol 1 已知 N2 g 2O2 g 2NO2 g H1 68kJ mol N2H4 l O2 g N2 g 2H2O l H2 622kJ mol火箭发射时用肼N2H4 l 作燃料 NO2作氧化剂 反应生成N2 g 和H2O l 写出该反应的热化学方程式 N2H4 l NO2 g 3 2N2 g 2H2O l H 622kJ mol 68kJ mol 2 656kJ mol 2 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 C s O2 g CO2 g H1 393 5kJ mol H2 g O2 g H2O g H2 242 0kJ mol CO g O2 g CO2 g H3 283 0kJ mol写出制取水煤气的热化学方程式 C s H2O g CO g H2 g H 131 5kJ mol 例3 已知H2 g C2H4 g 和C2H5OH 1 的燃烧热分别是 285 8kJ mol 1 1411 0kJ mol 1和 1366 8kJmol 1 则由C2H4 g 和H2O l 反应生成C2H5OH l 的 H为A 44 2kJ mol 1B 44 2k