1化学反应的热效应

第1节化学反应的热效应，第1、化学反应的反应热1 .吸热反应和发热反应2 .反应热及其测定，第2、化学反应的焓变化1 .焓和反应焓变化2 .热化学方程式书，第3、反应焓变化的计算1 .高斯法则2 .焓变化计算例，第1章化学反应和能量化学反应的研究，物质变化，能量变化，物理变化，化学变化，四个基本反应氧化还原反应，可逆反应，发热反应吸热反应，机械能，热能，光能，一，化学反应的反应热(一)吸热反应和发热反应，一.发热反应和吸热反应的比较，二.图像显示：一，化学反应的反应热例如，2Al 6HCl=2AlCl3 3H2酸碱中和反应。 例如2KOH H2SO4=K2SO4 2H2O燃烧反应. c、CO、C2H5OH等燃烧多种化合反应。 例如，Na2O H2O=2NaOH、SO3 H2O=H2SO4、常见的吸热反应，如： CaCO3Cao co 2NH4cl (s ) ba (oh ) 28h2o (s )=bacl2NH310h2oc (s ) h2o (g ) co2c2co、1 .反应化学反应反应热(二)化学反应的反应热及其测定，(一)反应热的含义：描述化学反应放出或吸收热的物理量，(二)反应热的定义3360，在一定温度下进行化学反应时，放出或吸收反应的热量，(三)反应热的符号：q .吸热反应q为正的发热反应q为负值(4)反应热单位：kJmol-1 .2 .反应热数据的实验测定、(1)设备：热量计、(2)步骤(测定HCl NaOH=NaCl H2O中和反应的反应热的例子) :向矢量热量计中加入一定量的盐酸， 用温度计测定初始温度T1向矢量热计中稍微过剩地加入NaOH溶液，使其充分反应，记录系统最高温度(4)根据反应热计算式Q=-C(T2-T1)计算反应热，(使用KOH代替NaOH，使用HNO3代替HCl，在对应物质的量相同的情况下测定反应热相同，(:相对于强酸和强碱在溶液中产生中和反应实质上为H OH-=H2O，因此在h和OH-的物质的量相同的情况下，如果反应温度相同，则反应热不相同， 例1以下说法是正确的，() a .需要加热的反应是吸热反应b .发热反应在常温下必定容易发生.反应是发热还是吸热是在反应物和生成物具有的总能量的相对大小d .吸热反应大的条件下也可能发生，CD， 例2 例2以下反应为发热反应的是() A.Al HCl (稀有) B.Ba(OH)28H2O NH4Cl(s)C.KClO3热分解D.CaO H2O，AD，例1 例30.5mol/l盐酸50ml和0.55mol/lnaoh溶液50ml在图示的装置中进行中和反应(2)在烧杯间填塞纸片作用是： (3)如果不在大烧杯上复盖瓦楞纸，则求出中和反应的反应热的数值(填埋的大、小或无影响 ) (4)NaOH溶液的浓度比HCl溶液的浓度大原因是环状玻璃搅拌棒，减少实验中的热损失，小，盐酸被完全中和，散热快，二是化学反应的焓(一)焓和焓的定义，一是焓：物质所具有的能量称为焓(h表示)。 注意：焓是物理量焓是物质固有的性质，与密度相似。 2 .焓变化：反应产物的总焓和反应物的总焓之差称为反应焓变化。 3 .焓变化与吸热反应、发热反应的关系：吸热反应：H0，即生成物的焓(生成物具有的总能量)比反应物的焓(生成物具有的总能量)大，生成生成物时需要吸收能量。 发热反应：H0，即生成物的焓(生成物具有的总能量)比反应物的焓(生成物具有的总能量)小，从反应物生成生成物时释放能量。4 .等压反应热与焓变化的关系：对于等压条件下的化学反应，如果只存在化学能与热能的相互转换，则该反应的反应热等于焓变化，表示为Qp=H。 (1)符号：H(2)单元： KJmol-1(3)式：H=H (反应物)-h (反应物)，h为-”(H0)时吸热反应，二、化学反应的焓变化(二)热化学方程式，1 .热化学方程式的定义：表示反应热的化学方程式称为热化学方程式。 2、热化学方程式的意思：不仅表示反应中的物质变化，还表示反应中的能量变化。 3 .编写热化学方程式应注意的问题： (1)明确反应物和生成物的凝聚状态。 (一般不写反应条件，不写或。 (2)注明反应的温度和压力。 如果未标明，则显示为101KPa和25。 (3)方程式的计量数不是分子数，而是表示物质的量，可以是整数也可以是分数。 同一物质的化学反应，当化学计量数变化时，H也以同一倍数变化。 (4)热化学方程式表示反应放出或吸收热量的数值和单位，； ”并用的化学方程式从H中分离出来。 发热反应时为“”，吸热反应时为“ ”，单位为J/mol或kJ/mol。 例如c (石墨) O2(g)=CO2(g) H=-393.5kJ/mol，例如h2(g ) cl2(g )=2HCl (g )h=-184.6 kj/mol，1/2 h2(g )1/2c l2(g )=HCl (g )h=-92.3 kj/mol，说明：气体为g， 固体用l表示s液体的溶液用aq表示，例如已知298K时，由于氢和氮的反应产生氨气的发热46.2kJ，将下一个化学方程式写成热化学方程式，8 .下一个热化学方程式正确写成() A.2SO2 O2=2SO3； h=-196.6 kj mol-1b.H2 (g )1/2O2 (g )=H2O (l ) h=-285.8 kj mol-1c.2 H2 (g ) O2 (g )=2h2o (l )； h=-571.6 kjd.c (s ) O2 (g )=CO2(g ) h=393.5 kj mol-1，例5下一反应的热化学方程式(1)1molC2H5OH(l )完全燃烧，CO2 (g )和H2O(l )放出1366.8kJ的热。 (2)2molC2H2(g )在O2(g )中完全燃烧生成CO2(g )和H2O(l )，放出259.8kJ的热量。 (3)1molC (石墨)与适量的H2O(g )反应生成CO(g )和H2(g )，吸收131.3kJ的热量。 另外，c2h5oh (l )3o2(g )=2co2(g )3h2o (l )h (298 k )=-1366.8 kj mol-1，2 ch2(g )5o2(g )=4co2(g )2h2o (l )； H(298K)=-259.8kJmol-1，C(s，石墨) H2O(g)=CO(g) H2(g )； H(298K)=131.3kJmol-1、1.(1)氢和氧的反应产生水蒸气，使241.8kJ发热，写出该反应的热化学方程式. 已知甲烷0.5mol和水蒸气0.5mol在t、pkPa下完全反应生成一氧化碳和氢，吸收akJ的热量。 该反应的热化学方程式在_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _2. 13 GC2h2(g )完全燃烧而生成CO2和H2O(l )时，放出650kJ的热量，该反应的热化学方程式在_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _，总结：1.必须注明各物质的状态2.h的单位3 .热化学方程中的系数是指各物质的物质量，h的数值必须与系数一致。三、盖斯定律和反应焓的计算，盖斯定律：对于一个化学反应，无论一步完成还是几步完成，其反应焓都相同。 例如，H=H1 H2或H1=H-H2，说明： (1)气体定律根据化学反应的反应热仅关系到反应的初期(各反应物)和最终(各生成物)，(2)与反应的进行的具体途径无关的气体定律，可以直接加减热化学方程式， 焓数值可以相应地加减，(3)利用盖斯定律，可以间接地计算无法直接测定的反应的焓，(例如利用298K的下述反应焓的实验数据，计算该温度下的C(s) 1/2O2(g)=CO(g )的焓h1=-1 ) moco (g )1/2o2=co2(g )h2=-283.0 kj/mol、h3=h1-h2=-393.5 kj/mol 283.0 kj/mol=-110.5 kj/mol、【例7】金刚石和石墨分别在氧中完全燃烧的热化学方程式为c (金刚石、s H=-395.41kJmol-1，c (石墨，s) O2(g)=CO2(g )； 在H=-393.51kJmol-1中，金刚石变成石墨时的热化学方程式是： _ _ _ _ _ _ _因此，更稳定的碳同素异形体是： _ _ _ _ _ _ _ _。 金刚石和石墨的混合晶体合计1mol在O2下完全燃烧，发热量为QkJ时，金刚石和石墨的物质量之比为_ _ _ _ _ _ _ _ (用包含q的代数式表示)。 构思分析为了从盖兹定律得到金刚石和石墨的转化关系，减去两个热化学方程式，c (金刚石，s)-C (石墨，s)=0。 h3=h1-h2=-395.41 kj mol-1393.51 kj mol-1=-1.90 kj mol-1。 即，c (金刚石，s)=C (石墨，s)H=-1.90kJmol-1 . 金刚石变成石墨释放热，表明石墨的能量更低，比金刚石更稳定。 在十字交叉法中，c (金刚石，s)=C (石墨，s )； H=-1.90kJmol-1。石墨、【例8】卫星发射时以肼(N2H4)为燃料，以二氧化氮为氧化剂，这两种物质发生反应生成氮和水蒸气。 N2(g) 2O2(g)=2NO2(g )； h1=67.7 kj mol-1n2h4(g ) o2(g )=n2(g )2h2o (g )； H2=-534kJmol-1肼与二氧化氮完全反应时，如果计算所释放的热量， 解析：从问题意义出发，根据n2(g )2o2(g )=2no2(g )h1=67.7 kj mol-1n2h4(g ) o2(g )=n2(g )2h2o (g )h2=-534 kj mol-1盖兹定律，从反应物中除去o2，得到n2h4和no2的反应. 2-得到：2n2h4(g )-n2(g )=2n2(g )4h2o (g )-2 no2(g )； h=2h2-h1整理成2 n2h4(g )2no2(g )=3n2(g )4h2o (g )h=2h2-h1=534 kj mol-12-67.7 kj mol-1=-1135.7 kj mol-1 . 1molN2H4反应释放的热量为567.85kJ。 答案： 567.852 n2h4(g )2no2(g )=3n2(g )4h2o (g )h=-1135.7 kj mol-1，567.852，2 n2h4(g )2no2(g )=3n2(g )4h2o (g )； H=-1135.7kJmol-1，【例2H2(g) O2(g)=2H2O(l )； h=-571.6 kj mol-1 c3h8(g )5o2(g )=3co2(g )4h2o (l )h=-2220 kj mol-1根据上述两个热化学方程式，(1)H2的燃烧热量(指1mol完全燃烧而产生稳定化合物的热量)为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。 C3H8的燃烧热是由_ _ (2)1mol h 2和2molC3H8组成的混合气体完全燃烧放出的热量是_ _ _ _ _ _ _ _。 (3)现有H2和C3H8的混合气体合计为5mol，如果在完全燃烧时发热3847kJ，则混合气体中的H2和C3H8的体积比为_。 分析： (1)根据给出的热化学方程，H2的燃烧热为571.6kJmol-12=285.8kJmol-1，C3H8的燃烧热为2220kJmol-1。 (2)q放出=n (可燃物)h，由1molH2和2molC3H8构成的混合气体完全燃烧放出的热量为285.8 kj mol-11 mol-2220 kj mol-12 mol=4725.8 kj。 (3)若将混合气体H2物质的量设为x，则C3H8的物质的量为5mol-x，因此为285.8 kj mol 1x (5molx ) 2220 kj mol1=3847 kj，解方程式为x=3.75mol，成为5mol-x=1.25mol。 v (H2 ):v (C3 h8 )=3.75摩尔： 1.25摩尔=3: 1。(1) 285.8 kj mol-12220 kj mol-1 (2) 4725.8 kj (3)3: 1，285.8 kj mol-1，2220 kj mol-1，4725.8 kj，3:1，【例10】已知以下热化学方程式： (1) fe2o3(s ) 3co (g )=2fe (s ) h=-25kj mol-1 (2) 3fe2o3(s ) co (g )=2fe3o4(s ) CO2 (g )； h=-47kj mol-1 (3) Fe3o4(s ) co (g )=3FeO (s ) co2(g )； H=19kJmol-1表示FeO(s )由CO还原为Fe和CO2的热化学方程式： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _，F