化学能与热能(反应热)

1、一、反应热一、反应热1 1、定义：、定义：在化学反应过程中放出或吸收的热量符号：H 单位：KJ/molH 0H 0表示吸热反应表示吸热反应2、计算方法：反应物的总能量减去生成物的总能量所得的数值3 3、分类：燃烧热，中和热、分类：燃烧热，中和热燃烧热燃烧热在在101KPa时，时，1mol纯物质完全燃纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热烧生成稳定的化合物时所放出的热量叫做该物质的燃烧热量叫做该物质的燃烧热v有关燃烧热的计算【例1】乙醇的燃烧热H= -1366.8 kJ/ mol，在25、101kPa时，1 kg 乙醇充分燃烧后放出多少热量？ 例例2 在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式

2、在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为：为： 2H2( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( l ) ; H 571.6 kJ/molC3H8( g ) +5O2 ( g ) = 3CO2 ( g ) +4H2O ( l ) ; H 2220 kJ/mol 5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热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则氢气和甲烷的体积比为 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1燃料的充分燃烧燃料的充分燃烧2、燃料充分燃烧的条件是什么？燃料充分燃烧的条件是什么？3、燃料不充分燃烧会造成什么结果？、燃料不充分燃

3、烧会造成什么结果？4、为了使燃料充分燃烧，要通入足够多的、为了使燃料充分燃烧，要通入足够多的空气。是否空气越多越好？空气。是否空气越多越好？5、增大燃料与空气的接触面积，可采取哪增大燃料与空气的接触面积，可采取哪些措施？些措施？6、煤的直接燃烧会对环境造成哪些污染？煤的直接燃烧会对环境造成哪些污染？7、高效、清洁地利用煤炭的重要途径有哪高效、清洁地利用煤炭的重要途径有哪些？些？1、燃烧的条件是什么？燃烧的条件是什么？（1）可燃物的温度达到着火点；）可燃物的温度达到着火点；（2）可燃物要与空气接触。）可燃物要与空气接触。1、可燃物燃烧的条件：、可燃物燃烧的条件：2、充分燃烧的条件、充分燃烧的条件

4、（1）燃烧时要有适当过量的空气；）燃烧时要有适当过量的空气；（2）燃料与空气要有足够大的接）燃料与空气要有足够大的接触面积。触面积。3、燃料不充分燃烧：、燃料不充分燃烧： 会造成燃烧产生的热量减少，会造成燃烧产生的热量减少，浪费资源；还会产生大量的浪费资源；还会产生大量的CO等气等气体及烟尘，污染空气；危害人体健体及烟尘，污染空气；危害人体健康。康。4、足够多的空气并不意味空气越多、足够多的空气并不意味空气越多越好。越好。 因为过量的空气会带走部分能因为过量的空气会带走部分能量，同样会造成浪费。量，同样会造成浪费。 因此要适当控制。因此要适当控制。6、会产生大量的烟尘和、会产生大量的烟尘和SO

5、2造成大气造成大气的污染，形成酸雨。的污染，形成酸雨。酸雨的形成： 工业上大量燃烧含硫燃料，产生SO2、SO2与空气中的烟尘、氧化物等接触生成SO3，SO3与水(H2O)生成硫酸（H2SO4），对土壤、植物造成危害。7、利用途径有：、利用途径有：将焦炭在高温下与水蒸气反应，则得到将焦炭在高温下与水蒸气反应，则得到COCO和和H H2 2C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g) 高温高温盖斯定律及其应用盖斯定律及其应用化学反应不管是一步完成还是分几步完化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。成，其反应热是相同的。即：即：化学反应的反应热，只与反应的始态化学反应的反应

6、热，只与反应的始态(各反应物各反应物)和终态和终态(各生成物各生成物)有关，而与反有关，而与反应具体进行的途径无关。应具体进行的途径无关。应用：应用：间接计算一些无法直接测定的反应热间接计算一些无法直接测定的反应热看下面的图理解盖斯定律v某人从山下A到达山顶B，无论是翻山越岭攀登而上，还是坐缆车直奔山顶，其所处的海拔都高了300mv即山的高度与A、B点的海拔有关，而与由A点到达B点的途径无关v这里的A相当于反应体系的始态，B相当于反应体系的终态.山的高度相当于化学反应的反应热vC（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，

7、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。v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/mol110.5kJ/molv应用盖斯定律的计算应用盖斯定律的计算【例1】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= -285.8 kJ/

8、mol试计算下述反应的反应热：2C(s) + 2H2 (g) + O2 (g) = CH3COOH (l) - 488.3kJ/mol有关反应热的计算【例1】25、101kPa时，使1.0 g钠与足量的氯气反应，生成氯钠晶体并放出17.87 kJ的热量，求生成1 mol氯化钠的反应热。【例例2】298K时，取时，取1molN2和和3molH2放在一个密闭容放在一个密闭容器中发生如下反应器中发生如下反应N2(g)+ 3H2(g) 2NH3(g) ; H= -92.4KJ/mol (1)在该温度下，在催化剂存在时进行反应，测得反应在该温度下，在催化剂存在时进行反应，测得反应热总是小于热总是小于92

9、.4KJ，其原因是，其原因是 ；(2)若测得反应放出的热量为若测得反应放出的热量为69.3KJ，则，则N2的转化率为的转化率为多少？多少？75%411KJ【例例3】：完全燃烧一定量的乙醇，放出的热量为完全燃烧一定量的乙醇，放出的热量为Q，为了完全吸收所生成的，为了完全吸收所生成的CO2，消耗掉，消耗掉8mol/L的的NaOH溶液溶液50mL，则在相同条件下完全燃烧，则在相同条件下完全燃烧1mol的乙醇，放出的热量不可能为（的乙醇，放出的热量不可能为（）A.10QB.510QC. 10Q D. 5Q 【例例4】已知热化学方程式：已知热化学方程式： 2KNO3 (s) = 2KNO2(s) + O

10、2(g) ；H = + Q1 KJ / mol C(s) + O2(g) = CO2(g) ； H = Q2 KJ / mol为提供为提供1molKNO3 分解所需的热量，理论上需要燃烧碳的分解所需的热量，理论上需要燃烧碳的物质的量为物质的量为( ) mol (不考虑损耗不考虑损耗) Q Q1 1/2 Q/2 Q2 2CD1、下列物质加入水中，显著放热的是（ ） A、生石灰 B、固体NaOH C、无水乙醇 D、固体NH4NO32、在相同温度下，下列两个反应放出的热量分别一Q1和Q2表示： （ ） 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)+Q1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)+Q2 A

11、、 Q1 Q2 B、 Q1 Q2 C、 Q1 = Q2 D、无法计算ABB练一练练一练3、电解质电离要吸收热量，分别用40g氢氧化钠和盐酸、醋酸溶液完全反应，放出的热量 （ ）A、相等 B、前者大于后者C、前者小于后者 D、无法判断B4 已知：已知：C(s、金刚石金刚石) + O2(g) = CO2(g) ; H=395.41KJ/molC(s、石石 墨墨) + O2(g) = CO2(g) ; H=393.51KJ/mol回答下列问题：回答下列问题：（1）石墨转化为金刚石的热化学方程式：）石墨转化为金刚石的热化学方程式： ；（2）石墨和金刚石相比较，）石墨和金刚石相比较， 的稳定性更大；的稳

12、定性更大；石墨石墨 5 在同温同压下，下列各组热化学方程式中在同温同压下，下列各组热化学方程式中 Q2 Q1的是的是( ) (A) 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) ； H = Q1 KJ / mol 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) ； H = Q2 KJ / mol (B) S(g) + O2(g) = SO2(g) ； H = Q1 KJ / mol S(s) + O2(g) = SO2(g) ； H = Q2 KJ / mol (C) C(s) + 1/2O2(g) = CO(g) ； H = Q1 KJ / mol C(s) + O2(g) = CO2

13、(g) ； H = Q2 KJ / mol (D) H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) ； H = Q1 KJ / mol 1/2H2(g) + 1/2Cl2(g) = HCl(g) ； H = Q2 KJ / mol A A、C C 中和热中和热 在稀溶液中，酸跟碱发生中和反在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成应生成1mol水所释放的热量叫中和热。室温水所释放的热量叫中和热。室温下中和热约为下中和热约为57.3KJ/mol中和热的中和热的测定测定 装置装置中和热的测定中和热的测定实验步骤：实验步骤：1.1.在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入

14、的小烧杯杯口使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料。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（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。下图所示。2.用一个量筒最取用一个量筒最取20 mL 0.10 mol/L盐酸，倒入小烧杯中，盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。然后把温度计上的然后把温度计上的酸用水冲洗干净酸用

15、水冲洗干净。3.用另一个量筒量取用另一个量筒量取20 mL 0.15 mol/L NaOH溶液，并用温度溶液，并用温度计测量计测量NaOH溶液的温度，记入下表。溶液的温度，记入下表。4.4.把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量把量筒中的筒中的NaOHNaOH溶液一次倒入小烧杯（注意不要洒到外面）溶液一次倒入小烧杯（注意不要洒到外面）。用。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记为终止温度，记入下表。温度，记为终止温度，记入下表。5.重复实验两次，取测量所得数据的

16、平均值作为计重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。算依据。 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？答案：答案：. .两杯口相平，可使盖板把杯口尽量盖严，从而两杯口相平，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。性能更好的装置（如保温杯）会使实验结果更准确。温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗后的溶液能温度计上的酸为何

17、要用水冲洗干净？冲洗后的溶液能否倒入小烧杯？为什么？否倒入小烧杯？为什么？ 因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗，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，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，而导致实验结果误倒入，会使总溶液的质量增加，而导致实验结果误差。差。.酸、碱混合时，为何要把量筒中的酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOHNaOH溶液一次倒溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？入小烧杯而不能缓缓倒入？.因为本实验的关键

18、是测反应的反应热，若动作因为本实验的关键是测反应的反应热，若动作迟缓，将会使热量损失而使误差增大。迟缓，将会使热量损失而使误差增大。实验中所用实验中所用HClHCl和和NaOHNaOH的物质的量比为何不的物质的量比为何不是是1111而是而是NaOHNaOH过量？若用过量？若用HClHCl过量行吗？过量行吗？为了保证为了保证0.50 mol/L的盐酸完全被的盐酸完全被NaOH中和，中和，采用采用0.55 mol/L NaOH溶液，使碱稍稍过量。若使溶液，使碱稍稍过量。若使盐酸过量，亦可。盐酸过量，亦可。练习50 mL 0.50 mol/L盐酸与盐酸与50 mL 0.55 mol/LNaOH溶液在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：计算中和热。回答下列问题：（1）从实验装置上看，图中尚缺少