LLQ苏教版高中化学选修四1.1《化学反应中的热效应》参考课件 (共31张PPT)

1、专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化第一单元第一单元 化学反应中的热效应化学反应中的热效应庆典时的烟火庆典时的烟火钢铁的炼制钢铁的炼制火苗火苗【复习回顾复习回顾】： 化学反应过程中既有物质变化，同时又总是伴化学反应过程中既有物质变化，同时又总是伴随着能量的变化随着能量的变化. .在我们以前所学的化学反应中在我们以前所学的化学反应中有哪些是放热反应？有哪些是吸热反应？有哪些是放热反应？有哪些是吸热反应？活泼金属与水或酸的反应、酸碱中活泼金属与水或酸的反应、酸碱中和反应、燃烧反应、多数化合反应和反应、燃烧反应、多数化合反应. .吸热反应：吸热反应：放热反应：放热反应：多数的分解反应、氯

2、化铵固体与氢多数的分解反应、氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应、水煤气的生成氧化钡晶体的反应、水煤气的生成反应、炭与二氧化碳生成一氧化碳反应、炭与二氧化碳生成一氧化碳. .常见的放热反应(1)活泼金属与水或酸的反应。 如2Al+6HCl2AlCl3+3H2(2)酸碱中和反应。如2KOH+H2SO4K2SO4+2H2O (3)燃烧反应。如C、CO、C2H5OH等到的燃烧(4)多数化合反应。如Na2O+H2O 2NaOH，SO3+H2O=H2SO4 (5)铝热反应常见的吸热反应多数分解反应，如CaCO3 CaO+CO22NH4Cl（s）+Ba(OH)28H2O （s）= BaCl2+2NH3 +10H

3、2OC(s)+H2O(g) CO+H2CO2+C 2CO高温高温高温一、反应热和焓变一、反应热和焓变. .1. 1.反应热：反应热： 化学反应过程中所吸收或放出吸收或放出的热量.2. 2.焓变：焓变： 在恒温、恒压恒温、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.符号：符号：H单位：单位：kJ/mol规定规定：当H为“”（ H0）时，为吸热反应.【交流与讨论交流与讨论】：化学反应中为什么会有能量的变化？化学反应中为什么会有能量的变化？宏观宏观： 反应物和生成物所具有的能量不同.微观微观： 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.放热反应：放热反应：吸热

4、反应：吸热反应：HH0 0或或 HH为为“”HH0 0 或或HH为为“”放热放热反应物反应物生成物生成物能量能量反应过程反应过程H H0 0HH生成物能量反应物能量生成物能量反应物能量吸热吸热反应物反应物生成物生成物能量能量反应过程反应过程H H0 0HH反应物总键能生成物总键能反应物总键能生成物总键能从键能角度看：从键能角度看：HH436kJ/mol436kJ/mol243kJ/mol243kJ/mol 431kJ/mol431kJ/mol2 2183kJ/mol183kJ/mol从断从断键和键和成键成键角度角度分析分析反应物分子反应物分子断键断键时时吸收吸收的能量的能量反应物分子反应物分子

5、断键断键时时吸收吸收的能量的能量生成物分子生成物分子成键成键时时释放释放的能量的能量生成物分子生成物分子成键成键时时释放释放的能量的能量放热反应放热反应吸热反应吸热反应【交流与讨论交流与讨论】：二、热化学方程式二、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. 观察以上热化学方程式，分析其与普通的化学方程观察以上热化学方程式，分析其与普通的化学方程式有何不同？式有何不同？H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) = -184.6 kJ/molHCH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) = -890.3 kJ/molHNaOH(aq)+HCl(aq)=Na

6、Cl(aq)+H2O(l) = -57.3 kJ/molHH H2 2(g)+I(g)+I2 2(g)=2HI(g) (g)=2HI(g) H=H=14.9kJ/mol14.9kJ/mol 1. 1.热化学方程式包含物质变化和能量变化两个部分，热化学方程式包含物质变化和能量变化两个部分，二者缺一不可二者缺一不可. . 普通化学方程式只包含物质变化一个部分普通化学方程式只包含物质变化一个部分. .物质变化物质变化能量变化能量变化H H2 2(g)+I(g)+I2 2(g)=2HI(g) (g)=2HI(g) H=H=14.9kJ/mol14.9kJ/mol200200101kPa101kPa 2

7、. 2.热化学方程式需注明反应时的温度和压强热化学方程式需注明反应时的温度和压强. .对于对于 2525、 101kPa101kPa时进行的反应可不注明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普通化学方程式不需注明温度和压强. .H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g) O(g) H=H=241.8kJ/mol241.8kJ/mol1 12 23.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.H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g) O(g) H=H=241.8kJ/mol241.

8、8kJ/mol1 12 2H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l) O(l) H=H=285.8kJ/mol285.8kJ/mol1 12 2H H2 2O(g)=HO(g)=H2 2O(l)O(l)H H2 2O(l)=HO(l)=H2 2O(g)O(g)H=H=44kJ/mol44kJ/molH=H=44kJ/mol44kJ/mol4. 4.热化学方程式中化学计量数表示参加反应的各物质的热化学方程式中化学计量数表示参加反应的各物质的物质的量，可为整数或分数物质的量，可为整数或分数. . 普通化学方程式中化学计量数表示原子、分子数目，普通化学方程式中化学计

9、量数表示原子、分子数目，只能为整数，不能为分数只能为整数，不能为分数. .H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g) O(g) H=H=241.8kJ/mol241.8kJ/mol1 12 2H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l) O(l) H=H=285.8kJ/mol285.8kJ/mol1 12 2书写热化学方程式的注意点：书写热化学方程式的注意点：H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g) O(g) H=H=241.8kJ/mol241.8kJ/mol1 12 22H2H2 2(g

10、)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(g) O(g) H=H=483.6kJ/mol483.6kJ/mol1、需注明反应的温度和压强 (如不注明条件即指: 25 1.01105Pa)2、物质后需标聚集状态(s、l、g、aq)3、化学方程的右边必须写上H(H：吸热用“+”，放热用：“”，单位是kJ/mol)4、化学计量数只表示物质的量(化学计量数和反应热的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数即化学计量数与H成正比 。若反应逆向进行，则H改变符号，但绝对值不变。)知识点1知识点2知识点3知识点4放热反应与吸热反应的比较【例题1】 下列说法正确的是下列说法正确的是()需要加热方能发生的

11、反应一定是吸热反应需要加热方能发生的反应一定是吸热反应放热反应在常放热反应在常温下一定很容易发生温下一定很容易发生反应是吸热还是放热必须看反应物和生反应是吸热还是放热必须看反应物和生成物所具有总能量的大小成物所具有总能量的大小 吸热反应在一定条件下也能发生吸热反应在一定条件下也能发生A.B. C.D.解析反应是吸热还是放热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量反应是吸热还是放热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。放热反应和吸热反应在一定条件下都能发生。反应开始需的相对大小。放热反应和吸热反应在一定条件下都能发生。反应开始需加热的反应可能是吸热反应加热的反应可能是吸热反应,也可能是

12、放热反应。例如也可能是放热反应。例如C+O2 CO2的反应为放热反应的反应为放热反应,但反应开始也需要加热但反应开始也需要加热,即需要向反应体系先提即需要向反应体系先提供一定的能量。供一定的能量。答案D化学反应是吸热反应还是放热反应与反应条件无关化学反应是吸热反应还是放热反应与反应条件无关,吸热反吸热反应不一定需要加热应不一定需要加热,而放热反应也可能需要加热而放热反应也可能需要加热,化学反应是吸热反化学反应是吸热反应还是放热反应主要由反应物和生成物的总能量的相对大小来决定。应还是放热反应主要由反应物和生成物的总能量的相对大小来决定。知识点1知识点2知识点3知识点4【针对训练1】 下列说法正确

13、的是下列说法正确的是()A.放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率B.当反应放热时当反应放热时H0,反应吸热时反应吸热时H0B.H0C.H=0D.无法判断解析反应的焓变H=E(生成物)-E(反应物),由E(生成物)E(反应物)可知H0。答案B知识点1知识点2知识点3知识点4焓变(H)与键能的关系【例题3】 根据键能数据估算CH4(g)+4F2(g) CF4(g)+4HF(g)的反应热H为()A.-1 940 kJmol-1B.+1 940 kJmol-1C.-485 kJmol-1D.+485 kJmol-1A 【针对训练针对训练3】已知HH键

14、的键能为436 kJ/mol，NH键的键能为391 kJ/mol，根据化学方程式：N2(g)3H2(g) 2NH3(g) H92.4 kJ/mol，则NN键的键能是（ ） A、431 kJ/mol B、946 kJ/mol C、649 kJ/mol D、896 kJ/molB知识点1知识点2知识点3知识点4解析A项,没有标出反应物和生成物的状态,错误;B项,N2和O2不能一步反应生成NO2,错误;C项,C与O2反应生成CO2属于放热反应,H应为“-”,错误。答案D知识点1知识点2知识点3知识点4【针对训练4】 (2015年10月浙江选考)已知1 mol CH4气体完全燃烧生成气态CO2和液态H

15、2O,放出890.3 kJ热量,则表示该反应的热化学方程式正确的是()解析物质的状态标正确,并且放热时H为“-”。答案B三、中和反应反应热的测量三、中和反应反应热的测量. .1. 1.实验原理和步骤实验原理和步骤. .(1).中和热的定义：中和热的定义： 在在稀溶液稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成中，酸跟碱发生中和反应而生成1molH1molH2 20 0，这时的反应热叫做中和热这时的反应热叫做中和热. .(3).实验步骤：实验步骤： 用量筒量取用量筒量取50mL 0.50mol/L50mL 0.50mol/L的盐酸，测其温度的盐酸，测其温度, ,倒入倒入量热计；另用量筒量取量热计；另用量筒

16、量取50mL 0.50mol/L NaOH50mL 0.50mol/L NaOH溶液，溶液，测其温度，并缓缓地倾入量热计中，边加边用玻璃测其温度，并缓缓地倾入量热计中，边加边用玻璃棒搅拌棒搅拌. .观察反应中溶液温度的变化过程，作好记录观察反应中溶液温度的变化过程，作好记录并进行数据处理并进行数据处理. . (2). H+(aq)+OH-(aq)=H2O (l) H= -57.3kJmol2. 2.实验操作实验操作. .【交流与讨论交流与讨论】：.实验成功的关键是什么？防止热量的散失防止热量的散失. . .为了达到此目的，实验过程中采取了哪些措施？ 双层烧杯、碎泡沫塑料、盖板双层烧杯、碎泡沫塑

17、料、盖板 . .【实验注意事项实验注意事项】： a. a.为了保证为了保证0.50mol L0.50mol L1 1的盐酸完全被的盐酸完全被NaOHNaOH中中和，可以采用和，可以采用0.55molL0.55molL1 1NaOHNaOH溶液，使碱稍稍溶液，使碱稍稍过量，因为过量的碱并不参加中和反应过量，因为过量的碱并不参加中和反应. . b. b.实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷却至室温，才能使用分冷却至室温，才能使用 . . c. c.要使用同一支温度计要使用同一支温度计. .分别先后测量酸、碱及混分别先后测量酸、碱及混合液的温度时，测定

18、一种溶液后必须用水冲洗干净合液的温度时，测定一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干并用滤纸擦干. .温度计的水银球部分要完全浸入溶液温度计的水银球部分要完全浸入溶液中，且要稳定一段时间再记下读数中，且要稳定一段时间再记下读数. .d. d.操作时动作要快，尽量减少热量的散失操作时动作要快，尽量减少热量的散失. . e. e.实验中若用弱酸代替强酸，或用弱碱代替强实验中若用弱酸代替强酸，或用弱碱代替强碱，因中和过程中电离吸热，会使测得中和热碱，因中和过程中电离吸热，会使测得中和热的数值偏低的数值偏低. .3. 3.实验数据处理实验数据处理. . a. a.取三次测量所得数据的平均值作为计算依据取

19、三次测量所得数据的平均值作为计算依据. . 【思考】： 如果某一次实验的数据与另外两次实验的数据如果某一次实验的数据与另外两次实验的数据差异明显，怎么办？差异明显，怎么办？ b. b.计算反应热：计算反应热：H HQ/nQ/ncmcmt/n t/n 数据处理数据处理 1 1、取三次测量所得数据的平均值作为计算依据、取三次测量所得数据的平均值作为计算依据 t t1 1/t t2 2/(t(t2 2-t-t1 1)/)/ 温度温度实验次数实验次数起始温度起始温度t t1 1/终止温度终止温度t t2 2/温度差温度差(t(t2 2-t-t1 1)/)/HClHClNaOHNaOH平均值平均值1 1

20、2 23 3如果某一次实验的数据与另外两次实验的数据差异明如果某一次实验的数据与另外两次实验的数据差异明显，怎么办？显，怎么办？ 24.522.025.025.022.425.426.525.428.224.7522.225.21.753.23.0数据处理数据处理 2 2、计算反应热：、计算反应热： n n水水0.50mol0.50mol L L1 10.050L0.050L0.025mol0.025molH cmtn Qn c c4.18J/(g4.18J/(g)t t(t(t2 2t t1 1) )H4.1810-3kJ/(g)100g(t2t1)0.50mol L10.50L0.0250

21、.418(t2t1)HkJ/molm mm m1 1m m2 2100g100g问题探究问题探究2 2、判断下列实验操作对中和热测定的数值有如何影响？、判断下列实验操作对中和热测定的数值有如何影响？填变大变小或者不变。填变大变小或者不变。大烧杯上没有盖硬纸板大烧杯上没有盖硬纸板用相同浓度和体积的氨水代替用相同浓度和体积的氨水代替NaOHNaOH溶液进行实验溶液进行实验 用相同浓度和体积的醋酸代替稀盐酸溶液进行实验用相同浓度和体积的醋酸代替稀盐酸溶液进行实验 实验中改用实验中改用60 mL 0.50 mol/L60 mL 0.50 mol/L盐酸跟盐酸跟50 ml50 ml 0.55 mol/L

22、 NaOH 0.55 mol/L NaOH溶液进行实验溶液进行实验变小变小变小变小变小变小不变不变1 1、有人建议用、有人建议用50mL0.55mol/LNaOH50mL0.55mol/LNaOH进行上述实验，测进行上述实验，测得的中和热数值会更加准确。为什么？得的中和热数值会更加准确。为什么？ 可以保证盐酸完全反应。使测得的热量更加准确。可以保证盐酸完全反应。使测得的热量更加准确。【课堂练习课堂练习】：试回答下列中和热测定的有关问题试回答下列中和热测定的有关问题. .(1).(1).实验桌上备有烧杯（大、小两个烧杯）、泡沫塑料、泡沫实验桌上备有烧杯（大、小两个烧杯）、泡沫塑料、泡沫塑料板、环

23、形玻璃搅拌棒、塑料板、环形玻璃搅拌棒、0.50molL0.50molL1 1盐酸、盐酸、0.55molL0.55molL1 1 NaOHNaOH溶液，尚缺少的实验用品是溶液，尚缺少的实验用品是_._.(2).(2).实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒_，其原因是，其原因是_._.(3).(3).实验时所用盐酸及实验时所用盐酸及NaOHNaOH溶液的体积均为溶液的体积均为50mL50mL，各溶液密，各溶液密度为度为1g/cm31g/cm3，生成溶液的比热容，生成溶液的比热容C C4.18J/(g)4.18J/(g)，实验起始，实验起始温度为温

24、度为t1t1，终止温度为，终止温度为t2t2。试推断中和热的计算式：。试推断中和热的计算式： H H_._.温度计、量筒（两个）温度计、量筒（两个） 不能不能 铜丝易导热，使实验过程中热量损失较大铜丝易导热，使实验过程中热量损失较大 16.7216.72（t t2 2t t1 1）kJ/mol kJ/mol 四、反应热的计算四、反应热的计算. .【交流与讨论交流与讨论】： 如何测定如何测定C(s)+1/2OC(s)+1/2O2 2(g)=CO(g)(g)=CO(g)的反应热的反应热H H1 1？.能直接测定吗？如何测？能直接测定吗？如何测？.若不能直接测，怎么办？若不能直接测，怎么办？1.盖斯

25、定律的内容盖斯定律的内容: 不管化学反应是不管化学反应是一步完成或分几步完成一步完成或分几步完成, ,其反应热是其反应热是相同的相同的. .换句话说换句话说, ,化学反应的反应热只与反应体系的化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关始态和终态有关, ,而与反应的途径无关而与反应的途径无关. .HH1+H2盖斯定律直观化盖斯定律直观化 CO(g)C(s)CO2(g)H2H1H3H2H1H3= +C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H1？CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H2-283.0 kJ/molC(s)+O2(g)=CO2(g) H3-393.5 kJ/mol+)H1 +

26、H2 = H3 H1 = H3 H2 = -393.5 kJ/mol (-283.0 kJ/mol) = -110.5 kJ/mol【课堂练习课堂练习】：1. 1.已知已知.CO(g) + 1/2 O.CO(g) + 1/2 O2 2(g) =CO(g) =CO2 2(g) H(g) H1 1= = 283.0 kJ/mol283.0 kJ/mol.H.H2 2(g) + 1/2 O(g) + 1/2 O2 2(g) =H(g) =H2 2O(l) HO(l) H2 2= = 285.8 kJ/mol285.8 kJ/mol.C.C2 2H H5 5OH(l) + 3 OOH(l) + 3 O

27、2 2(g) = 2 CO(g) = 2 CO2 2(g) + 3 H(g) + 3 H2 2O(l) O(l) H H3 3=-1370 kJ/mol=-1370 kJ/mol试计算试计算.2CO(g).2CO(g) 4 H4 H2 2(g)= H(g)= H2 2O(l)O(l) C C2 2H H5 5OH(l) OH(l) 的的HH 解解: :根据盖斯定律，反应不论是一步完成还是分几步完成，其根据盖斯定律，反应不论是一步完成还是分几步完成，其反应热效应都是相同的反应热效应都是相同的. .下面就看看反应能不能由三个下面就看看反应能不能由三个反应通过加减乘除组合而成，也就是说，看看反应能不

28、能分成反应通过加减乘除组合而成，也就是说，看看反应能不能分成几步完成几步完成. .2 + 2 + 4 - 4 - = = 所以，所以，HHH1H12 2 H2H24 4 H3H3 283.2283.22 2 285.8285.84 4 1370 1370 339.2 kJ/mol339.2 kJ/mol2. 2.已知：已知：.C(.C(石墨，石墨，s)+Os)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H H1 1=-393.5kJ/mol=-393.5kJ/mol.C(.C(金刚石，金刚石，s)+Os)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H H2 2=-395

29、.0kJ/mol=-395.0kJ/mol写出石墨变成金刚石的热化学方程式写出石墨变成金刚石的热化学方程式(25,101kPa(25,101kPa时时). ). 解：解：- - 得得： C(C(石墨，石墨，s)= C(s)= C(金刚石，金刚石，s) s) H=+1.5kJ/molH=+1.5kJ/mol3. 3.某次发射火箭，用某次发射火箭，用N N2 2H H4 4（肼）在（肼）在NONO2 2中燃烧，生成中燃烧，生成N N2 2、液、液态态H H2 2O.O.已知：已知： N N2 2(g)+2O(g)+2O2 2(g)=2NO(g)=2NO2 2(g) (g) H H1 1=+67.2kJ/mol =+67.2kJ/mol N N2 2H H4 4(g)+O(g)+O2 2(g)=N(g)=N2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l) O(l) H H2 2=-534kJ/mol =-534kJ/mol 假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应的热化学方程式假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应的热化学方程式.