高中化学专题一第一单元化学反应中的热效应(苏教版选修4)

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

2、应、氯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. .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

3、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 0.HH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

4、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式有何不同？H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) = -184.6 kJ/molHCH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) = -890.3 k

5、J/molHNaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) = -57.3 kJ/molH.H H2 2(g)+I(g)+I2 2(g)=2HI(g) (g)=2HI(g) H=H=14.9kJ/mol14.9kJ/mol 1.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. 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.热化学方程式需注明反应时的温度和压强.对于 25、

6、 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.H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g) O(g) H=H=241.8kJ/mol241.8kJ/mol1 12 2.3.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.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

7、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/mol.4.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. 普通化学方程式中化学计量数表示原子、分子数目，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=28

8、5.8kJ/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： 1. 1.需注明反应的温度和压强需注明反应的温度和压强( (如在如在2525、 101kPa101kPa下进行下进行的反应，可不注明的反应，可不注明). ). 2. 2.应注明反应物和生成物的状态应注明反应物和生成物的状态. . 3. 3.对于相同的反应，当化学计量数不同时，其对于相同的反应，当化学计量数不同时，其H H不同不同. .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

9、H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l) O(l) H=H=285.8kJ/mol285.8kJ/mol1 12 22H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(g) O(g) H=H=483.6kJ/mol483.6kJ/mol.A. 2CA. 2C2 2H H2 2(g)+5O(g)+5O2 2(g)=4CO(g)=4CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l) O(l) H=H=4b kJ/mol4b kJ/molB. CB. C2 2H H2 2(g)+5/2O(g)+5/2O2 2(g)=2CO(g)=2CO2 2(g)

10、+H(g)+H2 2O(l) O(l) H=+2b kJ/molH=+2b kJ/molC. 2CC. 2C2 2H H2 2(g)+5O(g)+5O2 2(g)=4CO(g)=4CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l) O(l) H=H=2b kJ/mol2b kJ/molD. 2CD. 2C2 2H H2 2(g)+5O(g)+5O2 2(g)=4CO(g)=4CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l) O(l) H=+b kJ/molH=+b kJ/mol 1. 1.（0505全国卷全国卷I I 第第1313题题 ) )已知充分燃烧已知充分燃烧a g a g 乙炔气体时乙炔

11、气体时生成生成1mol1mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量二氧化碳气体和液态水，并放出热量bkJbkJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是A【课堂练习课堂练习】：.2. 2.(06(06江苏江苏) )下列各组热化学方程式中，化学反应的下列各组热化学方程式中，化学反应的H H前者大于后者的是前者大于后者的是 .C(s).C(s)O O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H H1 1 C(s) C(s)O O2 2(g)=CO(g) (g)=CO(g) H H2 2 .S(s).S(s)O O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(g) (g) H

12、H3 3 S(g) S(g)O O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(g) (g) H H4 4 .H.H2 2(g)(g) O O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l) O(l) H H5 5 2H 2H2 2(g)(g)O O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l) O(l) H H6 6 .CaCO.CaCO3 3(s)= CaO(s)(s)= CaO(s)COCO2 2(g) (g) H H7 7 CaO(s) CaO(s)H H2 2O(l) =Ca(OH)O(l) =Ca(OH)2 2(s) (s) H H8 8 A. A. B. B. C. C. D. D.21c c21

13、.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： 在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1molH20，这时的反应热叫做中和热.(2).实验步骤： 用量筒量取50mL 0.50mol/L的盐酸，测其温度,倒入量热计；另用量筒量取50mL 0.50mol/L NaOH溶液，测其温度，并缓缓地倾入量热计中，边加边用玻璃棒搅拌.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.2. 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

14、了哪些措施？ 双层烧杯、碎泡沫塑料、盖板双层烧杯、碎泡沫塑料、盖板 . .【实验注意事项实验注意事项】： a.为了保证0.50mol L1的盐酸完全被NaOH中和，可以采用0.55molL1NaOH溶液，使碱稍稍过量，因为过量的碱并不参加中和反应. b.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 . c.要使用同一支温度计.分别先后测量酸、碱及混合液的温度时，测定一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干.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.d.操作时动作要快，尽量减少热量的散失. e.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，

15、会使测得中和热的数值偏低.3. 3.实验数据处理实验数据处理. . a.取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差异明显，怎么办？ b.计算反应热：HQ/ncmt/n .【课堂练习课堂练习】：（2004苏州一模-19）试回答下列中和热测定的有关问题.(1).实验桌上备有烧杯（大、小两个烧杯）、泡沫塑料、泡沫塑料板、环形玻璃搅拌棒、0.50molL1盐酸、0.55molL1 NaOH溶液，尚缺少的实验用品是_.(2).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_.(3).实验时所用盐酸及NaOH溶液的体积均为50mL，各溶液密度

16、为1g/cm3，生成溶液的比热容C4.18J/(g)，实验起始温度为t1，终止温度为t2。试推断中和热的计算式： H_.温度计、量筒（两个） 不能 铜丝易导热，使实验过程中热量损失较大 16.72（t2t1）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C(s)+1/2O2(g)=CO(g)的反应热H1？.能直接测定吗？如何测？.若不能直接测，怎么办？1.盖斯定律的内容盖斯定律的内容: 不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热是相同的.换句话说,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.HH1+H2盖斯定律直观化盖斯定律直

17、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 + 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/mol2

18、83.0 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 O2 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(

19、l) 的的HH 解: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.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，看看反应能不能分成几步完成.2 + 4 - = 所以，HH12 H24 H3 283.22 285.84 1370 339.2 kJ/mol.2. 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=-395.0kJ

20、/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： C(石墨，s)= C(金刚石，s) H=+1.5kJ/mol.3. 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)