姜1.1化学反应的热效应

1、物质变化物质变化物理变化物理变化化学变化化学变化四种基本反应四种基本反应氧化还原反应氧化还原反应可逆反应可逆反应放热反应放热反应吸热反应吸热反应化学反应原理化学反应原理一、化学反应的反应热一、化学反应的反应热1.吸热反应与放热反应吸热反应与放热反应2.反应热及其测定反应热及其测定二、化学反应的焓变二、化学反应的焓变1.焓及反应焓变焓及反应焓变2.热化学方程式书写热化学方程式书写三、反应焓变的计算三、反应焓变的计算1.盖斯定律盖斯定律2. 焓变计算举例焓变计算举例1.1化学反应的热效应化学反应的热效应 教学目标n1、了解化学反应中能量变化的实质，知道反应热是对反应热效应的定量表示，明确反应热符号

2、的规定.n2、初步学习测定反应热的基本原理和方法.( (一一) )吸热反应与放热反应吸热反应与放热反应1.1.放热反应和吸热反应的比较放热反应和吸热反应的比较 类型类型 比较比较放热反应放热反应吸热反应吸热反应定义定义有热量放出的化学反应有热量放出的化学反应吸收热量的化学反应吸收热量的化学反应形成原因形成原因反应物具有的总能量大于生反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量成物具有的总能量反应物具有的总能量小于生反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量成物具有的总能量与化学键强弱与化学键强弱关系关系生成物分子成键时释放出的生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子断裂总能量大于反应物分子断裂旧

3、键时吸收的总能量旧键时吸收的总能量生成物分子成键时释放出的生成物分子成键时释放出的总能量小于反应物分子断裂总能量小于反应物分子断裂旧键时吸收的总能量旧键时吸收的总能量2.2.图像表示图像表示能量能量反应过程反应过程反应物反应物生成物生成物吸热反应吸热反应能量能量反应过程反应过程反应物反应物生成物生成物放热反应放热反应1.11.1化学反应的反应热化学反应的反应热3.常见的放热反应和吸热反应(1)常见的放热反应常见的放热反应活泼金属与水或酸的反应。如活泼金属与水或酸的反应。如2Al+6HCl2AlCl3+3H2酸碱中和反应。如酸碱中和反应。如2KOH+H2SO4K2SO4+2H2O 燃烧反应。如燃

4、烧反应。如C、CO、C2H5OH等到的燃烧等到的燃烧多数化合反应。如多数化合反应。如Na2O+H2O 2NaOH，SO3+H2O=H2SO4多数分解反应，如多数分解反应，如CaCO3 CaO+CO22NH4Cl（s）+Ba(OH)28H2O （s）BaCl2+2NH3 +10H2OC(s)+H2O(g) CO+H2CO2+C 2CO高温高温高温高温高温高温（2）常见的吸热反应）常见的吸热反应1.1化学反应的反应热例例1 1 下列说法正确的是下列说法正确的是( ( ) )A.A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应需要加热才能发生的反应一定是吸热反应B.B.放热反应在常温下一定很容易发生放热反应

5、在常温下一定很容易发生C.C.反应是放热的还是吸热的必须看反应物和生成物所具有的反应是放热的还是吸热的必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小总能量的相对大小D.D.吸热反应大一定的条件下也能发生吸热反应大一定的条件下也能发生CDCD 练一练例例2 2下列反应属于放热反应的是下列反应属于放热反应的是( ( ) )A.Al+HCl(A.Al+HCl(稀稀) )B.Ba(OH)B.Ba(OH)2 28H8H2 2O+NHO+NH4 4Cl(s)Cl(s)C.KClOC.KClO3 3受热分解受热分解D.CaO+HD.CaO+H2 2O OADAD1.反应热的相关概念(二)化学反应的反应热及其测

6、定(1)反应热的意义:描述化学反应释放或吸收热量的物理量.(2)反应热的定义:化学反应在一定温度下进行时,反应所释放或吸收的热量.(3)反应热的符号:Q.吸热反应Q为正值,放热反应Q为负值.(4)反应热的单位: J或kJ.1.1化学反应的反应热为了测定反应热，专门设计了测量的仪器：为了测定反应热，专门设计了测量的仪器：量热计量热计 简易量热计示意图简易量热计示意图结构：结构：内筒内筒 外筒外筒 温度计温度计 搅拌器搅拌器杯盖杯盖 保温材料保温材料 Q= - C(T2 -T1)- C0m(T2-T1)C热容，当物质吸收热量温度升高时，温度每升高1K所吸收的热量，称为该物质的热容；C0比热容，单位

7、质量物质的热容；T热力学温度，也叫开尔文温度， 单位为k，T(k)=t(0c)+273.15如何求算一个体系放出或吸收的热量呢？1、向量热计内筒中加入1.0mol/L的盐酸100mL，盖上杯盖，插温度计，匀速搅拌后记录初始温度T12、向250 mL烧杯中加入1.0mol/L的NaOH溶100mL， 调节其温度，使与量热计中盐酸的温度相同。3、快速将烧杯中的碱液倒入量热计中，盖好杯盖，匀速搅拌，记录体系达到的最高温度T2。4、假设溶液的比热等于水的比热并忽略量热计的热容，根据溶液温度升高的数值，计算此中和反应的反应热。2.反应热数据的实验测定P3各组按要求实验记录数据计算各反应的反应热试验组 实

8、 验溶液初始温度T1溶液最高温度T2反应热1NaOH溶液与盐酸2KOH溶液与盐酸3NaOH溶液与硝酸结果：测定的反应热相同。思考：三组实验实验结果是否一样？原因： 反应的实质相同 H+OH-=H2O 溶液的体积相同 H+和OH-浓度均相同中和热：是指酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时放出的热量，其数值与反应物的量的多少无关。为保证测定结果的准确性，在测定过程中应注意什么？ (1)反应热的计算式进行了以下处理： a、忽略量热计的热容 b、认为稀溶液与水的比热相同 c、认为热容不随温度的变化而变化(2)酸或碱略稍过量 使中和反应进行完全(3)酸和碱的浓度宜小不宜大 为了使测得的中和热更准确

9、 (4)记录最高温度。讨论下列问题 1.本实验中若把100 mL 1.0 mol/L的盐酸改为100 mL 1.0 mol/L醋酸，所测结果是否会有所变化？为什么？答案：1.会有所变化。因为醋酸为弱电解质，其电离时要吸热，故将使测得结果偏小。 例例3 3100mL 1.0mol/L100mL 1.0mol/L盐酸与盐酸与100mL 1.0mol/LNaOH100mL 1.0mol/LNaOH溶液在如图所示的装置中溶液在如图所示的装置中进行中和反应进行中和反应. .通过测定反应过程中放出的热量可计算中和热通过测定反应过程中放出的热量可计算中和热, ,回答下列问题回答下列问题: :(1)(1)从实

10、验装置上看从实验装置上看, ,图中尚缺少的一种玻璃图中尚缺少的一种玻璃 . .(2)(2)烧杯间塞满碎纸条的作用是烧杯间塞满碎纸条的作用是(3)(3)大烧杯上如果不盖硬纸板大烧杯上如果不盖硬纸板, ,求得中和反应的反应热数值将求得中和反应的反应热数值将 ( (填填“偏大偏大”、“偏小偏小”或或“无影响无影响”) )(4)NaOH(4)NaOH溶液的浓度大于溶液的浓度大于HClHCl溶液的浓度的作用是溶液的浓度的作用是 , , 当室温于当室温于1010时进行时进行, ,对实验结果会造成较大误差对实验结果会造成较大误差, ,原因是原因是 . .环形玻璃搅拌棒环形玻璃搅拌棒减少实验过程中的热量损失减

11、少实验过程中的热量损失偏小偏小确保盐酸完全被中和确保盐酸完全被中和散热较快散热较快碎纸屑碎纸屑温度计温度计硬纸板硬纸板一、化学反应的热效应一、化学反应的热效应（一）反应热（一）反应热1、概念、概念 吸热吸热2、表示、表示 Q 放热放热3、获取反应热数据的方法、获取反应热数据的方法 理论计算理论计算 实验测定实验测定（二）反应热的实验测定（二）反应热的实验测定1、原理、原理Q= C(T2T1) = c c0 0m(Tm(T2 2T T1 1) )2、实验、实验课堂小结热化学1.下列说法正确的是 ( )A.物质发生反应时放出的热量来源于对反应的加热B.化学反应除了生成新物质外，还发生能量变化。C.

12、化学反应中放出的热才是反应热D.需要加热方能发生的反应一定是吸热反应【练习】 2.下列各项与反应热的大小无关的是（ ） A.反应物的状态 B.温度 C.反应物的多少 D.反应热的单位D DB B二、化学反应的焓变二、化学反应的焓变1.焓： 物质所具有的能量称为焓（用H表示）。注意： 焓是一个物理量； 焓是物质固有的性质，与密度相似。2.焓变： 反应产物的总焓与反应物的总焓之差，称为反应焓变。 (1)符号：H (2)单位：J/mol或KJ/mol (3)表达式： H=H（反应产物) H（反应物）(一)焓及焓变的定义二、化学反应的焓变3.焓变与吸热反应、放热反应的关系：吸热反应：H0，即产物的焓(

13、产物具有的总能量)大于反应物的焓(反应物具有的总能量 )，当由反应物生成产物时，需吸收能量。放热反应：H0，即产物的焓(产物具有的总能量)小于反应物的焓(反应物具有的总能量 )，当由反应物生成产物时，需释放能量。4.4.等压反应热与焓变之间的关系：等压反应热与焓变之间的关系：对于等压条件等压条件下的化学反应，若只存在化学能与热能只存在化学能与热能之间的相互转化，则该反应的反应热等于焓变，表示为：Qp=H。当H为“”（ H0）时，为吸热反应二、化学反应的焓变二、化学反应的焓变1.1.热化学方程式的定义：热化学方程式的定义：表示反应热的化学方程式叫做热化学方程式。表示反应热的化学方程式叫做热化学方

14、程式。2.2.热化学方程式的意义：热化学方程式的意义：不仅表示反应中不仅表示反应中物质变化物质变化而且表示反应中的而且表示反应中的能量变化能量变化。例：例：H2(g)+O2(g)=H2O(l) ； H (298K)=285.8kJmol1( (二二) )热化学方程式热化学方程式H H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g) O(g) ； H H (298K)=241.8kJ (298K)=241.8kJmolmol11 H H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l) O(l) ； H H (298K)=285.8kJ (298K)=285.8

15、kJmolmol11 2H 2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l) O(l) ； H H (298K)=571.6kJ (298K)=571.6kJmolmol113.3.书写热化学方程式应注意的问题书写热化学方程式应注意的问题(1)(1)要注明反应物和生成物的聚集状态，要注明反应物和生成物的聚集状态，气体用气体用g g表示表示, ,固体用固体用s s表示表示; ;液体用液体用l l表示表示; ;溶液用溶液用aqaq表示表示。（一般不写反应条件，不写。（一般不写反应条件，不写或或。）。）(2)(2)要要注明反应的温度和压强注明反应的温度和压强。如不注明，即表

16、示在。如不注明，即表示在101KPa101KPa和和25 25 。(3)(3)方程式中的计量数不表示分子个数，而是方程式中的计量数不表示分子个数，而是表示物质的量表示物质的量，可以，可以是整数也可以是分数。相同物质的化学反应，当化学计量数改变时，是整数也可以是分数。相同物质的化学反应，当化学计量数改变时， H H也同倍数改变。也同倍数改变。（5 5）H H的的值与方程式中的物质前的系数成正比，若反应的的值与方程式中的物质前的系数成正比，若反应逆向进逆向进 行行，H H的数值的数值改变符号改变符号，但绝对值不变。，但绝对值不变。(4)(4)在热化学方程式中要表明反应放出或吸收的热量的在热化学方程

17、式中要表明反应放出或吸收的热量的数值和单位数值和单位，并用并用“；”将化学方程式与将化学方程式与 H H 隔开。放热反应的为隔开。放热反应的为“-”-”，吸热，吸热反应的为反应的为“+”+”，单位为，单位为J/molJ/mol或或kJ/molkJ/mol。 例例11已知已知298K298K时，由氢气和氮气反应生成时，由氢气和氮气反应生成1mol1mol氨气放热氨气放热46.2kJ,46.2kJ,将下列化学方程式写成热化学方程式将下列化学方程式写成热化学方程式. . (1)3/2H2+1/2N2=NH33/2H2(g)+1/2N2(g)=NH3(g); H=-46.2kJ/mol(2)3H2+N

18、2=2NH32H2(g)+N2(g)=2NH3(g); H=-92.4kJ/mol(3) NH3=3/2H2+1/2N2NH3 (g) =3/2H2 (g) +1/2N2 (g) ; H=+46.2kJ/mol 例例22写出下列反应的热化学方程式写出下列反应的热化学方程式(1)1molC(1)1molC2 2H H5 5OH(l)OH(l)完全燃烧生成完全燃烧生成COCO2 2(g)(g)和和H H2 2O(l)O(l)放出放出1366.8kJ1366.8kJ的热量。的热量。(2)2molC(2)2molC2 2H H2 2(g)(g)在在O O2 2(g)(g)中完全燃烧生成中完全燃烧生成C

19、OCO2 2(g)(g)和和H H2 2O(l)O(l)放出放出259.8kJ259.8kJ热量。热量。(3)1molC(3)1molC(石墨石墨) )与适量与适量H H2 2O(g)O(g)反应生成反应生成CO(g)CO(g)和和H H2 2(g)(g)，吸收，吸收131.3kJ131.3kJ热量。热量。C C2 2H H5 5OH(l)+3OOH(l)+3O2 2(g)=2CO(g)=2CO2 2(g)+3H(g)+3H2 2O(l)O(l)；H(298K)=-1366.8kJmolH(298K)=-1366.8kJmol-1-12C2C2 2H H2 2(g)+5O(g)+5O2 2(g

20、)=4CO(g)=4CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l)O(l)；H(298K)=-259.8kJmolH(298K)=-259.8kJmol-1-1C(sC(s，石墨，石墨)+H)+H2 2O(g)=CO(g)+HO(g)=CO(g)+H2 2(g)(g)；H(298K)=+131.3kJmolH(298K)=+131.3kJmol-1-1三、盖斯定律及反应焓变的计算三、盖斯定律及反应焓变的计算盖斯定律盖斯定律：对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应焓变是相同的其反应焓变是相同的H HH H1 1H H2 2如如H

21、H H H H H或或H H H H H H说明：说明：( () )盖斯定律的含义为：化学反应的反应热只与反应的始态（各反盖斯定律的含义为：化学反应的反应热只与反应的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与反应进行的具体途径无关应物）和终态（各生成物）有关，而与反应进行的具体途径无关( () )根据盖斯定律，热化学方程式可以直接相加减，焓变的数值随根据盖斯定律，热化学方程式可以直接相加减，焓变的数值随之进行相加减之进行相加减( () )利用盖斯定律，可以间接计算一些无法直接测得的反应的变利用盖斯定律，可以间接计算一些无法直接测得的反应的变例例3试利用试利用298时下述反应焓变的实验数据，计

22、算在此温度下时下述反应焓变的实验数据，计算在此温度下 C(s)+1/2O2(g)CO(g)的焓变的焓变已知：已知：C(s)+O2(g)CO2(g); H1393.5kJ/mol CO(g)+1/2O2CO2(g); H2283.0kJ/molH3 H1 H2 393.5kJ/mol 283.0kJ/mol110.5kJ/mol练练【例例4 4】已知金刚石和石墨分别在氧气中完全燃烧的热化学方程式为已知金刚石和石墨分别在氧气中完全燃烧的热化学方程式为C(C(金刚石，金刚石，s)+Os)+O2 2(g) (g) COCO2 2(g);H=(g);H=395.41 kJmol395.41 kJmol-

23、1-1, ,C(C(石石 墨，墨，s)+Os)+O2 2(g) (g) COCO2 2(g) ; H=(g) ; H=393.51 kJmol393.51 kJmol-1-1, ,则金刚石转化为石墨时的热化学方程式为则金刚石转化为石墨时的热化学方程式为_。由此看来更稳定的碳的同素异形体为由此看来更稳定的碳的同素异形体为_。若取金刚石和石墨的混合晶体共若取金刚石和石墨的混合晶体共1 mol 1 mol 在在O O2 2中完全燃烧，产生热量中完全燃烧，产生热量为为Q kJ,Q kJ,则金刚石和石墨的物质的量之比为则金刚石和石墨的物质的量之比为_（用含（用含Q Q的代的代数式表示）。数式表示）。C(

24、C(金刚石，金刚石，s)s)C(C(石墨，石墨，s)s)；H=H=1.90 kJmol1.90 kJmol-1-1。石墨石墨Q Q393.51393.51395.41395.41Q Q 思路解析思路解析 由盖斯定律，要得到金刚石和石墨的转化关系，可将两由盖斯定律，要得到金刚石和石墨的转化关系，可将两个热化学方程式相减即得，个热化学方程式相减即得，C C（金刚石，（金刚石，s s）C(C(石墨，石墨，s)=0s)=0。HH3 3=H=H1 1HH2 2= =395.41 kJmol395.41 kJmol-1-1+393.51 kJmol+393.51 kJmol-1-1= =1.90 1.90

25、 kJmolkJmol-1-1。即即C C（金刚石，（金刚石，s s）C C（石墨，（石墨，s) H=s) H=1.90 kJmol1.90 kJmol-1-1。可见金刚石转化为石墨放出热量，说明石墨的能量更低，较金刚石可见金刚石转化为石墨放出热量，说明石墨的能量更低，较金刚石稳定。稳定。 n(金刚石) Q393.51n(石 墨) 395.41Q用用“十字交叉十字交叉”法法【例例5 5】 发射卫星时可用肼发射卫星时可用肼(N(N2 2H H4 4) )为燃料，用二氧化氮为氧化剂，为燃料，用二氧化氮为氧化剂，这两种物质反应生成氮气和水蒸气。已知：这两种物质反应生成氮气和水蒸气。已知： N N2

26、2(g)+2O(g)+2O2 2(g) (g) 2NO2NO2 2(g) ;H(g) ;H1 1=+67.7 kJmol=+67.7 kJmol-1-1 N N2 2H H4 4(g)+O(g)+O2 2(g) (g) N N2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(g) ;HO(g) ;H2 2534 kJmol534 kJmol-1-1试计算试计算1 mol 1 mol 肼和二氧化氮完全反应时放出的热量为肼和二氧化氮完全反应时放出的热量为_kJ_kJ，写出肼与二氧化氮反应的热化学方程式：，写出肼与二氧化氮反应的热化学方程式：_。567.85 2 567.85 2 2 N2 N2 2H H4

27、4(g)+2NO(g)+2NO2 2(g) (g) 3N3N2 2(g)+4H(g)+4H2 2O(g) O(g) ；HH1 135.7 kJmol1 135.7 kJmol-1-1解析：解析：由题意可知：由题意可知：N N2 2(g)+2O(g)+2O2 2(g) (g) 2NO2NO2 2(g) H(g) H1 1=+67.7 kJmol=+67.7 kJmol-1-1N N2 2H H4 4(g)+O(g)+O2 2(g) (g) N N2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(g) HO(g) H2 2= =534 kJmol534 kJmol-1 -1 据盖斯定律，为在反应物中消去据盖

28、斯定律，为在反应物中消去O O2 2并得到并得到N N2 2H H4 4和和NONO2 2的反应。的反应。令令2-2-得：得：2 N2 N2 2H H4 4(g)(g)N N2 2(g) (g) 2N2N2 2(g)+4H(g)+4H2 2O(g)O(g)2NO2NO2 2(g)(g)；HH2H2H2 2-H-H1 1，整理得：，整理得：2 N2 N2 2H H4 4(g)+2NO(g)+2NO2 2(g) (g) 3N3N2 2(g)+4H(g)+4H2 2O(g)O(g)HH2H2H2 2HH1 1534 kJmol534 kJmol-1-12 267.7 kJmol67.7 kJmol-

29、1-11 135.7 kJmol1 135.7 kJmol-1-1。则则1 mol N1 mol N2 2H H4 4反应放出的热量为反应放出的热量为567.85 kJ567.85 kJ。 答案：答案：567.85 2 N567.85 2 N2 2H H4 4(g)+2NO(g)+2NO2 2(g) (g) 3N3N2 2(g)+4H(g)+4H2 2O(g) O(g) ；HH1 135.7 1 135.7 kJmolkJmol-1-1【例例6 6】 已知下列两个热化学方程式：已知下列两个热化学方程式：2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g) (g) 2H2H2 2O(l) ; H=O(

30、l) ; H=571.6 kJmol571.6 kJmol-1-1C C3 3H H8 8(g)+5O(g)+5O2 2(g) (g) 3CO3CO2 2(g)+4H(g)+4H2 2O(l) ; H=O(l) ; H=2 220 kJmol2 220 kJmol-1-1根据上面两个热化学方程式，试回答下列问题：根据上面两个热化学方程式，试回答下列问题：(1)H(1)H2 2的燃烧热的燃烧热( (指指1 mol 1 mol 可燃物完全燃烧生成稳定化合物所放出的可燃物完全燃烧生成稳定化合物所放出的热量热量) )为为_，C C3 3H H8 8的燃烧热为的燃烧热为_。(2)1 mol H(2)1

31、mol H2 2和和2 mol C2 mol C3 3H H8 8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为组成的混合气体完全燃烧释放的热量为_。(3)(3)现有现有H H2 2和和C C3 3H H8 8的混合气体共的混合气体共5 mol ,5 mol ,完全燃烧时放热完全燃烧时放热3 847 kJ,3 847 kJ,则则在混合气体中在混合气体中H H2 2和和C C3 3H H8 8的体积比是的体积比是_。285.8 kJmol-12 220 kJmol-14 725.8 kJ3 1解析：解析：(1)据题给的热化学方程式可知，据题给的热化学方程式可知，H2的燃烧热为的燃烧热为571.6 kJmol

32、-12=285.8 kJmol-1，C3H8的燃烧热为的燃烧热为2 220 kJmol-1。(2)据公式据公式Q放放=n(可燃物可燃物)H，1 mol H2和和2 mol C3H8组成的混合组成的混合气体完全燃烧释放的热量为气体完全燃烧释放的热量为285.8 kJmol-11 mol+2 220 kJmol-12 mol=4 725.8 kJ。(3)设混合气体设混合气体H2的物质的量为的物质的量为x，则，则C3H8的物质的量为的物质的量为5 mol x，所以：所以：285.8 kJmol-1x+(5 mol x)2 220 kJmol-1=3847 kJ, 解方程得解方程得x=3.75 mol

33、， 则则5 mol x=1.25 mol。 故故V(H2) V(C3H8)=3.75 mol 1.25 mol=3 1。答案：答案：(1)285.8 kJmol-1 2 220 kJmol-1 (2)4 725.8 kJ (3)3 1【例例7 7】已知下列热化学方程式：已知下列热化学方程式：(1)Fe(1)Fe2 2O O3 3(s)+3CO(g) (s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2Fe(s)+3CO2 2(g) ; H=(g) ; H=25 kJmol25 kJmol-1-1(2)3Fe(2)3Fe2 2O O3 3（s s）+CO(g)+CO(g) 2Fe2Fe3 3O O4 4(s)+CO(s)+CO2 2(g) ; H=(g) ; H=47 kJmol47 kJmol-1-1(3)Fe(3)Fe3 3O O4 4(s)+CO(g) (s)+CO(g) 3FeO(s)+CO3FeO(s)+CO2 2(g) ; H=+19 kJmol(g) ; H=+19 kJmol-1-1写出写出FeO(s)FeO(s)被被CO