化学反应 与热效应（高考）ppt

选择性必修一

第一章

化学反应的热效应一、反应热焓变1．反应热：在等温条件下，化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量，称为化学反应的热效应，简称反应热。化学反应为什么会产生反应热？这是因为化学反应前后体系的内能（符号为U）发生了变化。为了描述等压条件下的反应热，科学上引入了一个与内能有关的物理量——焓（符号为H）。研究表明，在等压条件下进行的化学反应（严格来说，对反应体系做功还有限定，中学阶段一般不考虑），其反应热等于反应的焓变，用符号∆H表示。常用单位：kJ/mol2．焓变∆H

=H生成物-H反应物例如：在25℃和101kPa下，1molH2与1molCl2反应生成2molHCl时放出184.6kJ的热量，则该反应的反应热为：∆H

=-184.6kJ/mol在25℃和101kPa下，1molC（如无特别说明，C均指石墨）与1molH2O(g)反应，生成1molCO和1molH2，需要吸收131.5kJ的热量，则该反应的反应热为：∆H

=+131.5kJ/mol（一般“+”号不能省略）从微观角度来讨论反应热的实质

在25℃和101kPa下，1molH2中的化学键断裂时需要吸收436kJ的能量，1molCl2中的化学键断裂时需要吸收243kJ的能量，而2molHCl的化学键形成时要释放431kJ/mol×2mol=862kJ的能量。1molH2与1molCl2反应生成2molHCl时放出862kJ-436kJ-243kJ=183kJ分析结果与实验测得的反应热∆H=-184.6kJ/mol很接近（一般用实验数据表示反应热）∆H

=反应物的总键能-生成物的总键能练习1：在标准状况下，将1mol气态分子AB(g)解离为气态原子A(g)，B(g)所需的能量称为键能。已知下列化学键的键能:化学键H—HO=OH—O键能kJ/molabc

二、热化学方程式1．概念：表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式，叫做热化学方程式例如：在25℃和101kPa下，1mol气态H2与1mol气态Cl2反应生成2mol气态HCl时放出184.6kJ的热量，则该反应的热化学方程式为：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)ΔH=-184.6kJ/mol2．书写热化学方程式时注意：（1）需注明反应时的温度和压强。温度和压强不同，其ΔH也不同。常用的ΔH的数据一般反应都是在25℃和101kPa时的数据，因此可不特别注明。（2）需注明反应物和生成物的聚焦状态。固体：s液体：l气体：g溶液：aq（3）热化学方程式中各物质前的化学计量数可以是整数，也可以是分数。化学计量数不同，ΔH也不同。H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)ΔH=-184.6kJ/mol

练习2：依据事实，写出下列反应的热化学方程式（1）1molCO(g)与适量O2(g)反应生成CO2，放出283kJ的热量。（2）H2与O2反应生成1mol水蒸气，放出241.8kJ的热量。（3）6gC(s)与适量水蒸气反应生成CO和H2，吸收65.75kJ的热量（1）CO(g)

+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH=-283kJ/mol或2CO(g)

+O2(g)=2CO2(g)ΔH=-566kJ/mol（2）H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)

ΔH=-241.8kJ/mol或2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)

ΔH=-483.6kJ/mol（3）C(s)

+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH=+131.5kJ/mol三、燃烧热1．概念：在101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定产物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。是燃料的一个基本参数。（2）生成稳定产物：碳元素变为CO2(g)，氢元素变为H2O(l)，硫元素变为SO2(g)，氮元素变为N2(g)等。例如，实验测得在25℃和101kPa时，1molH2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ的热量，这就是H2的燃烧热。则表示H2的燃烧热热化学方程式为：2．注意：（1）表示燃烧热时，燃烧的物质为纯物质且为1mol，即热化学方程式中燃料的系数为1。H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH=-285.8kJ/mol

BE1．概念：在稀溶液中，酸与碱中和生成1molH2O时所放出的热量，叫做中和热。四、中和热2）、实验原理利用反应放出的热量使溶液温度升高，通过实验测量数据，计算出反应热。先测出盐酸和氢氧化钠的起始温度，求其平均温度t1，两溶液混合充分反应后，读取混合液温度t2。2、强酸和强碱中和热的测定1）、实验目的了解中和热测定的基本原理和测定方法，加深理解中和反应是放热反应。反应放出的热量Q=cmΔt，再进一步计算中和热3）、实验用品外壳、隔热层、内筒、杯盖、温度计、玻璃搅拌器；0.50mol/L盐酸、0.55mol/LNaOH溶液等。

4）、实验步骤（1）反应物温度的测量。①用量筒量取50mL0.50mol/L盐酸，打开杯盖，倒入量热计的内筒，盖上杯盖，插入温度计，测量并记录盐酸的温度（数据填入下表）。用水把温度计上的酸冲洗干净，擦干备用。②用另一个量筒量取50mL0.55mol/L

NaOH溶液，用温度计测量并记录NaOH溶液的温度（数据填入下表）。（2）反应后体系温度的测量。打开杯盖，将量筒内的NaOH溶液迅速倒入量热计的内筒，立即盖上杯盖，插入温度计，用搅拌器匀速搅拌。密切关注温度变化，将最高温度记为反应后体系的温度（t2)（3）重复上述步骤（2）至步骤（2）两次。5）、数据处理（1）取三次测量所得温度差的平均值作为计算依据。为了使计算简便，可以近似地认为实验所用酸、碱稀溶液的密度、比热容与水的相同，并忽略量热计的比热容，则：①50mL0.5mol/L盐酸的质量m1=50g，50mL0.55mol/L氢氧化钠溶液的质量m2=50g；②反应后生成的溶液的比热容c=4.18J/(g·℃)，50mL0.5mol/L盐酸与50mL0.55mol/L氢氧化钠溶液发生中和反应放出的热量为：Q＝(m1＋m2)×c×(t2－t1)＝0.418(t2－t1)kJ。①50mL0.5mol/L盐酸和50mL0.55mol/L氢氧化钠溶液的密度都是1g·cm－3，则盐酸质量m1＝50g，氢氧化钠质量m2＝50g。近似认为混合溶液的比热容c＝4.18J/(g·℃)，所以中和反应放出的热量是：Q＝(m1＋m2)×c×(t2－t1)＝0.418(t2－t1)kJ。②又因50mL0.5mol/L盐酸中含有0.025mol的H＋，它跟0.025mol的OH－发生中和反应，生成0.025mol的水，放出热量为Q，所以：五、用盖斯定律计算陌生反应的反应热练习3:CH4­CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2)，还对温室气体的减排具有重要意义。CH4­CO2催化重整反应为CH4(g)＋CO2(g)══2CO(g)＋2H2(g)。已知：C(s)＋2H2(g)══CH4(g)

ΔH＝－75kJ·mol－1C(s)＋O2(g)══CO2(g)

ΔH＝－394kJ·mol－1C(s)＋1/2O2(g)══CO(g)

ΔH＝－111kJ·mol－1该催化重整反应的ΔH＝______kJ·mol－1。+247

【变式训练】黑火药是中国古代的四大发明之一，爆炸的热化学方程式为S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)=K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)

ΔH＝xkJ·mol－1已知：碳的燃烧热ΔH1＝akJ·mol－1S(s)＋2K(s)=K2S(s)

ΔH2＝bkJ·mol－12K(s)＋N2(g)＋3O2(g)=2KNO3(s)

ΔH3＝ckJ·mol－1则x为(

)A．3a＋b－c

B．c－3a－b

C．a＋b－c

D．c－a－b相关计算1：根据化学方程式计算吸收或释放的热量（Q）计算依据：对于相同的反应，反应热与反应物参加反应的物质的量成正比。若题目给出了相应的热化学方程式，则按照化学计量数与ΔH的关系计算反应热。若没有给出热化学方程式，可先写出热化学方程式，再根据热化学方程式所体现的物质与物质间、物质与反应热间的关系直接或间接求算物质的质量或反应热。葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一。设它在人体组织中氧化的热化学方程式：C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)△H=-2800kJ/mol。计算100g葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量。1mol葡萄糖完全氧化，放出2800kJ的热量Q=n×ΔHn=100g÷180g/mol=0.556molQ=0.556mol×(-2800KJ/mol)=1557KJ答：100g葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量为1557KJ相关计算1：根据化学方程式计算吸收或释放的热量（Q）氮及其化合物与人类生产、生活密切相关。氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。已知：CO(g)+NO2(g)=NO(g)+CO2(g)ΔH=-akJ·mol-1(a>0)2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)ΔH=-bkJ·mol-1(b>0)若用CO还原NO2至N2，当消耗标准状况下3.36LCO时，放出的热量为_________________kJ(用含有a和b的代数式表示)。相关计算1：根据化学方程式计算吸收或释放的热量（Q）计算类型2：求反应热（ΔH）方法一：由键能计算(1)计算公式：ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和，即ΔH＝∑E反－∑E生(E表示键能)。(2)计算关键：正确找出反应物和生成物所含化学键的数目，如1个H2O分子中含有2个共价键，1个NH3分子中含有3个共价键等。要注意晶体结构中化学键的情况，常见的有1molP4含有6molP—P键，1mol晶体硅含有2molSi—Si键，1mol石墨晶体中含有1.5molC—C键，1mol金刚石含有2molC—C键，1molSiO2含有4molSi—O键。如反应3H2(g)＋N2(g)

2NH3(g)

ΔH＝3E(H—H)＋E(N≡N)－6E(N—H)。练习（2021浙江）已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表：则2O(g)→O2(g)的ΔH为（）428kJ·mol-1 B.-428kJ·mol-1

C.498kJ·mol-1 D.-498kJ·mol-1共价键H-HH-O键能/(kJ·mol-1)436463热化学方程式2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-482kJ·mol-1ΔH=2(H-H)+(O-O)-4(H-O)=-482kJ/mol=2×436kJ/mol+(O-O)-4×463kJ/molD练1：理论研究表明，在101kPa和298K下，HCN(g)

HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是(

)A．HCN比HNC稳定B．该异构化反应的ΔH＝＋59.3kJ·mol－1C．反应物的键能大于生成物的活化能D．使用催化剂，可以改变反应的反应热ΔH＝生成物的总能量（H生）－反应物的总能量（H反）D

计算类型2：求反应热（ΔH）方法二：由物质能量（H）计算计算类型2：求反应热（ΔH）方法二：由物质能量（H）计算∆H=(E2-E1)kJ/mol=(a-b)kJ/mol∆H=(E2-E1)kJ/mol=(a-b)kJ/mol用图像理解由物质总能量和键能2种途径求算∆H【练习】已知化学反应A2(g)＋B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示，判断下列叙述中正确的是(

)A.每生成2分子AB吸收bkJ热量B.该反应热ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1C.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量D.断裂1molA—A键和1molB—B键，放出akJ能量根据燃烧热计算：紧扣燃烧热的定义，反应物的量为“1mol”，生成物为稳定的氧化物。Q放＝n(可燃物)×|ΔH|。【练习】已知氢气和丙烷的燃烧热ΔH分