第一章 化学反应的热效应 课件 高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

化学反应的热效应高中化学—化学反应原理化学反应带来什么？铝热反应物质变化能量变化热能：放出大量热光能：发出耀眼白光化学反应涉及主要能量形式：内能、化学能、热能、电能、机械能、光能、生物能内能：是体系内物质所含各种微粒的能量（动能、势能、核能、电子能）总合能量守恒定律能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其它物体，而能量的总量保持不变。化学反应的内能变化的微观实质旧键断裂，吸收能量新键形成，放出能量内能增大（U1→U2）内能减小（U2→U3）U1U2U3U1≠U3，反应前后内能改变，若内能增大，内能从何而来？若内能减小，内能去哪儿了？一种理论：能量越低越稳定01焓变焓变与反应热焓变：化学反应过程中只存在体积功（We），不存在其他功（Wf）的条件下，吸收或释放的热（Q）即为反应的焓变（ΔH）。ΔH＞0→Q＞0→吸收热量ΔH＜0→Q＜0→放出热量放热反应与吸热反应大多数反应放热（ΔH＜0）部分反应吸热（ΔH＞0）燃烧、中和、大多数化合、氧化还原大多数分解、C＋CO2=2CO、Ba(OH)2+NH4Cl焓（H）是一种与内能有关的状态量（H=U+pV）判断化学反应过程ΔH的正负依据为反应热1、当Wf=0，ΔH=Q2、当We=0，ΔH=ΔU=U2-U1

依据为内能的变化3、ΔH=H2-H1

能量的变化依据为焓的变化ΔH=∑H(生成物)

-∑H(反应物)判断化学反应过程ΔH的正负ΔH只与始末状态有关4、已知系统过程中分别吸收和放出的能量，ΔH=E1–E2已知：一定条件下，1mol气态H2

与1mol气态Br2

断键时分别需要吸收436kJ和193kJ的能量，而1mol气态HBr成键时会放出

366kJ的能量。据此推算，反应：H2(g)+Br2(g)

=

2HBr(g)的ΔH大于0还是小于0？ΔH=436kJ+193kJ–2×366kJ=–103kJΔH=E(吸收)–E(放出)ΔH=–判断化学反应过程ΔH的正负4、已知系统过程中分别吸收和放出的能量，ΔH=E(吸收)–E(放出)5、已知反应物和生成物共价键的键能

反应物键能化学键的键能是拆开(或形成)1mol化学键时吸收(或放出)的能量。生成物键能

02热化学方程式热化学方程式（表示化学反应的物质变化与焓变）在298K时，1molH2(g)和0.5molO2(g)反应生成1molH2O(l)放出285.8kJ热量注意事项：ΔH的数值必须带+/—（+为吸热；—为放热）单位：kJ·mol-1（指物质的量为化学计量数的反应物生成产物的热量）ΔH的数值与化学计量数成正比；反应逆向发生，ΔH数值变为相反数反应有温度压强，默认298K,

101kPa；物质有聚集状态（g,

l,

s,aq）可为分数思考下述热化学方程式的含义：在298K时，2molH2(g)和1molO2(g)反应生成2molH2O(l)放出571.6kJ热量热化学方程式（表示化学反应的物质变化与焓变）1、在298K和101kPa时，1molN2(g)和3molH2(g)反应生成2molNH3(g)放出92kJ热量，写出合成氨反应的热化学方程式为：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)ΔH1=-92kJ·mol-12、完善以下热化学方程式，并说出其含义。NH3=1/2N2+3/2H2

ΔH2=3、已知H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH3=-285.8kJ·mol-1现有热化学方程式：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)ΔH4，ΔH4=

ΔH3

吗？不写可逆符号相变和溶解也存在热效应ΔH＞0→吸收热量ΔH＞0→吸收热量H=U+pV03反应热的计算—盖斯定律反应热的计算已知：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH1=-285.8kJ·mol-1

H2O(l)=H2O(g)ΔH2=+44kJ·mol-1求解：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)ΔH3=?ΔH只与始末状态有关，与中间路径无关ΔH3=ΔH1+ΔH2

=-241.8kJ·mol-1

先放热后吸热热化学方程式可进行代数加减，对应的焓变亦可（1）（2）（3）A+BC(l)C(g)（1）（2）（3）盖斯定律：一个化学反应，不论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应是完全相等的。（3）=（1）+（2）盖斯定律的应用化学手册上查得下述反应在298K时的焓变：C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=-393.5kJ·mol-12CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH2=-566kJ·mol-1写出2C(s,石墨)+O2(g)=2CO(g)（3）的热化学方程式。(3)可由

2(1)-(2)得出，故其ΔH3=2ΔH1-

ΔH2

=-221kJ·mol-12C(s,石墨)+O2(g)=2CO(g)ΔH3=-221kJ·mol-1（1）（2）盖斯定律的应用——标准燃烧热热值：101kPa，298K下，1g物质完全燃烧的反应热（正值）标准燃烧热：101kPa，298K下，1mol物质完全燃烧的反应热（正值）C和CO与氧气燃烧均能放出热量，但不同物质燃烧产生不同产物放出的热量并不相同，如何衡量不同物质的燃烧效率？C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=-393.5kJ·mol-12CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH2=-566kJ·mol-12C(s,石墨)+O2(g)=2CO(g)ΔH3=-221kJ·mol-1完全燃烧稳定产物：C→CO2(g)，H→H2O(l)，N→N2(g)，S→SO2(g)分别写出表示C(s)和CO(g)标准燃烧热的热化学方程式和标准燃烧热的值。表达标准燃烧热的热化学方程式：①可燃物系数为1②与焓变区分盖斯定律的应用——利用标准燃烧热计算反应的焓变化学手册上查得C(s)、H2(g)和C2H2(g)的标准燃烧热：C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=-393.5kJ·mol-1H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH2=-285.8kJ·mol-1C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)ΔH3=-1299.6kJ·mol-1写出2C(s)+H2(g)=C2H2(g)（4）的热化学方程式。(4)=2(1)+(2)-(3)ΔH4=2ΔH1+

ΔH2–ΔH3

=+226.8kJ·mol-12C(s)+H2(g)=C2H2(g)ΔH4=+226.8kJ·mol-1（1）（2）（3）利用物质的标准燃烧热可计算出难以测量反应热的反应的焓变04反应热的测量反应热/焓变的测量内能和焓的绝对数值无法测量，但当Wf=0，ΔH(焓变)=Q(反应热)如何测量反应吸收或放出的热量(Q)呢？物质的哪个物理性质的变化可以反应出热量(Q)的变化？温度热容(J·K-1)温度变化(K)热容：一定量物质温度升高1℃所需吸收的热中和热的测量在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应生成1mol液态水的反应热。测量过程：①初始温度(T1)；②终止温度(T2)；③重复实验操作三次，取平均值，

异常数据要舍去；④实验数据处理。Q1：环形玻璃搅拌棒的作用：______________________________________Q2：大烧杯上如不隔热，所得中和热绝对值将_________2、离子反应唯一：H+(aq)+OH-(aq)=H2O

(l)使溶液混合均匀，反应更快更充分，测量更准确偏小焓变为定值：ΔH=-57.3kJ·mol-11、浓酸浓碱、弱酸弱碱的反应存在额外的热效应中和热的误差分析在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应生成1mol液态水的反应热。2、离子反应唯一：H+(aq)+OH-(aq)=H2O

(l)焓变为定值：ΔH=-57.3kJ·mol-11、浓酸浓碱、弱酸弱碱的反应存在额外的热效应3、中和热不包括其他离子的反应热、物质溶解热、电离热效应。①有弱酸或弱碱参加的中和反应，实验测出的中和热数值一般_____57.3kJ·mol-1，因为弱电解质反应时会继续________，要______（填“吸热”或“放热”）；②有浓酸后浓碱参加的中和反应，验测出的中和热数值一般______57.3kJ·mol-1，因为浓酸或浓碱稀释时会显著______（填“吸热”或“放热”）；③测定稀硫酸溶液与Ba(OH)2溶液的反应热，则所测ΔH偏小，即放出的热量偏_____，这主要是因为Ba2＋和SO42-生成难溶物BaSO4也会_____热量。＜电离吸热＜放热多放出05化学热力学的研究方法化学反应带来什么？两个维度：物质变化+能量变化例题：已知500℃时，CH4和H2O重整主要发生下列反应：CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)CO(g)+H2O(g)⇌CO2