化学反应中的能量变化.ppt

1、知识回顾,化学反应中常伴随有能量变化，结合前面知识思考:,1、判断一个化学反应是放热还是吸热的依据是什么？,2、哪些反应是放热反应？哪些反应是吸热反应？,第一章化学反应与能量转化,第1节化学反应的热效应,两种角度可以判断反应是放热还是吸热： 1.依据拆开旧键吸收的能量与形成新键释放能量的相对大小，若断旧键吸收的能量小于新键形成所释放的能量，则反映是放热反应，反之为吸热反应。 2.依据反应物总能量和生成物总能量的相对大小，若反应物总能量大于生成物总能量，则反映是放热反应，反之为吸热反应。 特别注意：一个反应是放热还是吸热与反应条件是没有关系的。不能依据反应条件来判断反应是吸热还是放热。,常见的放

2、热反应和吸热反应,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,1：多数分解反应，如CaCO3 CaO+CO2 2：铵盐与强碱的反应，如2NH4Cl（s）+Ba(OH)28H2O （s）BaCl2+2NH3 +10H2O 3：CO2+C 2CO,4：碳的汽化反应 5：以氢气、一氧化碳或碳做还原剂，还原氧化物的反应。 如何定量描述一个化学反应释放或吸收

3、的热量？,如何获得一个反应的反应热呢？,实验测得,理论计算,用实验方法和理论方法研究反应热的化学分支称为热化学,二：化学反应的焓变 1.焓：用来描述物质本身所具有的能量的物理量 符号：H 单位：kJ/mol,2.焓变： （1）反应产物的总焓与反应物的总焓之差,（Qp 恒压下的化学反应热）,（4）H与键能的关系 H=反应物键能-生成物键能 （利用此公式计算时要注意H本身带有正负号）,二. 化学反应的焓变,2.书写热化学方程式需注意的地方 1.必须注明各物质的聚集状态，固体用s，液体用“ l ”，气体用“ g ”，溶液用“ aq ”，热化学方程式不用写“”、“”，也不用写 反应条件。 2.表示焓变

4、的数值量H 写在方程式的右边。吸热反应在数值前加“ + ”号，也可省略，放热反应在数值前加“ - ”号，不可省略，单位一律为 kJ/mol。反应热H与测定的条件（温度、压强）有关，因此书写热化学方程式时应注明应热H的测定条件。若没有注明，就默认为是在25、 101KPa条件下测定的。 3.热化学反应方程式中的系数仅代表物质的量，所以热化学反应方程式中的系数可以是整数，也可以是分数，最好写成整数。 4.正、逆反应的H互为相反数，即数值不变，符号相反。 5.同一化学反应若系数加倍，H 数值也加倍，系数减倍，H 数值也减倍。两方程式相加则H 相加，两方程式相减则H 相减。,3.热化学反应方程式的意义

5、,热化学反应方程式既表示了反应物质的变化，又表示了反应能量的变化。,还要特别注意： （1）一个反应的H的大小只受温度、压强以及反应方程式中系数的影响，不受催化剂等其他反应条件的影响。,N2（g）+3H2（g）2NH3（g）H=-92.4kJ/mol 表示什么意义？,为什么1 mol氮气反应，放出的热量总是小于92.4KJ？ 特别注意：（2）不论化学反应是否可逆,热化学方程式中的反应热H 表示反应进行到底（完全转化）时的能量变化.,四：书写热化学方程式的方法,（1）1克甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水时放热22.68KJ； （2）1mol氯气和水蒸气通过灼热的炭层反应，生成氯化氢和二氧化碳放出145

6、KJ的热量。,书写方法,第一步：依据题目信息先写出化学反应方程式，配平后注明各个物质的聚集状态，要注意有机物与氧气的燃烧反应中间我们也用 不要用 第二步：依据题目信息计算出第一步书写出的反应的H，并在其后边注明上。注意H一定要带单位kJ/mol ，放热反应一定要带负号。,写出下列反应的热化学方程式 （1）2.00gC2H2完全燃烧生成液态水和CO2放出的热量为99.6KJ，写出C2H2燃烧的热化学方程式。 （2）0.5molCu(固态) 与适量O2(气态) 反应, 生成CuO(固态), 放出78.5 kJ的热量,2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=2589.6K

7、J/mol,2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s) H= 314KJ/mol,2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=-4b kJ 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=-4b kJ/mol C. C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(g) H=-4b kJ/mol D. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=+4b kJ/mol E. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=-2b kJ/mol,已知充分燃烧a g 乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态

8、水，并放出热量bkJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是,B,五：两种特殊的反应热-燃烧热与中和热,1.燃烧热 定义：在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成最稳定的氧化物时所放出的热量 。 单位：KJ/mol 注意：1.燃烧热是指1 mol物质完全燃烧，所以在写某物质的燃烧热的热化学方程式时，该物质的系数一定为1 2. 物质燃烧热的热化学方程式与物质燃烧的热化学方程式不是一个概念。燃烧的热化学方程式中该物质的系数可以是1，也可以是其他的数值。 3.最稳定的氧化物：H元素燃烧后最稳定的氧化物为H2O（L），C元素燃烧后为CO2（g)，S元素燃烧后为SO2（g). 4.在热化学方程式中燃烧热

9、为负值，只说某物质的燃烧热时应填正值，单位都是KJ/mol,练习,下列热化学方程式中的反应热表示燃烧热的是( ) A.4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)；H=-a kJmol-1 B.C6H12O6(s)+6O2(g) 6CO2(g)+6H2O(l)；H=-b kJmol-1 C.2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)； H=-c kJmol-1 D.2CH3CH2OH(l)+O2(g) CH3CHO(l)+2H2O(l)；H=-d kJmol-1,（2005年全国卷）已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量b kJ，则乙炔燃烧的热化

10、学方程式正确的是( ) A.2C2H2(g)+5O2(g) 4CO2(g)+2H2O(l);H=-4b kJmol-1 B.2C2H2(g)+5O2(g) 4CO2(g)+2H2O(l); H=2b kJ mol-1 C.2C2H2(g)+5O2(g) 4CO2(g)+2H2O(l);H=-2b kJmol-1 D.2C2H2(g)+5O2(g) 4CO2(g)+2H2O(l); H=b kJmol-1,250C 1.01105Pa下，1g 硫粉在氧气中充分燃烧放出 9.36kJ热量，写出 1.硫燃烧的热化学方程式。 2.硫的燃烧热的热化学方程式,2.中和热 （1）定义：在稀溶液中，酸跟碱发生

11、中和反应而生成1molH2O，这时的反应热叫做中和热。 单位KJ/mol 表示方法：H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJ/mol。 （2）注意： a:中和热指中和反应每生成1 mol H2O(l)时的反应热，与强酸、强碱的类别以及用量无关。理论上任何中和反应的中和热都相同。但是不同的中和反应，测得的反应热可能不同。 b:中和热不包含反应中的电离热以及溶解热。所以有弱酸或弱碱参加的中和反应，测得的中和热的数值都小于57.3，这是因为反应时弱酸或弱碱发生电离需要吸收热量。,c.在热化学方程式中中和热为负值，并且生成水的物质的量的必须是1mol，而且是液态。只说中和热时应填正值，但单

12、位都是KJ/mol,在下列各说法中，正确的是。（ ） AH 0 kJmol-1表示放热反应，H 0 kJmol-1表示吸热反应 B热化学方程式中的化学计量数表示物质的量，可以是分数 C1 mol H2SO4与1 mol Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀时放出的热叫做中和热 D1 mol H2与05 molO2反应放出的热就是H2的燃烧热,含Ba（OH）2 1 mol的稀溶液与足量稀盐酸反应，放 出1146 kJ的热量，表示该反应中和热的热化学方程式正确的是 ABa（OH）2（aq）2HCl（aq）=BaCl2（aq）2H2O（l）；H=1146 kJ/mol BBa（OH）2（aq）2HC

13、l（aq）=BaCl2（aq）2H2O（l）;H=1146 kJ/mol C1/2 Ba（OH）2（aq）HCl（aq）=1/2 BaCl2（aq）H2O（l）；H=573 kJ/mol D1/2 Ba（OH）2（aq）HCl（aq）= 1/2 BaCl2（aq）H2O（l）；H=573 kJ/mol,用05 molL1 NaOH溶液分别与05 molL1的盐酸、醋酸溶液反应，且所取的溶液体积均相等，测出的中和热数值分别为H1和H2，则H1和H2两者的关系正确的是 AH1H2 BH1=H2 CH1H2 D无法比较,六:反应热的测量,- Cm(T2-T1),m：反应混合液的质量。 c：反应混合液

14、的比热容（近似等于水的比热容）。,简易量热计,1.在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，如下图所示。,用到玻璃仪器：烧杯、温度计、环形玻璃搅拌棒。,以测定中和反应的反应热为例,1.实验用品 量热计 、0.50 mol/L 盐酸、0.55 mol/L NaOH溶液,2：实验步骤,1.用一个量筒最取50 mL 0.50 mol/L盐酸，倒入量热计中，并用温度计测量盐酸的温度，记为T1。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。,2.用另

15、一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，使之与上述中盐酸的温度相同。,3.把量筒中的NaOH溶液一次倒入量热计中（注意不要洒到外面）。用玻璃棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记为终止温度,4.重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。,酸、碱反应时，我们用的是它的稀溶液，它们的质量应怎样得到？,量出它们的体积，再乘以它们的密度即可。,把所测得的数据代入公式后计算出的Q是该反应的反应热吗？是中和热吗？如果不是怎样才能求得中和热？,议一议你所测得的数据是否为57.3 kJ/mol，若不是，分析产生误差的原因。,可能的原因有：

16、 1.量取溶液的体积有误差 2.温度计的读数有误。 3.实验过程中有液体洒在外面。 4.混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。 5.隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。 6.测了酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的温度，致使热量损失而引起误差。,3.反应热测定的误差分析,2020/9/15,30,讨论下列问题,1.本实验中若把50 mL 0.50 mol/L的盐酸改为50 mL 0.50 mol/L醋酸，所测结果是否会有所变化？为什么？ 2.若改用100 mL 0.50 mol/L的盐酸和100 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液，所测中和热的数值是否约为本实验结果的

17、二倍（假定各步操作没有失误）？,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。 2.否。因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，故所测结果应基本和本次实验结果相同,2020/9/15,31,练习50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L 1NaOH溶液在图示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题： （1）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是 。 （2）烧杯间填满碎纸条的作用是 。 （3）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值 （填“偏

18、大”“偏小”“无影响”）。 （4）实验中改用60 mL 0.50 mol/L盐酸跟50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量 （填“相等”“不相等”），所求中和热 （填“相等”“不相等”），简述理由： 。 （5）用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会 ；用50 mL 0.50mol/L NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会 。（均填“偏大”“偏小”“无影响”）,环形玻璃搅拌棒,减少实验过程中的热量损失,偏小,不等,相等,因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O所放出的能量，与酸碱的用量无关,）偏

19、小,）偏小,2强酸和强碱在稀溶液里反应的热化学方程式可表示为： H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1 已知：CH3COOH(aq)NaOH(aq)=CH3COONa(aq)H2O(l)HQ1 kJmol1 HNO3(aq)NaOH(aq)=NaNO3(aq)H2O(l)HQ2 kJmol1 上述均是在溶液中进行的反应，Q1、Q2的关系正确的是() AQ1Q257.3BQ1Q257.3 CQ1Q257.3 D无法确定,3(2011青岛高二期末)将V1 mL 1.00 mol/L HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如下图所示(实验中始终保持V1V250 mL)。下列叙述正确的是(),A做该实验时环境温度为22 B该实验表明化学能可能转化为热能 CNaOH溶液的浓度约为1.0 mol/L D该实验表明有水生成的反应都是放热反应 解析：中和反应为放热反应，B对；中和反应有水生成，但有水生成的不一定是放热反应，如H2CuOH2OCu是吸热反应，D错；从表中分析可知，当加入HCl溶液5 mL、NaOH