高中化學(xué) 1.1化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)課件 蘇教版選修4.ppt

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專題一化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化第1單元化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng),2,一、化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱,1、反應(yīng)熱：當(dāng)化學(xué)反應(yīng)在一定的溫度下進(jìn)行時(shí)，反應(yīng)所吸收或放出的熱量稱為該反應(yīng)的反應(yīng)熱。反應(yīng)焓變：在恒溫、恒壓下，化學(xué)反應(yīng)過程中吸收或放出的熱量稱為反應(yīng)的焓變(△H),2、符號(hào)：用△H表示△H0，表示吸熱；,3、單位：kJ/mol,3,［思考］幾乎所有的化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量的釋放或吸收，這是為什么呢？,1、從物質(zhì)所具有的能量角度；2、從化學(xué)鍵角度。,4,【交流與討論】,化學(xué)反應(yīng)中為什么會(huì)有能量的變化？,宏觀：,反應(yīng)物和生成物所具有的能量不同.,微觀：,舊的化學(xué)鍵斷裂時(shí)所吸收的能量與新的化學(xué)鍵形成時(shí)所放出的能量不同.,5,反應(yīng)物總能量>生成物總能量,是放熱反應(yīng),反應(yīng)物總能量0C、2a=b0,C,17,4、在同溫同壓下，下列各組熱化學(xué)方程式中，請(qǐng)比較△H1△H2的大小A、H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H1H2(g)+Cl2(g)=HCl(g)△H2B、C(s)+1/2O2(g)=CO(g)△H1C(s)+O2(g)=CO2(g)△H2C、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H12H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H2D、S(g)+O2(g)=SO2(g)△H1S(s)+O2(g)=SO2(g)△H2,同一反應(yīng)，生成物聚集狀態(tài)不同時(shí)，生成固體放出的熱量多；反應(yīng)物聚集狀態(tài)不同時(shí)，氣體反應(yīng)物放出的熱量多。,18,二、反應(yīng)熱的計(jì)算,1、根據(jù)能量圖2、根據(jù)鍵能3、根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)例，1g硫粉在氧氣中充分燃燒放出9.36kJ熱量，寫出硫燃燒的熱化學(xué)方程式。,S(s)+O2(g)=SO2(g)?H=-299.52kJ/mol,19,4、蓋斯定律,不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)焓變是相同的?；瘜W(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。,ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3,從路徑角度理解蓋斯定律,終態(tài),始態(tài),CO(g),C(s),CO2(g),,,,例1,C(s)+1/2O2(g)=CO(g)△H3＝？,CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H2＝-283.0kJ/mol,C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1＝-393.5kJ/mol,,+),,,△H2+△H3=△H1,∴△H3=△H1－△H2=-393.5kJ/mol－(-283.0kJ/mol)=-110.5kJ/mol,22,若一個(gè)化學(xué)方程式可由另外幾個(gè)化學(xué)方程式相加減而得到，則該化學(xué)反應(yīng)的焓變即為這幾個(gè)化學(xué)反應(yīng)焓變的代數(shù)和。,CO(g)+1/2O2(g),C(s)+O2(g),CO2(g),,,,23,因?yàn)橛行┓磻?yīng)進(jìn)行得很慢,有些反應(yīng)不容易直接發(fā)生,有些反應(yīng)的產(chǎn)品不純(有副反應(yīng)發(fā)生),這給測(cè)定反應(yīng)焓變?cè)斐闪死щy.此時(shí)如果應(yīng)用蓋斯定律,就可以間接地把它們的反應(yīng)焓變計(jì)算出來.,蓋斯定律的應(yīng)用,關(guān)鍵：目標(biāo)方程式的“四則運(yùn)算式”的導(dǎo)出。,方法：寫出目標(biāo)方程式確定“過渡物質(zhì)”（要消去的物質(zhì)）然后用消元法逐一消去“過渡物質(zhì)”，導(dǎo)出“四則運(yùn)算式”。,24,4，應(yīng)用蓋斯定律【例3】已知下列反應(yīng)的反應(yīng)熱為⑴CH3COOH(l)+2O2(g)==2CO2(g)+2H2O(l)△H1=-870.3kJ/mol⑵C(s)+O2(g)==CO2(g)△H2=-393.5kJ/mol⑶H2(g)+O2(g)==H2O(l)△H3=-285.8kJ/mol試計(jì)算下述反應(yīng)的反應(yīng)熱：2C(s)+2H2(g)+O2(g)==CH3COOH(l),25,【解】分析各方程式的關(guān)系，知將方程式按2[⑵+⑶]-⑴組合得上述反應(yīng)方程式即：△H=2[△H2+△H3]-△H1△H=2[(-393.5kJ/mol)+(-285.8kJ/mol)]-(-870.3kJ/mol)=-488.3kJ/mol答：反應(yīng)2C(s)+2H2(g)+O2(g)==CH3COOH(l)反應(yīng)熱為-488.3kJ/mol,26,思考：參考書中數(shù)據(jù)，用蓋斯定律，寫出石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的熱化學(xué)方程式。,已知：①C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=－393.5kJ/mol②C(金剛石，s)+O2(g)=CO2(g)ΔH2=－395.0kJ/mol,所以，①-②得：C(石墨，s)=C(金剛石，s)ΔH=+1.5kJ/mol,或者③CO2(g)=C(金剛石，s)+O2(g)ΔH3=+395.0kJ/mol,所以，①+③得：C(石墨，s)=C(金剛石，s)ΔH=+1.5kJ/mol,27,已知：N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=68kJ/molN2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-622kJ/mol火箭發(fā)射時(shí)用肼N2H4(l)作燃料，NO2作氧化劑，反應(yīng)生成N2和H2O(l)，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。,練習(xí)1,N2H4(l)+NO2(g)=3/2N2(g)+2H2O(l)△H=-622kJ/mol–(68kJ/mol)/2=-656kJ/mol,28,將焦炭轉(zhuǎn)化為水煤氣的主要反應(yīng)為:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ/molH2(g)+O2(g)=H2O(g)△H2=-242.0kJ/molCO(g)+O2(g)=CO2(g)△H2=-283.0kJ/mol⑴寫出制取水煤氣的熱化學(xué)方程式.,練習(xí)2,C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=131.5kJ/mol,[例3]在一定條件下，氫氣和丙烷燃燒的化學(xué)方程式為：2H2(g)+O2(f)=2H2O(l);△H=-571.6kJ?mol-C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l);△H=-2220kJ?mol-5mol氫氣和丙烷的混合氣完全燃燒時(shí)放熱3847kJ，則氫氣和甲烷的體積比為(A)1:3(B)3:1(C)1:4(D)1:1,解1：設(shè)H2、C3H8的物質(zhì)的量分別為x，y,答：氫氣和丙烷的體積比為3：1,x+y=5,(571.6/2)(x)+2220y=3847,V(H2):V(C3H8)=n(H2):n(C3H8)=3.75:1.25=3:1,,3.）求混合物的組成,x=3.75mol,y=1.25mol,,已知：C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol欲得到相同的熱量，需分別燃燒固體碳和氫氣的質(zhì)量比約為()A.2:3.25B.12:2.75C.1:1D.393.5:241.8,B,變式練習(xí)1,變式練習(xí)2,氫氣、一氧化碳、辛烷、甲烷的熱化學(xué)方程式分別為：H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(l)；△H＝－285.8kJ/molCO(g)＋1/2O2(g)＝CO2(g)；△H＝－283.0kJ/molC8H18(l)＋25/2O2(g)＝8CO2(g)＋9H2O(l)；△H＝－5518kJ/molCH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)；△H＝－890.3kJ/mol相同質(zhì)量的氫氣、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃燒時(shí)放出熱量最少的是()A.H2(g)B.CO(g)C.C8H18(l)D.CH4(g),B,32,,1、儀器：,2、藥品：,量熱計(jì)、量筒（100ml）、溫度計(jì)、燒杯（250ml）,1.0mol/L的鹽酸1.0mol/L的NaOH溶液1.0mol/L的鹽酸1.0mol/L的KOH溶液1.0mol/L的硝酸1.0mol/L的NaOH溶液,活動(dòng)●探究,測(cè)定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱,33,簡(jiǎn)易量熱計(jì)示意圖,34,3、測(cè)定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱a、量取一定體積的稀鹽酸加入中，記錄T1。b、量取一定體積的稀堿溶液加入中，使得溫度與T1。c、快速將堿液倒入中，蓋好杯蓋，勻速攪拌，記錄T2。,量熱計(jì),燒杯,量熱計(jì),最高溫度,,初始溫度,相同,35,結(jié)論探究：,以上三組溶液中所發(fā)生的反應(yīng)均為：H+(aq)+OH－(aq)=H2O(l)，由于三次實(shí)驗(yàn)中所用溶液的體積相同，溶液中H+和OH－的濃度也是相同的，反應(yīng)溫度又一樣。因此三個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)熱也是相同的。三個(gè)中和反應(yīng)都是在室溫下進(jìn)行的。,實(shí)驗(yàn)結(jié)論：,所測(cè)得的上述三個(gè)中和反應(yīng)的反應(yīng)熱相同,36,為保證測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性，在測(cè)定過程中應(yīng)注意：,（1）為了使中和反應(yīng)進(jìn)行完全，可以讓酸或堿略稍過量。（2）為了使測(cè)得的中和熱更準(zhǔn)確，所用酸和堿的濃度宜小不宜大。（3）宜使用有0.1℃刻度的溫度計(jì)。（4）記錄最高溫度。（5）反應(yīng)熱的計(jì)算式做了以下處理：a、忽略量熱計(jì)的熱容；b、認(rèn)為稀溶液與水的比熱相同；c、認(rèn)為熱容不隨溫度的變化而變化。,37,（1）定義：在稀溶液中，（強(qiáng)）酸跟（強(qiáng)）堿發(fā)生中和反應(yīng)，生成1mol水時(shí)的反應(yīng)熱叫做中和熱。（2）中和熱的表示：H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1)△H=-57.3kJ／mol（3）要點(diǎn)：Ⅰ、條件：稀溶液Ⅱ、反應(yīng)物：（強(qiáng)）酸與（強(qiáng)）堿。中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、電解質(zhì)電離的吸熱所伴隨的熱效應(yīng)Ⅲ、生成1mol水。中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是H+和OH-化合生成H20，若離子反應(yīng)過程中有其他物質(zhì)生成，這部分反應(yīng)熱也不在中和熱之內(nèi)Ⅳ、放出的熱量：57.3kJ/mol,重要的反應(yīng)熱－中和熱,38,重要的反應(yīng)熱－燃燒熱,1.概念：,在101kPa時(shí)，1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱,,,,2.單位：,kJ/mol,(1)燃燒的物質(zhì)必須為:1mol(2)完全燃燒是指物質(zhì)中下列元素完全轉(zhuǎn)變成對(duì)應(yīng)的物質(zhì)：C→CO2，H→H2O(l)，S→SO2等。(3)燃燒熱通常由實(shí)驗(yàn)測(cè)得,3.注意：,,39,4.表示的意義：,例如:C的燃燒熱為393.5kJ／mol(敘述燃燒熱時(shí)，用正值),表示:在101kPa時(shí)1molC完全燃燒放出393.5kJ的熱量。,★★★燃燒熱是以1mol物質(zhì)完全燃燒放出的熱量來定義的，因此在書寫它的熱化學(xué)方程式時(shí)，應(yīng)以燃燒1mol物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)來配平其余物質(zhì)的系數(shù)。例如：C8H18(g)+25/2O2（g）＝8CO2（g）十9H2O(l)；△H＝－5518kJ／molC8H18的燃燒熱為5518kJ／mol。,40,討論：燃燒熱與中和熱比較,,,101kPa時(shí)，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時(shí)放出的熱量;不同物質(zhì)，燃燒熱不同,在稀溶液中，強(qiáng)酸與強(qiáng)堿反應(yīng)生成1mol水時(shí)放出的熱量；不同強(qiáng)酸強(qiáng)堿的中和熱大致相同，約為57.3kJ/mol,1mol,C→CO2H→H2O(l)S→SO2等。,生成的水為1mol,放熱反應(yīng),△H＜0單位：kJ/mol,不一定是1mol,講燃燒熱或中和熱的大小：不帶“-”,熱值：1g物質(zhì)完全燃燒所放出的熱量。,41,,1、下列熱化學(xué)反應(yīng)的描述中正確的是A．HCl和NaOH反應(yīng)的中和熱ΔH＝－57.3kJ/mol，則H2SO4和Ca(OH)2反應(yīng)的中和熱ΔH＝2(－57.3)kJ/molB．CO(g)的燃燒熱是283.0kJ/mol，則2CO2(g)＝2CO(g)＋O2(g)反應(yīng)的ΔH＝2283.0kJ/molC．需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)D．1mol甲烷燃燒生成氣態(tài)水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷燃燒熱,,42,2、下列說法正確的是A.在101kPa時(shí)，1mol物質(zhì)完全燃燒時(shí)所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱B.酸和堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol水，這時(shí)的反應(yīng)熱叫中和熱C.燃燒熱或中和熱是反應(yīng)熱的種類之一D.在稀溶液中，1molCH3COOH和1molNaOH完全中和時(shí)放出的熱量為57.3kJ,,43,３、熱化學(xué)方程式表示的意義,（1）表示什么物質(zhì)參加反應(yīng)，結(jié)果生成什么物質(zhì),（2）反應(yīng)物和生成物之間的質(zhì)量比、物質(zhì)的量比,（3）反應(yīng)物完全變成生成物后所放出或吸收的熱量。,質(zhì)→量→能,H2(g)+O2(g)=H2O(g)△H(298K)=－241.8kJmol-1,