化學反應中的熱效應PPT課件.ppt

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1、,第一節(jié) 化學反應的熱效應,回顧：,1.化學反應的實質是什么？(化學鍵的角度) 2.常見的吸熱反應、放熱反應？,常見的放熱反應： 所有的燃燒反應 所有的中和反應 活潑金屬與水、酸的反應 多數(shù)的化合反應 鋁熱反應,常見的吸熱反應： 多數(shù)的分解反應，銨鹽與堿的反應（NH4Cl與 Ba(OH)2） 電離過程,一、化學反應的反應熱,2.符號：Q Q為正值 反應吸熱 Q為負值 反應放熱 單位：KJ或J,1.定義：當化學反應在一定的溫度下進行時，反應所釋放或吸收的熱量稱為該反應在此溫度下的熱效應，簡稱為反應熱。,,交流研討,1.如何測量反

2、應熱？ 2.測定反應熱的儀器？構造？ 3.如何提高測定結果的準確性？ 4.造成實驗誤差的因素有哪些？,3.（1）所用酸和堿的濃度宜小不宜大 （2）宜使用0.1刻度的溫度計。 （3）快速加入溶液 （4）攪拌 （5）可多次測量取平均值,4.讀數(shù)誤差比熱容不準確溫度計、攪拌器吸熱量熱器散熱,,,攪拌器,1、下列說法中正確的是（ ） A需要加熱方能發(fā)生的反應一定是吸熱反應 B放熱的反應在常溫下一定很容易發(fā)生 C反應是放熱還是吸熱必須看反應物和生 成物所具有的總能量的相對大小 D吸熱反應在一定的條件下也能發(fā)生,CD,當堂訓練,2.50ml0.50molL-1鹽酸與50mL0.5

3、5molL-1NaOH溶液在 如下圖所示的裝置中進行中和反應。通過測定反應過程 中放出的熱量可計算中和熱?；卮鹣铝袉栴}： （1）從實驗裝置上看，圖中缺少的一種玻璃儀器 是 。 （2）燒杯間填滿碎紙條的作用是 。 。 （3）若大燒杯上不蓋硬紙板，求得的中和反應的 反應熱數(shù)值 （填“偏大”“偏小”或“無影響”）。 （4）實驗中改用60mL0.50molL-1鹽酸跟50mL0.55molL-1NaOH溶液進行反應，與上述實驗相比，所放出的熱量 （填“相等”或“不相等”），,攪拌器,減少實驗過程中的熱量的損失,偏小,不相等,一、焓變 1、概念：在恒溫、恒壓

4、下，化學反應過程中吸 收或放出的熱量稱為反應的焓變。 2、符號：H 單位：kJ/mol 3、規(guī)定 放熱： H0 吸熱: H0 Q<0,一個化學反應是吸收能量還是放出能量，取決于 反應物的總能量與生成物的總能量的相對大小。,H=E生總能量-E反總能量 吸熱反應： H0 E生總能量E反總能量 放熱反應: HE生總能量,化學反應過程中為什么會有能量的變化呢?,化學反應本質上是分子中的舊鍵斷裂形成原子, 原子間重新組合形成新鍵,進而形成新的分子的 過程.舊鍵的斷裂會吸收熱量,而新鍵的形成會放 出熱量,反應是放出還是吸收能量取決于兩者之 間的相對大小.,化學反應中,化學鍵的斷裂和形成是

5、反應過程中 有能量變化的本質原因。 H=E反總鍵能-E生總鍵能,,一、焓變 1、概念：在恒溫、恒壓下，化學反應過程中吸 收或放出的熱量稱為反應的焓變。 2、符號：H 單位：kJ/mol 3、規(guī)定 放熱： H0 吸熱: H0 Q<0,二、熱化學方程式: 1、概念：能夠表示反應熱的化學方程式叫做熱化學方程式。,熱化學方程式與化學方程式有什么不同? 如何正確書寫熱化學方程式? 熱化學方程式有什么意義?,第2頁的交流與討論,熱化學方程式與化學方程式的差別: 1、H只用在熱化學方程式中，并寫在右邊,4、與參加反應的物質的物質的量有關。同一化 學反應中，熱化學方程式中物質的化

6、學計量 數(shù)不同， H也不同?；瘜W計量數(shù)加倍， H也要加倍。,3、熱化學方程式中的化學計量數(shù)可以是整數(shù)， 也可以是分數(shù)。,2、熱化學方程式中必須注明物質的聚集狀態(tài) 氣態(tài)（g）、液態(tài)（l）、固態(tài)（s）,5、書寫熱化學方程式時應注明反應的溫度 和壓強。如果不注明溫度和壓強，則表 示是在250C、101KPa條件下的反應熱。,第3頁的交流與討論,反應放出或吸收的熱量的多少與外界的溫度和壓強有關，需要注明，不注明的指101kPa和25時的數(shù)據(jù)。,因為物質的聚集狀態(tài)不同所含的能量也不同。,固態(tài),液態(tài),,吸熱,氣態(tài),,,吸熱,吸熱,1）要注明溫度和壓強:,2）反應物和生成物要注明聚集狀態(tài):,2、

7、書寫熱化學方程式應注意以下幾點,H2（g)+ O2(g)=H2O(l)；H=285.8KJ/mol,H2（g)+ O2(g)=H2O(g)；H=241.8KJ/mol,H2O(l)H2O(g)；H=+44KJ/mol,3）熱化學方程式中各物質前的化學計量數(shù)表示物質的量不表示分子數(shù)。,H2（g）+Cl2(g)=2HCl(g)；H=184.6KJ/mol,H2（g）+ Cl2(g)=HCl(g)；H=92.3KJ/mol,2H2（g)+O2(g)=2H2O(l)；H=571.6KJ/mol,H2（g)+ O2(g)=H2O(l)；H=285.8KJ/mol,4） H的表示： 熱化學方程式中的H的“

8、”與“”一定要注明， “”代表吸熱， “”代表放熱 無論熱化學方程式中化學計量數(shù)為多少，H的單位總是KJ/mol，但H的數(shù)值與反應式中的系數(shù)成比例,、熱化學方程式表示的意義,1）表示什么物質參加反應，結果生成什么物質,2）反應物和生成物之間的質量比、物質的量比,3）反應物完全變成生成物后所放出或吸收的熱量。,質量能,H2（g)+ O2(g)=H2O(g)；H=241.8KJ/mol,一個化學反應是吸收能量還是放出能量，取決于 反應物的總能量與生成物的總能量的相對大小。,H=E生總能量-E反總能量 吸熱反應： H0 E生總能量E反總能量 放熱反應: HE生總能量,化學反應過程中為什么會有能量的

9、變化呢?,化學反應本質上是分子中的舊鍵斷裂形成原子,原子間重新組合形成新鍵,進而形成新的分子的過程.舊鍵的斷裂會吸收熱量,而新鍵的形成會放出熱量,反應是放出還是吸收能量取決于兩者之間的相對大小.,化學反應中,化學鍵的斷裂和形成是反應過程中 有能量變化的本質原因。 H=E反總鍵能-E生總鍵能,第5頁的問題解決,2、下列變化中，屬于吸熱反應的是( ) A.氮氣與氫氣合成氨 B.酸堿中和 C.二氧化硫與氧氣反應生成三氧化硫 D.焦炭與高溫水蒸氣反應,D,練習 1、下列變化中，屬于放熱反應的是( ) A.Ba(OH)28H2O與NH4Cl的反應 B.

10、點燃的鎂條在二氧化碳中繼續(xù)燃燒 C.灼熱的碳與二氧化碳的反應 D.氯化鋁的水解,B,3. 下列敘述中正確的是( ) A.在稀溶液中1mol酸和1mol堿完全反應所放出的熱量,叫做中和熱 B.在101kPa時1mol物質燃燒時的反應熱叫做該物質的標準燃燒熱 C.熱化學方程式中,各物質前的化學計量數(shù)不表示分子個數(shù) D.如果反應物所具有的總能量小于生成物所 具有的總能量,則發(fā)生的反應是放熱反應。,C,4下列反應屬于吸熱反應的是 ( ) A. C6H12O6(葡萄糖aq)+6O2 6CO2+6H2O B. CH3COOH+KOH CH3COOK+H2O C. A+B C+D； H

11、<0 D破壞生成物全部化學鍵所需能量小于破壞 反應物全部化學鍵所需能量,,酶,D,AC,6.分析右面的能量變化示意圖，下列熱化學方程式正確的是 ( ) A.2A（g）+ B(g)=2C（g）；H=a（a0） B.2A（g）+ B(g)=2C（g）；H=a（a0） C.2A + B=2 C；H=a（a0） D.2C=2A +B；H=a（a0）,B,7、化學反應可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過程?；瘜W鍵的鍵能是形成（或拆開）1mol化學鍵時釋放（或吸收）出的能量。已知白磷和P4O6的分子結構如圖所示，現(xiàn)提供以下化學鍵的鍵能（kJmol1）：PP：198 PO：360 O=O：498則反應P4（白磷）

12、+3O2= P4O6 的反應熱H為 （ ） A-1638 kJmol1 B+1638 kJmol1 C-126 kJmol1 D+126 kJmol1,,A,反應熱的測量與計算,專題1 化學反應與能量變化,第一單元 化學反應中的熱效應,反應熱的測量與計算,獲得化學反應熱的主要途徑: 1、實驗直接測定 2、間接計算獲得 （1）根據(jù)蓋斯定律計算 （2）根據(jù)公式H=E反總鍵能-E生總鍵能 計算,根據(jù)第6頁中的“活動與探究”思考： 1、測定反應熱時，量熱計直接測定的數(shù)據(jù)是 焓變嗎？如果不是直接測定的是什么？ 2、實驗中的反應原理是什么？ 3、要獲得比較精確的數(shù)據(jù)，該實驗應該注意 什么問

13、題？,一、反應熱的測定 1、量熱計直接測定的是體系的溫度變化,2、HCl與NaOH反應的反應熱測定原理：,1mol 1mol -akJ 0.025mol 0.025mol -bkJ,由實驗可以測定出b值，然后便可換算出a,中和熱：在稀溶液中，酸和堿發(fā)生中和反應生 成1mol水時所放出的熱量,由于電離過程是吸熱的,而弱酸、弱堿都較難電離， 所以，強酸與弱堿、強堿與弱酸、弱酸與弱堿反 應生成1mol水時所放出的熱量都小于57.3 kJ。,3、測定反應熱時一定要采取較好的絕熱措施， 動作要快，以減小實驗誤差。,強酸和強堿在稀溶液中的中和

14、熱可表示為: H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) H= -57.3k kJmol1， 又知道溶液中的反應有： CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l) H=-Q1kJmol1 H2SO4(濃)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) H= -Q2 kJmol1 HNO3(aq)+KOH(aq)=KNO3（aq）+H2O(l) H= -Q3 kJmol1， 則Q1、Q2、Q3的關系正確的是 ( ) Q1 = Q2 = Q3 B.Q2 Q1 Q3 C. Q2 Q3 Q1 D. Q2 = Q3 Q1,C,二、蓋斯定律 1、概念：一

15、個化學反應，不論是一步完成，還是 分步完成，其總的熱效應是完全相同的。,蓋斯定律表明：一個化學反應的焓變僅與反應的起始狀態(tài)和反應的最終狀態(tài)有關，而與反應的途徑無關。,第7頁例題,HH1+H2,C(s)+1/2O2(g)==CO(g) H1=? CO(g)+1/2O2(g)== CO2(g) H2=-283.0kJ/mol C(s)+O2(g)==CO2(g) H3=-393.5kJ/mol, + = ， 則 H1 + H2 =H3 所以， H1 =H3- H2 =-393.5kJ/mol+ 283.0kJ/mol=-110.5kJ/mol,應用了什么規(guī)律？,如何測定C(s)+1/

16、2O2(g)==CO(g)的反應熱H1,2、計算 （1）若一個反應的焓變H=a kJmol1，則其逆反 應的焓變H= -a kJmol1 （2）若一個化學反應方程式可由另外幾個反應 的化學方程式相加減而得到，則該反應的 焓變亦可以由這幾個反應的焓變相加減而得到。,第8頁的問題解決,【例題1】已知 CO(g) + 1/2 O2(g) ====CO2(g) H1= 283.0 kJ/mol H2(g) + 1/2 O2(g) ====H2O(l) H2= 285.8 kJ/mol C2H5OH(l) + 3 O2(g) ==== 2 CO2(g) + 3 H2O(l) H3=-

17、1370 kJ/mol 試計算2CO(g) 4 H2(g)==== H2O(l) C2H5OH(l) 的H,【解】：根據(jù)蓋斯定律，反應不論是一步完成還是分幾步完成，其反應熱效應都是相同的。下面就看看反應能不能由三個反應通過加減乘除組合而成，也就是說，看看反應能不能分成幾步完成。2 + 4 - = 所以，HH12 H24 H3283.22 285.84 1370 339.2 kJ/mol,你知道神六的火箭燃料是什么嗎？,例：某次發(fā)射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃燒，生成N2、液態(tài)H2O。已知： N2(g)+2O2(g)==2NO2(g) H1=+67.2kJ/mol N2H4(g)+O2

18、(g)==N2(g)+2H2O(l) H2=-534kJ/mol 假如都在相同狀態(tài)下，請寫出發(fā)射火箭反應的熱化學方程式。,2 N2H4(g)+ 2NO2(g)== 3N2(g)+4H2O(l) H=-1135.2kJ/mol,例3、 已知25、101kPa下，石墨、金剛石燃燒的熱化學方程式分別為： 據(jù)此判斷，下列說法正確的是（ ） A. 由石墨制備金剛石是吸熱反應；等質量時，石墨的能量比金剛石的低 B. 由石墨制備金剛石是吸熱反應；等質量時，石墨的能量比金剛石的高 C. 由石墨制備金剛石是放熱反應；等質量時，石墨的能量比金剛石的低 D. 由石墨制備金剛石是放熱反應；等質量時，

19、石墨的能量比金剛石的高,,,,D,能源的充分利用,1、你所了解的傳統(tǒng)能源有哪些？新能源又有哪些？,2、能源又可以分為一次能源和二次能源。一次能源 是指直接取自自然界，沒有加工轉換的各種能量 和資源；二次能源是指由一次能源經(jīng)過加工轉換 后得到的能源。根據(jù)這種分類法，請將上面提到 的能源重新分類？,思考：在許多場合將煤塊直接燃燒，這種燃燒方式 存在什么缺陷？,采用這種方式燃燒煤，煤與空氣的接觸面積不夠， 內部煤的燃燒效率偏低，浪費了能源。另外，直接 燃燒煤會使其中的硫轉化為二氧化硫，引起大氣的 污染。,有哪些可以提高煤的燃燒效率的方法嗎？,目前常用的方法主要有三種： （1）將煤制成蜂

20、窩狀，以增加與空氣的接觸面積 （2）通過一定的方法將煤轉化為液體燃料（如甲醇） （3）通過一定的方法將煤轉化為氣體燃料（如煤氣）,完成第9頁的“交流與討論”，提出你的觀點。,雖然將煤轉化為水煤氣再燃燒與直接燃燒煤所獲得 的能量是一樣的，而且將煤轉化為水煤氣會增加消 耗。但將煤轉化為水煤氣至少有兩個優(yōu)點： 一是將固體煤轉化為氣體，極大地提高了燃燒效率； 二是通過轉化除去了硫，避免了SO2氣體的產(chǎn)生。,除了將煤制成蜂窩狀外，日常生活中還常采用 如下措施節(jié)能： （1）在農村燃燒秸稈時，常使用鼓風機（或 風箱），通過鼓入足量的空氣，使秸稈 充分燃燒 （2）在使用煤氣或天然氣作燃料時，常通過

21、 調節(jié)煤氣的進風口，通入足量的空氣， 保證氣體的充分燃燒,思考：如果在燃料燃燒時通入過量的空氣，對 充分利用能源有沒有影響？,通入過量的空氣，會導致空氣帶走過多的 熱量，使燃料的利用效率下降。,在生產(chǎn)和生活中，還需要充分利用燃料燃燒所放 出的熱量，例如：火力發(fā)電廠會產(chǎn)生大量的余熱， 電廠的附近常建有一些其他工廠（如水泥廠）用 電廠的余熱進行生產(chǎn)。,標準燃燒熱,定義：在101kPa時，l mol物質完全燃燒的反應熱.,衡量燃料燃燒放出熱量大小的物理量,熱值,定義：在101kPa時，l g物質完全燃燒的反應熱.,所以，不同量的同一物質完全燃燒，放出的熱量可能不同，但標準燃燒熱是一定的。,

22、小結：標準燃燒熱和中和熱的區(qū)別與聯(lián)系,1mol反應物完全燃燒時放出的熱量；不同反應物，標準燃燒熱不同。,生成1mol水時放出的熱量；強酸與強堿的中和熱都約為57.3kJ/mol 。,放熱反應,H0；單位：kJ/mol,1mol可燃物,生成1mol水,概念辨析：,1.下列各組物質的標準燃燒熱相等的是：（ ） A.碳和一氧化碳 B.1mol碳和2mol碳 C.1mol乙炔和2mol碳 D.淀粉和纖維素,B,285.8 kJ/mol,-297 kJmol-1,S (s)O2(g)SO2 (g) ；H297kJmol-1,、有關標準燃燒熱的計算,例：10g硫磺在氧氣中完全燃燒生成氣態(tài)SO2，放出

23、的熱量能使500gH2O溫度由18升至62.4，則硫磺的標準燃燒熱為 ，熱化學方程式為 。 （已知每克水溫度每升高1 所需熱量為4.18J）,由于傳統(tǒng)能源逐漸枯竭，因此，開發(fā)新能源顯得十分重要。氫能是一種重要的新能源，請討論下列問題； 1、根據(jù)第9頁表13計算H2、CH4及C2H2的熱值 2、討論H2作為能源有何優(yōu)點，目前在利用氫能 方面主要存在什么問題？,H2、CH4及C2H2的熱值分別為142.9kJg-1、 55.6kJg-1、50kJg-1。 說明H2作為能源具有熱值高的特點。另外， 用H2作為能源還具有無污染的特點。,目前在應用氫

24、能方面最重要的問題是H2的制取。,求混合物的組成,在一定條件下，氫氣和丙烷燃燒的 化學方程式為： 2H2(g)+ O2(g) = 2H2O( l )H =- 571.6 kJ/mol C3H8(g）+5O2(g）= 3CO2(g）+4H2O(l) H =- 2220 kJ/mol 5mol 氫氣和丙烷的混合氣完全燃燒時放熱 3847kJ 則氫氣和甲烷的體積比為 ( ) (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1,B,練習 1.按照蓋斯定律，結合下述反應方程式，回答問題，已知： (1)NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) H1=-176kJ/mol

25、 (2)NH3(g)+H2O(l)=NH3 H2O(aq) H2=-35.1kJ/mol (3)HCl(g) +H2O(l)=HCl(aq) H3=-72.3kJ/mol (4)NH3(aq)+ HCl(aq)=NH4Cl(aq) H4=-52.3kJ/mol (5)NH4Cl(s)+2H2O(l)= NH4Cl(aq) H5=？ 則第（5）個方程式中的反應熱H是________。 根據(jù)蓋斯定律和上述反應方程式得： (4)+ (3)+ (2)- (1)= (5)，即H5 = +16.3kJ/mol,50ml0.50molL-1鹽酸與50mL0.55molL-1NaOH溶液在 如下圖所示的裝置

26、中進行中和反應。通過測定反應過程 中放出的熱量可計算中和熱?；卮鹣铝袉栴}： （1）從實驗裝置上看，圖中傷缺少的一種玻璃儀器 是 。 （2）燒杯間填滿碎紙條的作用是 。 。 （3）若大燒杯上不蓋硬紙板，求得的中和熱數(shù)值 （填“偏大”“偏小”或“無影響”）。 （4）實驗中改用60mL0.50molL-1鹽酸跟50mL0.55molL-1NaOH溶液進行反應，與上述實驗相比，所放出的熱量 （填“相等”或“不相等”），所求中和熱 （填“相等”或“不相等”），簡述理由： （5）用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進行上述實驗，測得的中和熱數(shù)值會 ；用50mL0.50mol/LNaOH溶液進行上述實驗，測得的中和熱數(shù)值會 （填“偏大”“偏小”或“無影響”）。,