化學(xué)反應(yīng) 與熱效應(yīng)（高考）ppt

選擇性必修一

第一章

化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)一、反應(yīng)熱焓變1．反應(yīng)熱：在等溫條件下，化學(xué)反應(yīng)體系向環(huán)境釋放或從環(huán)境吸收的熱量，稱為化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)，簡(jiǎn)稱反應(yīng)熱。化學(xué)反應(yīng)為什么會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)熱？這是因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)前后體系的內(nèi)能（符號(hào)為U）發(fā)生了變化。為了描述等壓條件下的反應(yīng)熱，科學(xué)上引入了一個(gè)與內(nèi)能有關(guān)的物理量——焓（符號(hào)為H）。研究表明，在等壓條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)（嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，對(duì)反應(yīng)體系做功還有限定，中學(xué)階段一般不考慮），其反應(yīng)熱等于反應(yīng)的焓變，用符號(hào)?H表示。常用單位：kJ/mol2．焓變?H

=H生成物-H反應(yīng)物例如：在25℃和101kPa下，1molH2與1molCl2反應(yīng)生成2molHCl時(shí)放出184.6kJ的熱量，則該反應(yīng)的反應(yīng)熱為：?H

=-184.6kJ/mol在25℃和101kPa下，1molC（如無(wú)特別說(shuō)明，C均指石墨）與1molH2O(g)反應(yīng)，生成1molCO和1molH2，需要吸收131.5kJ的熱量，則該反應(yīng)的反應(yīng)熱為：?H

=+131.5kJ/mol（一般“+”號(hào)不能省略）從微觀角度來(lái)討論反應(yīng)熱的實(shí)質(zhì)

在25℃和101kPa下，1molH2中的化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收436kJ的能量，1molCl2中的化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收243kJ的能量，而2molHCl的化學(xué)鍵形成時(shí)要釋放431kJ/mol×2mol=862kJ的能量。1molH2與1molCl2反應(yīng)生成2molHCl時(shí)放出862kJ-436kJ-243kJ=183kJ分析結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)得的反應(yīng)熱?H=-184.6kJ/mol很接近（一般用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表示反應(yīng)熱）?H

=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能練習(xí)1：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將1mol氣態(tài)分子AB(g)解離為氣態(tài)原子A(g)，B(g)所需的能量稱為鍵能。已知下列化學(xué)鍵的鍵能:化學(xué)鍵H—HO=OH—O鍵能kJ/molabc

二、熱化學(xué)方程式1．概念：表明反應(yīng)所釋放或吸收的熱量的化學(xué)方程式，叫做熱化學(xué)方程式例如：在25℃和101kPa下，1mol氣態(tài)H2與1mol氣態(tài)Cl2反應(yīng)生成2mol氣態(tài)HCl時(shí)放出184.6kJ的熱量，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)ΔH=-184.6kJ/mol2．書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式時(shí)注意：（1）需注明反應(yīng)時(shí)的溫度和壓強(qiáng)。溫度和壓強(qiáng)不同，其ΔH也不同。常用的ΔH的數(shù)據(jù)一般反應(yīng)都是在25℃和101kPa時(shí)的數(shù)據(jù)，因此可不特別注明。（2）需注明反應(yīng)物和生成物的聚焦?fàn)顟B(tài)。固體：s液體：l氣體：g溶液：aq（3）熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)前的化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)?；瘜W(xué)計(jì)量數(shù)不同，ΔH也不同。H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)ΔH=-184.6kJ/mol

練習(xí)2：依據(jù)事實(shí)，寫(xiě)出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式（1）1molCO(g)與適量O2(g)反應(yīng)生成CO2，放出283kJ的熱量。（2）H2與O2反應(yīng)生成1mol水蒸氣，放出241.8kJ的熱量。（3）6gC(s)與適量水蒸氣反應(yīng)生成CO和H2，吸收65.75kJ的熱量（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、燃燒熱1．概念：在101kPa時(shí)，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定產(chǎn)物時(shí)所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱。是燃料的一個(gè)基本參數(shù)。（2）生成穩(wěn)定產(chǎn)物：碳元素變?yōu)镃O2(g)，氫元素變?yōu)镠2O(l)，硫元素變?yōu)镾O2(g)，氮元素變?yōu)镹2(g)等。例如，實(shí)驗(yàn)測(cè)得在25℃和101kPa時(shí)，1molH2完全燃燒生成液態(tài)水，放出285.8kJ的熱量，這就是H2的燃燒熱。則表示H2的燃燒熱熱化學(xué)方程式為：2．注意：（1）表示燃燒熱時(shí)，燃燒的物質(zhì)為純物質(zhì)且為1mol，即熱化學(xué)方程式中燃料的系數(shù)為1。H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH=-285.8kJ/mol

BE1．概念：在稀溶液中，酸與堿中和生成1molH2O時(shí)所放出的熱量，叫做中和熱。四、中和熱2）、實(shí)驗(yàn)原理利用反應(yīng)放出的熱量使溶液溫度升高，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)，計(jì)算出反應(yīng)熱。先測(cè)出鹽酸和氫氧化鈉的起始溫度，求其平均溫度t1，兩溶液混合充分反應(yīng)后，讀取混合液溫度t2。2、強(qiáng)酸和強(qiáng)堿中和熱的測(cè)定1）、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私庵泻蜔釡y(cè)定的基本原理和測(cè)定方法，加深理解中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)。反應(yīng)放出的熱量Q=cmΔt，再進(jìn)一步計(jì)算中和熱3）、實(shí)驗(yàn)用品外殼、隔熱層、內(nèi)筒、杯蓋、溫度計(jì)、玻璃攪拌器；0.50mol/L鹽酸、0.55mol/LNaOH溶液等。

4）、實(shí)驗(yàn)步驟（1）反應(yīng)物溫度的測(cè)量。①用量筒量取50mL0.50mol/L鹽酸，打開(kāi)杯蓋，倒入量熱計(jì)的內(nèi)筒，蓋上杯蓋，插入溫度計(jì)，測(cè)量并記錄鹽酸的溫度（數(shù)據(jù)填入下表）。用水把溫度計(jì)上的酸沖洗干凈，擦干備用。②用另一個(gè)量筒量取50mL0.55mol/L

NaOH溶液，用溫度計(jì)測(cè)量并記錄NaOH溶液的溫度（數(shù)據(jù)填入下表）。（2）反應(yīng)后體系溫度的測(cè)量。打開(kāi)杯蓋，將量筒內(nèi)的NaOH溶液迅速倒入量熱計(jì)的內(nèi)筒，立即蓋上杯蓋，插入溫度計(jì)，用攪拌器勻速攪拌。密切關(guān)注溫度變化，將最高溫度記為反應(yīng)后體系的溫度（t2)（3）重復(fù)上述步驟（2）至步驟（2）兩次。5）、數(shù)據(jù)處理（1）取三次測(cè)量所得溫度差的平均值作為計(jì)算依據(jù)。為了使計(jì)算簡(jiǎn)便，可以近似地認(rèn)為實(shí)驗(yàn)所用酸、堿稀溶液的密度、比熱容與水的相同，并忽略量熱計(jì)的比熱容，則：①50mL0.5mol/L鹽酸的質(zhì)量m1=50g，50mL0.55mol/L氫氧化鈉溶液的質(zhì)量m2=50g；②反應(yīng)后生成的溶液的比熱容c=4.18J/(g·℃)，50mL0.5mol/L鹽酸與50mL0.55mol/L氫氧化鈉溶液發(fā)生中和反應(yīng)放出的熱量為：Q＝(m1＋m2)×c×(t2－t1)＝0.418(t2－t1)kJ。①50mL0.5mol/L鹽酸和50mL0.55mol/L氫氧化鈉溶液的密度都是1g·cm－3，則鹽酸質(zhì)量m1＝50g，氫氧化鈉質(zhì)量m2＝50g。近似認(rèn)為混合溶液的比熱容c＝4.18J/(g·℃)，所以中和反應(yīng)放出的熱量是：Q＝(m1＋m2)×c×(t2－t1)＝0.418(t2－t1)kJ。②又因50mL0.5mol/L鹽酸中含有0.025mol的H＋，它跟0.025mol的OH－發(fā)生中和反應(yīng)，生成0.025mol的水，放出熱量為Q，所以：五、用蓋斯定律計(jì)算陌生反應(yīng)的反應(yīng)熱練習(xí)3:CH4-CO2催化重整不僅可以得到合成氣(CO和H2)，還對(duì)溫室氣體的減排具有重要意義。CH4-CO2催化重整反應(yīng)為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該催化重整反應(yīng)的ΔH＝______kJ·mol－1。+247

【變式訓(xùn)練】黑火藥是中國(guó)古代的四大發(fā)明之一，爆炸的熱化學(xué)方程式為S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)=K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)

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

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

ΔH3＝ckJ·mol－1則x為(

)A．3a＋b－c

B．c－3a－b

C．a(chǎn)＋b－c

D．c－a－b相關(guān)計(jì)算1：根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算吸收或釋放的熱量（Q）計(jì)算依據(jù)：對(duì)于相同的反應(yīng)，反應(yīng)熱與反應(yīng)物參加反應(yīng)的物質(zhì)的量成正比。若題目給出了相應(yīng)的熱化學(xué)方程式，則按照化學(xué)計(jì)量數(shù)與ΔH的關(guān)系計(jì)算反應(yīng)熱。若沒(méi)有給出熱化學(xué)方程式，可先寫(xiě)出熱化學(xué)方程式，再根據(jù)熱化學(xué)方程式所體現(xiàn)的物質(zhì)與物質(zhì)間、物質(zhì)與反應(yīng)熱間的關(guān)系直接或間接求算物質(zhì)的質(zhì)量或反應(yīng)熱。葡萄糖是人體所需能量的重要來(lái)源之一。設(shè)它在人體組織中氧化的熱化學(xué)方程式：C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)△H=-2800kJ/mol。計(jì)算100g葡萄糖在人體中完全氧化時(shí)所產(chǎn)生的熱量。1mol葡萄糖完全氧化，放出2800kJ的熱量Q=n×ΔHn=100g÷180g/mol=0.556molQ=0.556mol×(-2800KJ/mol)=1557KJ答：100g葡萄糖在人體中完全氧化時(shí)所產(chǎn)生的熱量為1557KJ相關(guān)計(jì)算1：根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算吸收或釋放的熱量（Q）氮及其化合物與人類生產(chǎn)、生活密切相關(guān)。氮氧化物是造成光化學(xué)煙霧和臭氧層損耗的主要?dú)怏w。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還原NO2至N2，當(dāng)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下3.36LCO時(shí)，放出的熱量為_(kāi)________________kJ(用含有a和b的代數(shù)式表示)。相關(guān)計(jì)算1：根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算吸收或釋放的熱量（Q）計(jì)算類型2：求反應(yīng)熱（ΔH）方法一：由鍵能計(jì)算(1)計(jì)算公式：ΔH＝反應(yīng)物的鍵能總和－生成物的鍵能總和，即ΔH＝∑E反－∑E生(E表示鍵能)。(2)計(jì)算關(guān)鍵：正確找出反應(yīng)物和生成物所含化學(xué)鍵的數(shù)目，如1個(gè)H2O分子中含有2個(gè)共價(jià)鍵，1個(gè)NH3分子中含有3個(gè)共價(jià)鍵等。要注意晶體結(jié)構(gòu)中化學(xué)鍵的情況，常見(jiàn)的有1molP4含有6molP—P鍵，1mol晶體硅含有2molSi—Si鍵，1mol石墨晶體中含有1.5molC—C鍵，1mol金剛石含有2molC—C鍵，1molSiO2含有4molSi—O鍵。如反應(yīng)3H2(g)＋N2(g)

2NH3(g)

ΔH＝3E(H—H)＋E(N≡N)－6E(N—H)。練習(xí)（2021浙江）已知共價(jià)鍵的鍵能與熱化學(xué)方程式信息如下表：則2O(g)→O2(g)的ΔH為（）428kJ·mol-1 B.-428kJ·mol-1

C.498kJ·mol-1 D.-498kJ·mol-1共價(jià)鍵H-HH-O鍵能/(kJ·mol-1)436463熱化學(xué)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練1：理論研究表明，在101kPa和298K下，HCN(g)

HNC(g)異構(gòu)化反應(yīng)過(guò)程的能量變化如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A．HCN比HNC穩(wěn)定B．該異構(gòu)化反應(yīng)的ΔH＝＋59.3kJ·mol－1C．反應(yīng)物的鍵能大于生成物的活化能D．使用催化劑，可以改變反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH＝生成物的總能量（H生）－反應(yīng)物的總能量（H反）D

計(jì)算類型2：求反應(yīng)熱（ΔH）方法二：由物質(zhì)能量（H）計(jì)算計(jì)算類型2：求反應(yīng)熱（ΔH）方法二：由物質(zhì)能量（H）計(jì)算?H=(E2-E1)kJ/mol=(a-b)kJ/mol?H=(E2-E1)kJ/mol=(a-b)kJ/mol用圖像理解由物質(zhì)總能量和鍵能2種途徑求算?H【練習(xí)】已知化學(xué)反應(yīng)A2(g)＋B2(g)=2AB(g)的能量變化如圖所示，判斷下列敘述中正確的是(

)A.每生成2分子AB吸收bkJ熱量B.該反應(yīng)熱ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1C.該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量D.斷裂1molA—A鍵和1molB—B鍵，放出akJ能量根據(jù)燃燒熱計(jì)算：緊扣燃燒熱的定義，反應(yīng)物的量為“1mol”，生成物為穩(wěn)定的氧化物。Q放＝n(可燃物)×|ΔH|?！揪毩?xí)】已知?dú)錃夂捅榈娜紵裏幡分