魯科化學(xué)反應(yīng)原理-1.1《-化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)》課件-(魯科版選修4)1

第一章化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化第1節(jié)化學(xué)反響的熱效應(yīng)聯(lián)想●質(zhì)疑化學(xué)反響中常伴隨有能量變化，結(jié)合前面知識(shí)思考:1、化學(xué)反響中為什么有能量變化?3、例舉生產(chǎn)生活中常見(jiàn)的化學(xué)反響能量變化的應(yīng)用.化學(xué)反響中釋放與吸收能量與我們生活息息相關(guān)，這就需要一個(gè)化學(xué)量來(lái)定量描述研究反響熱2、哪些反響是放熱反響？哪些反響是吸熱反響？4、如何定量描述一個(gè)化學(xué)反響釋放或吸收的熱量？5、用什么方法可以準(zhǔn)確地測(cè)量這些熱量？6、通過(guò)理論方法如何計(jì)算這些熱量？小結(jié)：所有的化學(xué)反響都有能量的變化，其中大局部都是熱量的變化化學(xué)反響包括兩個(gè)過(guò)程：舊鍵斷裂和形成新鍵，前者吸收能量，后者放出能量，這兩個(gè)過(guò)程的能量不同，所以有能量變化，整個(gè)反響放熱還是吸熱取決于兩個(gè)過(guò)程能量的相對(duì)大小。常見(jiàn)的放熱反響和吸熱反響⑴常見(jiàn)的放熱反響①活潑金屬與水或酸的反響。如2Al+6HCl＝2AlCl3+3H2↑②酸堿中和反響。如2KOH+H2SO4＝K2SO4+2H2O③燃燒反響。如C、CO、C2H5OH等的燃燒④多數(shù)化合反響。如Na2O+H2O＝2NaOH，SO3+H2O=H2SO4⑵常見(jiàn)的吸熱反響①多數(shù)分解反響，如CaCO3CaO+CO2↑②2NH4Cl〔s〕+Ba(OH)2·8H2O〔s〕＝BaCl2+2NH3↑+10H2O③C(s)+H2O(g)CO+H2④CO2+C2CO高溫高溫高溫一、化學(xué)反響的反響熱1、什么是反響熱?2、反響熱的符號(hào)是什么？怎樣表示反響吸、放熱？如何獲得一個(gè)反響的反響熱呢？3、簡(jiǎn)易量熱計(jì)示意圖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)定中和反響的反響熱3、測(cè)定中和反響的反響熱1、向量熱計(jì)內(nèi)筒中參加1.0mol/L的鹽酸100mL，蓋上杯蓋，插入溫度計(jì)，勻速攪拌后記錄初始溫度T12、向250mL燒杯中參加1.0mol/L的NaOH溶液100mL，調(diào)節(jié)其溫度，使與量熱計(jì)中鹽酸的溫度相同。3、快速將燒杯中的堿液倒入量熱計(jì)中，蓋好杯蓋，勻速攪拌，記錄體系到達(dá)的最高溫度T2。4、假設(shè)溶液的比熱等于水的比熱并忽略量熱計(jì)的熱容，根據(jù)溶液溫度升高的數(shù)值，計(jì)算此中和反響的反響熱。各組按要求實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)計(jì)算各反響的反響熱

試驗(yàn)組

實(shí)驗(yàn)溶液初始溫度T1溶液最高溫度T2反應(yīng)熱1NaOH溶液與鹽酸2KOH溶液與鹽酸3NaOH溶液與硝酸

為保證測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性，在測(cè)定過(guò)程中應(yīng)注意什么？(1)為了使中和反響進(jìn)行完全，可以讓酸或堿略稍過(guò)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)。讀數(shù)盡可能準(zhǔn)確，且估讀至小數(shù)點(diǎn)后二位。同時(shí)應(yīng)注意水銀球部位要完全浸沒(méi)在溶液中，而且要穩(wěn)定一段時(shí)間后再讀數(shù)，以提高所測(cè)的精度。(4)記錄最高溫度。(5)進(jìn)行反響熱的計(jì)算式進(jìn)行了以下處理：a、忽略量熱記的熱容；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。一、化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)（一）反應(yīng)熱1、概念：一定溫度釋放或吸收＋吸熱2、表示Q

－放熱3、獲取反應(yīng)熱數(shù)據(jù)的方法理論計(jì)算實(shí)驗(yàn)測(cè)定單位：KJ/mol（二）反應(yīng)熱的實(shí)驗(yàn)測(cè)定1、原理Q=C(T2－T1)=cm(T2－T1)2、實(shí)驗(yàn)課堂小結(jié)｝熱化學(xué)以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A、物質(zhì)發(fā)生反響時(shí)放出的熱量來(lái)源于對(duì)反響的加熱B、化學(xué)反響除了生成新物質(zhì)外，還發(fā)生能量變化。C、化學(xué)反響中放出的熱才是反響熱D、需要加熱方能發(fā)生的反響一定是吸熱反響B(tài)練習(xí)：2、以下變化中，屬于吸熱反響的是()A.氮?dú)馀c氫氣合成氨B.酸堿中和C.二氧化硫與氧氣反響生成三氧化硫D.焦炭與高溫水蒸氣反響D[練習(xí)]1、以下變化中，屬于放熱反響的是()A.Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反響B(tài).點(diǎn)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響D.氯化鋁的水解B二、化學(xué)反應(yīng)的焓變當(dāng)?H為“－”〔?H<0〕時(shí)，為放熱反響當(dāng)?H為“＋”〔?H>0〕時(shí)，為吸熱反響二、化學(xué)反響的焓變1、焓定義：用來(lái)描述物質(zhì)所具有能量的物理量，符號(hào)：H，單位：kJ/mol2、在恒溫、恒壓的條件下，化學(xué)反響過(guò)程中能量變化全部轉(zhuǎn)化為熱能，那么焓變等于QP。3、反響焓變：反響產(chǎn)物的總焓與反響物的總焓之差?！鱄=H〔產(chǎn)物〕-H〔反響物〕符號(hào)：△H;△H＞0代表是反響吸熱△H＜0代表反響放熱。單位：kJ/mol4、熱化學(xué)方程式:1〕、概念：能夠表示物質(zhì)變化與焓變的化學(xué)方程式叫熱化學(xué)方程式。H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)；=-184.6

kJ/molHCH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)；=-890.3

kJ/molHNaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)；=-57.3

kJ/molH反響放出或吸收的熱量的多少與外界的溫度和壓強(qiáng)有關(guān)，需要注明，不注明的指101kPa和25℃時(shí)的數(shù)據(jù)。

因?yàn)槲镔|(zhì)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(qiáng):〔2〕反響物和生成物要注明聚集狀態(tài):2〕、書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式應(yīng)注意以下幾點(diǎn)

H2（g)+O2(g)=H2O(l)；△H=－285.8KJ/molH2（g)+O2(g)=H2O(g)；△H=－241.8KJ/mol∴H2O(l)═H2O(g)；△H=+44KJ/mol

〔3〕熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)前的化學(xué)計(jì)量數(shù)表示物質(zhì)的量不表示分子數(shù),因而必要時(shí)可用簡(jiǎn)單分?jǐn)?shù)。H2〔g〕+Cl2(g)=2HCl(g)；△H=－184.6KJ/molH2（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交流。討論P(yáng)6頁(yè)題1、2〔4〕△H的表示：熱化學(xué)方程式中的△H的“＋”與“－”一定要注明，“＋”代表吸熱，“－”代表放熱無(wú)論熱化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)為多少，△H的單位總是KJ/mol，但△H的數(shù)值與反響式中的系數(shù)成比例３〕、熱化學(xué)方程式表示的意義〔1〕表示什么物質(zhì)參加反響，結(jié)果生成什么物質(zhì)〔2〕反響物和生成物之間的物質(zhì)的量比〔3〕反響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=－241.8KJ/mol

１、在同溫同壓下，以下各組熱化學(xué)方程式中Q2>Q1的是〔〕A.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g);△H=-Q11/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g);△H=-Q2B.C(s)+1/2O2(g)=CO(g);△H=-Q1C(s)+O2(g)=CO2(g);△H=-Q2C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=-Q12H2(g)+O2(g)=2H2O(g);△H=-Q2D.S(g)+O2(g)=SO2(g);△H=-Q1S(s)+O2(g)=SO2(g);△H=-Q2B

典型例題2.：1H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(g)H1＝akJ·mol1 22H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g)H2＝bkJ·mol1 3H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(l)H3＝ckJ·mol142H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)H4＝dkJ·mol1以下關(guān)系式中錯(cuò)誤的選項(xiàng)是 A．a(chǎn)＜c＜0 B．d＜b＜0 C．2a＝b＜0 D．2c＝d＜03.比較以下各組熱化學(xué)方程式中的△H①C(s)＋O2(g)=CO2(g)；△H1C(s)＋O2(g)=CO(g)；△H2②S(s)＋O2(g)=SO2(g)；△H3S(g)＋O2(g)=SO2(g)；△H4③H2(g)＋O2(g)=H2O(l)；△H52H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)；△H6④CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)；△H7CaO(s)＋H2O(l)=Ca(OH)2(s)；△H8A4、在1×105Pa，298K條件下，2mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484kJ熱量，以下熱化學(xué)方程式正確的選項(xiàng)是()A.H2O〔g〕＝H2〔g〕＋1/2O2〔g〕；ΔH＝＋242kJ·mol－1B.2H2〔g〕＋O2〔g〕＝2H2O〔l〕；ΔH＝－484kJ·mol－1C.H2〔g〕＋1/2O2〔g〕＝H2O〔g〕；ΔH＝＋242kJ·mol－1D.2H2〔g〕＋O2〔g〕＝2H2O〔g〕；ΔH＝＋484kJ·mol－15、在25℃、101kPa下，1gC8H18(辛烷)燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時(shí)放出48.40kJ熱量。表示上述反響的熱化學(xué)方程式正確的選項(xiàng)是()A、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g)△H=-48.40kJ·mol-1B、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=-5518kJ·mol-1C、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=+5518kJ·mol-1D、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=-48.40kJ·mol-1B蓋斯定律1.蓋斯定律的內(nèi)容不管化學(xué)反響是分一步完成或分幾步完成，其反響熱是相同的?；瘜W(xué)反響的反響熱只與反響體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反響的途徑無(wú)關(guān)。如何理解蓋斯定律？

ΔH、ΔH1、ΔH2之間有何關(guān)系？ΔH=ΔH1+ΔH2BΔHACΔH1ΔH2請(qǐng)把下面生活實(shí)例與蓋斯定律進(jìn)行類(lèi)比1.登山坐纜車(chē)或步行3.蓋斯定律的應(yīng)用蓋斯定律可用來(lái)計(jì)算難以直接測(cè)定的化學(xué)反響的反響熱，如反響慢、副反響多、反響不易直接發(fā)生等。例1：同素異形體可以相互轉(zhuǎn)化但反響熱相當(dāng)小而且轉(zhuǎn)化速率慢，有時(shí)還很不完全，測(cè)定反響熱很困難?，F(xiàn)在可根據(jù)蓋斯提出的觀點(diǎn)“不管化學(xué)反響是一步完成或分幾步完成，這個(gè)總過(guò)程的熱效應(yīng)是相同的”。：①P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)△H1=-2983.2kJ/mol②P(s、紅磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)△H2=-738.5kJ/mol試寫(xiě)出白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式

。

P4(s、白磷)=4P(s、紅磷)△=-29.2kJ/mol①－4×②：練習(xí)1：寫(xiě)出石墨變成金剛石的熱化學(xué)方程式(25℃,101kPa時(shí))石墨能變成金剛石嗎？查反響熱表知：①C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ/mol②C(金剛石，s)+O2(g)=CO2(g)△H2=-395.0kJ/mol所以，①-②得：

C(石墨，s)=C(金剛石，s)△H=+1.5kJ/mol例2：以下各反響的焓變①Ca(s)+C(s,石墨)+3/2O2(g)=CaCO3(s)△H1=-1206.8kJ/mol②Ca(s)+1/2O2(g)=CaO(s)△H2=-635.1kJ/mol③C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)△H3=-393.5kJ/mol試求④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的焓變△H4=+178.2kJ/mol④=②＋③－①練習(xí)2：按照蓋斯定律，結(jié)合下述反響方程式答復(fù)以下問(wèn)題,：①NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)△H1=-176kJ/mol②NH3(g)+H2O(l)=NH3(aq)△H2=-35.1kJ/mol③HCl(g)+H2O(l)=HCl(aq)△H3=-72.3kJ/mol④NH3(aq)+HCl(aq)=NH4Cl(aq)△H4=-52.3kJ/mol⑤NH4Cl(s)+2H2O(l)=NH4Cl(aq)△H5=？那么第⑤個(gè)方程式中的反響熱△H是________。根據(jù)蓋斯定律和上述反響方程式得：⑤=④+③+②-①，即△H5=+16.3kJ/mol例3：某次發(fā)射火箭，用N2H4〔肼〕在NO2中燃燒，生成N2、液態(tài)H2O。：N2(g)+2O2(g)==2NO2(g)△H1=+67.2kJ/molN2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l)△H2=-534kJ/mol假設(shè)都在相同狀態(tài)下，請(qǐng)寫(xiě)出發(fā)射火箭反響的熱化學(xué)方程式。2N2H4(g)+2NO2(g)==3N2(g)+4H2O(l)△H=-1135.2kJ/mol

正逆反響的反響熱效應(yīng)數(shù)值相等，符號(hào)相反。練習(xí)3.石墨的燃燒熱：△H=-393.5kJ/mol(1)寫(xiě)出石墨完全燃燒的熱化學(xué)方程式(2)二氧化碳轉(zhuǎn)化為石墨和氧氣的熱化學(xué)方程式①C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ/mol②CO2(g)=C(石墨，s)+O2(g)△H=+393.5kJ/mol練習(xí)4：：①C(s)+O2(g)=CO2(g);△H1=-Q1kJ/mol②2C(s)+O2(g)=2CO(g);△H2=-Q2kJ/mol寫(xiě)出CO燃燒的熱化學(xué)方程式 ①-1/2②得：

CO(g)

)+1／2O2(g)=CO2(g);

△H1=-Q1kJ/mol+1/2Q2kJ/mol

1、蓋斯定律的內(nèi)容。2、蓋斯定律的應(yīng)用總結(jié)歸納用來(lái)計(jì)算難于測(cè)量或不能測(cè)量的反響的反響熱假設(shè)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，那么該反響的焓變即為這幾個(gè)化學(xué)反響焓變的代數(shù)和。幾種反響熱1、燃燒熱2、中和熱燃燒熱 在101kPa(25℃)時(shí)，1mol物質(zhì)完全燃燒，生成穩(wěn)定化合物〔氧化物〕時(shí)所放出的熱量。 101kPa(25℃)1mol可燃物〔純潔物—單質(zhì)或化合物〕

完全燃燒、生成穩(wěn)定化合物

C(s)→CO2(g)H2(g)→H2O(l)S(s)→SO2(g)△HkJ/mol碳的燃燒熱為393.5kJ/mol或△H

=-393.5kJ/mol

*燃燒熱是物質(zhì)的屬性，與用量無(wú)關(guān)1、研究條件：3、燃燒程度：4、符號(hào)、單位：5、表示方法：2、研究對(duì)象：6、燃燒熱的熱化學(xué)方程式與燃燒的熱化學(xué)方程式：1〕燃燒熱的熱化學(xué)方程式：2〕燃燒的熱化學(xué)方程式：①可燃物物質(zhì)的量為1mol，其它物質(zhì)的系數(shù)可為分?jǐn)?shù)②生成穩(wěn)定的氧化物*此時(shí)反響熱既是燃燒熱普通的熱化學(xué)方程式特定條件下的熱化學(xué)方程式例如：碳的燃燒熱為393.5kJ/mol，寫(xiě)出碳燃燒熱的熱化學(xué)方程式和碳燃燒的熱化學(xué)方程式。中和熱

在稀溶液中，酸堿中和生成1mol水，這時(shí)的