高中化学-1-1-2热化学方程式课件-新人教版选修4.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第一章 化学反应与能量,化学,（人教版）,问题探究,知能定位,课后强化作业,资料备选,自主研习,课堂师生互动,1,了解化学方程式的含义并能正确书写热化学方程式。,2,认识化学反应过程中同时存在着物质和能量变化，能量的多少取决于反应物和生成物的质量，反应过程中能量守恒。,热化学方程式,1,概念及表示意义,能表示参加反应的,_,和,_,的关系的化学方程式，叫做热化学方程式。热化学方程式不仅表明了化学反应中的,_,变化，也表明了化学反应中的,_,变化。,H,2,(g),O,2,(g),H,2,O(l),H,285.8kJmol,1,，表示在,_,，,_,kPa,，,_mol H,2,与,_mol O,2,完全反应生成,_,态水时,_,的热量是,285.8kJ,。,2,书写,热化学方程式各物质前的化学计量数只表示,_,，不表示,_,，因此，它可以是,_,数，也可以是,_,或,_,。对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其,H,_,。即使化学计量数相同，当反应物、生成物的状态不同时，,H,_,。,答案：,1,物质的量反应热物质能量,25,101,1,液放出,2,物质的量分子,(,数,),整小数分数不同也不同,1,同一个化学反应，是否只有一种形式的热化学方程式？,提示：,热化学方程式表示参加反应物质的量和反应热的关系，而,H,的值与参加反应的物质的量有关，故热化学方程式中化学计量数不同时，,H,亦不同，一个化学反应，可有多种形式的热化学方程式。,2,H,2,(g),Cl,2,(g),2HCl(g),H,184.6kJmol,1,表示的意义是什么？,提示：,1 mol H,2,(g),和,1mol Cl,2,(g),完全反应生成,2mol,HCl(g,),所放出的热量为,184.6kJ,。,1.,定义：把一个化学反应中物质的变化和反应的焓变同时表示出来的化学方程式。,2,表示意义：不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的焓变。,例如：,H,2,(g),O,2,(g),H,2,O(l),H,(298K),285.8kJmol,1,。表示,1mol H,2,(g),与,0.5mol O,2,(g),反应生成了,1mol H,2,O(l),，放热,285.8kJ,。,3,书写热化学方程式应注意的事项,(1),要在物质的化学式后面用括号注明各物质的聚集状态。一般用英文字母,g,、,l,和,s,分别表示气态、液态和固态，水溶液中的溶质则用,aq,表示。,(2),H,的单位是,kJmol,1,。,(3),根据焓的性质，对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其,H,也不同。若化学方程式中各物质的计量数加倍，则,H,的数值也加倍。,(4),热化学方程式中不用,“”“”,，等号上不用标明反应条件。,(5),H,的单位,“,kJmol,1,”,并不是指每摩具体物质反应时伴随的能量变化是多少千焦，而是指给定形式的具体反应以各物质的化学计量数来计量其物质的量时伴随的能量变化。不论热化学方程式的化学计量数如何改变，其单位都为,kJmol,1,。,(6),书写热化学方程式时必须标明,H,的符号，放热反应中,H,为,“,”,，吸热反应中,H,为,“,”,，正负号不可丢掉。,说明：,热化学方程式往往是接受容易书写难。这种,“,难,”,主要体现在书写不完整，且常有如下漏写之处：,漏写反应物或生成物的聚集状态，其根本点是没有认识到反应热与物质的聚集状态有关。,将,H,的正、负混淆，其关键是没有体会到,“,”,、,“,”,分别表示吸收或放出热量后使反应体系本身的能量升高或降低了。,未注意到：化学计量数不同，其反应热的数值也不相同。例如，,H,2,(g),Cl,2,(g),2HCl(g),H,184.6kJmol,1,HCl(g,),H,92.3kJmol,1,4,热化学方程式与普通化学方程式的区别,化学方程式,热化学方程式,化学计量数,是整数，既表示微粒个数又表示该物质的物质的量,可以是整数也可以是分数，只表示物质的物质的量,状态,不要求注明,必须在分子式后注明,化学方程式,热化学方程式,H,正负号及单位,必须注明,意义,表明了化学反应中的物质变化,不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。例如，,N,2,(g),3H,2,(g),2NH,3,(g),H,Q,kJmol,1,表示,1mol N,2,(g),和,3mol H,2,(g),完全反应生成,2mol NH,3,(g),时的热效应为,Q kJ,遵循规律,原子守恒,原子守恒和能量守恒,案例精析,【,例,1,】,已知在,25,、,101kPa,下，,1gC,8,H,18,(,辛烷,),燃烧生成二氧化碳和液态水时放出,48.40kJ,的热量。表示上述反应的热化学方程式正确的是,(,),解析,在,25,、,101kPa,下，,1mol C,8,H,18,燃烧生成,CO,2,和液态水时放出的热量为,114g,5518kJ,。在判断热化学方程式时应注明以下几点：,标明各物质的状态，,A,中,H,2,O,的状态标错，,A,不正确；,标明反应是吸热还是放热，,H,0,时为吸热反应，,H,0,时为放热反应，,C,错；,热量数值要与化学计量数相对应，显然,D,错。,答案,B,【,例,2,】,根据如图所示图像，写出反应的热化学方程式并回答下列问题：,(,),(1),反应过程,的热化学方程式为：,_,。,(2),反应过程,的热化学方程式为：,_,。,(3)Q,与,Q,1,的关系：,Q_Q,1,(,填,“,大于,”“,小于,”,或,“,等于,”,),。,解析,本题考查的是热化学方程式的书写。图中已清楚地表明两个反应的反应物、生成物和反应热，按照书写热化学方程式的规则，不难写出相应的热化学方程式。因为两个反应互为逆反应，因此其反应热的数值相等，符号相反。,答案,(1)A,2,(g),B,2,(g),C(g,),H,Q kJ/mol,(2)C(g),A,2,(g),B,2,(g),H,Q,1,kJ/mol,(3),等于,【,例,3,】,发射卫星时可用肼,(N,2,H,4,),为燃料，用二氧化氮为氧化剂，这两种物质反应生成氮气和水蒸气。已知：,N,2,(g),2O,2,(g),2NO,2,(g),H,1,67.7kJ/mol,N,2,H,4,(g),O,2,(g),N,2,(g),2H,2,O(g),H,2,534kJ/mol,试计算,1mol,肼和二氧化氮完全反应时放出的热量为,_kJ,；写出肼与二氧化氮反应的热化学方程式,_,。,解析,由题意可知,N,2,(g),2O,2,(g),2NO,2,(g),H,1,67.7kJ/mol,N,2,H,4,(g),O,2,(g),N,2,(g),2H,2,O(g),H,2,534kJ/mol,根据盖斯定律，为了在反应物中消去,O,2,并得到,N,2,H,4,和,NO,2,的反应，,令,2,得：,2N,2,H,4,(g),N,2,(g),2N,2,(g),4H,2,O(g),2NO,2,(g),H,2,H,2,H,1,整理得：,2N,2,H,4,(g),2NO,2,(g),3N,2,(g),4H,2,O(g),H,2,H,2,H,1,534kJ/mol,2,67.7kJ/mol,1135.7kJ/mol,。,答案,567.85,2N,2,H,4,(g),2NO,2,(g),3N,2,(g),4H,2,O(g),H,1135.7kJ/mol,有如下三个热化学方程式：,2H,2,(g),O,2,(g),2H,2,O(l),H,c,kJ,/mol,关于它们的下列表述正确的是,(,),A,它们都是吸热反应,B,a,、,b,和,c,均为正值,C,a,b,D,2,b,c,解析,根据热化学方程式书写中反应热表示方法的规定即,H,为,“,”,表示放热，,H,为,“,”,表示吸热；可判断,H,2,燃烧放出的热量应用负值表示，故,A,、,B,不正确；,根据相同物质的反应，聚集状态不同，反应热不同，可判断,a,b,，故,C,错；,根据相同的反应，方程式中计量数加倍，,H,加倍，可判断,2,b,c,。,答案,D,(2008,重庆,),化学反应,N,2,3H,2,2NH,3,的能量变化如图所示，该反应的热化学方程式是,(,),A,N,2,(g),3H,2,(g),2NH,3,(l),；,H,2(,a,b,c,)kJmol,1,B,N,2,(g),3H,2,(g),2NH,3,(g),；,H,2(,b,a,)kJmol,1,解析,mol N,2,(g),与,mol H,2,(g),完全反应生成,1mol NH,3,(g),时放热：,(,b,a,)kJ,。生成,1 mol NH,3,(l),时放热：,(,b,c,c,)kJ,。故,A,正确。,答案,A,在同温、同压下，下列各组热化学方程式中，,H,1,H,2,的是,(,),A,2H,2,(g),O,2,(g),2H,2,O(g),H,1,2H,2,(g),O,2,(g),2H,2,O(l),H,2,B,S(g,),O,2,(g),SO,2,(g),H,1,S(s,),O,2,(g),SO,2,(g),H,2,C,C(s,),O,2,(g),CO(g,),H,1,C(s,),O,2,(g),CO,2,(g),H,2,D,H,2,(g),Cl,2,(g),2HCl(g),H,1,解析,A,项中生成等量液态水放热多于生成气态水，,H,1,H,2,。,B,项中硫,(s),要变为硫,(g),需吸热，所以等量硫,(s),燃烧放出的热量比硫,(g),燃烧放出的热量少，,H,1,H,2,。,C,项中前一反应和后一反应生成物不同，根据,CO,与,O,2,反应生成,CO,2,要放热，可知等量,C,与,O,2,生成,CO,放出的热量必然小于生成,CO,2,所放出的热量，,H,1,H,2,。,D,项中该反应为放热反应，根据两个热化学方程式中的化学计量数关系知,H,1,H,2,。,答案,A,、,C,0.3mol,的气态高能燃料乙硼烷,(B,2,H,6,),在,O,2,中燃烧，生成固态,B,2,O,3,和液态水，放出,649.5kJ,的热量，其热化学方程式为,_,。又已知：,H,2,O(l),H,2,O(g),H,44kJmol,1,，则,11.2L(,标准状况,)B,2,H,6,完全燃烧生成气态水时放出的热量是,_kJ,。,解析,(1),应首先求出,1mol B,2,H,6,燃烧放热为,2165 kJ,并写出热化学方程式：,B,2,H,6,(g),3O,2,(g),B,2,O,3,(g),3H,2,O(l),H,2165kJmol,1,。,(2)B,2,H,6,与,O,2,反应，生成,3mol,液态水，放热,2165kJ,3mol,液态水变为气态水吸热为,44kJmol,1,3mol,132kJ,，则,0.5 mol B,2,H,6,燃烧生成气态水放出的热量为,(2165kJ,132kJ),0.5,1016.5kJ,。,答案,B,2,H,6,(g),3O,2,(g),B,2,O,3,(s),3H,2,O(l),H,2165kJmol,1016.5,在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为：,2H,2,(g),O,2,(g),2H,2,O(l),H,571.6kJmol,1,C,3,H,8,(g),5O,2,(g),3CO,2,(g),4H,2,O(l),H,2220kJmol,1,5mol,氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热,3847kJ,，则氢气和丙烷的体积比为,(,),A,1 3,B,3 1,C,1 4 D,1 1,解析,设,H,2,、,C,3,H,8,的物质的量分别为,x,，,y,V,(H,2,),V,(C,3,H,8,),n,(H,2,),n,(C,3,H,8,),3.75,1.25,3,1,答案,B,点评,可以运用化学方程式的计算方式来对反应热和物质的量进行计算。,在一定条件下，,CH,4,和,CO,的燃烧的热化学方程式分别为：,CH,4,(g),2O,2,(g),2H,2,O(l),CO,2,(g),H,890kJ/mol,2CO(g),O,2,(g),2CO,2,(g),H,566kJ/mol,如果有,CH,4,和,CO,的混合气体充分燃烧，放出的热量为,262.9kJ,，生成的,CO,2,用过量的饱和石灰水完全吸收，可得到,50g,白色沉淀。则混合气体中,CH,4,和,CO,的体积比,_,。,解析,设燃烧后共生成二氧化碳的物质的量为,x,，混合气体中甲烷的物质的量为,a,，,CO,的物质的量为,b,，,CaCO,3,CO,2,100g,1mol,50g,x,x,0.5mol,解出,a,0.2mol,，,b,0.3mol,，,a,b,2,3.,答案,2 3,中和反应及中和热的测定,1,概念,在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成,1mol H,2,O,，这时的反应热叫做中和热。,说明：,(1),中和反应对象为酸、碱稀溶液,一般稀溶液中的,c,(H,),或,c,(OH,),小于或等于,1mol/L,。这是因为浓酸和浓碱相互混合因稀释会放出热量。,(2),强酸与强碱的中和反应的实质是,H,和,OH,反应，其热化学方程式为：,H,(,aq,),OH,(,aq,),H,2,O(l),H,57.3kJ/mol,；中和热的数值为固定值，与参加反应的强酸、强碱的量无关。,(3),弱酸或弱碱在溶液中不能完全电离，随着反应的进行，要继续电离，而电离需要吸收热量，所以它们参加中和反应时的中和热小于,57.3kJ/mol,。,2,中和热的测定实验,(1),实验目的,了解中和热测定的基本原理和测定方法，加深理解中和反应是放热反应。,(2),实验原理,实验时，先测出盐酸和氢氧化钠的起始温度，求其平均温度,t,1,，两溶液混合充分反应后，读取混合液温度,t,2,。为了使计算简便，可以近似地认为：,50mL 0.5mol/L,盐酸和,50mL 0.55mol/L,氢氧化钠溶液的密度都是,1gcm,3,，则盐酸质量,m,1,50g,，氢氧化钠质量,m,2,50g,。近似认为混合溶液的比热容,c,4.18J/(g,),，所以中和反应放出的热量是：,Q,(,m,1,m,2,),c,(,t,2,t,1,),0.418(,t,2,t,1,)kJ,。,又因,50mL 0.5mol/L,盐酸中含有,0.025mol,的,H,，它跟,0.025 mol,的,OH,发生中和反应，生成,0.025mol,的水，放出热量为,Q,，所以：,【,实验用品,】,大烧杯,(500mL),、小烧杯,(100mL),、量筒,(50mL),两个、温度计、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板,(,中心有两个孔,),、环形玻璃搅拌棒；,0.50mol/L,盐酸、,0.55mol/L,NaOH,溶液、,0.50mol/L,硝酸、,0.55mol/L KOH,溶液。,【,实验步骤,】,以盐酸和,NaOH,溶液的反应为例。,组装绝热装置。在大烧杯底部垫上泡沫塑料,(,或纸条,),，使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平；然后在大、小烧杯之间填满泡沫塑料,(,或纸条,),；再在大烧杯上用泡沫塑料板或硬纸板作盖板,(,如右图所示,),。,向小烧杯中加入,0.50mol/L,的盐酸,50mL,，并用温度计测量盐酸的温度，然后把温度计上的酸用水冲洗干净。,在另一小烧杯中加入,50mL 0.55mol/L,的,NaOH,溶液，并用温度计测量,NaOH,溶液的温度。,把温度计和环形玻璃搅拌棒放入盛有盐酸的小烧杯中，并把,NaOH,溶液一次倒入盛有盐酸的小烧杯中，用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度,(,为保证上述反应能充分进行，实验时可以使酸或碱略过量,),。,重复：重复实验两次,(,取测量所得数据的平均值作为计算依据,),。,根据数据计算中和热。,可用同样的方法分别测定同体积的,KOH,溶液与盐酸反应，,NaOH,溶液与硝酸反应的中和热。,【,注意事项,】,作为量热的仪器装置，要尽量减少热量散失。,a.,其保温隔热的效果一定要好，在两烧杯缝隙一定要塞满泡沫塑料,(,或纸条,),；,b.,小烧杯杯口与大烧杯杯口相平；,c.,泡沫塑料板上的两个小孔要恰好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过；,d.,可改用保温杯来做，也可用块状聚苯乙烯泡沫塑料制成与小烧杯外径相近的绝缘外套来做。,盐酸和,NaOH,溶液浓度的配制必须准确，,NaOH,溶液的浓度必须稍大于盐酸的浓度，两者的浓度均宜小不宜大，若浓度偏大，则测定结果误差较大。,盐酸和,NaOH,溶液的体积必须量取准确。,温度计的读数要准确。,a.,水银球部分要完全浸没在溶液中，且要稳定一段时间后再读数；,b.,读数时应谨慎细心，把握并读准温度且由同一个人来读；,c.,测量盐酸的温度后，要将温度计上的酸冲洗干净后再测量,NaOH,溶液的温度。,实验操作要快。,思考：所测得的三个反应的中和热相同，为什么？,提示：,以上三组溶液中所发生的反应均为,H,OH,H,2,O,。由于三次实验中所用溶液的体积相同，溶液中,H,和,OH,的浓度也是相同的，反应温度又一样，因此三个反应的中和热也是相同的。,【,例,】,实验室用,50mL 0.5mol/L,盐酸、,50mL 0.55mol/L,NaOH,溶液和如图所示装置进行测定中和热的实验，得到下表中的数据：,实验次数,起始温度,t,1,/,终止温度,t,2,/,盐酸,NaOH,溶液,1,20.2,20.3,23.7,2,20.3,20.5,23.8,3,21.5,21.6,24.9,完成下列问题：,(1),实验时用环形玻璃棒搅拌溶液的方法是,_,，不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃棒的理由是,_,。,(2),经数据处理，,t,2,t,1,3.4,。则该实验测得的中和热,H,_,盐酸和,NaOH,溶液的密度按,1g/cm,3,计算，反应后混合溶液的比热容,(C),按,4.18J/(g,),计算,。,(3),若将,NaOH,溶液改为相同体积、相同浓度的氨水，测得中和热为,H,1,，则,H,1,和,H,的关系为：,H,1,_(,填,“,”“,”,或,“,”,),H,，理由是,_,。,解析,(1),对于本实验，让氢氧化钠和盐酸尽可能地完全反应是减小误差的一个方面，所以实验时用环形玻璃棒上下搅动,(,以防将温度计损坏,),；做好保温工作是减小误差的另一个重要方面，所以选用铜丝搅拌棒会散热。,(2),H,100g,4.18,10,3,kJ/(g,),3.4,0.025mol,56.8kJ/mol,。,(3),因为弱电解质的电离过程是吸热的，将,NaOH,溶液改为相同体积、相同浓度的氨水后反应放出的热量减少，所以,H,1,H,。,答案,(1),上下搅动,(,或轻轻搅动,),；铜传热快，热量损失大,(2),56.8kJ/mol,(3),；,NH,3,H,2,O,电离吸热,