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相信你自己相信你自己 一定能够学好化学一定能够学好化学高中化学人教版必修四化学反应原理-之“化学反应与能量”强化学习陕西师范大学从属中学.04.第1页一.焓变 反应热 1、反应热：当化学反应在一定温度下进行时，反应所释放或吸收热量称为该反应在此温度下热效应，简称反应热。用符号Q表示。反应热与吸热反应、放热反应关系。Q0时，反应为吸热反应；Q0时，反应为放热反应。单位：KJ/mol或者（KJ mol）第2页反应热测定测定反应热仪器为量热计，可测出反应前后溶液温度改变，依据体系热容可计算出反应热，计算公式以下：QC(T2T1)式中C表示体系热容，T1、T2分别表示反应前和反应后体系温度。试验室经常测定中和反应反应热。第3页2.反应热与化学物质能量关系由反应物和生成物总能量计算反应热由反应物和生成物总能量计算反应热H=生成物总能量-反应物总能量。(1)假如反应物所含有总能量大于生成物所含有总能量，反应物转化为生成物时放出热量。反应为放热反应。要求放热反应H为“一”。(2)假如反应物所含有总能量小于生成物所含有总能量，反应物转化为生成物时吸收热量。反应为吸热反应。要求H为“”。第4页 3焓及焓变 (1)焓物质所含有能量是物质固有性质，能够用称为“焓”物理量来描述，符号为H，单位为kJmol-1。（2）化学反应焓变 反应产物总焓与反应物总焓之差称为反应焓变，用H表示。第5页(3)反应焓变H与反应热Q关系对于等压条件下进行化学反应，若反应中物质能量改变全部转化为热能，则该反应反应热等于反应焓变反应焓变与吸热反应，放热反应关系：H0，反应吸收能量，为吸热反应。H0，反应释放能量，为放热反应。第6页(4).焓变与键能关系.产生原因：化学键断裂吸热 化学键形成放热A.放出热量化学反应 (成键放热断键吸热)H 为“-”或H 成键放热)H 为“+”或H 0第7页 .通常人们把拆开1mol某化学键所吸收能量看成该化学键键能，键能通惯用E表示，单位为kJ/mol。方法：H=E（反应物键能)-E(生成物键能)即反应热等于反应物键能总和与生成物键能总和之差。第8页比如：氢气和氯气在某条件下反应过程为：H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)H=H=E（反应物）E（生成物）=E(H-H)+E(Cl-Cl)-2E(H-Cl)第9页 常见放热反应：全部燃烧反应 酸碱中和反应 大多数化合反应 金属与酸反应 生石灰和水反应 浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等第10页 常见吸热反应：晶体Ba(OH)28H2O与NH4Cl 大多数分解反应 以H2、CO、C为还原剂氧化还原反应 铵盐溶解等.第11页探讨化学反应放热、吸热本质时，要注意四点：化学反应特点是有新物质生成，新物质反应物总能量是不一样，这是因为各物质所含有能量是不一样（化学反应实质就是旧化学键断裂和新化学键生成，而旧化学键断裂所吸收能量与新化学键所释放能量不一样造成发生了能量改变）；第12页反应中能量守恒实质是生成新化学键所释放能量大于旧化学键断裂能量而转化成其它能量形式释放出来；假如反应物所含有总能量高于生成总能量，则在反应中会有一部分能量转变为热能形式释放，这就是放热反应，反之则是吸热反应；可用图象来表示。第13页二、热化学反应方程式书写1、定义：表明反应所放出或吸收热量化学方程式，叫做热化学方程式。2、例：H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)；H=-184.6 kJ/mol【分析】热化学方程式不但表明了化学反应中物质改变，也表明了化学反应中能量改变。第14页2、书写化学方程式注意关键点(1)需注明反应温度和压强。因反应温度和压强不一样时，其H不一样。中学化学中所用H数据，普通都是在101 kPa和 25时数据，所以可不尤其注明。但需注明H“”与“”。第15页(2)要注明反应物和生成物状态。物质聚集状态，与它们所含有能量相关。比如：H2(g)O2(g)=H2O(g)；H=-241.8 kJ/molH2(g)十 O2(g)H2O(l)；H=-285.8kJ/mol 从上述两个热化学方程式可看出，lmol H2反应生成H2O(l)比生成H2O(g)多放出44kJ/mol热量。产生热量为何不一样？第16页(3)热化学方程式各物质前化学计量数不表示分子个数，它能够是整数也能够是分数。对于相同物质反应，当化学计量数不一样时，其H也不一样。比如：H2(g)+C12(g)=2HCl(g)；H=-184.6 kJ/molH2(g)+Cl2(g)=HCl(g)；H92.3 kJ/mol第17页热化学方程式含义例：H2(g)O2(g)=H2O(g)；H=-241.8 kJ/mol 表示 lmol气态 H2和 mol气态 O2反应生成 lmol水蒸气，放出 241.8kJ热量。(在 101kPa和 25时)H2(g)十 O2(g)H2O(l)；H=-285.8kJ/mol表示lmol气态H2与 mo气态O2反应在101 kPa和 25时，生成lmol液态水，放出285.8kJ热量。即：描述在一定条件下，一定量某状态下物质，充分反应后所吸收或放出热量多少。第18页书写化学方程式注意关键点小结热化学方程式必须标出能量改变。热化学方程式中必须标明反应物和生成物聚集状态（g,l,s分别表示固态，液态，气态，水溶液中溶质用aq表示）热化学反应方程式要指明反应时温度和压强。热化学方程式中化学计量数能够是整数，也能够是分数各物质系数加倍，H加倍；反应逆向进行，H改变符号，数值不变第19页热化学方程式应用1、写出以下反应热化学方程式1molN2(g)与适量H2(g)起反应生成NH3(g)，放出92.2kJ热量。1molN2(g)与适量O2(g)起反应生成NO2(g)，吸收68kJ热量。1molCu(s)与适量O2(g)起反应生成CuO(s)，放出157kJ热量。1molC(s)与适量H2O(g)起反应生成CO(g)和H2(g)，吸收131.5kJ热量。第20页卫星发射时可用肼（N2H4）作燃料，1 mol N2H4（l）在O2(g)中燃烧，生成N2(g)和H2O(l)，放出622kJ热量。汽油主要成份是辛烷（C8H18），1 mol C8H18（l）在O2(g)中燃烧，生成CO2(g)和H2O(l)，放出5518kJ热量第21页2.已知在101kPa,298K条件下，2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484KJ热量，以下热化学方程式正确是（）A.H2O(g)H2(g)O2(g)H=+242 kJ/mol B.2H2(g)O2(g)2H2O(l)H=484 kJ/mol C.H2(g)O2(g)H2O(g)H=+242 kJ/mol D.2H2(g)O2(g)2H2O(g)H=+484 kJ/mol 第22页3.热化学方程式C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)；H+131.3kJ/mol表示()A.碳和水反应吸收131.3kJ能量 B.1mol碳和1mol水反应生成一氧化碳和氢气并吸收131.3kJ热量 C.101kPa,25条件下,1mol固态碳和1mol水蒸气反应生成一氧化碳气体和氢气，并吸热131.3KJ D.1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.1kJ 第23页三、中和热1概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1mol H2O，这时反应热叫中和热。2强酸与强碱中和反应其实质是H+和OH-反应，其热化学方程式为：H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)H=57.3kJ/mol 3弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应时中和热小于57.3kJ/mol。4中和热测定试验第24页中和热测定试验装置图中和热测定试验装置图第25页试验步骤：1在大烧杯底垫泡沫塑料(或纸条)，使放入小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料(或纸条)，大烧杯上用泡沫塑料板(或硬纸板)作盖板，在板中间开两个小孔，恰好使温度计和环形玻璃搅拌棒经过，以到达保温、隔热、降低试验过程中热量损失目标，如图所表示。该试验也可在保温杯中进行。第26页2用一个量筒量取50mL0.50mol/L盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸温度，记入下表。然后把温度计上酸用水冲洗洁净。3用另一个量筒量取50mL 0.55 mol/L NaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液温度，记入下表。4把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯盐酸中，并把量筒中NaOH溶液一次倒入小烧杯(注意不要洒到外面)。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液最高温度，记为终止温度，记入下表。第27页5重复试验两次，取测量所得数据平均值作为计算依据。第28页6依据试验数据计算中和热。为了使计算简便一些，我们近似地认为：(1)0.50 mol/L盐酸和0.55mol/LNaOH溶液密度都是1g/cm3，所以50mL 0.50mol/L盐酸质量m1=50g，50mL 0.55 mol/L NaOH溶液质量m2=50 g。(2)中和后生成溶液比热容c=4.18 J/(g)，由此能够计算出，50mL 0.50 mol/L盐酸与50mL 0.55 mol/L NaOH溶液发生中和反应时放出热量为：(m1+m2)c(t2-t1)=0.418(t2-t1)kJ。第29页又因 50 mLO.50 mol/L盐酸中含有0.025 mol HCl，0.025 molHCl与0.025 mol NaOH发生中和反应，生成0.025 molH2O，放出热量是0.418(t2-t1)kJ，所以，生成1molH2O时放出热量即中和热为：第30页注意事项注意事项11作为量热器仪器装置，其保温隔热效果作为量热器仪器装置，其保温隔热效果一定要好。所以，能够用保温杯来做，也一定要好。所以，能够用保温杯来做，也可用块状聚苯乙烯泡沫塑料制成与小烧杯可用块状聚苯乙烯泡沫塑料制成与小烧杯外径相近绝热外套来做，以确保试验时保外径相近绝热外套来做，以确保试验时保温隔热效果。假如按教材中方法做，一定温隔热效果。假如按教材中方法做，一定要使小烧杯杯口与大烧杯杯口相平，这么要使小烧杯杯口与大烧杯杯口相平，这么能够降低热量损失。能够降低热量损失。第31页注意事项注意事项22 2盐酸和盐酸和NaOHNaOH溶液浓度配制须准确，且溶液浓度配制须准确，且NaOHNaOH溶液浓度须稍大于盐酸浓度。为使测溶液浓度须稍大于盐酸浓度。为使测得中和热更准确，所用盐酸和得中和热更准确，所用盐酸和NaOHNaOH溶液浓溶液浓度宜小不宜大，假如浓度偏大，则溶液中度宜小不宜大，假如浓度偏大，则溶液中阴、阳离子间相互牵制作用就大，表观电阴、阳离子间相互牵制作用就大，表观电离度就会减小，这么酸碱中和时产生热量离度就会减小，这么酸碱中和时产生热量势必要用去一部分来赔偿未电离分子离解势必要用去一部分来赔偿未电离分子离解热，造成较大误差热，造成较大误差(偏低偏低)。第32页注意事项注意事项33 3宜用有宜用有0.10.1分刻度温度计，且测量时应分刻度温度计，且测量时应尽可能读准，并估读到小数点后第二位。尽可能读准，并估读到小数点后第二位。温度计水银球部分要完全浸没在溶液中，温度计水银球部分要完全浸没在溶液中，而且要稳定一段时间后再读数，以提升所而且要稳定一段时间后再读数，以提升所测温度精度。测温度精度。第33页注意事项注意事项44 4试验操作时动作要快，以尽可能降低热试验操作时动作要快，以尽可能降低热量散失。量散失。课堂练习：依据事实，写出以下反应热化学方程式（1）在25、101kPa下，1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ第34页（2）若适量N2和O2完全反应，每生成23克NO2需要吸收16.95kJ热量（3）用NA表示阿伏加德罗常数，在C2H2（气态）完全燃烧生成CO2和液态水反应中，每有5NA个电子转移时，放出650kJ热量（4）已知拆开1molH-H键，1molN-H键，1molNN键分别需要能量是436kJ、391kJ、946kJ，则N2与H2反应生成NH3热化学方程式为 第35页四、燃烧热1概念：25 25，101 kPa101 kPa时，时，1 mol1 mol纯物质完全纯物质完全燃烧生成稳定化合物时所放出热量。燃烧热单位燃烧生成稳定化合物时所放出热量。燃烧热单位用用kJ/molkJ/mol表示。表示。注意以下几点：注意以下几点：研究条件：研究条件：101 kPa101 kPa反应程度：完全燃烧，产物是稳定氧化物。反应程度：完全燃烧，产物是稳定氧化物。燃烧物物质量：燃烧物物质量：1 mol1 mol研究内容：放出热量。（研究内容：放出热量。（H0H0，单位，单位kJ/molkJ/mol）2.依据依据燃烧热燃烧热计算计算物质燃烧放出物质燃烧放出热量热量Q=n(Q=n(可燃物可燃物)该物质燃烧该物质燃烧热热第36页例 1：已知：C(s)O2(g)=CO2(g)；H=-393.5 kJ/mol H2(g)O2(g)H2O(g)；H-241.5 kJ/mol 欲得相同热量，需充分燃烧 C和 H2质量比约为()。A12：3.25 B3.25：12 C1：1 D6：1 【分析】欲得相同热量，设 C质量为x(C)，H2质量为 y(HZ)，则有第37页例例2 2：已知两个热化学方程式：已知两个热化学方程式：试验测得H2和C3H8混合气体共5 mol，完全燃烧时放热3847kJ，则混合气体中H2与C3H8体积比是()A1：3B3：1C1：4 D1：1【分析】设【分析】设 H H2 2物质量为物质量为 n(H n(H2 2)，则，则 n(n(C C3 3H H8 8)为为5 5molmoln(Hn(H2 2)，则有则有第38页课后练习：书写以下化学反应热化学方程式298K、101kPa时，2mol H2和1mol O2化合生成2mol水蒸气时放出热量483.6kJ298K、101kPa时，2mol H2和1mol O2化合生成2mol液态水时放出热量571.6kJ298K、101kPa时，1molH2和0.5molO2化合生成1mol液态水时放出热量285.8kJ298K、101kPa时，电解1mol液态水生成1molH2和0.5molO2时吸收热量285.8kJ第39页课后预习：盖斯定律课后预习：盖斯定律盖斯定律：化学反应不论是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同；也就是说，化学反应反应热只与反应始态和终态相关，与反应路径无关。即假如一个反应能够分几步进行，则各步反应反应热之和与该反应一步完成时反应热相同。第40页