(共50张PPT)
(1)木炭、氢气、酒精等燃料的燃烧均属于 反应。
(2)1 mol H2在O2中充分燃烧生成液态水时,放出285.8 kJ的热量,则该反应中表示生成1 mol H2O(l)的热化学方程式为:
放热
(3)等质量的碳在氧气中完全燃烧比不完全燃烧放出的热量 (填“多”或“少”)。
(4)化石燃料主要包括: 、 、 ,它们属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源。
多
煤
石油
天然气
不可再生
一、燃烧热
1.定义
101 kPa时, 纯物质完全燃烧生成
时所放出的热量。
2.表达形式
(1)符号:ΔH为“ ”或ΔH 0。
(2)单位: 。
1 mol
稳定的
氧化物
-
<
kJ/mol
3.意义
例如:CH4的燃烧热为890.31 kJ/mol,表示在25℃、101 kPa时, CH4(g)完全燃烧生成 和
时放出890.31 kJ的热量。反应的热化学方程式为:
。
1 mol
CO2(g)
H2O(l)
CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-890.31 kJ/mol
二、能源
1.定义
能提供 的资源,它包括化石燃料、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。
能量
2.化石燃料
(1)包括: 、 、 。
(2)解决化石燃料枯竭的措施:
①提高能源利用率,
②开发新的能源,
③节约现有的能源。
煤
石油
天然气
(3)燃料充分燃烧的条件:
①要有 。
②燃料与空气要有足够大的 。
足够的空气
接触面积
(4)提高燃料燃烧效率的措施:
①通入足量空气,使燃料充分燃烧;空气足量但要适当,否则,过量的空气会带走部分热量。
②增大燃料与空气的接触面积;通常将大块固体燃料粉碎,液体燃料 。
③将煤 或 。
雾化
气化
液化
3.新能源
新能源主要包括:太阳能、 、 、风能、 和 。
氢能
地热能
海洋能
生物质能
4.能源的分类
分类 再生能源 非再生能源
常规能源 新能源 常规能源 新能源
一次能源(直接获得) 水能、生物质能等 太阳能、风能、地热能、潮汐能等 煤、石油、天然气等 核能等
二次能源(间接获得) 煤制品、石油制品、电能、氢能、火药等
1.判断正误(正确打“√”号,错误打“×”号)。
(1)1 mol H2完全燃烧生成H2O(g)放出的热量叫H2的燃烧热。 ( )
(2)燃烧热随化学方程式前的化学计量数的改变而改变。 ( )
(3)燃烧热以燃烧1 mol物质为标准来衡量放出的热量。 ( )
(4)提高燃料利用率并不能节约能源。 ( )
(5)液化石油气、天然气为清洁能源,因此它们属于新能源。 ( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)×
分析:B项中,柴草燃烧是剧烈的氧化反应,燃烧时化学能转变为热能,而柴草具有的化学能的最初来源也可追溯到太阳能,因为绿色植物的生长过程必须依靠阳光,通过光合作用,将H2O和CO2转化为淀粉和纤维素等,在此过程中,太阳能转化成化学能储存在植物中,通过燃烧,又释放出来。
答案:B
3.能源可划分为一级能源和二级能源。自然界中以现
成形式提供的能源称为一级能源,需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。氢气是一种高效而没有污染的二级能源,它可以由自然界中大量存在的水来制取。根据上述知识,请思考:电能、水能、天然气、水煤气属于哪种类型的能源?
分析:由题给信息可知:水能、天然气是一级能源,电能是依靠煤燃烧的热能或水、风能、核能等转化而制得的能源,水煤气是CO和H2的混合气,它是由焦炭和水蒸气在高温下反应生成,电能和水煤气均为二级能源。
答案:水力、天然气是一级能源,电能、水煤气属于二级能源
答案:4.36∶1
1.正确理解燃烧热
(1)燃烧热的ΔH值为负,即ΔH<0。
(2)“1 mol纯物质”指纯净物(单质或化合物)。
(3)“完全燃烧生成稳定的氧化物”是指单质(或化合物)燃烧后变为最稳定的氧化物(不能再燃烧了)。
如C(s)―→CO2(g);H2(g)―→H2O(l); S(s)―→SO2(g);NH3(g)―→N2(g)+H2O(l); C2H4(g)―→CO2(g)+H2O(l)。
(4)“稳定”既包含化学性质的稳定,也包含物质所处状态的稳定。
(6)热量=可燃物的物质的量×燃烧热。
(7)文字叙述燃烧热时,用“正值”或“ΔH”表示。
例如:CH4的燃烧热为890.31 kJ/mol或ΔH=-890.31 kJ/mol。
2.燃烧热和中和热的区别与联系
燃烧热 中和热
相同点 能量变化 放热反应
ΔH ΔH<0,单位:kJ·mol-1
燃烧热 中和热
不同点 反应物的量 1 mol(O2的量不限) 可能是1 mol,也可能不是
生成物的量 不限量 H2O是1 mol
燃烧热 中和热
不同点 反应热的含义
101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量;不同反应物,燃烧热不同 稀溶液中,酸与碱反应生成1 mol H2O时的反应热。强酸强碱的中和热ΔH=-57.3 kJ·mol-1
[例1] (2012·福州一模)下列说法正确的是 ( )
A.1 mol硫酸与1 mol Ba(OH)2完全中和所放出的热量为中和热
B.25℃、101 kPa时,1 mol S和2 mol S的燃烧热相等
C.CO是不稳定的氧化物,它能继续和氧气反应生成稳定的CO2,所以CO的燃烧反应一定是吸热反应
D.101 kPa时,1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热
[解析] A项,1 mol H2SO4与1 mol Ba(OH)2反应生成
2 mol H2O,不符合中和热的定义;B项,燃烧热与可燃物的物质的量无关;C项,CO的燃烧属于放热反应;D项,1 mol碳燃烧不一定生成1 mol CO2。
[答案] B
(1)燃烧热定义中的可燃物的物质的量,以及中和热定义中的生成物H2O的物质的量必须都是1 mol。
(2)中和热中相应的溶液必须是稀溶液。
(3)燃烧热的生成物必须是物质和状态都稳定。
1.根据反应物的用量不同进行比较
参加反应的物质的量不同,则反应热的数值也会发生相应的变化,如1 mol H2完全燃烧生成液态水时放出285.8 kJ的热量,2 mol H2完全燃烧生成液态水时则放出571.6 kJ的热量。
2.根据物质的聚集状态不同进行比较
同一反应中物质的聚集状态不同,反应热数值大小也不同。例如,S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1=-Q1;S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2=-Q2,可以理解成固态硫变成气态硫后再发生变化,而由固态到气态是需要吸收能量的,所以Q1>Q2、ΔH1<ΔH2,故当同一反应中只由于聚集状态不同比较热量的大小时,反应物为固态时放出的热量少,当生成物为固态时放出的热量多。
3.根据反应进行的程度进行比较
(1)等量碳完全燃烧放出的热量比不完全燃烧放出的热量多。
(2)对于可逆反应,如3H2(g)+N2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,是指生成2 mol NH3时放出92.4 kJ的热量,而不是3 mol H2和1 mol N2混合在一定条件下反应就可放出92.4 kJ的热量,实际3 mol H2和1 mol N2混合在一定条件下反应放出的热量小于92.4 kJ,因为该反应的反应物不能完全转化为生成物。
4.根据酸、碱的浓度进行比较
中和热为稀溶液中强酸和强碱生成1 mol H2O时的反应热。但当酸为浓H2SO4时,由于浓H2SO4溶解放热,此时生成1 mol H2O放出热量大于57.3 kJ。
[例2] (2012·湘潭一中高二期中测试)下列各组热化学方程式中,化学反应的ΔH前者大于后者的是 ( )
①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1
C(s)+1/2O2(g)===CO(g) ΔH2
②S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH3
S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH4
[解析] ①碳完全燃烧放出热量多,则反应热小,因此ΔH1<ΔH2;②固态硫比等量气态硫燃烧放出热量少,则反应热大,因此ΔH3>ΔH4;③H2的物质的量越大,生成液态水时放出热量越多,则反应热越小,因此ΔH5>ΔH6;④CaCO3分解吸收热量,CaO与H2O反应放出热量,故ΔH7>ΔH8。
[答案] C
比较“反应热”或ΔH的大小时,必须带“+”、“-”符号;
(1)对于吸热反应,热量数值越大,则反应热越大,
(2)对于放热反应,热量数值越大,则反应热越小。
点击下图进入“课堂10分钟练习”
(1)燃烧热以充分燃烧1 mol纯净可燃物为标准来衡量反应放出的热量,产物必须是最稳定的氧化物。
(2)表示燃烧热的热化学方程式中,可燃物的化学计量数必须是1。
(3)利用燃烧热计算可燃物燃烧放出热量的计算式为Q=n(可燃物)×燃烧热
(4)比较反应热大小时,不仅要比较数值大小,还要注意反应热的“+”、“-”号,更要关注可燃物用量、物质聚集状态、反应进行程度对反应热数值的影响。
(5)化石燃料是一级能源、常规能源,也是不可再生能源;新能源主要有太阳能、氢能、风能、海洋能和生物质能等。(共40张PPT)
(1)甲烷的燃烧热是890 kJ/mol,则3.2 g甲烷充分燃烧生成液态水时放出的热量为 。
(2)25℃、101 kPa时,1 mol H2和足量 Cl2充分反应,生成HCl气体并释放出183 kJ的热量,则生成1 mol HCl气体的反应热是ΔH= 。
(3)已知断裂1 mol下列化学键需要吸收的能量为:
H—H:436 kJ、Cl—Cl:243 kJ,H—Cl:431 kJ,则H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)反应的反应热ΔH= 。
178 kJ
-91.5 kJ/mol
-183 kJ/mol
一、盖斯定律
1.内容
不论化学反应是一步完成还是分几步完成,其反应热是
的(填“相同”或“不同”)。
2.特点
(1)反应的热效应只与始态、终态有关,与 无关。
(2)反应热总值一定,如下图表示始态到终态的反应热。
相同
途径
则ΔH= = 。
ΔH1+ΔH2
ΔH3+ΔH4+ΔH5
3.意义
利用盖斯定律,可以间接计算难以直接测定的反应热。
二、反应热的计算
1.计算依据
①热化学方程式;②燃烧热;③键能;④盖斯定律。
根据盖斯定律,知:
则ΔH1 = ,
即:ΔH=
=
= 。
ΔH+ΔH2
ΔH1-ΔH2
-393.5 kJ/mol-(-283.0 kJ/mol)
-110.5 kJ/mol
1.判断正误(正确打“√”号,错误打“×”号)。
(1)一个反应一步完成或分几步完成,两者相比,经过的步骤越多,放出的热量越多。 ( )
(2)化学反应的反应热与化学反应的始态有关,与终态无关。 ( )
(3)利用盖斯定律,可计算某些反应的反应热。 ( )
(4)任何化学反应的反应热都可以直接测定。 ( )
(5)不同的热化学方程式之间,因反应的物质不同,故热化学方程式不能相加减。 ( )
答案:(1)(×) (2)× (3)√ (4)× (5)×
2.已知葡萄糖的燃烧热是2804 kJ/mol,当它氧化生
成1 g水时放出的热量是 ( )
A.26.0 kJ B.51.9 kJ
C.155.8 kJ D.467.3 kJ
分析:葡萄糖的燃烧热的热化学方程式:
C6H12O6(s)+6O2(g)===6CO2(g)+6H2O(l)
ΔH=-2804 kJ/mol,
由此可知,生成6 mol×18 g/mol=108 g水放出2804 kJ热量,则生成1 g水时放出的热量为 2804 kJ÷108≈26.0 kJ。
答案:A
答案:A
4.一定量固态碳在炉膛内完全燃烧,放出热量为Q1 kJ;
向炽热的炉膛内通入水蒸气会产生水煤气,水煤气完全燃烧放出热量为Q2 kJ;若炉膛内燃烧等质量固态碳,则Q1________Q2(填“>”“=”“<”)。
分析:根据盖斯定律,两种情况下的始态与终态相同,故放出的热量是相同的。
答案:=
1.盖斯定律应用的常用方法
(1)虚拟路径法:
若反应物A变为生成物D,可以有两个途径:
①由A直接变成D,反应热为ΔH;
②由A经过B变成C,再由C变成D,每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,如图所示:
则有:ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。
(2)加合法:
将需要消去的物质先进行乘除运算,使它们的化学计量数相同,然后进行加减运算。
2.应用盖斯定律计算反应热时的注意事项
(1)热化学方程式同乘以某一个数时,反应热数值也必须乘上该数。
(2)热化学方程式相加减时,同种物质之间可相加减,反应热也随之相加减(带符号)。
(3)将一个热化学方程式颠倒时,ΔH的“+”“-”号必须随之改变,但数值不变。
[例1] (2012·皖南八校联考)盖斯定律认为能量总是守恒的,化学反应过程一步完成或分步完成,整个过程的热效应是相同的。
已知:①H2O(g)===H2O(l) ΔH1=Q1 kJ/mol,
②C2H5OH(g)===C2H5OH(l) ΔH2=Q2 kJ/mol,
③C2H5OH(g)+3O2(g)―→2CO2(g)+3H2O(g)
ΔH3=Q3 kJ/mol,
若使23 g液态酒精完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为(kJ) ( )
A.Q1+Q2+Q3
B.1.5Q1-0.5Q2+0.5Q3
C.0.5Q1-1.5Q2+0.5Q3
D.0.5(Q1+Q2+Q3)
[解析] 将③-②+3×①就能得到46 g液态酒精完全燃烧最后恢复到室温所放出的热量,然后将该热量再除以2即可。
[答案] B
利用盖斯定律计算反应热的步骤:
(1)确定待求方程式(即目标方程式);
(2)与已知方程式比较,找出未出现在目标方程式中的
化学式,利用方程式的加减乘除消去它们;
(3)把已知ΔH带正负号进行上述相同的数学运算即得目
标方程式的ΔH。
计算依据 计算方法
热化学方程式 热化学方程式与数学上的方程式相似,可以左右颠倒同时改变正负号,各项的化学计量数包括ΔH的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数
根据盖斯定律 根据盖斯定律,可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减,得到一个新的热化学方程式
计算依据 计算方法
根据燃烧热 可燃物完全燃烧产生的热量=可燃物的物质的量×其燃烧热
根据化学键的变化 ΔH=反应物的化学键断裂所吸收的能量和-生成物的化学键形成所放出的能量和
根据反应物和生成物的总能量 ΔH=E(生成物)-E(反应物)
[例2] (2011·重庆高考)SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中只存在S—F键。已知:1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ,断裂1 mol F—F、S—F键需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则S(s)+3F2(g)===SF6(g)的反应热ΔH为 ( )
A.-1780 kJ/mol B.-1220 kJ/mol
C.-450 kJ/mol D.+430 kJ/mol
[解析] 本题考查化学热计算。化学反应的实质是旧键的断裂和新键的生成,旧键的断裂吸收热量,新键的生成放出热量,两个热量变化的总体效应即为反应的热效应。S(s)+3F2(g)===SF6(g)的反应过程中旧键断裂吸收的热量为280 kJ+160 kJ×3=760 kJ,新键生成放出的热量为330 kJ×6=1980 kJ,反应放出1220 kJ的热量,ΔH=-1220 kJ/mol。
[答案] B
利用键能计算反应热时,应特别注意以下两点:
(1)一个化学反应的反应热ΔH=反应物键能之和-生成物键能之和,而不是ΔH=生成物键能之和-反应物键能之和。
(2)明确1 mol物质中所含化学键的数目。如1 mol P4中含P—P为6 mol,1 mol SF6中含S—F为6 mol。
点击下图进入“课堂10分钟练习”
(1)不论化学反应是一步完成还是分成几步完成,其反应热是相同的。
(2)可燃物完全燃烧放出的热量与可燃物的物质的量成正比。
(3)根据盖斯定律,可以将两个以上的热化学方程式(包括其ΔH)相加或相减,从而得到一个新的热化学方程式。
(4)进行有关反应热计算时,只要把反应热看作类似于产物之一即可,在实际计算时,可与方程式的化学计量数
(或质量等)列比例。(共21张PPT)
反应热是高考考查的重点内容之一,考查的知识点主要有:①反应热与化学键之间的关系;②判断吸热反应或放热反应;③燃烧热、中和热的概念;④利用燃烧热进行简单计算。题型以选择题为主,难度不大,主要考查学生灵活运用知识及接受新知识的能力。预计反应热与能源的综合考查将成为今后命题的热点。
学习本部分内容时,要理解化学反应的实质,通过比较的方法,理解吸热反应、放热反应中的能量变化关系以及燃烧热、中和热等概念的内涵。
[考题印证]
解析:本题考查燃烧热定义,意在考查考生对基本概念的理解与运用。②中,生成物水是气态,③④中均生成CO;气态水和CO均不是稳定的氧化物。
答案:A
高考中有关热化学方程式的正误判断,一般通过选择题考查,有关热化学方程式的书写一般不单独命题,多渗透于综合题中以小填空题形式进行考查,难度均不大。 书写判断热化学方程式要注意以下几个方面:①物质的聚集状态,②ΔH的符号和单位。③化学计量数与ΔH的数值是否对应,④是否要求表示某物质的燃烧热或某个中和反应的中和热。
[考题印证]
2.判断下列热化学方程式的正误:
(1)(2010·浙江高考)甲烷的标准燃烧热为-890.3 kJ·mol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:
CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)
ΔH=-890.3 kJ·mol-1。
( )
答案:(1)× (2)×
高考对本考点的考查主要是利用盖斯定律进行简单计算,题型以选择题、填空题为主,难度不大,主要考查学生对盖斯定律的理解以及计算能力。
盖斯定律在热化学中的主要应用有:
(1)求未知或难于测量反应的反应热。
(2)进行有关反应热的计算或比较大小。
(3)同素异形体反应热的求算及稳定性的比较。
[考题印证]
3.(2011·海南高考)已知:
2Zn(s)+O2(g)===2ZnO(s)
ΔH1=-701.0 kJ·mol-1,
2Hg(l)+O2(g)===2HgO(s)
ΔH2=-181.6 kJ·mol-1,
则反应Zn(s)+HgO(s)===ZnO(s)+Hg(l) ΔH为( )
A.+519.4 kJ·mol-1 B.+259.7 kJ·mol-1
C.-259.7 kJ·mol-1 D.-519.4 kJ·mol-1
解析:由盖斯定律:
ΔH=(ΔH1-ΔH2)/2=-259.7 kJ·mol-1。
答案:C
4.(2009·福建高考)短周期元素
Q、R、T、W在元素周期表中的位置如右图所示,其中T所处的周期序数与主族序数相等。请回答下列问题:
在298 K下,Q、T的单质各1 mol完全燃烧,分别放出热量a kJ和b kJ。又知一定条件下,T的单质能将Q从它的最高价氧化物中置换出来,若此置换反应生成3 mol Q的单质,则该反应在298 K下的ΔH=__________(注:题中所涉单质均为最稳定单质)。
解析:由题目信息可知:
4Al(s)+3O2(g)===2Al2O3(s)
ΔH=-4b kJ/mol ①;
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-a kJ/mol ②;
①-②×3可得:
4Al(s)+3CO2(g)===2Al2O3(s)+3C(s)
ΔH=(3a-4b) kJ/mol。
答案:(3a-4b)kJ·mol-1(共41张PPT)
(1)吸热反应的ΔH 0,放热反应的ΔH 0。
(2)化学方程式表明了化学反应中 的变化,确定了反应物与生成物之间 的关系。
(3)在稀溶液中,酸和碱发生中和反应生成 H2O时所释放出的热量称为中和热。
>
物质
<
物质的量
1 mol
一、热化学方程式
1.概念
能表示参加反应 和 的关系的化学方程式,叫做热化学方程式。
2.特点
(1)在化学方程式右边注明ΔH的数值,“+”“-”号和单位。
(2)所有反应物和生成物均要标明它们在反应时的 。
(3)化学计量数只表示 。
物质的量
反应热
状态
物质的量
3.意义
热化学方程式不仅表示了 的变化,还表明了 的变化。例如:H2(g)+ O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ/mol,表示在25℃和1.01×105 Pa
下, H2(g)与 O2(g)完全反应生成 1 mol H2O(l)时放出热量285.8 kJ。
物质
能量
1 mol
0.5 mol
二、中和热及其实验测定
1.中和热
(1)定义:在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应生成
H2O时的反应热(即所放出的热量)。
(2)表示方法:
H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)ΔH= kJ/mol。
1 mol
-57.3
2.中和热的实验测定
(1)装置及仪器:
(2)测定过程:
3.注意事项
(1)为了保证酸、碱完全中和,常采用 稍过量的方法。
(2)量热装置中需用碎泡沫塑料对其进行 ,以减少实验过程中热量的损失,减小误差。
(3)读取中和反应的终止温度是反应混合液的 温度。
保温、隔热
最高
碱
分析:由于生成物H2O的状态不同,H2O(g)→H2O(l)要放出能量,因此在书写热化学方程式时要注明各物质的状态。
答案:因为由气态水变为液态水要放热,放热越多焓变越小
分析:A项中反应物和生成物都未标明聚集状态; C项中ΔH的单位不正确;D项中为放热反应,ΔH应为“-”号。
答案:B
3.判断正误。
(1)中和热一定是强酸跟强碱反应放出的热量。( )
(2)1 mol酸与1 mol碱完全反应放出的热量是中和热。 ( )
(3)在稀溶液中,酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O(l)时的反应热叫做中和热。 ( )
(4)表示中和热的离子方程式为:H++OH-===H2O ΔH=-57.3 kJ/mol。 ( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)×
4.实验中为何使用0.55 mol/L NaOH溶液而不用
0.50 mol/L NaOH溶液?
答案:为了使酸完全反应,减小误差
1.热化学方程式与普通化学方程式的区别
普通化学方程式 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
ΔH正负号及单位 无 必须注明
2.热化学方程式书写的注意事项
[例1] 下列热化学方程式书写正确的是 ( )
A.C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g)
ΔH=+1 367.0 kJ·mol-1
B.NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l)
ΔH=+57.3 kJ·mol-1
C.S(s)+O2(g)===SO2(g)ΔH=-269.8 kJ·mol-1
D.2NO2===O2+2NO ΔH=+116.2 kJ·mol-1
[解析] 本题考查热化学方程式的书写正误判断。A项是典型的放热反应,ΔH数值应为负,中和反应是放热反应,ΔH应小于0,A、B两项错误;热化学反应方程式要注明物质在反应时的状态,D项错误;选项C正确。
[答案] C
“五查”法判断热化学方程式正误:
(1)一查化学方程式是否书写正确。
(2)二查是否标明聚集状态:固(s)、液(l)、气(g)。
(3)三查ΔH的“+”“-”号是否与吸热、放热一致。ΔH数值前有“+”“-”号,放热反应的ΔH为“-”,吸热反应的ΔH为“+”。
(4)四查ΔH的单位是否正确,要统一用“kJ/mol(kJ·mol-1)”。
(5)五查ΔH的绝对值是否与热化学方程式的计量数相对应。
1.实验关键
(1)迅速反应,防止热量散失实验的关键是温度,包括准确测量温度和防止热量散失。
(2)在测量反应混合液的温度时要随时读取温度值,记录下最高温度值;
(3)温度计悬挂,使水银球处于溶液的中央位置,温度计不要靠在容器壁上或插入容器底部;
(4)不可将温度计当搅拌棒使用;环形玻璃搅拌棒应上下移动;
(5)简易量热计的保温效果要好。
2.误差分析
本实验误差的主要来源除了热量的散失外,还有反应体系的温度没有达到最高就读数、搅拌不充分、温度差不够适中等。
[例2] (2012·天津新华中学检测)50 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和反应的反应热。回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是____________。
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是_______________。
(3)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热的数值________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(4)实验中改用60 mL 0.50 mol·L-1盐酸跟
50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量________(填“相等”或“不相等”),所求中和热________(填“相等”或
“不相等”);简述理由:_____________。
(5)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和反应的反应热的数值会________;用50 mL 0.50 mol·L-1NaOH溶液进行上述实验,测得的中和反应的反应热的数值会__________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
[解析] 这是一道有关中和反应的反应热测定的题目,要求弄清实验仪器和操作要求,并要注意实验中必须有一种反应物过量才能保证生成水的量。
[答案] (1)环形玻璃搅拌棒 (2)减少实验过程中的热量损失 (3)偏小 (4)不相等 相等 因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O所放出的能量,与酸碱的用量无关 (5)偏小 偏小
(1)为了使中和反应能充分进行,并且减小误差,测定中和反应反应热时需要其中一种反应物略过量。
(2)NaOH溶液最好是新配制的。
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(1)热化学方程式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。书写热化学方程式时必须注明物质的聚集状态(s、l、g),并在方程式的右边注明反应热的符号、数值及其单位。
(2)判断热化学方程式的正误要注意:物质的聚集状态,ΔH的符号和单位以及反应热数值与化学计量数是否相对应。
(3)中和热测定实验中要注意以下两方面的问题:
①防止热量散失的方法:a.两个烧杯口要相平;b.在两个烧杯之间填充碎泡沫塑料或碎纸片;c.用玻璃棒搅拌,而不能用金属棒(丝)搅拌;d.实验时动作要迅速。
②加过量碱液使酸完全反应,碱过量对中和热测定没有影响。(共43张PPT)
(1)从化学键的变化角度分析,化学反应的本质是反应物分子内化学键的 和生成物分子内化学键的 。
(2)一个确定的化学反应是吸收能量还是放出能量,决定于反应物的总能量与生成物的总能量的 。
断裂
形成
相对大小
②
①
一、焓变、反应热
1.焓与焓变
2.焓变与反应热的关系
等压条件下(反应热在不做其他功的情况下),化学反应的焓变 化学反应的反应热。
等于
二、吸热反应与放热反应
1.化学键与化学反应中能量变化的关系
若E1>E2,反应 能量,ΔH 0,为 反应;
若E1吸收
>
放出
<
吸热
放热
2.化学反应中的能量变化图示
1.判断正误(正确打“√”号,错误打“×”号)。
(1)化学变化过程是原子的重新组合过程。 ( )
(2)化学反应可分为吸热反应和放热反应。 ( )
(3)化学反应中的能量变化都是以热能形式表现出来的。 ( )
(4)吸热反应过程是化学能转变为热能的过程。( )
(5)生成物总能量高于反应物总能量的反应是吸热反应。 ( )
答案:(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)√
2.下列说法正确的是 ( )
A.反应热就是反应中放出的热量
B.当反应放热时ΔH>0,反应吸热时ΔH<0
C.一个化学反应中,当反应物的总能量大于生成
物的总能量时,反应放热,ΔH为“-”
D.一个化学反应中,生成物总键能大于反应物的
总键能时,反应吸热,ΔH为“+”
分析:反应热也指反应中吸收的热量,A错;在反应中生成物比反应物所具有的总能量减少,反应就放热,反之就吸热,C对;化学反应的实质是旧化学键的断裂,新化学键的形成,断键时吸收能量即反应物键能,成键时放出能量即生成物键能,后者大,则反应为放热反应,ΔH为“-”,D错。
答案:C
3.下图所表示的反应是吸热反应的是( )
分析:当生成物的总能量大于反应物总能量时,该反应为吸热反应。
答案:A
4.
(1)从该图中你能获得什么信息?
(2)你能计算出该反应过程中能量变化为多少吗?
分析:(1)由图可知断裂1 mol H—H键要吸收436 kJ的能量,断裂 1 mol Cl—Cl 键要吸收243 kJ的能量,H原子与Cl 原子结合生成1 mol HCl 时放热431 kJ的能量。
(2)生成2 mol HCl放出的能量为:431 kJ×2-436 kJ-
243 kJ=183 kJ。
答案:(1)发生化学反应,反应物断裂化学键需吸收能量,生成物形成化学键需放出能量 (2)放出183 kJ的能量
1.从物质所具有的能量角度
如果反应物所具有的总能量高于生成物的总能量,发生化学反应时,有一部分能量就会以热能的形式释放出来,是放热反应;反之则是吸热反应。即E总(反应物)>E总(生成物),为放热反应;E总(反应物) 2.从化学键键能的角度
化学键的断裂要吸收能量,形成新化学键要释放能量,若反应物断键所吸收的总能量大于生成物成键所释放的总能量,则为吸热反应,反之则为放热反应。即E总(断键)>E总(成键),为吸热反应;E总(断键) [例1] (2012·山东师大附中月考)已知:①1 mol H2分子中化学键断裂时需要吸收 436 kJ的能量 ②1 mol Cl2分子中化学键断裂时需要吸收 243 kJ的能量 ③由H原子和Cl原子形成 1 mol HCl分子时释放 431 kJ的能量。下列叙述正确的是 ( )
A.氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体,反应的
ΔH=+183 kJ/mol
B.氢气和氯气反应生成2 mol 氯化氢气体,反应的
ΔH=-183 kJ/mol
C.氢气和氯气反应生成 1 mol 氯化氢气体,反应的
ΔH=-183 kJ/mol
D.1 mol H2和1 mol Cl2的总能量比 2 mol HCl的总能
量低183 kJ
[解析] 因为ΔH=反应物中化学键断裂吸收的能量之和-生成物中化学键生成释放的能量之和。根据反应方程式:H2+Cl2===2HCl,可知,该反应的ΔH=(436+243-431×2)kJ/mol=-183 kJ/mol,故B正确;该反应为放热反应,反应物的总能量高,D错误。
[答案] B
化学反应遵守能量守恒定律,用E表示物质本身的能量,Q表示从外界吸收或放出的能量,则有E(反应物)+Q吸=E(生成物)+Q放(Q吸也可理解为反应物中化学键断裂吸收的能量,Q放为生成物中化学键形成放出的能量)。那么ΔH=E(生成物)-E(反应物)=Q吸-Q放。
1.判断化学反应放热或吸热的方法
(1)根据ΔH的“+”和“-”判断。
ΔH为“+”为吸热反应,ΔH为“-”为放热反应。
(2)根据反应物和生成物的总能量差判断。
若E(反应物)>E(生成物),为放热反应;若E(生成物)>E(反应物),则为吸热反应。
(3)根据反应物和生成物的键能差判断。
若反应物的总键能大于生成物的总键能,则为吸热反应;若生成物的总键能大于反应物的总键能,则为放热反应。
(4)根据反应类型或具体的化学反应判断。
2.常见的吸热反应和放热反应
(1)常见的放热反应有:
①活泼金属与H2O或酸的反应,如
2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑;
②酸碱中和反应,如
2KOH+H2SO4===K2SO4+2H2O;
[注意]
(1)需要加热才能进行的反应不一定都是吸热反应,如木炭的燃烧。
(2)常温下就能进行的反应不一定都是放热反应,如氢氧化钡晶体和氯化铵固体的反应。
(3)任何化学反应都伴随着能量变化,但能量变化不一定都表现为热量变化,还可能以声、光、电等形式表现出来。
[例2] 下列图示变化为吸热反应的是( )
[解析] A项中的图像表示生成物的能量比反应物的能量高,故为吸热反应;B项中的图像表示反应物比生成物的能量高,故为放热反应;浓硫酸溶解于水放热,但因不是化学变化,故不是放热反应;锌与盐酸反应是放热反应。
[答案] A
物质变化过程中放出热量(或吸收热量)不一定是放热反应(或吸热反应),如浓H2SO4、NaOH固体溶于水放热,NH4NO3溶于水吸热,它们不是放热反应或吸热反应,而是物理变化过程。
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(1)反应在恒压条件下进行时,反应热又称焓变,符号为ΔH,单位:kJ/mol。ΔH=H(生成物)-H(反应物)。
(2)ΔH为“-”或ΔH<0,为放热反应;ΔH为“+”或ΔH>0,为吸热反应。
(3)反应物的总能量大于生成物的总能量时,该反应为放热反应,反之,该反应为吸热反应;反应物的键能总和小于生成物的键能总和时,该反应为吸热反应,反之,放热反应。
(4)ΔH=E(生成物)-E(反应物)=反应物中化学键断裂吸收的能量和-生成物中化学键生成放出的能量和。
(5)利用键能数据计算反应热时,要准确计算化学键断裂或生成的数量。