选修4 1.1 化学反应的热效应 课件

课件38张PPT。（鲁科版）化学反应原理（选修）第一章 化学反应与能量转化第1节 化学反应的热效应联想·质疑1、化学反应中为什么有能量变化?2、哪些反应是放热反应？哪些反应是吸热反应？化学反应包括两个过程：旧化学键的断裂和新化学键的形成，前者吸收能量，后者放出能量，这两个过程的能量不同，所以有能量变化，整个反应放热还是吸热取决于两个过程能量的相对大小。
所有的化学反应都有能量的变化，其中大部分都是热量的变化常见的放热反应和吸热反应⑴常见的放热反应①活泼金属与水或酸的反应。
如：2Al+6HCl＝2AlCl3+3H2↑
②酸碱中和反应。如：2KOH+H2SO4＝K2SO4+2H2O
③燃烧反应。如：C、CO、C2H5OH等的燃烧
④多数化合反应。
如：Na2O+H2O ＝2NaOH，SO3+H2O=H2SO4⑵常见的吸热反应① 多数分解反应，如CaCO3 CaO+CO2↑
② 2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)＝BaCl2+2NH3↑+10H2O
③ C(s)+H2O(g) CO+H2
④ CO2+C 2CO总之：吸热反应和放热反应是用来定性描述化学反应的能量变化。
那化学上又是如何定量描述化学反应的能量变化呢？1、什么是反应热?
2、反应热的符号是什么？怎样表示反应吸、放热？
3、反应热的单位是什么
4、如何获得一个反应的反应热呢？1、化学上规定，当化学反应在一定的温度下进行时，反应所释放或吸收的热量为该反应在此温度下的热效应。
2、符号：用Q表示
Q<0，表示放热；Q>0，表示吸热；
3、单位：J·mol-1或KJ·mol-1（二）反应热的测定（一）反应热的涵义1.测量仪器：量热计C—热容，当物质吸收热量温度升高时，温度每 升高1K所吸收的热量，称为该物质的热容；
单位：J·K-1
C0—比热容，单位质量物质的热容；
单位：kJ·K-1·kg-1；
液态水的比热为4.18kJ·K-1·kg-1
T—热力学温度，也叫开尔文温度，
单位为k，T(k)=t(0c)+273.152.反应热的计算计算公式： Q= - C(T2 -T1)＝- C0m(T2-T1)中和反应的反应热——中和热在稀溶液中,强酸和强碱反应生成1mol水放出的热量。3、测定中和反应的反应热（1）仪器：量热计、量筒（100ml）、温度计、烧杯（250ml）（2）药品：1.0mol·L-1的盐酸 1.0mol·L-1的NaOH溶液
1.0mol·L-1的盐酸 1.0mol·L-1的KOH溶液
1.0 mol·L-1的硝酸 1.0mol·L-1的NaOH溶液实验内容① 向量热计内筒中加入1.0mol·L-1的盐酸100mL，盖上杯盖，插入温度计，匀速搅拌后记录初始温度T1。
② 向250mL烧杯中加入1.0mol·L-1的NaOH溶液100mL，调节其温度，使与量热计中盐酸的温度相同。
③ 快速将烧杯中的碱液倒入量热计中，盖好杯盖，匀速搅拌，记录体系达到的最高温度T2。
④ 假设溶液的比热等于水的比热并忽略量热计的热容，根据溶液温度升高的数值，计算此中和反应的反应热。各组按要求实验记录数据计算各反应的反应热-5684.8-5684.8-5684.8在测定过程中应注意什么问题？(1)用保温性能好的仪器测量。
(2)混合好后，迅速盖好装置盖子，减少热量的损失。
(3)所用药品浓度的配制须准确,用强酸和强碱溶液,而且要是稀溶液。
(4)宜用有0.1分刻度的温度计，读数尽可能准确，且估读至小数点后二位。同时应注意水银球部位要完全浸没在溶液中，而且要稳定一段时间后再读数，以提高所测的精度。
(5)记录最高温度。 ［议一议］你所测得的数据是否为57.3 kJ/mol，若不是，分析产生误差的原因。可能的原因有：
1.量取溶液的体积有误差（测量结果是按100 mL的酸、碱进行计算，若实际量取时，多于100mL或小于100mL都会造成误差）
2.温度计的读数有误。
3.实验过程中有液体洒在外面。
4.混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。
5.隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。
6.测了酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的温度，致使热量损失而引起误差。 反应热测定的误差分析问题与研讨1.本实验中若把100mL1.0 mol·L-1的盐酸改为100 mL 1.0mol·L-1醋酸，所测结果是否会有所变化？为什么？
2.若改用200mL 1.0mol·L-1的盐酸和200mL 1.05 mol·L-1的NaOH溶液，所测中和热的数值是否约为本实验结果的二倍（假定各步操作没有失误）？答案：1.会有所变化。因为醋酸为弱电解质，其电离时要吸热，故将使测得结果偏小。
2.否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成1mol H2O时放出的热量，其数值与反应物的量的多少无关，故所测结果应基本和本次实验结果相同（若所有操作都准确无误，且无热量损失，则二者结果相同）。50 mL0.50 mol·L-1盐酸与50mL0.55 mol·L-1NaOH溶液在图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
数值 （填“偏大”“偏小”“无影响”）。环形玻璃搅拌棒减少实验过程中的热量损失偏小［练习］（4）实验中改用60 mL 0.50mol·L-1盐酸跟50mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量 （填“相等”“不相等”），所求中和热
（填“相等”“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，测得的中和热的数值会 ；用50 mL 0.50mol·L-1 NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会 。（均填“偏大”“偏小”“无影响”）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，与酸碱的用量无关偏小偏小 为保证测定结果的准确性，在测定过程中应注意什么？ (1)为了使中和反应进行完全，可以让酸或碱略 稍过量。
(2)为了使测得的中和热更准确，所用酸和碱的浓度宜小不宜大。
(3)宜使用有0.1℃刻度的温度计。
(4)记录最高温度。
(5)进行反应热的计算式进行了以下处理：
a、忽略量热计的热容；
b、认为稀溶液与水的比热相同
c、认为热容不随温度的变化而变化。课堂小结｝热化学下列说法正确的是 ( )
A、物质发生反应时放出的热量来源于对反应的加热
B、化学反应除了生成新物质外，还发生能量变化。
C、化学反应中放出的热才是反应热
D、需要加热方能发生的反应一定是吸热反应B练习：1.焓（H）：是与体系的内能、压强、体积有关的一个物理量
2.焓变（△H）：△H=H生成物- H反应物
在等温等压条件下的化学反应，如果不做非体积功（即没有转化为电能、光能等其他形式的能），则该反应的反应热等于反应前后物质的焓变。即：Qp= △H
∵ Qp>0为吸热反应，Qp<0为放热反应
∴ 当ΔH ＞0时，为吸热反应。
当ΔH ＜0时，为放热反应。当?H为“－”（ ?H<0）时，为放热反应当?H为“＋”（ ?H>0）时，为吸热反应与化学方程式相比，热化学方程式有哪些不同？
正确书写热化学方程式应注意哪几点？交流研讨 下列方程式属于热化学方程式： H2与I2 反应的化学方程式为：意义: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。问题：二者在书写形式上有哪些异同点？1.定义：把一个化学反应物质的变化和反应的焓变同时表示出来的方程式，叫做热化学方程式。
2.写法：
1)热化学方程式要注明反应的温度、压强（298 K,
101 kPa时不写）一般不写其他反应条件；不标明生成沉淀或气体符号。
2)要注明反应物和生成物的聚集状态，常用s、l、g、aq表示固体、液体、气体和溶液。3) ΔH后要注明反应温度，ΔH的单位为J·mol-1或KJ·mol-1
4)ΔH的值必须与方程式的化学计量数对应。计量数加倍时，ΔH也要加倍。当反应逆向进行时， 其ΔH与正反应的数值相等，符号相反。
5)方程式中的化学计量数以“mol”为单位，不表示分子数，因此可以是整数，也可以是分数。
6) 可逆反应的ΔH表明的是完全反应时的数据。例 题1、当1mol气态H2与1mol气态Cl2反应生成2mol气态HCl，放出184.6KJ的热量，请写出该反应的热化学方程式。H2(g)+ Cl2(g)=2HCl(g) ?H = -184.6KJ·mol-11.写出下列反应的热化学方程式课堂练习（1）1molN2(g)与适量O2(g)反应生成NO (g)，需吸收68kJ的热量；
（2）2molCu(s)与适量O2(g)反应生成CuO(s)，放出314kJ热量； N2(g)+O2(g)==2NO (g)； ?H = +68KJ·mol-12Cu(s)+ O2(g)==2CuO(s)，?H = -314KJ·mol-1Cu(s)+ 1/2O2(g)== CuO(s)，?H = -157KJ·mol-1A２、已知在1×105Pa，298K条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，下列热化学方程式正确的是( )A. H2O（g）＝H2（g）＋1/2O2（g）；ΔH＝＋242kJ·mol－1
B. 2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（l）；ΔH＝－484kJ·mol－1
C. H2（g）＋1/2O2（g）＝H2O（g）；ΔH＝＋242kJ·mol－1
D. 2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（g）；ΔH＝＋484kJ·mol－1 ３、已知在25℃、101kPa下，1gC8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40kJ 热量。表示上述反应的热化学方程式正确的是( 　 )
A、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+ 9H2O(g)
△H= - 48.40kJ·mol -1
B、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+ 9H2O(l)
△H= - 5518kJ·mol -1
C、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+ 9H2O(l)
△H= + 5518kJ·mol -1
D、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+ 9H2O(l)
△H= - 48.40kJ·mol -1B（一）盖斯定律无论化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应焓变是相同的。
化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。C（s）+ ? O2（g）=CO（g）因为C燃烧时不可能完全生成CO，总有一部分CO2生成，因此这个反应的ΔH无法直接测得，请同学们自己根据盖斯定律设计一个方案计算该反应的ΔH。提示：(1) C(s) + O2(g) = CO2(g)
△H1=-393.5 kJ·mol-1
(2) CO(g) + ?O2(g) = CO2(g)
△H3=-283.0 kJ·mol-1△H1 = △H2+ △H3
△H2 = △H1- △H3
= -393.5 kJ·mol-1 -(-283.0 kJ·mol-1)
= -110.5 kJ·mol-1
C(s)+?O2(g)=CO(g) △H=-110.5 kJ·mol-1 （二）反应热的计算1.应用热化学方程式的计算
【例1】25℃、101kPa时，使1.0 g钠与足量的氯气反应，生成氯钠晶体并放出17.87 kJ的热量，求生成1 mol氯化钠的反应热。
【解】 Na(g) + ? Cl2(g) == NaCl(s)
Q=17.87kJ/1g×23g·mol-1
= 411kJ·mol-1
答：生成1molNaCl时放出热量411kJ。2.应用盖斯定律计算
【例2】已知下列反应的反应热为
⑴ CH3COOH(l)+ 2O2(g)== 2CO2(g)+ 2H2O(l)
△H1= -870.3 kJ·mol-1
⑵ C(s)+ O2(g)== CO2(g)
△H2= -393.5 kJ·mol-1
⑶ H2(g)+ ? O2(g)== H2O(l)
△H3= -285.8 kJ·mol-1
试计算下述反应的反应热：
2C(s)+ 2H2(g) + O2(g) == CH3COOH(l) 【解】 分析各方程式的关系，知将方程式按
2[⑵+⑶]-⑴组合得上述反应方程式
即：△H=2[△H2 +△H3]-△H1
△H =2[(-393.5kJ·mol-1)+(-285.8kJ·mol-1)]
-(-870.3kJ·mol-1)
= -488.3kJ·mol-1
答：反应2C(s)+2H2(g)+ O2(g)== CH3COOH(l)
反应热为-488.3kJ·mol-1
3.根据键能计算
△H=反应物键能总和-生成物键能总和已知：N2(g)+ 2O2(g) = 2NO2(g)
△H = +68kJ·mol-1
N2H4(l)+ O2(g) = N2(g)+ 2H2O(l)
△H = -622kJ·mol-1
火箭发射时用肼N2H4(l)作燃料，NO2作氧化剂，反应生成N2和H2O(l)，写出该反应的热化学方程式。练习1 N2H4(l) + NO2(g)= 3/2 N2(g)+2H2O(l)
△H =-622kJ·mol-1 –(68kJ·mol-1)/2
=-656kJ·mol-1将焦炭转化为水煤气的主要反应为:
C (s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g)
已知:
C (s) + O2(g) = CO2(g) △H1=-393.5kJ·mol-1
H2(g) + ? O2(g) = H2O(g) △H2=-242.0kJ·mol-1
CO(g) + ? O2(g) = CO2(g) △H3=-283.0kJ·mol-1
写出制取水煤气的热化学方程式.练习2 C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H=131.5kJ·mol-1同学们，再见！