高中化學(xué)選擇性必修一 1.1 反應(yīng)熱 課件 (共38張)

1、選擇性必修1化學(xué)反應(yīng)原理一、反應(yīng)熱、焓變（一）反應(yīng)熱及其測定1、定義： 等溫條件之下，化學(xué)反應(yīng)體系向環(huán)境釋放或者從環(huán)境吸收的熱量，稱之為化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)，簡稱為反應(yīng)熱。 說明：熱量指的是因為溫度不同從而在體系何環(huán)境之間交換或者傳遞的能量例：某試管中盛有Al粉和稀鹽酸,下列有關(guān)說法不正確的是( )A.試管、Al粉、稀鹽酸及發(fā)生的反應(yīng)可看作一個體系 B.除反應(yīng)物、生成物及相關(guān)反應(yīng)外，其他均看作環(huán)境 C.Al與稀鹽酸反應(yīng)導(dǎo)致體系溫度升高，且向環(huán)境中釋放熱量 D.Al與稀鹽酸反應(yīng)的反應(yīng)熱可以通過量熱計測量 答案:A2、測定中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定(1)實(shí)驗用品及裝置： 簡易量熱計（溫度計、玻璃攪拌棒、內(nèi)筒

2、、外殼、隔熱層）、量筒（50mL）兩個 、50mL 0.50mol/L鹽酸、50mL 0.55mol/LNaOH溶液 (2)實(shí)驗原理：通過實(shí)驗測量一定量的酸、堿稀溶液在反應(yīng)前后的溫度變化，依據(jù)Q=cmt計算放出的熱量，再依據(jù)，計算反應(yīng)熱。(3)實(shí)驗步驟： 請按照下列步驟，用簡易量熱計測量鹽酸與NaOH溶液反應(yīng)前后的溫度反應(yīng)物溫度的測量。I、用量筒量取50mL0.50mol/L 鹽酸，打開杯蓋，倒入量熱計的內(nèi)筒中,蓋上杯蓋，插入溫度計，測量并記錄鹽酸的溫度(數(shù)據(jù)填入下表)用水把溫度計上的酸沖洗干凈，擦干備用。II、用另一個量筒量取50mL0.55 mol/L NaOH溶液,用溫度計測量并記錄Na

3、OH溶液的溫度(數(shù)據(jù)填入下表)。反應(yīng)后體系溫度的測量。打開杯蓋，將量筒中的NaOH溶液迅速倒入量熱計的內(nèi)筒中，立即蓋上杯蓋，插入溫度計，用攪拌器勻速攪拌。密切關(guān)注溫度變化，將最高溫度記為反應(yīng)后體系的溫度(t2)。重復(fù)上述步驟至步驟兩次。（4）數(shù)據(jù)處理：取鹽酸溫度和NaOH溶液溫度的平均值記為反應(yīng)前體系的溫度(t1)。計算溫度差(t2-t1),將數(shù)據(jù)填入下表。II、反應(yīng)后生成的溶液的比熱容c=4.18J/(g),50mL0.50mol/L鹽酸與50mL0.55 mol/L NaOH溶液發(fā)生中和反應(yīng)時放出的熱量為：(m1+m2)c(t2-t1)= 取三次測量所得溫度差的平均值作為計算依據(jù)。根據(jù)溫度

4、差和比熱容等計算反應(yīng)熱。為了計算簡便，可以近似地認(rèn)為實(shí)驗所用酸、堿稀溶液的密度、比熱容與水的相同，并忽略量熱計的比熱容，則：I、50mL0.50moL鹽酸的質(zhì)量m1=50g, 50mL0.55mo/ L NaOH溶液的質(zhì)量m2=50g。4.18J/(g)(50mL1g/mL+50mL1g/mL)(t2-t1)=0.418(t2-t1) kJ III、生成1moH2O時放出的熱量為 溫度實(shí)驗次數(shù)反應(yīng)物的溫度反應(yīng)前體系的溫度t1/反應(yīng)后體系的溫度t2/溫度差平均值(t2-t1)/ HClNaOH126.226.026.129.5225.925.925.929.4326.426.226.329.63

5、.43.53.3HCl+NaOH=H2O+NaCl 11 0.05L0.5mol/L=0.025mol 0.025mol (5)注意事項：要使用同一支溫度計：測量酸堿及混合液的溫度時，測定一種溶液溫度后溫度計必須用水沖洗干凈并用濾紙擦干減少熱量損失：在量熱的過程中，操作時動作要快，盡量減少熱量的散失。蓋板上的兩個孔不要開得過大，只要能正好使溫度計和玻璃攪拌棒通過即可。要一次性、迅速地將NaOH溶液倒進(jìn)裝有鹽酸的容器里（注意不要灑到外面），并立即用杯蓋蓋好，及時觀察溫度上升情況操作規(guī)范、讀數(shù)準(zhǔn)確a、所配溶液的濃度要準(zhǔn)確，所用NaOH溶液最好是新配制的，久置的NaOH溶液往往由于吸收空氣中的CO2

6、導(dǎo)致濃度不準(zhǔn)，影響實(shí)驗結(jié)果。b、要比較準(zhǔn)確地測量出反應(yīng)中溶液溫度的變化，所用的鹽酸和氫氧化鈉溶液配好后要充分冷卻至室溫后，才能使用，且中和后的溫度一定要記混合溶液的最高溫 c、溫度計的水銀球要完全浸沒在溶液中，且不能靠在容器的底部或壁上。測混合液最高溫度時，要隨時讀取溫度值，以提高所測溫度的精確度d、量取液體體積時讀數(shù)要準(zhǔn)確e、要用玻璃攪拌棒輕輕攪動溶液，使酸堿充分反應(yīng)(6)導(dǎo)致測定誤差的因素量取溶液的體積不準(zhǔn)確溫度計讀數(shù)有誤（如未讀取混合溶液的最高溫度，就記為終止溫度）實(shí)驗過程中有液體濺出混合酸、堿溶液時，動作緩慢，從而引起實(shí)驗誤差隔熱層隔熱效果不好，實(shí)驗過程中熱量損失太大，從而引起誤差 測

7、過鹽酸的溫度計未用水清洗，便立即去測堿的溫度，因熱量損失而引起誤差溶液濃度不準(zhǔn)確 沒有進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗3、中和熱：（1）定義： 在稀溶液中，酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O(l)時放出的熱量，叫做中和熱 （2）表示方法： H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) H=-57.3kJ/mol（3）說明： 條件： 稀溶液，因濃酸或濃堿在稀釋時會放出熱量，使最終的中和熱數(shù)值變大 反應(yīng)物： 必須是強(qiáng)酸與強(qiáng)堿，因弱酸、弱堿電離吸熱，使最終的中和熱數(shù)值變小 生成物及其物質(zhì)的量： 必須是1molH2O(l)； 不能有沉淀生成，因生成沉淀放熱，使最終的中和熱數(shù)值變大 表述： 用文字表述中和熱時，不帶“-”號

8、；用H表示時，帶上“-”。 例如：強(qiáng)酸與強(qiáng)堿反應(yīng)的中和熱為57.3kJ/mol或H=-57.3kJ/mol 對于任意一個中和熱的熱化學(xué)方程式，它的H準(zhǔn)確值一定等于-57.3kJ/mol （二）反應(yīng)熱與焓變1、化學(xué)反應(yīng)前后反應(yīng)熱產(chǎn)生的原因：化學(xué)反應(yīng)前后體系的內(nèi)能發(fā)生了變化2、內(nèi)能：是體系內(nèi)物質(zhì)的各種能量的總和，受溫度、壓強(qiáng)和物質(zhì)的聚集狀態(tài)等影響3、焓變:（1）焓的由來： 為了描述等壓條件下的反應(yīng)熱，科學(xué)上引入了一個與內(nèi)能有關(guān)的物理量焓（符號為H） （2）焓變與反應(yīng)熱的關(guān)系： 在等壓條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)（嚴(yán)格地說，對反應(yīng)體系作功還有限定，中學(xué)階段一般不考慮），其反應(yīng)熱就等于反應(yīng)的焓變 （3）焓變的

9、符號和單位： H，kJ/mol或kJmol-1 4、焓變產(chǎn)生的原因：（1）微觀：化學(xué)鍵的斷裂與形成反應(yīng)物斷鍵吸收能量 生成物成鍵釋放能量 吸收能量吸熱反應(yīng)焓變?yōu)檎捣磻?yīng)物斷鍵吸收能量 生成物的總能量放熱反應(yīng)焓變?yōu)樨?fù)值反應(yīng)物的總能量生成物的總能量吸熱反應(yīng)焓變?yōu)檎担?）焓變與焓的關(guān)系： H=H生成物-H反應(yīng)物 5、焓變（或反應(yīng)熱）與吸、放熱反應(yīng)的關(guān)系（1）關(guān)系： 放熱反應(yīng)：H為“-”，即H0（吸熱體系能量升高） 在25和101kPa下，1molC(如無特別說明，C均指石墨)與1molH2O(g) 反應(yīng)，生成1 mol CO和1molH2,需要吸收131.5kJ的熱量，則該反應(yīng)的反應(yīng)熱為H=+13

10、1.5kJ/mol 例如，在25和101kPa下，1molH2與1 mol Cl2反應(yīng)生成2 mol HCl時放出184.6kJ的熱量，則該反應(yīng)的反應(yīng)熱為：H=-184.6kJ/mol（2）比較大小： 比較H大小時，要帶上“+”、“-”號， 即所有放熱反應(yīng)的焓變小于所有吸熱反應(yīng)的焓變 復(fù)習(xí)：常見的放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng) 放熱反應(yīng)：所有的燃燒反應(yīng)、所有的酸堿中和反應(yīng)、大多數(shù)化合反應(yīng)、鋁熱反應(yīng)、活潑金屬與水或酸的反應(yīng) 、少數(shù)分解反應(yīng)（如過氧化氫分解制備氧氣） 吸熱反應(yīng)： 大多數(shù)的分解反應(yīng)、C+CO22COBa(OH)28H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3H2O+8H2O C+H2O(g)CO+

11、H2NaHCO3+HCl=H2O+CO2+NaCl（3）計算方法： 宏觀：H=生成物的總能量-反應(yīng)物的總能量 微觀：H=斷鍵吸收的能量-成鍵釋放的能量 H=反應(yīng)物的鍵能之和-生成物的鍵能之和 注：在描述H時，符號、數(shù)值、單位三者缺一不可，是個整體鍵能：拆開化學(xué)鍵所需要的能量 鍵能與能量的關(guān)系：物質(zhì)的鍵能越大，物質(zhì)本身所具有的能量越低，物質(zhì)越穩(wěn)定常見物質(zhì)化學(xué)鍵的鍵數(shù)1mol物質(zhì)CO2(C=O)CH4(C-H)P4(P-P)SiO2(Si-O)石墨(C-C)金剛石(C-C)Si(Si-Si)鍵數(shù)24641.5221、根據(jù)鍵能數(shù)據(jù)計算CH4(g)+ 4F2(g)=CF4(g)+4HF(g)的反應(yīng)熱H

12、為( )A.-485 kJ/mol B.+485 kJ/mol C.+1940 kJ/mol D.-1940 kJ /molD解析：H=(4414+4155)-(4489+4565) =-1940(H=反應(yīng)物的鍵能之和-生成物的鍵能之和) 2.化學(xué)鍵的鍵能是形成(或拆開)lmol化學(xué)鍵時釋放(或吸收)的能量。已知白磷和P4O6 的分子結(jié)構(gòu)如圖所示，現(xiàn)提供以下化學(xué)鍵的鍵能(kJ/mol):P-P:198,P-O:360,O=O:498,則反應(yīng)P4(白磷，s)+3O2(g)=P4O6(s) （ ）A.放出1638kJ熱量 B.吸收1638kJ熱量C.放出126kJ熱量 D.吸收126kJ熱量A(H

13、=反應(yīng)物的鍵能之和-生成物的鍵能之和) 解析：H=(6198+3498)-(12360) =-1638二、熱化學(xué)方程式 （一）定義：表明反應(yīng)所釋放或吸收的熱量的化學(xué) 方程式 （二）意義：表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量變化 （三）書寫： 1、步驟： 寫寫出配平的化學(xué)方程式 標(biāo)標(biāo)出各物質(zhì)的聚集狀態(tài)：氣體（g）、固體（s）、 液體（l）、溶液（aq）；化學(xué)式相同的同素異 形體還應(yīng)注明名稱，例如：金剛石表示為 “C(金剛石，s）”。注注明H的正負(fù)號，數(shù)值和單位（H與最后一種生成物之間留一空格） 舉例：H2 (g)+I2 (g)=2HI (g) H=- 14.9kJ/mol200101kPa2、注意事

14、項 需注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)，聚集狀態(tài)不同，它們所具有的內(nèi)能、焓也均不同。 1、2H2 (g)+O2 (g)=2H2O (l) H=- 571.6kJ/mol2、2H+(aq)+2OH- (aq)+Ba2+(aq)+SO42-(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l) HQkJ/mol各物質(zhì)前的計量數(shù)只表示物質(zhì)的物質(zhì)的量，所 以可以寫整數(shù)也可以寫分?jǐn)?shù) 1、KOH(aq)1/2H2SO4(aq)=1/2K2SO4(aq)H2O(l) H57.3kJ/mol2、C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H =-111kJ/molH的數(shù)值隨整個方程式發(fā)生變化：方程式加倍或減少，H也隨之加倍或減少；方程式反

15、應(yīng)物和生成物調(diào)換，H的正負(fù)號也隨之調(diào)換1、2H2 (g)+O2 (g)=2H2O (l) H=- 571.6kJ/mol2、H2 (g)+1/2O2 (g)=H2O (l) H=- 285.8kJ/mol3、 2H2O (l) =2H2 (g)+O2 (g) H=+571.6kJ/mol不寫反應(yīng)條件；由于已經(jīng)注明了物質(zhì)的聚集狀態(tài)，所以熱化學(xué)方程式不寫、 1、2H+(aq)+2OH- (aq)+Ba2+(aq)+SO42-(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l) HQkJ/mol2、 2H2O (l) =2H2 (g)+O2 (g) H=+571.6kJ/mol 不論化學(xué)反應(yīng)是否可逆，熱化學(xué)方

16、程式中的 H都表示反應(yīng)進(jìn)行到底（即完全轉(zhuǎn)化）時的 能量變化 例如：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) H=-197kJ/mol，是指2molSO2(g)和1molO2(g)完全轉(zhuǎn)化為2SO3(g)時放出的熱量為197kJ。若在相同的溫度和壓強(qiáng)下，向某容器中加入2molSO2(g)和1molO2(g)，反應(yīng)達(dá)到平衡時放出的熱量為Q，因反應(yīng)不能進(jìn)行徹底，故Q197kJ 需注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)，但因中學(xué)化學(xué)所用 的H的數(shù)值一般都是在101kpa和25時測定 的，因此可以不注明 1、H2 (g)+I2 (g)=2HI (g) H=- 14.9kJ/mol200101kPa2、2H2 (g)+O

17、2 (g)=2H2O (l) H=- 571.6kJ/mol（四）判斷熱化學(xué)方程式的正誤要注意“四看” 1、看各物質(zhì)的聚集狀態(tài)是否正確2、看H的正負(fù)號是否正確3、看反應(yīng)熱的單位是否為kJ/mol4、看反應(yīng)熱數(shù)值與化學(xué)計量數(shù)是否相對應(yīng) 下列有關(guān)熱化學(xué)方程式的書寫和敘述正確的是( )A.1mol液態(tài)肼在足量氧氣中完全燃燒生成氮?dú)夂退魵猓懦?42kJ的熱量: N2H4(1)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) H=+642kJmol-1B.12g石墨轉(zhuǎn)化為CO(g)時，放出110.5kJ的熱量：2C(石墨，s)+O2(g)=2CO(g) H=-110.5kJmol-1C.已知H2(g)+2O

18、2(g)=H2O(1) H=-285.8kJmol-1,則2H2O(1)=2H2(g)+O2(g) H=+571.6kJmol-1D.已知N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)H=-92.2kJmol-1,則在一定條件下向密閉容器中充入0.5molN2(g)和1.5molH2(g)充分反應(yīng)放出46.1kJ的熱量C三、燃燒熱（一）定義：101kPa時，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成指定產(chǎn)物時所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱（二）單位：kJ/mol或kJmol-1（三）測定：燃燒熱通常利用量熱計由實(shí)驗測得（四）意義：C的燃燒熱為393.5kJ/mol，表示在101kPa時，1molC完全燃燒生成CO2(g)時所放出393.5kJ的熱量（五）說明：1、反應(yīng)條件：101kPa 2、可燃物的用量：1mol純物質(zhì)，即在寫燃燒熱的熱化學(xué)方程式時，可燃物前面的系數(shù)必須為13、反應(yīng)程度：完全燃燒，形成指定產(chǎn)物：CCO2(g)、HH2O(l)、SSO2(g)、NN2(g)4、燃燒環(huán)境：沒有特殊說明。燃燒一般是指在氧氣中的燃燒5、文字?jǐn)⑹鋈紵裏釙r，用“正值”或“H”表示。例如：CH4的燃燒熱為890.31kJ/mol或H= 890.31