姜-11化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)

物質(zhì)(wùzhì)變化物理變化(wùlǐbiànhuà)化學(xué)變化四種基本反應(yīng)氧化還原反應(yīng)可逆反應(yīng)放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)原理精品資料一、化學(xué)反應(yīng)(huàxuéfǎnyìng)的反應(yīng)熱1.吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)2.反應(yīng)熱及其測定二、化學(xué)反應(yīng)(fǎnyìng)的焓變1.焓及反應(yīng)(fǎnyìng)焓變2.熱化學(xué)方程式書寫三、反應(yīng)焓變的計(jì)算1.蓋斯定律2.

焓變計(jì)算舉例1.1化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)精品資料教學(xué)(jiāoxué)目標(biāo)1、了解化學(xué)反應(yīng)中能量變化的實(shí)質(zhì)，知道反應(yīng)熱是對反應(yīng)熱效應(yīng)的定量表示，明確(míngquè)反應(yīng)熱符號的規(guī)定.2、初步學(xué)習(xí)測定反應(yīng)熱的基本原理和方法.精品資料(一)吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)(fànɡrèfǎnyìng)1.放熱反應(yīng)(fànɡrèfǎnyìng)和吸熱反應(yīng)的比較類型比較放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)定義有熱量放出的化學(xué)反應(yīng)吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)形成原因反應(yīng)物具有的總能量大于生成物具有的總能量反應(yīng)物具有的總能量小于生成物具有的總能量與化學(xué)鍵強(qiáng)弱關(guān)系生成物分子成鍵時釋放出的總能量大于反應(yīng)物分子斷裂舊鍵時吸收的總能量生成物分子成鍵時釋放出的總能量小于反應(yīng)物分子斷裂舊鍵時吸收的總能量2.圖像表示能量反應(yīng)過程反應(yīng)物生成物吸熱反應(yīng)能量反應(yīng)過程反應(yīng)物生成物放熱反應(yīng)1.1化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱精品資料3.常見(chánɡjiàn)的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)(1)常見(chánɡjiàn)的放熱反應(yīng)①活潑金屬與水或酸的反應(yīng)。如2Al+6HCl＝2AlCl3+3H2↑②酸堿中和反應(yīng)。如2KOH+H2SO4＝K2SO4+2H2O③燃燒反應(yīng)。如C、CO、C2H5OH等到的燃燒④多數(shù)化合反應(yīng)。如Na2O+H2O＝2NaOH，SO3+H2O=H2SO4①多數(shù)分解反應(yīng)，如CaCO3CaO+CO2↑②2NH4Cl（s）+Ba(OH)2·8H2O（s）＝BaCl2+2NH3↑+10H2O③C(s)+H2O(g)CO+H2④CO2+C2CO高溫高溫高溫（2）常見的吸熱反應(yīng)1.1化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱精品資料［例1］下列說法正確的是()A.需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)B.放熱反應(yīng)(fànɡrèfǎnyìng)在常溫下一定很容易發(fā)生C.反應(yīng)是放熱的還是吸熱的必須看反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對大小D.吸熱反應(yīng)大一定的條件下也能發(fā)生CD練一練精品資料［例2］下列反應(yīng)(fǎnyìng)屬于放熱反應(yīng)(fǎnyìng)的是()A.Al+HCl(稀)B.Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl(s)C.KClO3受熱分解D.CaO+H2OAD精品資料1.反應(yīng)熱的相關(guān)(xiāngguān)概念(二)化學(xué)反應(yīng)(huàxuéfǎnyìng)的反應(yīng)熱及其測定(1)反應(yīng)熱的意義:描述化學(xué)反應(yīng)釋放或吸收熱量的物理量.(2)反應(yīng)熱的定義:化學(xué)反應(yīng)在一定溫度下進(jìn)行時,反應(yīng)所釋放或吸收的熱量.(3)反應(yīng)熱的符號:Q.吸熱反應(yīng)Q為正值,放熱反應(yīng)Q為負(fù)值.(4)反應(yīng)熱的單位:J或kJ.1.1化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱精品資料為了測定反應(yīng)熱，專門(zhuānmén)設(shè)計(jì)了測量的儀器：量熱計(jì)簡易量熱計(jì)示意圖結(jié)構(gòu)(jiégòu)：內(nèi)筒外筒溫度計(jì)攪拌器杯蓋保溫材料精品資料Q=-C(T2-T1)＝-C0m(T2-T1)C—熱容，當(dāng)物質(zhì)吸收熱量溫度(wēndù)升高時，溫度(wēndù)每升高1K所吸收的熱量，稱為該物質(zhì)的熱容；C0—比熱容，單位質(zhì)量物質(zhì)的熱容；T—熱力學(xué)溫度(wēndù)，也叫開爾文溫度(wēndù)，單位為k，T(k)=t(0c)+273.15如何(rúhé)求算一個體系放出或吸收的熱量呢？精品資料1、向量熱計(jì)內(nèi)筒中加入1.0mol/L的鹽酸100mL，蓋上杯蓋，插溫度(wēndù)計(jì)，勻速攪拌后記錄初始溫度(wēndù)T12、向250mL燒杯中加入1.0mol/L的NaOH溶100mL，調(diào)節(jié)其溫度(wēndù)，使與量熱計(jì)中鹽酸的溫度(wēndù)相同。3、快速將燒杯中的堿液倒入量熱計(jì)中，蓋好杯蓋，勻速攪拌，記錄體系達(dá)到的最高溫度(wēndù)T2。4、假設(shè)溶液的比熱等于水的比熱并忽略量熱計(jì)的熱容，根據(jù)溶液溫度(wēndù)升高的數(shù)值，計(jì)算此中和反應(yīng)的反應(yīng)熱。2.反應(yīng)熱數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)(shíyàn)測定P3精品資料各組按要求(yāoqiú)實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)計(jì)算各反應(yīng)的反應(yīng)熱

試驗(yàn)組

實(shí)驗(yàn)溶液初始溫度T1溶液最高溫度T2反應(yīng)熱1NaOH溶液與鹽酸2KOH溶液與鹽酸3NaOH溶液與硝酸精品資料結(jié)果：測定(cèdìng)的反應(yīng)熱相同。思考：三組實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果(jiēguǒ)是否一樣？原因：⑴

反應(yīng)的實(shí)質(zhì)相同

H++OH-=H2O⑵溶液的體積相同⑶H+和OH-濃度均相同中和熱：是指酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時放出的熱量，其數(shù)值與反應(yīng)物的量的多少無關(guān)。精品資料為保證測定結(jié)果(jiēguǒ)的準(zhǔn)確性，在測定過程中應(yīng)注意什么？(1)反應(yīng)熱的計(jì)算式進(jìn)行了以下(yǐxià)處理：a、忽略量熱計(jì)的熱容b、認(rèn)為稀溶液與水的比熱相同c、認(rèn)為熱容不隨溫度的變化而變化(2)酸或堿略稍過量使中和反應(yīng)進(jìn)行完全(3)酸和堿的濃度宜小不宜大為了使測得的中和熱更準(zhǔn)確(4)記錄最高溫度。精品資料討論(tǎolùn)下列問題1.本實(shí)驗(yàn)中若把100mL1.0mol/L的鹽酸(yánsuān)改為100mL1.0mol/L醋酸，所測結(jié)果是否會有所變化？為什么？答案：1.會有所變化。因?yàn)榇姿釣槿蹼娊赓|(zhì)，其電離時要吸熱，故將使測得結(jié)果偏小。精品資料[例3]100mL1.0mol/L鹽酸(yánsuān)與100mL1.0mol/LNaOH溶液在如圖所示的裝置中進(jìn)行中和反應(yīng).通過測定反應(yīng)過程中放出的熱量可計(jì)算中和熱,回答下列問題:(1)從實(shí)驗(yàn)裝置上看,圖中尚缺少的一種玻璃.(2)燒杯間塞滿碎紙條的作用是．(3)大燒杯上如果不蓋硬紙板,求得中和反應(yīng)(fǎnyìng)的反應(yīng)(fǎnyìng)熱數(shù)值將(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)(4)NaOH溶液的濃度大于HCl溶液的濃度的作用是,當(dāng)室溫于10℃時進(jìn)行,對實(shí)驗(yàn)結(jié)果會造成較大誤差,原因是.環(huán)形玻璃攪拌棒減少實(shí)驗(yàn)過程中的熱量損失偏小確保鹽酸完全被中和散熱較快碎紙屑溫度計(jì)硬紙板精品資料一、化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)（一）反應(yīng)熱1、概念

＋吸熱2、表示Q

－放熱3、獲取反應(yīng)熱數(shù)據(jù)的方法理論計(jì)算實(shí)驗(yàn)測定（二）反應(yīng)熱的實(shí)驗(yàn)測定1、原理Q=C(T2－T1)=c0m(T2－T1)2、實(shí)驗(yàn)課堂(kètáng)小結(jié)｝熱化學(xué)精品資料1.下列說法(shuōfǎ)正確的是()A.物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)時放出的熱量來源于對反應(yīng)的加熱B.化學(xué)反應(yīng)除了生成新物質(zhì)外，還發(fā)生能量變化。C.化學(xué)反應(yīng)中放出的熱才是反應(yīng)熱D.需要加熱方能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)【練習(xí)(liànxí)】

2.下列各項(xiàng)與反應(yīng)熱的大小無關(guān)的是（）

A.反應(yīng)物的狀態(tài)B.溫度

C.反應(yīng)物的多少D.反應(yīng)熱的單位DB精品資料二、化學(xué)反應(yīng)(huàxuéfǎnyìng)的焓變1.焓：物質(zhì)所具有的能量稱為(chēnɡwéi)焓（用H表示）。注意：①焓是一個物理量；

②焓是物質(zhì)固有的性質(zhì)，與密度相似。2.焓變：反應(yīng)產(chǎn)物的總焓與反應(yīng)物的總焓之差，稱為反應(yīng)焓變。(1)符號：△H(2)單位：J/mol或KJ/mol(3)表達(dá)式：△H=H（反應(yīng)產(chǎn)物)—H（反應(yīng)物）(一)焓及焓變的定義精品資料二、化學(xué)反應(yīng)(huàxuéfǎnyìng)的焓變3.焓變與吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)(fànɡrèfǎnyìng)的關(guān)系：吸熱反應(yīng)：△H>0，即產(chǎn)物的焓(產(chǎn)物具有的總能量)大于反應(yīng)物的焓(反應(yīng)物具有的總能量)，當(dāng)由反應(yīng)物生成產(chǎn)物時，需吸收能量。放熱反應(yīng)：△H<0，即產(chǎn)物的焓(產(chǎn)物具有的總能量)小于反應(yīng)物的焓(反應(yīng)物具有的總能量)，當(dāng)由反應(yīng)物生成產(chǎn)物時，需釋放能量。4.等壓反應(yīng)熱與焓變之間的關(guān)系：對于等壓條件下的化學(xué)反應(yīng)，若只存在化學(xué)能與熱能之間的相互轉(zhuǎn)化，則該反應(yīng)的反應(yīng)熱等于焓變，表示為：Qp=△H。精品資料當(dāng)?H為“－”（?H<0）時，為放熱反應(yīng)(fànɡrèfǎnyìng)當(dāng)?H為“＋”（?H>0）時，為吸熱反應(yīng)精品資料二、化學(xué)反應(yīng)(huàxuéfǎnyìng)的焓變1.熱化學(xué)方程式的定義(dìngyì)：表示反應(yīng)熱的化學(xué)方程式叫做熱化學(xué)方程式。2.熱化學(xué)方程式的意義：不僅表示反應(yīng)中物質(zhì)變化而且表示反應(yīng)中的能量變化。例：H2(g)+O2(g)=H2O(l)；△H(298K)=—285.8kJ?mol—1(二)熱化學(xué)方程式精品資料①H2(g)+O2(g)=H2O(g)；△H(298K)=—241.8kJ?mol—1②H2(g)+O2(g)=H2O(l)；△H(298K)=—285.8kJ?mol—1③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)；△H(298K)=—571.6kJ?mol—1精品資料3.書寫(shūxiě)熱化學(xué)方程式應(yīng)注意的問題(1)要注明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)，氣體用g表示,固體(gùtǐ)用s表示;液體用l表示;溶液用aq表示。（一般不寫反應(yīng)條件，不寫↑或↓。）(2)要注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)。如不注明，即表示在101KPa和25℃。(3)方程式中的計(jì)量數(shù)不表示分子個數(shù)，而是表示物質(zhì)的量，可以是整數(shù)也可以是分?jǐn)?shù)。相同物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)化學(xué)計(jì)量數(shù)改變時，△H也同倍數(shù)改變。（5）△H的的值與方程式中的物質(zhì)前的系數(shù)成正比，若反應(yīng)逆向進(jìn)行，△H的數(shù)值改變符號，但絕對值不變。(4)在熱化學(xué)方程式中要表明反應(yīng)放出或吸收的熱量的數(shù)值和單位，并用“；”將化學(xué)方程式與△H隔開。放熱反應(yīng)的為“-”，吸熱反應(yīng)的為“+”，單位為J/mol或kJ/mol。精品資料[例1]已知298K時，由氫氣和氮?dú)夥磻?yīng)生成(shēnɡchénɡ)1mol氨氣放熱46.2kJ,將下列化學(xué)方程式寫成熱化學(xué)方程式.(1)3/2H2+1/2N2=NH33/2H2(g)+1/2N2(g)=NH3(g);△H=-46.2kJ/mol(2)3H2+N2=2NH32H2(g)+N2(g)=2NH3(g);△H=-92.4kJ/mol(3)NH3=3/2H2+1/2N2NH3(g)=3/2H2(g)+1/2N2(g);△H=+46.2kJ/mol精品資料[例2]寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式(1)1molC2H5OH(l)完全燃燒生成(shēnɡchénɡ)CO2(g)和H2O(l)放出1366.8kJ的熱量。(2)2molC2H2(g)在O2(g)中完全燃燒生成(shēnɡchénɡ)CO2(g)和H2O(l)放出259.8kJ熱量。(3)1molC(石墨)與適量H2O(g)反應(yīng)生成(shēnɡchénɡ)CO(g)和H2(g)，吸收131.3kJ熱量。C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)；△H(298K)=-1366.8kJ·mol-12C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)；△H(298K)=-259.8kJ·mol-1C(s，石墨(shímò))+H2O(g)=CO(g)+H2(g)；△H(298K)=+131.3kJ·mol-1精品資料三、蓋斯定律(dìnglǜ)及反應(yīng)焓變的計(jì)算蓋斯定律：對于一個化學(xué)反應(yīng)，無論是一步(yībù)完成還是分幾步完成，其反應(yīng)焓變是相同的．ＡＢＣ△H△H1△H2如△H＝△H１＋△H２或△H１＝△H－△H２說明：(１)蓋斯定律的含義為：化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)（各反應(yīng)物）和終態(tài)（各生成物）有關(guān)，而與反應(yīng)進(jìn)行的具體途徑無關(guān)．(２)根據(jù)蓋斯定律，熱化學(xué)方程式可以直接相加減，焓變的數(shù)值隨之進(jìn)行相加減．(３)利用蓋斯定律，可以間接計(jì)算一些無法直接測得的反應(yīng)的變．精品資料［例3］試?yán)?98Ｋ時下述反應(yīng)焓變的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(shùjù)，計(jì)算在此溫度下C(s)+1/2O2(g)＝CO(g)的焓變．已知：C(s)+O2(g)＝CO2(g);△H1＝－393.5kJ/molCO(g)+1/2O2＝CO2(g);△H2＝－283.0kJ/mol△H3＝△H1－△H2＝－393.5kJ/mol＋283.0kJ/mol＝－110.5kJ/mol練精品資料【例4】已知金剛石和石墨分別在氧氣中完全燃燒的熱化學(xué)方程式為C(金剛石，s)+O2(g)＝CO2(g);ΔH=－395.41kJ·mol-1,C(石墨，s)+O2(g)＝CO2(g);ΔH=－393.51kJ·mol-1,則金剛石轉(zhuǎn)化為石墨時的熱化學(xué)方程式為______________________。由此看來更穩(wěn)定的碳的同素異形體為________。若取金剛石和石墨的混合(hùnhé)晶體共1mol在O2中完全燃燒，產(chǎn)生熱量為QkJ,則金剛石和石墨的物質(zhì)的量之比為_________（用含Q的代數(shù)式表示）。C(金剛石，s)＝C(石墨(shímò)，s)；ΔH=－1.90kJ·mol-1。石墨Q－393.51395.41－Q[思路解析]由蓋斯定律，要得到金剛石和石墨的轉(zhuǎn)化關(guān)系，可將兩個熱化學(xué)方程式相減即得，C（金剛石，s）－C(石墨，s)=0。ΔH3=ΔH1－ΔH2=－395.41kJ·mol-1+393.51kJ·mol-1=－1.90kJ·mol-1。即C（金剛石，s）＝C（石墨，s)ΔH=－1.90kJ·mol-1?？梢娊饎偸D(zhuǎn)化為石墨放出熱量，說明石墨的能量更低，較金剛石穩(wěn)定。n(金剛石)

Q－393.51n(石墨)

395.41－Q＝用“十字交叉”法精品資料【例5】發(fā)射衛(wèi)星時可用肼(N2H4)為燃料(ránliào)，用二氧化氮為氧化劑，這兩種物質(zhì)反應(yīng)生成氮?dú)夂退魵?。已知：N2(g)+2O2(g)＝2NO2(g);ΔH1=+67.7kJ·mol-1N2H4(g)+O2(g)＝N2(g)+2H2O(g);ΔH2＝－534kJ·mol-1試計(jì)算1mol肼和二氧化氮完全反應(yīng)時放出的熱量為_________kJ，寫出肼與二氧化氮反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_________________。567.8522N2H4(g)+2NO2(g)＝3N2(g)+4H2O(g)；ΔH＝－1135.7kJ·mol-1解析：由題意可知：N2(g)+2O2(g)＝2NO2(g)ΔH1=+67.7kJ·mol-1N2H4(g)+O2(g)＝N2(g)+2H2O(g)ΔH2=－534kJ·mol-1據(jù)蓋斯定律(dìnglǜ)，為在反應(yīng)物中消去O2并得到N2H4和NO2的反應(yīng)。令②×2-①得：2N2H4(g)－N2(g)＝2N2(g)+4H2O(g)－2NO2(g)；ΔH＝2ΔH2-ΔH1，整理得：2N2H4(g)+2NO2(g)＝3N2(g)+4H2O(g)ΔH＝2ΔH2－ΔH1＝534kJ·mol-1×2－67.7kJ·mol-1＝－1135.7kJ·mol-1。則1molN2H4反應(yīng)放出的熱量為567.85kJ。答案：567.852N2H4(g)+2NO2(g)＝3N2(g)+4H2O(g)；ΔH＝－1135.7kJ·mol-1精品資料【例6】已知下列兩個熱化學(xué)方程式：2H2(g)+O2(g)＝2H2O(l);ΔH=－571.6kJ·mol-1C3H8(g)+5O2(g)＝3CO2(g)+4H2O(l);ΔH=－2220kJ·mol-1根據(jù)上面兩個熱化學(xué)方程式，試回答下列問題：(1)H2的燃燒熱(指1mol可燃物完全燃燒生成(shēnɡchénɡ)穩(wěn)定化合物所放出的熱量)為____________，C3H8的燃燒熱為__________。(2)1molH2和2molC3H8組成的混合氣體完全燃燒釋放的熱量為______________。(3)現(xiàn)有H2和C3H8的混合氣體共5mol,完全燃燒時放熱3847kJ,則在混合氣體中H2和C3H8的體積比是______________。285.8kJ·mol-12220kJ·mol-14725.8kJ3∶1解析：(1)據(jù)題給的熱化學(xué)方程式可知，H2的燃燒(ránshāo)熱為571.6kJ·mol-1÷2=285.8kJ·mol-1，C3H8的燃燒(ránshāo)熱為2220kJ·mol-1。(2)據(jù)公式Q放=n(可燃物)×ΔH，1molH2和2molC3H8組成的混合氣體完全燃燒(ránshāo)釋放的熱量為285.8kJ·mol-1×1mol+2220kJ·mol-1×2mol=4725.8kJ。(3)設(shè)混合氣體H2的物質(zhì)的量為x，則C3H8的物質(zhì)的量為5mol－x，所以：285.8kJ·mol-1×x+(5mol－x)×2220kJ·mol-1=3847kJ,解方程得x=3.75mol，則5mol－x=1.25mol。故V(H2)∶V(C3H8)=3.75mol∶1.25mol=3∶1。答案：(1)285.8kJ·mol-12220kJ·mol-1(2)4725.8kJ(3)3∶1精品資料【例7】已知下列(xiàliè)熱化學(xué)方程式：(1)Fe2O3(s)+3CO(g)＝2Fe(s)+3CO2(g);ΔH=－25kJ·mol-1(2)3Fe2O3（s）+CO(g)＝2Fe3O4(s)+CO2(g);ΔH=－47kJ·mol-1(3)Fe3O4(s)+