《高中化學(xué) 1.1 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)同課異構(gòu)課件 魯科版選修4.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中化學(xué) 1.1 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)同課異構(gòu)課件 魯科版選修4.ppt（41頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

第1章 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化,第1節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng),聯(lián)想●質(zhì)疑,化學(xué)反應(yīng)中常伴隨有能量變化，結(jié)合前面知識思考:,1、化學(xué)反應(yīng)中為什么有能量變化?,3、例舉生產(chǎn)生活中常見的化學(xué)反應(yīng)能量變化的應(yīng)用.,化學(xué)反應(yīng)中釋放與吸收能量與我們生活息息相關(guān)，這就需要一個化學(xué)量來定量描述研究反應(yīng)熱,2、哪些反應(yīng)是放熱反應(yīng)？哪些反應(yīng)是吸熱反應(yīng)？,4、如何定量描述一個化學(xué)反應(yīng)釋放或吸收的熱量？,5、用什么方法可以準(zhǔn)確地測量這些熱量？,6、通過理論方法如何計算這些熱量？,所有的化學(xué)反應(yīng)都有能量的變化，其中大部分都是熱量的變化 化學(xué)反應(yīng)包括兩個過程：打斷舊鍵和形成新鍵，前者吸收能量，后者放出能量，這兩個過程的能量不同，所以有能量變化，整個反應(yīng)放熱還是吸熱取決于兩個過程能量的相對大小。,常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng),⑴常見的放熱反應(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+2H2O ③燃燒反應(yīng)。如C、CO、C2H5OH等的燃燒 ④多數(shù)化合反應(yīng)。如Na2O+H2O ＝2NaOH，SO3+H2O=H2SO4,⑵常見的吸熱反應(yīng),①多數(shù)分解反應(yīng)，如CaCO3 CaO+CO2↑ ②2NH4Cl（s）+Ba(OH)2·8H2O （s）＝BaCl2+2NH3 ↑+10H2O ③C(s)+H2O(g) CO+H2 ④CO2+C 2CO,一、化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱,1、什么是反應(yīng)熱?,2、反應(yīng)熱的符號是什么？ 怎樣表示反應(yīng)吸、放熱？,4、如何獲得一個反應(yīng)的反應(yīng)熱呢？,3、反應(yīng)熱的單位是什么,為了更準(zhǔn)確的描述反應(yīng)，我們引入了反應(yīng)熱的定義。,一、反應(yīng)熱的涵義 1、化學(xué)上規(guī)定，當(dāng)化學(xué)反應(yīng)在一定的溫度下進(jìn)行時，反應(yīng)所釋放或吸收的熱量為該反應(yīng)在此溫度下的熱效應(yīng)。 2、符號：用Q表示 Q0，表示吸熱； 3、單位：J/mol或kJ/mol,如何獲得一個反應(yīng)的反應(yīng)熱呢？,如何求算一個體系放出或吸收的熱量呢？ Q= - C(T2 -T1)＝- C0m(T2-T1) C—熱容，當(dāng)物質(zhì)吸收熱量溫度升高時，溫度每升高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，也叫開爾文溫度， 單位為k，T(k)=t(0c)+273.15,中和熱,在稀溶液中,強(qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng)生成1摩爾水放出的熱量.,簡易量熱計示意圖,,1、儀器：,2、藥品：,量熱計、量筒（100ml）、溫度計、燒杯（250ml）,1.0mol/L的鹽酸 1.0mol/L的NaOH溶液 1.0mol/L的鹽酸 1.0mol/L的KOH溶液 1.0mol/L的硝酸 1.0mol/L的NaOH溶液,活動●探究,測定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱,3、測定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱,1、向量熱計內(nèi)筒中加入1.0mol/L的鹽酸100mL，蓋上杯蓋，插入溫度計，勻速攪拌后記錄初始溫度T1 2、向250 mL燒杯中加入1.0mol/L的NaOH溶液100mL，調(diào)節(jié)其溫度，使與量熱計中鹽酸的溫度相同。 3、快速將燒杯中的堿液倒入量熱計中，蓋好杯蓋，勻速攪拌，記錄體系達(dá)到的最高溫度T2。 4、假設(shè)溶液的比熱等于水的比熱并忽略量熱計的熱容，根據(jù)溶液溫度升高的數(shù)值，計算此中和反應(yīng)的反應(yīng)熱。,,,各組按要求實驗記錄數(shù)據(jù)計算各反應(yīng)的反應(yīng)熱,實驗步驟,1.在大燒杯底部墊泡沫塑料（或紙條），使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平。然后再在大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑料（或紙條），大燒杯上用泡沫塑料板（或硬紙板）作蓋板，在板中間開兩個小孔，正好使溫度計和環(huán)形玻璃攪拌棒通過，如下圖所示。,,中和熱的測定,大、小燒杯放置時，為何要使兩杯口相平？填碎紙條的作用是什么？對此裝置，你有何更好的建議？,答案：兩杯口相平，可使蓋板把杯口盡量蓋嚴(yán)，從而減少熱量損失；填碎紙條的作用是為了達(dá)到保溫隔熱、減少實驗過程中熱量損失的目的。若換用隔熱、密封性能更好的裝置（如保溫杯）會使實驗結(jié)果更準(zhǔn)確。,2.用一個量筒最取50 mL 0.50 mol/L鹽酸，倒入小燒杯中，并用溫度計測量鹽酸的溫度，記入下表。然后把溫度計上的酸用水沖洗干凈。,溫度計上的酸為何要用水沖洗干凈？沖洗后的溶液能否倒入小燒杯？為什么？,因為該溫度計還要用來測堿液的溫度，若不沖洗，溫度計上的酸會和堿發(fā)生中和反應(yīng)而使熱量散失，故要沖洗干凈；沖洗后的溶液不能倒入小燒杯，若倒入，會使總?cè)芤旱馁|(zhì)量增加，而導(dǎo)致實驗結(jié)果誤差。,3.用另一個量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液，并用溫度計測量NaOH溶液的溫度，記入下表。,.酸、堿混合時，為何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯而不能緩緩倒入？,. 因為本實驗的關(guān)鍵是測反應(yīng)的反應(yīng)熱，若動作遲緩，將會使熱量損失而使誤差增大。,4.把溫度計和環(huán)形玻璃攪拌棒放入小燒杯的鹽酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯（注意不要灑到外面）。用環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕攪動溶液，并準(zhǔn)確讀取混合溶液的最高溫度，記為終止溫度，記入下表。,實驗中所用HCl和NaOH的物質(zhì)的量比為何不是1∶1而是NaOH過量？若用HCl過量行嗎？,在測定過程中應(yīng)注意什么問題,(1)用保溫性能好的儀器測量。 (2)混合好后，迅速蓋好裝置蓋子，減少熱量的損失。 (3)所用藥品濃度的配制須準(zhǔn)確,用強(qiáng)酸和強(qiáng)堿溶液,而且要是稀溶液。 (4)宜用有0.1分刻度的溫度計，讀數(shù)盡可能準(zhǔn)確，且估讀至小數(shù)點后二位。同時應(yīng)注意水銀球部位要完全浸沒在溶液中，而且要穩(wěn)定一段時間后再讀數(shù)，以提高所測的精度。 (5)記錄最高溫度。,［議一議］你所測得的數(shù)據(jù)是否為57.3 kJ/mol，若不是，分析產(chǎn)生誤差的原因。,可能的原因有： 1.量取溶液的體積有誤差（測量結(jié)果是按50 mL的酸、堿進(jìn)行計算，若實際量取時，多于50 mL或小于50 mL都會造成誤差） 2.溫度計的讀數(shù)有誤。 3.實驗過程中有液體灑在外面。 4.混合酸、堿溶液時，動作緩慢，導(dǎo)致實驗誤差。 5.隔熱操作不到位，致使實驗過程中熱量損失而導(dǎo)致誤差。 6.測了酸后的溫度計未用水清洗便立即去測堿的溫度，致使熱量損失而引起誤差。,反應(yīng)熱測定的誤差分析,討論下列問題,1.本實驗中若把50 mL 0.50 mol/L的鹽酸改為50 mL 0.50 mol/L醋酸，所測結(jié)果是否會有所變化？為什么？ 2.若改用100 mL 0.50 mol/L的鹽酸和100 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液，所測中和熱的數(shù)值是否約為本實驗結(jié)果的二倍（假定各步操作沒有失誤）？,答案：1.會有所變化。因為醋酸為弱電解質(zhì)，其電離時要吸熱，故將使測得結(jié)果偏小。 2.否。因中和熱是指酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O時放出的熱量，其數(shù)值與反應(yīng)物的量的多少無關(guān)，故所測結(jié)果應(yīng)基本和本次實驗結(jié)果相同（若所有操作都準(zhǔn)確無誤，且無熱量損失，則二者結(jié)果相同）。,［練習(xí)］50 mL 0.50 mol/L鹽酸與50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液在圖示的裝置中進(jìn)行中和反應(yīng)。通過測定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計算中和熱?；卮鹣铝袉栴}： （1）從實驗裝置上看，圖中尚缺少的一種玻璃用品是 。 （2）燒杯間填滿碎紙條的作用是 。 （3）大燒杯上如不蓋硬紙板，求得的中和熱數(shù)值 （填“偏大”“偏小”“無影響”）。 （4）實驗中改用60 mL 0.50 mol/L鹽酸跟50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng)，與上述實驗相比，所放出的熱量 （填“相等”“不相等”），所求中和熱 （填“相等”“不相等”），簡述理由： 。 （5）用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進(jìn)行上述實驗，測得的中和熱的數(shù)值會 ；用50 mL 0.50mol/L NaOH溶液進(jìn)行上述實驗，測得的中和熱的數(shù)值會 。（均填“偏大”“偏小”“無影響”）,,環(huán)形玻璃攪拌棒,減少實驗過程中的熱量損失,偏小,不相等,相等,因為中和熱是指酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O所放出的能量，與酸堿的用量無關(guān),偏小,偏小,為保證測定結(jié)果的準(zhǔn)確性，在測定過程中應(yīng)注意什么？,(1)為了使中和反應(yīng)進(jìn)行完全，可以讓酸或堿略 稍過量。 (2)為了使測得的中和熱更準(zhǔn)確，所用酸和堿的濃度宜小不宜大。 (3)宜使用有0.1℃刻度的溫度計。 (4)記錄最高溫度。 (5)進(jìn)行反應(yīng)熱的計算式進(jìn)行了以下處理： a、忽略量熱記的熱容； 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。,,,,課堂小結(jié),｝,熱化學(xué),下列說法正確的是 ( ) 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),B,練習(xí)：,二、化學(xué)反應(yīng)的焓變,1。焓（H）：是與體系的內(nèi)能、壓強(qiáng)、體積有關(guān)的一個物理量 2。焓變（△H） ： △H=H生成物-H反應(yīng)物 在等溫等壓條件下的化學(xué)反應(yīng)，如果不做非體積功（即沒有轉(zhuǎn)化為電能、光能等其他形式的能），則該反應(yīng)的反應(yīng)熱等于反應(yīng)前后物質(zhì)的焓變。即：Qp= △H ∵ Qp0為吸熱反應(yīng)，Qp0為放熱反應(yīng) ∴ 當(dāng)ΔH ＞0時，為吸熱反應(yīng)。 當(dāng)ΔH ＜0時，為放熱反應(yīng)。,當(dāng)?H為“－”（ ?H0）時，為放熱反應(yīng),當(dāng)?H為“＋”（ ?H0）時，為吸熱反應(yīng),與化學(xué)方程式相比，熱化學(xué)方程式有哪些不同？ 正確書寫熱化學(xué)方程式應(yīng)注意哪幾點？,交流研討,下列方程式屬于熱化學(xué)方程式：,意義:熱化學(xué)方程式不僅表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化， 也表明了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。,1.定義：可表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的方程式，叫做熱化學(xué)方程式。 2.寫法： 1)熱化學(xué)方程式要注明反應(yīng)的溫度、壓強(qiáng)（298 K,101 kPa時不寫）一般不寫其他反應(yīng)條件；不標(biāo)明生成沉淀或氣體符號。 2)要注明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)，常用s、l、g表示固體、液體、氣體。,三、熱化學(xué)方程式,3) ΔH后要注明反應(yīng)溫度，ΔH的單位為J·mol-1或KJ·mol-1 4)ΔH的值必須與方程式的化學(xué)計量數(shù)對應(yīng)。計量數(shù)加倍時， ΔH也要加倍。當(dāng)反應(yīng)逆向進(jìn)行時， 其ΔH與正反應(yīng)的數(shù)值相等，符號相反。 5)方程式中的化學(xué)計量數(shù)以“mol”為單位，不表示分子數(shù)，因此可以是整數(shù)，也可以是小數(shù)或分?jǐn)?shù)。 6) 可逆反應(yīng)的ΔH表明的是完全反應(yīng)時的數(shù)據(jù)。,例 題,1、當(dāng)1mol氣態(tài)H2與1mol氣態(tài)Cl2反應(yīng) 生成2mol氣態(tài)HCl，放出184.6KJ的熱 量，請寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。,H2(g) + Cl2(g) =2HCl(g) ?H =-184.6KJ/mol,A,1、已知在1×105Pa，298K條件下，2mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484kJ熱量，下列熱化學(xué)方程式正確的是 ( ),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,,課堂練習(xí),2、已知在25℃、101kPa下，1g C8H18(辛烷)燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時放 出48.40kJ 熱量。表示上述反應(yīng)的熱化學(xué)方程 式正確的是 ( ) 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 -1,B,四、反應(yīng)焓變的計算,（一）、蓋斯定律,不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)焓變是相同的。 化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。,C（s）+ ? O2（g）=CO（g）因為C燃燒時不可能完全生成CO，總有一部分CO2生成，因此這個反應(yīng)的ΔH無法直接測得，請同學(xué)們自己根據(jù)蓋斯定律設(shè)計一個方案計算該反應(yīng)的ΔH。,提示（1) C(s) + O2(g) = CO2(g) △H1=-393.5 kJ/mol (2) CO(g) + ?O2(g) = CO2(g) △H3=-283.0 kJ/mol,△H1= △H2+ △H3 △H2 = △H1- △H3 = -393.5 kJ/mol -(-283.0 kJ/mol) = -110.5 kJ/mol C (s) + ? O2 (g) = CO(g) △H=-110.5 kJ/mol,（二）、反應(yīng)熱的計算,有關(guān)熱化學(xué)方程式的計算 【例1】25℃、101kPa時，使1.0 g鈉與足量的氯氣反應(yīng)，生成氯鈉晶體并放出17.87 kJ的熱量，求生成1 mol氯化鈉的反應(yīng)熱。,【解】Na(g) + ? Cl2(g) == NaCl(s) Q=17.87 kJ / 1g × 23 g / mol = 411 kJ / mol 答：生成1 mol NaCl時放出熱量411 kJ。,應(yīng)用蓋斯定律的計算 【例2】已知下列反應(yīng)的反應(yīng)熱為 ⑴ CH3COOH (l) + 2O2(g) == 2CO2(g) + 2H2O(l) △H1= -870.3 kJ/mol ⑵ C(s) + O2 (g) == CO2(g) △H2= -393.5 kJ/mol ⑶ H2(g) + ? O2(g) == H2O(l) △H3= -285.8 kJ/mol 試計算下述反應(yīng)的反應(yīng)熱： 2C(s) + 2H2 (g) + O2 (g) == CH3COOH (l),【解】分析各方程式的關(guān)系，知 將方程式按2[⑵ + ⑶] - ⑴組合得上述反應(yīng)方程式 即：△H = 2[△H 2 + △H3] - △H1 △H =2[(-393.5kJ/mol) + (-285.8kJ/mol)] -(-870.3kJ/mol) = - 488.3kJ/mol 答：反應(yīng)2C(s) + 2H2 (g) + O2 (g) == CH3COOH (l) 反應(yīng)熱為- 488.3kJ/mol,已知：N2 (g) + 2O2 (g) = 2NO2 (g) △H = 68 kJ/mol N2H4(l) + O2 (g) = N2(g) +2 H2O(l) △H = - 622kJ/mol 火箭發(fā)射時用肼N2H4(l)作燃料，NO2作氧化劑，反應(yīng)生成N2和H2O(l)，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。,練習(xí)1,N2H4(l) + NO2 (g) = 3/2 N2(g) +2 H2O(l) △H =-622kJ/mol –( 68kJ/mol )/2 =-656kJ/mol,將焦炭轉(zhuǎn)化為水煤氣的主要反應(yīng)為: C (s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) 已知: C (s) + O2(g) = CO2(g) △H1=-393.5kJ/mol H2(g) + ? O2(g) = H2O(g) △H2=-242.0kJ/mol CO(g) + ? O2(g) = CO2(g) △H2=-283.0kJ/mol ⑴寫出制取水煤氣的熱化學(xué)方程式.,練習(xí)2,C (s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) △H=131.5kJ/mol,⑵比較反應(yīng)熱數(shù)據(jù)可知,1mol H2和1mol CO完全燃燒放出的熱量之和比1mol C (s)完全燃燒放出的熱量（ ）。,多,甲同學(xué)據(jù)此認(rèn)為“煤炭燃燒時加少量水可以使煤炭燃燒時放出更多的熱量”。 乙同學(xué)根據(jù)蓋斯定律通過計算，認(rèn)為“將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣再燃燒放出的熱量與直接燃燒煤放出的熱量一樣多”。 你的觀點呢？ 乙同學(xué)是怎樣計算的？你能重現(xiàn)乙的計算過程嗎？,乙同學(xué)的計算過程： C (s) + H2O(g) + O2(g) → CO2(g) + H2O(g) △H1 C (s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) △H2=131.5kJ/mol H2(g) + ? O2(g) = H2O(g) △H3=-242.0kJ/mol CO(g) + ? O2(g) = CO2(g) △H4=-283.0kJ/mol 則有： △H1 = △H2+△H3+ △H4,