第一章第一节化学反应的热效应(2019)新鲁科版高中化学高二上学期选择性必修一.pptx
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1、 于千万人之中,遇见你所遇见的于千万人之中,遇见你所遇见的人人 ;于千万年之中;于千万年之中 ,时间无涯的荒野,时间无涯的荒野里里 ,没有早一步,没有早一步, 也没有晚一步,也没有晚一步, 刚巧赶上了。刚巧赶上了。 张爱玲张爱玲希望我们高二一年能合作、相处得愉快!希望我们高二一年能合作、相处得愉快!怎样能学好化学?怎样能学好化学?化学化学没有技巧,爱它,你就能学好它!没有技巧,爱它,你就能学好它! 给自己一个规划,确给自己一个规划,确定一个目标,一个梦想,定一个目标,一个梦想,剩下的只要风雨兼程,咬剩下的只要风雨兼程,咬牙坚持,到最后,无论梦牙坚持,到最后,无论梦想有没有实现,我们都会想有没有
2、实现,我们都会问心无愧!问心无愧!第一章第一章 第一节第一节 化学反应的热效应化学反应的热效应化学反应原理化学反应原理第第1 1课时课时 化学反应的反应热、化学反应的反应热、内能变化与焓变内能变化与焓变知知识识回回顾顾例:例:H2和和Cl2反应过程如图所示,反应过程如图所示,则则H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)的的反应反应 (填:填:“吸收吸收”或或“释放释放”)能能量为量为_kJ。化学反应中的能量变化有多种形式,但通常主化学反应中的能量变化有多种形式,但通常主要表现为要表现为 的变化。因此化学反应分为的变化。因此化学反应分为两类:两类: 反应和反应和 反应。反应。热量热量放热放热吸热吸
3、热图图1表示表示 反应,反应, 图图2表示表示 反应。反应。放热放热吸热吸热(1)常见的放热反应:常见的放热反应:燃烧反应;燃烧反应;中和反应;中和反应;物质的缓慢氧化反应;物质的缓慢氧化反应;原电池反应;原电池反应;活泼金属与水或酸的反应;活泼金属与水或酸的反应;大多数化合反应;大多数化合反应;大多数置换反应。大多数置换反应。(2)常见的吸热反应:常见的吸热反应:多数分解反应;多数分解反应; 以以H2、CO、C等为还原剂的氧化还原反应等为还原剂的氧化还原反应,如:,如: C(s) + CO2(g)= 2CO(g) 、 C(s) + H2O(g) =CO(g) + H2(g)氯化铵固体与氢氧化
4、钡晶体等固态铵盐与碱的反应;氯化铵固体与氢氧化钡晶体等固态铵盐与碱的反应;碳酸钠和柠檬酸的反应;碳酸钠和柠檬酸的反应; 碳酸钙的分解碳酸钙的分解反应;反应;2.常见的放热反应与吸热反应常见的放热反应与吸热反应1.1.下列说法正确的是下列说法正确的是( )( ) A. A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 B. B.化学反应中的能量变化都表现为热量变化化学反应中的能量变化都表现为热量变化 C. C.任何放热反应在常温下一定能发生任何放热反应在常温下一定能发生 D. D.反应物和反应产物所具有的总能量决定了反应是放热还是反应物和反应产物所具有的总能量决定了反
5、应是放热还是吸热吸热D练习练习2.2.下列变化中属于吸热反应的是下列变化中属于吸热反应的是( )( )液态水汽化液态水汽化将胆矾加热变为白色粉末将胆矾加热变为白色粉末葡萄糖在葡萄糖在人体内氧化分解人体内氧化分解氯酸钾分解制氧气氯酸钾分解制氧气生石灰跟水反生石灰跟水反应生成熟石灰应生成熟石灰 A. A. B. B. C. C. D. D.D3、CO(g)与与H2O(g)反应的能量变化如图所示,有关两者反反应的能量变化如图所示,有关两者反应的说法正确的是(应的说法正确的是( ) A.该反应为吸热反应该反应为吸热反应 B .该反应不需要加热就能进行该反应不需要加热就能进行 C.1 mol CO(g)
6、与与1 mol H2O(g)具有的总能量大于具有的总能量大于1 mol CO2(g)与与1 molH2(g)具有的总能量具有的总能量 D.1 mol CO2(g)和和1 molH2(g)反应生成反应生成1 mol CO(g)和和1 mol H2O(g)要放出要放出41 kJ热量热量C练习练习4、反应热的数值可以通过、反应热的数值可以通过理论计算理论计算也可以也可以实验测定实验测定求得。求得。(一)反应热的涵义(一)反应热的涵义一、化学反应的反应热一、化学反应的反应热1、化学上规定,当化学反应在一定的温度下进行时,反应所、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
7、在此温度下的热效应。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、符号:用Q表示表示 Q0,表示吸热。,表示吸热。3、单位:、单位: J 或或 kJ 。 新知学习:新知学习:Q = 断裂旧化学键吸收的能量断裂旧化学键吸收的能量 形成新化学键放出的能量形成新化学键放出的能量 = 反应物的键能总和反应物的键能总和 生成物的键能总和生成物的键能总和 例例1:拆开:拆开 lmol HH键、键、lmol NH键、键、lmolNN键分别需要的能量是键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,则,则H2和和N2反应生成反应生成1mol NH3的反应热为的反应热为 。1、通过理论计算得到
8、:、通过理论计算得到:92kJ 例例2:已知:已知2molH2(g)与)与1molO2 (g)反应生成反应生成2molH2O (g),放出,放出483.6kJ的热量,拆开的热量,拆开1molH-H键需要键需要436KJ,拆开拆开1molO=O键需要键需要498KJ,则形成则形成1molH-O键键 。放出放出463.4KJ反应热的可以通过实验测得。测定反应热的仪器反应热的可以通过实验测得。测定反应热的仪器量热计,其示意图如下图所示。量热计,其示意图如下图所示。使反应充分进行,体系的温度均匀使反应充分进行,体系的温度均匀测定反应前后溶液的温度测定反应前后溶液的温度保温作用保温作用反应容器反应容器2
9、 2、反应热的测定、反应热的测定1.1.测量仪器:量热计测量仪器:量热计实验中常见的一种简易量热计实验中常见的一种简易量热计3、计算公式:计算公式:Q 。其中。其中C表示溶液及量热计表示溶液及量热计的的 ,T1、T2分别表示分别表示 。2、测定方法:将反应物溶液加入到量热计内筒并迅速混合,测定方法:将反应物溶液加入到量热计内筒并迅速混合,搅拌,测量反应前后溶液搅拌,测量反应前后溶液 的变化值。的变化值。C (T2T1)温度温度反应前和反应后体系的温度反应前和反应后体系的温度热容热容C :热容,当物质吸收热量温度升高时,温度每升高热容,当物质吸收热量温度升高时,温度每升高1K所吸所吸收的热量,称
10、为该物质的热容;单位:收的热量,称为该物质的热容;单位:JK-1c :比热容,单位质量物质的热容;单位:比热容,单位质量物质的热容;单位:kJK-1kg-1; 液态水的比热为液态水的比热为4.18kJK-1kg-1 。其中。其中: C = c mT :热力学温度,也叫开尔文温度,单位为热力学温度,也叫开尔文温度,单位为k,T(K)=t(0c)+273.153 3、内能变化与焓变、内能变化与焓变内能内能概念:内能是体系内物质所含各种微观粒子的能量的总和。概念:内能是体系内物质所含各种微观粒子的能量的总和。内能的大小与物质的内能的大小与物质的种类、数量、聚集状态、体系的温度、种类、数量、聚集状态、
11、体系的温度、压强压强等有关等有关符号符号U内能的变化可以写作内能的变化可以写作U=U(反应产物)(反应产物)-U(反应物)(反应物)若若 U0,则反应吸收能量;,则反应吸收能量;若若 U0),X C(H0)。下列示意图中。下列示意图中,能正确表示总反应过程能正确表示总反应过程中能量变化的是中能量变化的是()第第2 2课时课时 热化学方程式、热化学方程式、 中和热、燃烧热中和热、燃烧热2H2H2 2(g)(g)OO2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l) O(l) H H(298 K)(298 K)-571.6 kJmol-571.6 kJmol1 1意义意义:不仅表明了化学反应中的物质变化
12、,也表明了化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。学反应中的能量变化。3、热化学反应方程式、热化学反应方程式概念概念:表示参加反应的物质的量和反应焓变的关系的表示参加反应的物质的量和反应焓变的关系的化学方程式。化学方程式。例如:例如:H H2 2(g)(g) O O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l) O(l) H H(298 K)(298 K)-285.8 kJmol-285.8 kJmol1 1 表示表示298 K298 K时,时,1molH H2 2(g)(g)与与 0.5molOO2 2(g)(g)反应生成反应生成1mol H H2 2O(l)O(l),放出
13、放出285.8 kJ285.8 kJ热量热量。则表示则表示298 K298 K时,时,2molH H2 2(g)(g)与与1molOO2 2(g)(g)反应生成反应生成2molH H2 2O(l)O(l),放出放出571.6 kJ571.6 kJ热量热量。H2(g) +1/2O2(g)= H2O(l) H285.8 kJmol-12H2(g) + O2(g)= 2H2O(l) H571.6 kJmol-1热化学方程式注意事项:热化学方程式注意事项:要注明反应物和生成物的聚集状态,常用要注明反应物和生成物的聚集状态,常用s、l、g、aq表表示固体、液体、气体和溶液。示固体、液体、气体和溶液。H的
14、单位为的单位为Jmol-1或或kJmol-1H 的值与化学计量数成正比的值与化学计量数成正比化学计量数只表示物质的量,因此可以是整数,也可以化学计量数只表示物质的量,因此可以是整数,也可以是分数。是分数。热化学方程式要注明反应的温度、压强(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;不标注时不写),一般不写其他反应条件;不标注“”、“” 等符号。等符号。H2(g) +1/2 O2(g)=H2O(l) H285.8 kJ/molH2(g) + 1/2O2(g)= H2O(g) H 241.8 kJ/mol注意事项:注意事项:焓变与物质的聚集状态有
15、关焓变与物质的聚集状态有关2H2O(l) = 2H2(g) + O2(g) H 571.6 kJ/mol2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) H571.6 kJ/mol注意事项:注意事项:正反应与逆反应的焓变数值相同,符号正反应与逆反应的焓变数值相同,符号相反,相反,“+”“”“”只代表吸热只代表吸热/放热放热例题:例题: 当当1mol气态气态H2与与1mol气态气态Cl2反应生成反应生成2mol气态气态HCl,放出放出184.6KJ的热量,请写出该反应的热化学方程式。的热量,请写出该反应的热化学方程式。4、热化学方程式的书写、热化学方程式的书写书写步骤:书写步骤:1、已知在、已知
16、在298K时,由氢气和氮气反应生成时,由氢气和氮气反应生成1 mol NH3(g)放热放热46.1kJ,请将下列化学方程式写出热化学,请将下列化学方程式写出热化学方程式。方程式。P6页页 交流交流 研讨研讨2、25,101KPa条件下,条件下,1g硫粉充分燃烧,硫粉充分燃烧,恢复至室温,放出恢复至室温,放出9.36kJ的热量,写出该反的热量,写出该反应的热化学方程式:应的热化学方程式:_。S (s) + O2(g) =2SO2(g) H =-299.52KJ/mol3 3、1 mol H2分子中化学键断裂时需要吸收分子中化学键断裂时需要吸收436kJ的能量的能量1 mol Cl2分子中化学键断
17、裂时需要吸收分子中化学键断裂时需要吸收243kJ的能量的能量由由H原子和原子和Cl原子形成原子形成1 mol HCl分子时释放分子时释放431kJ的的能量能量写出该反应的热化学方程式写出该反应的热化学方程式: _。H2 (s) + Cl2(g) =2HCl(g) H =-299.52KJ/mol4、0.2mol/L、500mLNaOH溶液与足量盐酸完全溶液与足量盐酸完全反应放出反应放出5.73kJ的热量的热量5、标况下,、标况下,4.48L CH4气体完全燃烧生成气体完全燃烧生成CO2气气体和液态水放出体和液态水放出178kJ热热NaOH(aq) + HCl(aq) =NaCl(aq) +H2
18、O(l) H =57.3KJ/molCH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) +2H2O(l) H =890KJ/mol中和热和燃烧热中和热和燃烧热中和热中和热1、定义:在、定义:在稀溶液稀溶液中,中,酸和碱酸和碱发生中和反应,发生中和反应,生成生成1mol液态水液态水时时放出的热量放出的热量研究条件:研究条件:反应物:反应物:生成物及物质的量:生成物及物质的量:放出热量:放出热量:稀溶液稀溶液强酸与强碱强酸与强碱1mol水水57.3kJ/mol2、中和热反应的实质:、中和热反应的实质:H+OH-=H2OHCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) H= kJ/mo
19、l57.3反应热为反应热为57.3kJ/mol;中和热为中和热为57.3kJ/mol (无无)例例2:1L 1mol/L的的H2SO4和和2L 1mol/L的的NaOH完全完全反应,放出反应,放出114.6kJ的热量。的热量。写出该反应的热化学方程式写出该反应的热化学方程式H2SO4(aq)+2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l) H=114.6kJ/mol反应热为反应热为114.6kJ/mol; 中和热为中和热为57.3kJ/mol 中和热与酸碱中和热与酸碱用量无关用量无关但与酸碱的但与酸碱的浓度、强弱有关!浓度、强弱有关!已知:已知:1/2H2SO4(浓浓)+NaOH(a
20、q)= 1/2Na2SO4(aq)+H2O(l); H1 = Q1 kJ/molCH3COOH(aq)+NaOH(aq)= CH3COONa(aq)+H2O(l); H2 = Q2 kJ/molHCl(aq)+NaOH(aq)= NaCl(aq)+H2O(l); H3 = Q3 kJ/mol则则Q1、Q2、Q3; H1 、 H2 、H3之间的关系之间的关系为为 , 。1/2H2SO4(aq)+1/2Ba(OH)2(aq)=1/2BaSO4(aq)+H2O(l) H= ?中和热反应的实质:中和热反应的实质:H+ (aq) + OH (aq) = H2O ( l ) H= 57.3kJ/mol下列
21、酸与碱中和反应热化学方程式可用:下列酸与碱中和反应热化学方程式可用: H+(aq)+OH-(aq)H2O(l);H=-57.3 kJmol-1来表示的是来表示的是( )A.CH3COOH(aq)+ NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+ H2O(l); H =-Q1 kJmol-1B.1/2H2SO4(浓浓)+NaOH(aq)=1/2Na2SO4(aq)+H2O(l); H =-Q2 kJmol-1C.HNO3(aq)+NaOH(aq)=NaNO3(aq)+H2O(l); H =-Q3 kJmol-1D.1/3H3PO4(aq)+1/2Ba(OH)2(aq)1/6Ba3(PO4)2(s)
22、+H2O(l); H =-Q4 kJmol-1中和热的测定1、实验原理:、实验原理:Q= - C(T2-T1)=- c m(T2-T1) 式中符号的意义:式中符号的意义:Q C T2 T1 c m:溶液的质量:溶液的质量= V = (V酸酸 + V碱碱)最后再由最后再由Q计算中和热计算中和热简易简易量热计量热计示意图示意图2、仪器:、仪器:3、药品:、药品:量热计、量筒(量热计、量筒(50ml)、温度计、烧杯()、温度计、烧杯(150ml)1.0mol/L的盐酸的盐酸 1.0mol/L的的NaOH溶液溶液1.0mol/L的盐酸的盐酸 1.0mol/L的的KOH溶液溶液1.0mol/L的硝酸的硝
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