第一节-化学反应的热效应讲课课件正式版分析.ppt
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- 第一节 化学反应 热效应 讲课 课件 正式版 分析
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1、化学反应与能量转化化学反应与能量转化第一节第一节化学反应的热效应化学反应的热效应本节教学目标本节教学目标1.理解反应热的含义理解反应热的含义2.热化学方程式的正确书写热化学方程式的正确书写3.反应焓变的计算反应焓变的计算任何一个化学反应的过程,既有任何一个化学反应的过程,既有物物质变化质变化,又有,又有能量的变化能量的变化。能量变化能量变化热能热能电能电能光能光能(主要)(主要)【复习复习】化学反应中能量变化的原因:化学反应中能量变化的原因:化学反应实质:化学反应实质:旧键的断裂旧键的断裂和和新化学键的形成新化学键的形成旧化学键断裂旧化学键断裂吸收吸收能量能量新化学键形成新化学键形成释放释放能
2、量能量 这两个过程的能量大小不同,所以出现这两个过程的能量大小不同,所以出现能量的变化,整个反应放热还是吸热能量的变化,整个反应放热还是吸热取决于两个过程能量的取决于两个过程能量的相对大小相对大小。常见放热反应常见放热反应1 1、酸碱中和反应、酸碱中和反应 2 2、燃烧反应、燃烧反应3 3、活泼金属与水、酸的反应、活泼金属与水、酸的反应4 4、铝热反应、铝热反应5 5、大多数化合反应、大多数化合反应如生石灰与如生石灰与 水反应水反应常见吸热反应常见吸热反应1.1.大多数分解反应大多数分解反应2.2.以以C C、H H2 2、COCO为还原剂的氧化还原反应为还原剂的氧化还原反应 C+COC+CO
3、2 2=2CO=2CO C+H C+H2 2O=CO+HO=CO+H2 23.3.铵盐和碱的反应铵盐和碱的反应 Ba(OH)Ba(OH)2 2.8H8H2 2OO与与NHNH4 4ClCl反应反应高温高温高温高温Ca(OH)Ca(OH)2 2与与NHNH4 4ClCl固体反应固体反应我们如何定量的描述一个化学反应我们如何定量的描述一个化学反应释放或吸收的热量呢?用什么方法释放或吸收的热量呢?用什么方法可以准确的可以准确的测量测量一个化学反应释放一个化学反应释放或吸收的热量的多少呢?或吸收的热量的多少呢?为了定量的描述一个化学反应释放为了定量的描述一个化学反应释放或吸收的热量我们引入了或吸收的热
4、量我们引入了反应热反应热这这个概念。个概念。一、化学反应的反应热一、化学反应的反应热1.1.定义:当化学反应在定义:当化学反应在一定温度一定温度下进下进行行时,反应所时,反应所释放释放或或吸收吸收的的热量称为该热量称为该反反应在此温度下的应在此温度下的热效应热效应,简称,简称反应热反应热。2.2.符号:符号:QQ规定:规定:反应反应放热放热时,反应体系能量时,反应体系能量降低降低,Q0Q0Q0单位单位:KJ或或J3.3.决定因素:对于一个给定的反应,反决定因素:对于一个给定的反应,反应热与应热与反应物的本性反应物的本性、反应物的物质的反应物的物质的量量及及反应物和生成物的聚集状态反应物和生成物
5、的聚集状态有关。有关。4.4.测量方法:测量方法:(1 1)反应热的数据可以用)反应热的数据可以用量热计量热计测量。测量。测定反应热的仪器测定反应热的仪器:量热计量热计 简简易易量量热热计计示示意意图图结构:结构:内筒内筒外筒外筒温度计温度计搅拌器搅拌器杯盖杯盖保温材料保温材料 量热计的原理:测量反应前后溶液量热计的原理:测量反应前后溶液温度温度,然后根据溶液及量热计的热容用公式,然后根据溶液及量热计的热容用公式进行计算进行计算 Q=-C(T2-T1)=-C0 m(T2-T1)C C热容热容 为为常数常数 单位:单位:J/K或或KJ/K 当物质吸收热量温度升高时,温度每升当物质吸收热量温度升高
6、时,温度每升 高高1K1K所吸收的热量,称为该物质的热容所吸收的热量,称为该物质的热容 C C0 0-比热容比热容,单位质量物质的热容单位质量物质的热容;单位:单位:KJk-1 Kg-1 m m反应溶液的总质量反应溶液的总质量 T T 热力学温度,也叫开尔文温度,热力学温度,也叫开尔文温度,单位为单位为k,T(k)=t(0c)+273.15273.15(2 2)公式)公式实验目的:实验目的:实验原理:实验原理:实验测定的数值:实验测定的数值:测定中和反应的反应热测定中和反应的反应热Q=-C(TQ=-C(T2 2-T-T1 1)或或Q=-Q=-c c0 0m(Tm(T2 2-T-T1 1)T T
7、2 2和和T T1 1活动活动探究探究 仪器:仪器:药品:药品:温度计、烧杯温度计、烧杯(250ml)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的硝酸的硝酸 1.0mol/L的的NaOH溶液溶液量热计、量筒量热计、量筒(100ml)、)、1 1、向量热计内筒中加入、向量热计内筒中加入1.0mol/L1.0mol/L的盐酸的盐酸100mL100mL,盖上杯盖,插温度计,匀速搅拌后记录初始盖上杯盖,插温度计,匀速搅拌后记录初始 温度温度T12 2、向、向250 mL250 mL烧杯中加入烧杯中加
8、入1.0mol/L1.0mol/L的的NaOHNaOH溶溶100mL100mL,调节其温度,使与量热计中盐酸的温度相同调节其温度,使与量热计中盐酸的温度相同。3 3、快速快速将烧杯中的碱液倒入量热计中,盖好杯盖,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匀速搅拌,记录体系达到的最高温度T2。4 4、假设溶液的比热假设溶液的比热等于等于水的比热并水的比热并忽略量热计的忽略量热计的 热容热容,根据溶液温度升高的数值,计算此中和,根据溶液温度升高的数值,计算此中和 反应的反应热。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试试验验组组 实实 验验溶液初溶液初始温
9、度始温度T T1 1溶液最高溶液最高温度温度T T2 2反应热反应热1 1NaOHNaOH溶液与盐酸溶液与盐酸2 2KOHKOH溶液与盐酸溶液与盐酸3 3NaOHNaOH溶液与硝酸溶液与硝酸为保证测定结果的准确性,在测定过程中应为保证测定结果的准确性,在测定过程中应注意什么?注意什么?(1)(1)反应热的计算式进行了以下处理:反应热的计算式进行了以下处理:a a、忽略、忽略量热计量热计的热容的热容 b b、认为稀溶液与水的比热相同、认为稀溶液与水的比热相同 c c、认为热容不随温度的变化而变化、认为热容不随温度的变化而变化(2)(2)酸或碱略酸或碱略稍过量稍过量 使中和反应进行完全使中和反应进
10、行完全(3)(3)酸和碱的浓度酸和碱的浓度宜小不宜大宜小不宜大 为了使测得的中和热更准确为了使测得的中和热更准确 (4)(4)记录记录最高温度最高温度。结论结论 三个中和反应的反应热相同三个中和反应的反应热相同原因原因 反应的实质相同反应的实质相同 HH+OH+OH-=H=H2 2OO 溶液的体积相同溶液的体积相同 HH+和和OHOH-浓度均相同浓度均相同1、中和热:、中和热:在稀稀溶液中,强强酸和强强碱发生中和反应生成1moL H2O(液液)时所释放的热量。其值为57.3KJ。注意:注意:中和反应的反应热和中和热的区别中和反应的反应热和中和热的区别补充:补充:2、燃烧热:、燃烧热:在250C
11、,101KPa时,1moL纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。注意:注意:(1)研究条件:)研究条件:250C,101KPa(2)反应程度:)反应程度:完全燃烧完全燃烧(3)燃烧物的物质的量:)燃烧物的物质的量:1moL(4)研究内容:)研究内容:放出的热量放出的热量(5)稳定的氧化物:)稳定的氧化物:如如 CCO()和和 CCO2 H2H2O(g)和和 H2H2O(l)一、化学反应的热效应一、化学反应的热效应(一)反应热(一)反应热1、概念:一定温度、概念:一定温度 释放或吸收释放或吸收 吸热吸热2、表示、表示 Q 放热放热3、获取反应热数据的方法、获取反应热数据的方法 理论计算理
12、论计算 实验测定实验测定(二)反应热的实验测定(二)反应热的实验测定1、原理、原理Q=C(T2T1)=c c0 0m(Tm(T2 2T T1 1)2、实验、实验课堂小结课堂小结热化学热化学1.1.下列说法正确的是下列说法正确的是 ()()A.A.物质发生反应时放出的热量来源于对反应的加热物质发生反应时放出的热量来源于对反应的加热B.B.化学反应除了生成新物质外,还发生能量变化。化学反应除了生成新物质外,还发生能量变化。C.C.化学反应中放出的热才是反应热化学反应中放出的热才是反应热D.D.需要加热方能发生的反应一定是吸热反应需要加热方能发生的反应一定是吸热反应【练习练习】2.2.下列各项与反应
13、热的大小无关的是(下列各项与反应热的大小无关的是()A.A.反应物的状态反应物的状态 B.B.温度温度 C.C.反应物的多少反应物的多少 D.D.反应热的单位反应热的单位D DB第二课时化学反应与能量转化化学反应与能量转化第一节第一节化学反应的热效应化学反应的热效应 教学目标教学目标1.1.理解焓变的含义理解焓变的含义2.2.热化学方程式的正确书写热化学方程式的正确书写 化学反应的反应热是由于反应前后物质所化学反应的反应热是由于反应前后物质所具有的能量不同而产生的。正如质量是物具有的能量不同而产生的。正如质量是物质的固有性质一样,物质所具有的能量也质的固有性质一样,物质所具有的能量也是物质固有
14、的性质,我们用一个物理量是物质固有的性质,我们用一个物理量来描述来描述焓焓二、化学反应的焓变二、化学反应的焓变1 1、焓、焓定义:定义:符号:符号:单位:单位:描述物质所具有能量的物理量描述物质所具有能量的物理量H2 2、反应焓变:、反应焓变:定义:定义:符号:符号:表达式表达式:反应产物的总焓与反应物的总焓之差反应产物的总焓与反应物的总焓之差KJ/mol当当 H0H0H0时时 HH为为 吸热吸热反应反应焓变与反应热的关系焓变与反应热的关系:在在恒压恒压的条件下,如果化学反应过程的条件下,如果化学反应过程中能量变化中能量变化全部转化为热能全部转化为热能,则,则=Q=QP P(Q QP P:等压
15、条件下化学反应的反应热等压条件下化学反应的反应热)焓变与键能的关系焓变与键能的关系H =反应物的反应物的键能键能总和总和生成物的生成物的键能键能总和总和例例 1:1 mol C与与 1 mol H2O(g)反应生成反应生成 l mol CO(g)和和1 mol H2(g),需要吸收,需要吸收131.5 kJ的热量,的热量,该反应的反应热为该反应的反应热为H=kJ/mol。131.5例例 2:拆开:拆开 1 mol HH键、键、1 mol NH键、键、1 mol NN键分别需要的能量是键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ,则则1mol N2生成生成NH3的反应热为的反应热为
16、H=,92.0 kJ/mol放热反应放热反应吸热反应吸热反应键能键能变化变化生成物总键能生成物总键能 反应反应物总键能物总键能生成物总键能生成物总键能 反应反应物总键能物总键能能量能量变化变化反应物的总能量反应物的总能量 .生生成物的总能量成物的总能量反应物的总能量反应物的总能量 .生生成物的总能量成物的总能量表现表现行式行式联系联系 键能越键能越大大,物质能量越,物质能量越低低,物质越,物质越稳定稳定;反之键能;反之键能越越小小,物质能量越,物质能量越高高,越,越不不稳定稳定。大于大于大于大于H0或或H为为“”小于小于小于小于H0或或H为为“+”三、热化学方程式三、热化学方程式1.1.定义定
17、义把一个化学反应中的把一个化学反应中的物质变化物质变化和和反反应的焓变应的焓变同时表示出来的化学方程同时表示出来的化学方程式,叫做热化学方程式。式,叫做热化学方程式。H H2 2(g)+I(g)+I2 2(g)=2HI(g)(g)=2HI(g)H=H=14.9kJ/mol14.9kJ/mol200200101kPa101kPa1、热化学方程式包含物质变化和能量变化两个、热化学方程式包含物质变化和能量变化两个部分,二者缺一不可。部分,二者缺一不可。普通化学方程式只包含物质变化一个部分。普通化学方程式只包含物质变化一个部分。物质变化物质变化能量变化能量变化二、热化学方程式二、热化学方程式二、热化学
18、方程式二、热化学方程式H H2 2(g)+I(g)+I2 2(g)=2HI(g)(g)=2HI(g)H=H=14.9kJ/mol14.9kJ/mol200200101kPa101kPa2、热化学方程式需注明反应时的温度和压强。、热化学方程式需注明反应时的温度和压强。对于对于 25 101kPa时进行的反应可不注明。时进行的反应可不注明。普通化学方程式不需注明温度和压强。普通化学方程式不需注明温度和压强。但不用注明反应条件但不用注明反应条件H H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g)O(g)H=H=241.8kJ/mol241.8kJ/mol1 12 2二、热化学方程
19、式二、热化学方程式3、热化学方程式需注明各物质的状态。、热化学方程式需注明各物质的状态。普通化学方程式不需注明物质的状态。普通化学方程式不需注明物质的状态。H H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g)O(g)H=H=241.8kJ/mol241.8kJ/mol1 12 2H H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l)O(l)H=H=285.8kJ/mol285.8kJ/mol1 12 2二、热化学方程式二、热化学方程式4 4、热化学方程式中化学计量数表示参加反应的各物质、热化学方程式中化学计量数表示参加反应的各物质的物质的量,可为整数或分数
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