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1、化学反应与能量变化化学反应与能量变化 化学反应中的热效应 能源的利用 预赛要求： 1、了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见 的能量转化形式。 2、了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应 、放热反应、反应热等概念。 3、了解热化学方程式的含义，能用盖斯定律进行 有关反应热的简单计算。 5、了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。 了解化学在解决能源危机中的重要作用。 化学反应与能量变化 4、认识几种常见的焓变：生成焓、燃烧焓、 中和热、键焓 【思考】 化学反应过程中有那些常见的能量转化形式？ 太阳能 生物能 （光能 ） ( 化学能) 化学能 热能 化学能 电能 化学能 光能 一、反应热 焓
2、变 化学反应过程中,当反应物和生成物具 有相同温度时,所吸收或放出的热量称为化 学反应的反应热. 符号： H 单位：kJ/mol 或 kJmol-1 在恒温、恒压的条件下，化学反应过程 中吸收或释放的热量称为反应的焓变 吸热反应 生成物 反应物 能 量 图1 吸收 热量 放出 热量 反应过程中能量变化曲线图： 生成物 图2 反应物 能 量 放热反应 规 律: 设 E反:反应物的能量之和 E生:生成物的能量之和 (1)若E反 E生， (2)若E反0或者值为“+” 放热反应:H 4Q3 B. 2Q1 + Q2 4Q3 C. Q1 + Q2 Q1的是 （ ） A.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(
3、g); H=-Q1 1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g); H=-Q2 B.C(s)+1/2O2(g)=CO (g); H=-Q1 C(s)+O2(g)=CO2 (g); H=-Q2 C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); H=-Q1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g); H=-Q2 D.S(g)+O2(g)=SO2 (g); H=-Q1 S(s)+O2(g)=SO2 (g); H=-Q2 B 4、沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445 kJ 的热量。则下列热化学方程式中正确的是 A、 2CH4 ( g
4、)4O2 ( g ) 2CO2 ( g ) 4H2O ( l ) H = +890 kJ/mol B、 CH4 2 O2 CO2 H2O H = 890 kJ/mol C、 CH4 ( g )2 O2 ( g ) CO2 ( g ) 2 H2O ( l ) H = 890 kJ/mol D、 1/2CH4 ( g )O2 ( g ) 1/2CO2 ( g ) H2O ( l ) H = -890 kJ/mol C 5、已知 （1）H2( g )1/2O2 ( g ) H2O ( g ) H1 = a kJ/mol （2）2H2( g )O2 ( g ) 2H2O ( g ) H2 = b kJ
5、/mol （3） H2( g )1/2O2 ( g ) H2O ( l ) H3 = c kJ/mol （4） 2H2( g )O2 ( g ) 2H2O ( l ) H4 = d kJ/mol 则a、b、c、d的关系正确的是 。 A、a0 C、2a=b0 C H+(aq)+OH(aq)=H2O(l)； = -57.3 kJ/molH (1) 在稀溶液中，酸和碱发生中和反应而 生成1mol水时放出的热量。 研究条件：稀溶液 反应物：一元强酸与一元强碱 生成物及其物质的量：1mol水 放出的热量：57.3kJ (2)强酸与弱碱反应，一元强碱与一元弱酸、一 元强酸和一元弱碱反应生成1molH2O放
6、出的热 一般小于57.3KJ/mol。也有个别，如氢氟酸。 1、中和热： （3）多元酸与一元强碱的中和热。 1、中和热： 三、反应热的测量与计算 2、中和热的测定 实验药品： 0.50 mol/L和0.50 mol/L的盐 酸和0.50 mol/L和0.50 mol/L 的氢氧化钠溶液 实验仪器：简易量热计 实验原理： H= 4.18 mt10-3 0.025 kJ/mol (4)实验步骤： 1.组装量热器 在大烧杯底部垫泡沫塑料 （或纸条），使放入的小烧杯杯口与 大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧 杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条）， 大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板） 作盖板，在板中间开两个小孔，
7、正好 使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，如 上图所示。 用一个量筒最取50 mL 0.50 mol/L盐 酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量 盐酸的温度，记入下表。然后把温度 计上的酸用水冲洗干净。 2 药品取用 用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液 的温度，记入下表。 把量筒中的NaOH溶液迅速倒入量热计（ 注意不要洒到外面）。立即盖上盖板, 用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准 确读取混合溶液的最高温度，记为终止 温度，记入下表。 3 酸碱混合 4 数据处理 5 重复以上实验两次 议一议 你所测得的数据是否为57.3 kJ/mol， 若不是，分
8、析产生误差的原因 6 可能的原因有： 1.量取溶液的体积有误差 2药品的选用不当引起的误差 3实验过程中有液体洒在外面。 4.混合酸、碱溶液时，动作缓慢， 导致实验误差 5.隔热操作不到位，致使实验过程 中热量损失而导致误差 6.测了酸后的温度计未用水清洗而便 立即去测碱的温度，致使热量损失 而引起误差。 问题探究 1、大、小烧杯放置时，为何要使两杯口相 平？填碎纸条的作用是什么？ 减少热量损失 2、酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOH 溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？ 问题探究 减少热量损失 3、实验中能否用环形铜丝搅拌棒 代替环形玻璃搅拌棒？为什么？ 问题探究 不能。因为铜丝易导热，使
9、热 量损失较大 问题探究 4、有人建议用50mL0.55mol/LNaOH进行上 述实验，测得的中和热数值会更加准确。 为什么？ 可以保证盐酸完全反应。 使测得的热量更加准确。 问题探究 4、判断下列实验操作对中和热测定的数值 有如何影响？填变大变小或者不变。 大烧杯上没有盖硬纸板 用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进 行实验 用相同浓度和体积的醋酸代替稀盐酸溶液 进行实验 实验中改用60 mL 0.50 mol/L盐酸跟50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液进行实验 变 小 变 小 变 小 不 变 1、为了减小误差。某同学在实验中两次测 定中和热。第一次是用50 mL 0.50
10、mol/L 的盐酸和50 mL 0.50 mol/L氢氧化钠，第 二次是用100 mL 0.50 mol/L的盐酸和100 mL 0.50mol/L的NaOH溶液。请你预测该同 学两次测得的中和热结果 （相 等或者不相等）。 概念辨析 相 等 概念辨析 2、若将1L1mol/LNaOH溶液中加入稀醋酸、 浓硫酸、稀硝酸，恰好完全反应时的热效应 分别为H1、H2 、H3 ；则三者的大小 关系为 。H1 H3 H2 讨论：是不是任一反应的反应热 均能直接测出? 如何测出这个反应的反应热： C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ；H1=? CO(g)+1/2O2(g)= CO2(g) H2=-28
11、3.0kJ/mol C(s)+O2(g)=CO2(g) H3=-393.5kJ/mol + = 则H1 + H2 =H3 H1 =H3- H2 =-393.5kJ/mol+ 283.0kJ/mol =-110.5kJ/mol 应用了什么规律？ 不管化学反应是一步完成或 分几步完成，其反应热是相同的 。 化学反应的焓变（H）只与 反应体系的始态和终态有关，而 与反应的途径无关。 如何理解盖斯定律？ H、H1、H2 之间有何关系？ H=H1+H2 B H A C H1 H2 某次发射火箭，用N2H4（肼） 在NO2中燃烧，生成N2、液态H2O。已知： N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)H1=
12、+67.2kJ/mol N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) H2=- 534kJ/mol 假如都在相同状态下，请写出发射火箭反 应的热化学方程式。 2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l) H=-1135.2kJ/mol 例 题 例 题 已知：C(s)+O2(g) CO2(g) H1 = 393.5 kJ/mol CO(g)+1/2O2(g) CO2(g) H2 = 283.0kJ/mol 求：C(s)+1/2O2(g) CO(g) 的 H3 = 。 110. 5 kJ/mol 已知：H2(g)+1/2 O2(g) H2O(g) ; H1 = 241.
13、8kJ/mol H2(g)+ 1/2 O2(g) H2O(l) ; H2 = 285.8kJ/mol H2O(l) H2O(g) ; 则H1、H2、H3的关系 。 H1=H2+H3 课堂练习 H3 = +44.0kJ/mol 已知：金刚石、石墨的热化学方程式： C(s，金刚石)+O2(g) CO2(g) H = 395.4 kJ/mol C(s，石墨)+O2(g) CO2(g) H = 393.5 kJ/mol 则石墨转化为金刚石的反应热 H= ， 两物质中 较为稳定 。 +1.9 kJ/mol 石 墨 课堂练习 四、能源的充分利用 （一）、燃烧焓（热）（一）、燃烧焓（热） 1、定义：在101
14、kPa时，l mol物质完全燃烧时的 反应热，叫做该物质的标准摩尔燃烧焓，简称标 准燃烧热或燃烧热。 2、注意： 燃烧的条件是在101kPa； 可燃物以1mol作为标准，因此书写热化学方程式时， 其它物质的化学计量数可用分数表示； 物质燃烧都是放热反应，所以表达物质燃烧时的H 均为负值； 燃烧要完全，如H2S的标准燃烧热是指生成SO2，而不 是生成S的不完全燃烧； 生成的产物是稳定的物质，C的燃烧热是指生成CO2， 而不是CO；H2的燃烧热是指生成H2O(l)，而不是H2O(g) 。 如：H2(g)+ 1/2 O2(g) = H2O(l); H =285.8 kJ/mol 【思考】燃烧放出的热量与燃烧热有什么不同？ 答： 燃烧放出的热量与物质的多少有关，燃烧的物 质越多，放出的热量就越多，而标准燃烧热规定是1 mol的可燃物； 研究燃烧放出的热量并未限定燃烧产物的形态，而 研究标准燃烧热必须是生成稳定的物质。 所以，不同量的同一物质完全燃烧，放出的热量可能 不同，但标准燃烧热是一定的。 概念辨析： 1.下列各组物质的燃烧热相等的是：（ ） A.碳和一
