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1、相信你自己 一定能够学好化学,高中化学人教版必修四 化学反应原理 -之“化学反应与能量”强化学习 陕西师范大学附属中学 2013.04.,一. 焓变 反应热,1、反应热： 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称为该反应在此温度下的热效应，简称反应热。用符号Q表示。 反应热与吸热反应、放热反应的关系。 Q0时，反应为吸热反应；Q0时，反应为放热反应。 单位：KJ/mol或者（KJ mol ）,反应热的测定,测定反应热的仪器为量热计，可测出反应前后溶液温度的变化，根据体系的热容可计算出反应热，计算公式如下：QC(T2T1)式中C表示体系的热容，T1、T2分别表示反应前和反应后体系
2、的温度。实验室经常测定中和反应的反应热。,2.反应热与化学物质的能量关系,由反应物和生成物的总能量计算反应热 H=生成物总能量-反应物的总能量。 (1)如果反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量，反应物转化为生成物时放出热量。反应为放热反应。规定放热反应H为“一”。 (2)如果反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量，反应物转化为生成物时吸收热量。反应为吸热反应。规定H为“”。,(3)反应焓变H与反应热Q的关系,对于等压条件下进行的化学反应，若反应中物质的能量变化全部转化为热能，则该反应的反应热等于反应焓变反应焓变与吸热反应，放热反应的关系：H0，反应吸收能量，为吸热反应。H0，反应
3、释放能量，为放热反应。,(4).焓变与键能的关系,.产生原因： 化学键断裂吸热 化学键形成放热A.放出热量的化学反应 (成键放热断键吸热) H 为“-”或H 成键放热)H 为“+”或H 0,.通常人们把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能，键能通常用E表示，单位为kJ/mol。,方法： H=E（反应物键能)-E(生成物键能) 即反应热等于反应物的键能总和与生成物键能总和之差。,例如：氢气和氯气,在某条件下的反应过程为： H2(g) + Cl2(g) 2HCl(g) H= H=E（反应物） E（生成物） =E(H-H) + E(Cl-Cl) - 2E(H-Cl), 常见的放热反应：
4、, 所有的燃烧反应 酸碱中和反应 大多数的化合反应 金属与酸的反应 生石灰和水反应 浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等, 常见的吸热反应：, 晶体Ba(OH)28H2O与NH4Cl 大多数的分解反应 以H2、CO、C为还原剂的氧化还原反应 铵盐溶解等.,探讨化学反应放热、吸热的本质时，要注意四点：,化学反应的特点是有新物质生成，新物质的反应物的总能量是不同的，这是因为各物质所具有的能量是不同的（化学反应的实质就是旧化学键断裂和新化学键的生成，而旧化学键断裂所吸收的能量与新化学键所释放的能量不同导致发生了能量的变化）；,反应中能量守恒实质是生成新化学键所释放的能量大于旧化学键断裂的能量而转化成其他能
5、量的形式释放出来；,如果反应物所具有的总能量高于生成的总能量，则在反应中会有一部分能量转变为热能的形式释放，这就是放热反应，反之则是吸热反应； 可用图象来表示。,二、热化学反应方程式的书写,1、定义：表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式，叫做热化学方程式。 2、例：H2(g)Cl2(g) = 2HCl(g)；H=-184.6 kJ/mol 【分析】热化学方程式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。,2、书写化学方程式注意要点(1)需注明反应的温度和压强。因反应的温度和压强不同时，其H不同。,中学化学中所用的H的数据，一般都是在101 kPa和 25时的数据，因此可不特
6、别注明。但需注明H的“”与“”。,(2)要注明反应物和生成物的状态。物质的聚集状态，与它们所具有的能量有关。,例如： H2(g) O2(g) = H2O(g)；H=-241.8 kJ/mol H2(g)十 O2 (g)H2O(l)；H=-285.8kJ/mol 从上述两个热化学方程式可看出，lmol H2反应生成H2O(l)比生成H2O(g)多放出44kJ/mol的热量。产生的热量为什么不同？,(3)热化学方程式各物质前的化学计量数不表示分子个数，它可以是整数也可以是分数。对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其H也不同。,例如： H2(g)+C12(g) = 2HCl(g)；H= -184
7、.6 kJ/mol H2(g)+ Cl2(g) = HCl(g)；H92.3 kJ/mol,热化学方程式的含义,例： H2(g) O2(g) = H2O(g)；H=-241.8 kJ/mol 表示 lmol气态 H2和 mol气态 O2反应生成 lmol水蒸气，放出 241.8kJ的热量。(在 101kPa和 25时) H2(g)十 O2 (g)H2O(l)；H=-285.8kJ/mol 表示lmol气态H2与 mo气态O2反应在101 kPa和 25时，生成lmol液态水，放出285.8kJ的热量。 即：描述在一定条件下，一定量某状态下的物质，充分反应后所吸收或放出热量的多少。,书写化学方程
8、式注意要点小结,热化学方程式必须标出能量变化。热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态（g,l,s分别表示固态，液态，气态，水溶液中溶质用aq表示） 热化学反应方程式要指明反应时的温度和压强。 热化学方程式中的化学计量数可以是整数，也可以是分数各物质系数加倍，H加倍；反应逆向进行，H改变符号，数值不变,热化学方程式的应用1、写出下列反应的热化学方程式,1molN2(g)与适量H2(g)起反应生成NH3 (g)，放出92.2kJ热量。 1molN2(g)与适量O2(g)起反应生成NO2(g)，吸收68kJ热量。 1molCu(s)与适量O2(g)起反应生成CuO(s)，放出157kJ热量。
9、 1molC(s)与适量H2O (g)起反应生成CO(g)和H2(g)，吸收131.5kJ热量。,卫星发射时可用肼（N2H4）作燃料，1 mol N2H4（l）在O2(g)中燃烧，生成N2(g) 和H2O (l)， 放出622kJ热量。,汽油的重要成分是辛烷（ C8H18 ），1 mol C8H18 （l）在O2(g)中燃烧，生成CO2(g) 和H2O (l)， 放出5518kJ热量,2.已知在101kPa,298K条件下，2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484KJ热量，下列热化学方程式正确的是（ ）,A. H2O(g) H2(g)O2 (g) H = +242 kJ/mol B. 2H2(g
10、)O2 (g) 2H2O ( l ) H =484 kJ/mol C. H2(g)O2 (g) H2O(g) H = + 242 kJ/mol D. 2H2(g) O2(g) 2H2O (g) H = + 484 kJ/mol,3.热化学方程式C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)；H+131.3kJ/mol表示( ),A. 碳和水反应吸收131.3kJ能量 B.1mol碳和1mol水反应生成一氧化碳和氢气并吸收131.3kJ热量 C.101kPa,25条件下,1mol固态碳和1mol水蒸气反应生成一氧化碳气体和氢气，并吸热131.3KJ D.1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.1k
11、J,三、中和热,1概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1mol H2O，这时的反应热叫中和热。2强酸与强碱的中和反应其实质是H+和OH-反应，其热化学方程式为：H+(aq) +OH-(aq) =H2O(l) H=57.3kJ/mol 3弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3kJ/mol。4中和热的测定实验,中和热的测定实验装置图,实验步骤：,1在大烧杯底垫泡沫塑料(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，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，以达到保
12、温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的，如图所示。该实验也可在保温杯中进行。,2用一个量筒量取50mL0.50mol/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。3用另一个量筒量取50mL 0.55 mol/L NaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。,4把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯(注意不要洒到外面)。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。,5重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。,6根据实验数据计算中和热。,为了使计
13、算简便一些，我们近似地认为： (1)0.50 mol/L盐酸和0.55mol/LNaOH溶液的密度都是1g/cm3，所以50mL 0.50mol/L盐酸的质量m1=50g，50mL 0.55 mol/L NaOH溶液的质量m2=50 g。 (2)中和后生成的溶液的比热容c=4.18 J/(g)，由此可以计算出，50mL 0.50 mol/L盐酸与50mL 0.55 mol/L NaOH溶液发生中和反应时放出的热量为：(m1+m2)c(t2-t1)=0.418(t2-t1) kJ。,又因 50 mLO.50 mol/L盐酸中含有0.025 mol的 HCl，0.025 mol的HCl与0.025
14、 mol NaOH发生中和反应，生成0.025 molH2O，放出的热量是0.418(t2-t1) kJ，所以，生成1molH2O时放出的热量即中和热为：,注意事项1,1作为量热器的仪器装置，其保温隔热的效果一定要好。因此，可以用保温杯来做，也可用块状聚苯乙烯泡沫塑料制成与小烧杯外径相近的绝热外套来做，以保证实验时的保温隔热效果。如果按教材中的方法做，一定要使小烧杯杯口与大烧杯杯口相平，这样可以减少热量损失。,注意事项2,2盐酸和NaOH溶液浓度的配制须准确，且NaOH溶液的浓度须稍大于盐酸的浓度。为使测得的中和热更准确，所用盐酸和NaOH溶液的浓度宜小不宜大，如果浓度偏大，则溶液中阴、阳离子
15、间的相互牵制作用就大，表观电离度就会减小，这样酸碱中和时产生的热量势必要用去一部分来补偿未电离分子的离解热，造成较大误差(偏低)。,注意事项3,3宜用有0.1分刻度的温度计，且测量时应尽可能读准，并估读到小数点后第二位。温度计的水银球部分要完全浸没在溶液中，而且要稳定一段时间后再读数，以提高所测温度的精度。,注意事项4,4实验操作时动作要快，以尽量减少热量的散失。 课堂练习： 依据事实，写出下列反应的热化学方程式 （1）在25、101kPa下，1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ,（2）若适量的N2和O2完全反应，每生成23克NO2需要吸收16.95kJ热量,（3）用NA表示阿伏
16、加德罗常数，在C2H2（气态）完全燃烧生成CO2和液态水的反应中，每有5NA个电子转移时，放出650kJ的热量（4）已知拆开1molH-H键，1molN-H键，1molNN键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为 ,四、燃烧热,1概念：25 ，101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。燃烧热的单位用kJ/mol表示。注意以下几点：研究条件：101 kPa反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物。燃烧物的物质的量：1 mol研究内容：放出的热量。（H0，单位kJ/mol） 2.根据燃烧热计算 物质燃烧放出的热量Q=n(可燃物)该物质的燃烧热,例 1：已知：C(s)O2(g) = CO2(g)；H=-393.5 kJ/mol H2(g) O2 (g)H2O(g)；H-241.5 kJ/mol 欲得相同热量，需充分燃烧 C和 H2的质量比约为( )。 A12：3.25 B3.25：12 C1：1 D6：1 【分析】欲得相同
