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1、专题1 化学反应与能量变化,第一单元 化学反应中的热效应,反应热的测量与计算,一、反应热的测定：,活动与探究：（P6-7）,量热计,简易量热计,直接测得的是反应前后的温度的差值。,大烧杯（500 mL）、小烧杯（100 mL）、 温度计、 环形玻璃搅拌棒、 泡沫塑料或纸条、 泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个小孔）。,1. 简易量热计的构造,简易量热计,一、反应热的测定：,实验装置和实验过程中如何保证测得的温度准确？,1.在大、小烧杯中间垫泡沫塑料（或碎纸条）；大小烧杯口相平；加盖。,保温隔热、减少热量损失,2. 盐酸倒入小烧杯中，用温度计测量盐酸的温度，然后把温度计上的酸用水冲洗干净。,此温度计
2、还要测NaOH溶液的温度，未洗净会发生反应，造成热量损失。,一、反应热的测定：,实验装置和实验过程中如何保证测得的温度准确？,3.NaOH迅速倒入量热计，立即盖上盖板，用环形搅拌棒搅拌。,速度快为了减少热量损失，搅拌是为了酸碱充分反应。,上下拉动环形搅拌棒,计算：,Q = c m t,中和反应 放出的热量,溶液的比热容 4.18 Jg-1-1,混合溶液的总质量,温度差值,m =HCl VHCl +NaOH VNaOH,稀溶液密度近似为1 gcm-3,实验原理：,一元酸、一元碱的体积均为50 mL, 浓度均为0.50 mol/L。由于是稀溶液，近似地认为，酸、碱溶液的密度均为1 g/cm3，且中
3、和后所得溶液的比热容为 4.18 J/（g),Q = c （ 酸V酸 碱V碱）（t后t前） ,若盐酸和NaOH溶液的原始温度均为25，混合后体系最高温度为28.4，试求反应放出的热量。,Q = 1421.2 J,写出该反应的热化学方程式。,HCl (aq) + NaOH (aq) = NaCl (aq) + H2O (l),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。,二、中和热：,生成1mol水必定消耗1mol H+和 1mol OH-，所以中和热应为定值。,概念辨析：,1.1 L 1molL-1 H2SO4溶液与 2 L 1molL-1 NaOH溶液完全反应，表示该反应中和
4、热的 热化学方程式为 ；此反应放热为 。,114.6 kJ,概念辨析：,2. 1L 1molL-1NaOH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 、 、 ；则三者的大小 关系为：,H1 H3 H2,注意1：强酸与弱碱、强碱与弱酸、弱碱与弱酸反应，生成1mol水放出热量均小于 57.3 KJ,弱酸、弱碱电离要吸热,注意2：浓硫酸与碱反应，还需考虑溶解放热，生成1mol水放出热量大于 57.3 KJ,1. 强酸和强碱的稀溶液反应才能保证 H+(aq)+OH(aq)=H2O(l) H= -573 kJmol1,2.以生成1 mol水为基准。,而弱酸或弱碱在中和反应中由于电离
5、吸收热量，其放出的热量小于57.3 kJmol1；,因为浓酸溶液和浓碱溶液在相互稀释时会放热。,3.中和热不一定等于整个反应的H,讨论：书上实验算得的数据比57.3 kJmol-1小，试分析产生误差的原因。,可能的原因有：量取溶液的体积有误差 2. 温度计的读数有误或未到温度最高点就读数。 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。 5. 隔热操作不到位，致使热量损失。 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。,如何测定C(s)+1/2O2(g)=CO(g)的 反应热H1?,CO(g)+1/2O2(g)= CO2(g) H2=-28
6、3.0kJmol-1 C(s)+O2(g)=CO2(g) H3=-393.5kJmol-1, + = ,H1 + H2 =H3,H1 =H3- H2 = -393.5kJmol-1 (- 283.0kJmol-1) = - 110.5kJmol-1,盖斯定律,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。,H H1+H2,【例题1】已知: CO(g) + 1/2 O2(g) =CO2(g) H1= 283.0 kJmol-1 H2(g) + 1/2 O2(g) =H2O(l) H2= 285.8 kJmol-1
7、C2H5OH(l) + 3 O2(g) = 2 CO2(g) + 3 H2O(l) H3=-1370 kJmol-1 试计算: 2CO(g) 4 H2(g)= H2O(l) C2H5OH(l) 的H,HH12 H24 H3 339.2 kJmol-1,问题解决 P 8-9,1. H1 = 92.3 kJmol-1 H2 = + 184.6 kJmol-1,2. 2 + 1/2 - 1/2 = H = + 226.8 kJmol-1,燃烧热,定义：在25、101kPa时，1mol纯物质完全 燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。 2. 燃烧热的单位一般用kJmol表示。,3.
8、燃烧热表示：H2的燃烧热是285.8kJ/mol，H= -285.8kJ/mol,如何理解燃烧热？,1. 我们要从四个方面入手： 25、101kPa； 1mol纯物质； 完全燃烧； 生成稳定的化合物。注：一般情况下，物质燃烧生成的稳定的化合物有： CCO2(g)；HH2O(l)；SSO2(g)；ClHCl(g)。 2. 燃烧热表示的意义：如：C的燃烧热为393.5kJmol，它的意义表示在25、101kPa时，1molC完全燃烧生成CO2时放出393.5kJ的热量。,例：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=+
9、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。,2 N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l) H=-1135.2kJ/mol,例、同素异形体相互转化但反应热相当小而且转化速率慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的观点“不管化学反应是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的”。已知：,P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)； = -2983.2 kJ/mol,P(s、红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)； =
10、-738.5 kJ/mol,试写出白磷转化为红磷的热化学方程式。,D,（2）298K，101kPa时，合成氨反应的热化学方程式N2(g)+3H2(g)=2NH3(g);H = -92.38kJ/mol。在该温度下，取1 mol N2(g)和3 mol H2(g)放在一密闭容器中，在催化剂存在进行反应，测得反应放出的热量总是少于92.38kJ，其原因是什么？,该反应是可逆反应，在密闭容器中进行该反应将达到平衡状态， 1 mol N2(g)和3 mol H2(g)不能完全反应生成2 mol NH3(g)，因而放出的热量总小于92.38kJ,学与思,1. 已知25、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的
11、热化学方程式分别为：据此判断，下列说法正确的是（ ）A. 由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低B. 由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高C. 由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低D. 由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高,A,2.已知 2C（S）+ O2（g）=2CO（g） H=-221.0kJ/mol ， 2H2（g）+O2（g）=2H2O（g ） H=-483.6kJ/mol 则制备水煤气的反应C(S)+H2O(g)=CO(g)+H2 (g) 的H为( ) A、+262.6kJ/mol B、-1
12、31.3kJ/mol C、-352. kJ/mol D、+131.3kJ/mol,D,练习 1.按照盖斯定律，结合下述反应方程式，回答问题，已知： (1)NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) H1=-176kJ/mol (2)NH3(g)+H2O(l)=NH3 H2O(aq) H2=-35.1kJ/mol (3)HCl(g) =HCl(aq) H3=-72.3kJ/mol (4)NH3 H2O(aq)+ HCl(aq)=NH4Cl(aq) +H2O(l) H4=-52.3kJ/mol (5)NH4Cl(s)= NH4Cl(aq) H5=？则第（5）个方程式中的反应热H是_。 根据盖斯定
13、律和上述反应方程式得：(4)+ (3)+ (2)- (1)= (5)，即H5 = +16.3kJ/mol,求混合物的组成, 例4在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的 化学方程式为： 2H2(q)+ O2(q) = 2H2O( l )H =- 571.6 kJ/mol C3H8(q+5O2(= 3CO2(q+4H2O(l)H =- 2220 kJ/mol 5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热 3847kJ 则氢气和甲烷的体积比为 ( )(A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1,B,解1 ：设H2、C3H8的物质的量分别为x，y,x + y = 5,(571.6/2)(x)
14、+ 2220y = 3847,V(H2):V(C3H8) =n(H2):n(C3H8) = 3.75:1.25 = 3:1,x = 3.75 mol,y = 1.25 mol,解2 ：1mol H2 燃烧放热 285.8 kJ,1mol 混合气 燃烧放热 3847kJ/5 = 769.4 kJ,H2 285.8,C3H4 2220,769.4,1450.6,483.6,3,1,=,解3 ：( 巧解）,5mol 混合气中，C3H8 物质的量必小于2mol，,H2 的物质的量必大于3mol。, 2mol C3H8 燃烧放热 4440 kJ,超过总放热量 3847 kJ,n (H2) : n (C3H8) 必大于 3 : 2,选 B,
