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1、第六章 化学反应与能量,第16讲 化学反应与热能,一、反应热与热化学方程式 1反应热(焓变) (1)概念：化学反应过程中所释放或吸收的 _。 (2)表示符号：_。 (3)单位：_ (或_)。 (4)表现形式：燃烧热、中和热、溶解热等。,基础梳理,(5)计算方法： H生成物总能量反应物总能量； H反应物总键能生成物总键能。,1如何判断一个化学反应是放热反应还是吸热反应？ 提示：判断一个化学反应是放热反应还是吸热反应的方法是：微观上：断键吸收的能量大于成键放出的能量，则反应吸热，称为吸热反应；断键吸收的能量小于成键放出的能量，则反应放热，称为放热反应。 宏观上：反应物吸收的总能量大于生成物释放的总
2、能量，反应吸热；反应物吸收的总能量小于生成物释放的总能量，反应放热。,2热化学方程式 (1)概念：表示参加反应物质的量和_的关系 的化学方程式。 (2)表示意义： 2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H571.6 kJ mol1，表示在_条件下，2 mol H2和1 mol O2完全反应生成2 mol液态水 时要放出571.6 kJ的热量。,2热化学方程式与普通化学方程式有何异同？ 提示：相同的是：表示意义相同：什么物质与什么物质反应，结果生成什么物质以及各物质之间的物质的量的关系。都遵循质量守恒定律，即都需配平。 不同的是：热化学方程式重在体现化学反应中的能量变化关系，故须注明反应的温度
3、和压强，须注明物质的状态，化学计量数可以是分数。,二、燃烧热与中和热 1燃烧热 (1)定义：在101 kPa时，_纯物质完全 燃烧生成_时所放出的热 量。 (2)单位：_。,(3)意义：C的燃烧热为393.5 kJmol1，表示在25 、101 kPa条件下，_ _，用 热化学方程式表示为： _ _。,3在表示燃烧热时，CH4、H2、P、S等完全燃烧时生成的稳定化合物分别是什么？ 提示：CH4(g)CO2(g)2H2O(l)；H2(g)H2O(l)；PP2O5(s)；S(g)SO2(g)。,2中和反应反应热 (1)定义：在稀溶液中，酸和碱发生中和反应生 成_水时的反应热。 (2)举例：1 L
4、1 molL1的盐酸与1 L 1 molL1 的NaOH溶液发生中和反应时，放出57.3 kJ的 热量，该反应的热化学方程式为 _ _。,3燃烧热和中和热的比较,4酸碱反应的中和热均相等吗？请解释原因。 提示：强酸与强碱反应的中和热相等，有弱酸或弱碱参与的中和反应由于弱酸、弱碱电离过程中要吸收能量，中和热不完全相等。,三、盖斯定律 化学反应的反应热只与反应体系的_和 _有关，而与反应_无关。 如由A到B可以设计如下两个途径：,途径一：AB(H) 途径二：ACB(H1H2) 则焓变H、H1、H2的关系可以表示为 _。,HH1H2,5反应热(焓变)H的单位kJmol1中的mol1是指具体某物质的物
5、质的量吗？ 提示：反应热(焓变)H的单位kJmol1不是指每摩尔具体物质反应时伴随的能量变化是多少千焦，而是指给定形式的具体反应，以各物质的化学计量数来计量其物质的量时伴随的能量变化。,四、能源的开发利用 1能源发展的三个阶段 柴草时期化学能源时期(煤、石油、天然气为主要能源)多能源结构时期,放热反应与吸热反应,考点突破,名师指点 反应是否需要加热，只是引发反应的条件，与反应是放热还是吸热无关。许多放热反应也需要加热才能引发反应，也有部分吸热反应不需加热，在常温时就可以进行。 分解反应并不全是吸热反应，部分分解反应是放热反应，如NH4NO3分解。,(1)图中A、C分别表示_、_，E的大小对该反
6、应的反应热有无影响？_。该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低？_，理由是_。 (2)图中H_kJmol1。 (3)V2O5的催化循环机理可能为：V2O5氧化SO2时，自身被还原为四价钒化合物；四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式_。,(3)V2O5的催化循环机理可能为：V2O5氧化SO2时，自身被还原为四价钒化合物；四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式_。,知识链接 常见的吸热反应和放热反应,1如图是一个简易测量物质反应是吸热还是放热的实验装置。利用此装置可以很方便的测得某反应是放热反应还是吸热反应。请根据装置回答下列问题：,
7、(1)将铝片加入小试管内，然后注入足量盐 酸，有关反应的离子方程式是_， 试管中观察到的现象是_。 U形导管中液面A_(填“上升”或“下降”)，原因是 _，,说明此反应是_(填“吸热”或“放热”)反应。 (2)若向小试管中加入NH4NO3晶体和水，U形导管的液面A_(填“上升”或“下降”)，原因是_ _。,解析：铝与盐酸反应，是放热反应，放出的热量使锥形瓶中的气体受热膨胀，压强增大，从而使S形导管中液面A下降。NH4NO3晶体溶于水吸热，使锥形瓶中的气体遇冷收缩，压强减小，S形导管中液面A上升。,答案：(1)2Al6H=2Al33H2 铝片逐渐溶解，产生气泡 (2)下降 铝与盐酸反应放热，使锥
8、形瓶内气体受热膨胀，压强增大 放热 (3)上升 NH4NO3晶体溶于水吸热，使锥形瓶内气体受冷收缩，压强减小,热化学方程式的书写及正误判断 与普通化学方程式相比，书写热化学方程式除了要遵循书写化学方程式的要求外还应注意以下四点：,1注意H的符号和单位 H只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边。 若为放热反应，H为“”； 若为吸热反应，H为“”。H的单位一般为kJmol1。,2注意反应条件 反应热H与测定条件(温度、压强等)有关。因此书写热化学方程式时应注明H的测定条件。绝大多数H是在25 、101 325 Pa下测定的，可不注明温度和压强。,4注意化学方程式的化学计量数 (1)热化学
9、方程中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子数或原子数。因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。 (2)热化学方程式中的反应热是表示反应物完全反应时的热量变化。方程式中化学式前面的化学计量数必须与H相对应，如果化学计量数加倍，则H也要加倍。当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。如：,根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是( ) ACO的燃烧热为283 kJ B上图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系 C2Na2O2(s)2CO2(s)=2Na2CO3(s)O2(g) H452 kJ/mol DCO(g)与Na2O2(s)反应放出
10、509 kJ热量时，电子转移数为6.021023,【答案】 C,答案：C,反应热的计算与比较 1反应热的计算方法 方法1：应用盖斯定律进行计算 若一个化学方程式可由另外几个化学方程式相加减而得到，则该化学反应的焓变也可由这几个反应的焓变相加减而得到。,方法2：应用化学键能计算 H反应物的总键能生成物的总键能 方法3：应用生成物、反应物总能量计算 反应热数值生成物总能量反应物总能量 方法1、方法2常用于计算，而方法3常用于判断物质能量的大小关系及稳定性。,【答案】 A,【题后反思】 由盖斯定律可知化学反应与进行的过程无关，故反应方程式可以通过“加减乘除”四则运算关系求得相应的反应方程式，反应热的
11、计算关系也可通过四则运算解决。,3已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热分别是285.8 kJmol1、1 411.0 kJmol1和1 366.8 kJmol1，则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的H为( ) A44.2 kJmol1 B44.2 kJmol1 C330 kJmol1 D330 kJmol1,答案：A,中和热的测定 中和热是指在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1 mol水时所放出的热量(单位为kJmol1)。其测定可以采用量热计(如下左图所示)，但一般条件下采用的是“套烧杯简易量热计”(如下右图所示),实验用品 大烧杯(500 mL
12、)、小烧杯(100 mL)、温度计、两个量筒(50 mL)、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有两个小孔)、环形玻璃搅拌棒。 050 molL1盐酸、0.55 molL1 NaOH溶液。,测量方法与步骤： (1)测量原理：Hn(m酸m碱)c(T终T始) (2)操作步骤 量取50 mL 0.50 molL1的盐酸，倒入小烧杯中，测定其温度，记作THCl，然后将温度计上的酸用水冲洗干净。,用另一个量筒量取50 mL 0.55 molL1 NaOH溶液，测定其温度，记作TNaOH，然后将温度计上的碱用水冲洗干净。 先将温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯中，然后把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯
13、中(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，记作T终。,50 mL 0.50 molL1盐酸与50 mL 0.55 molL1NaOH溶液在如下图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。 回答下列问题：,(1)从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是_。 (2)烧怀间填满碎纸条的作用是_。 (3)大烧杯上如果不盖硬纸板，求得的中和热数值_(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。,(4)若上述HCl和NaOH溶液的密度都近似为1 g/cm3，实验前后溶液的温度分别为T1、T2，中和后生成的溶液的比热c4.18 Jg101，则该中和反应放出的热量为_kJ，H_kJmol1。(均填表达式),(5)该实验常用0.50 mol/L HCl和0.55 mol/L NaOH溶液各50 mL。NaOH的浓度大于HCl的浓度的作用是_，当室温低于10 时进行
