资源简介

(共29张PPT)
反应热 焓变
感受生活中能量的转化
神州二十号载人飞船升空火箭推进剂燃烧放出大量热量
乙炔与氧气反应放出的热量
用于切割金属
通过高分子水性凝胶里的水分汽化，带走皮肤表面的热量
知识回顾
放热反应
吸热反应
1、燃烧反应
2、活泼金属与水或酸的反应
3、酸碱中和反应
4、多数化合反应
5、缓慢氧化反应
1、氢氧化钙与氯化铵晶体的反应
2、C(s) + CO2(g) === 2CO(g)
3、水煤气制取：C(s) + H2O(g) === CO(g) + H2(g)
4、大多数分解反应（2KClO3==2KCl+3O2典型放热反应）
5、碳酸氢钠与酸的反应
高温
高温
实际应用中，如何定量地描述化学反应过程中释放或吸收的能量？
一 反应热及其测定
1、体系与环境——以盐酸与NaOH反应为例
环境：与体系相互影响的其它部分(如试管、溶液之外的空气等)
体系
环境
热量
体系(系统)：试管中的溶液及发生的反应等。 (如图中的盐酸、NaOH溶液、以及发生的中和反应：HCl+NaOH NaCl+H2O)
热量：是指因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量。
一 反应热及其测定
2、反应热
概念：在等温条件下，化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量，称为化学反应的热效应，简称反应热。
等温：指化学反应发生后,使反应后体系的温度恢复到反应前体系的温度,即反应前后体系的温度相等。
一 反应热及其测定
3、反应热的测定
1881年，法国化学家贝特罗（Pieltte Engene Marceiin Berthelot），在法兰西学院的实验室里，利用自己发明弹式量热计测出了不同反应的反应热。
1827年-1907年
法国化学家贝特罗
一 反应热及其测定
3、反应热的测定
现代量热计
一 反应热及其测定
3、反应热的测定
测量仪器：量热计
测量原理：
在反应前后,如果环境的温度没有变化，则反应放出的热量就会使体系的温度升高，这时可以根据测得的体系的温度变化和有关物质的比热容等来计算反应热。
保温杯式量热计
Q=cm△t
计算公式：
一 反应热及其测定
【实验探究】中和反应反应热的测定
材料名称 导热系数（W/mK）
玻璃 0.12
铁 80
银 429
铜 401
泡沫塑料 0.045
纸板 0.06～0.14
木屑 0.05
思考：为了提高测定的准确度，可以采取哪些措施，使用哪些材料来制作量热计？
1、实验装置
一 反应热及其测定
【实验探究】中和反应反应热的测定
1)使用绝热装置，减少热量向环境传递。
2)使用温度计测量反应前后体系温度的变化。
3)使用玻璃搅拌器，保证反应物混合均匀。
1、实验装置
一 反应热及其测定
【实验探究】中和反应反应热的测定
2、实验试剂
【思考】实验中所用HCl和NaOH的物质的量比为何不是1∶1而是NaOH稍过量？
为了保证盐酸完全被中和，需要采用稍过量的NaOH溶液。
0.5mol/L
的稀盐酸
0.55mol/L
的NaOH溶液
H+(aq)+OH- (aq) H2O(l)
50mL
50mL
一 反应热及其测定
【实验探究】中和反应反应热的测定
3、数据收集
重复三次实验，减少实验误差
酸碱混合充分反应后体系最高温度t2
反应前酸、碱的温度，取平均值t1
一 反应热及其测定
【实验探究】中和反应反应热的测定
4、数据处理
热量的计算公式：Q = cmΔt
m：反应混合液的总质量
50mL 0.5mol/L盐酸的质量 m1=50g
50mL 0.55mol/L NaOH溶液的质量 m2=50g
m=m1+m2=100g
c：反应混合液的比热容 c = 4.18×10-3kJ/(g·℃)。
Δt：三次测量所得温度差（t2-t1）的平均值
H+(aq)+OH- (aq) H2O(l)
0.025mol
0.025mol
0.418× Δt
1mol
Q(kJ)
大量实验测得，在25℃和101kPa下，强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol水时，放出57.3kJ的热量。
一 反应热及其测定
【实验探究】中和反应反应热的测定
5、误差分析
思考1：为了准确测出升高的温度，实验过程中已采取了哪些措施？
1.使用碎泡沫塑料、盖板等做隔热材料，减少热量损失;
2.使用玻璃搅拌棒匀速搅拌，保证反应完全;
3.混合两种反应物时动作迅速、操作规范；
4.重复三次实验，减少误差。
思考2：如何进一步改进本实验？
一 反应热及其测定
【实验探究】中和反应反应热的测定
6、实验改进
电动搅拌器
磁力搅拌器
电子温度计
温度传感器
正误判断
(1)浓硫酸与NaOH溶液反应生成1 mol H2O(l)，放出的热量为57.3 kJ( )
(2)同一中和反应的反应热与酸碱的用量有关( )
(3)中和反应反应热的测定实验中的玻璃搅拌器换成铜质搅拌器效果更好( )
(4)中和反应反应热的测定实验中，应将50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液分多次倒入小烧杯( )
(5)中和反应反应热的测定实验中，测定盐酸后的温度计没有冲洗干净，立即测NaOH溶液的温度( )
×
√
×
×
×
二 反应热与焓变
【思考】请从宏观角度思考，化学反应为什么会产生反应热？
因为化学反应前后体系的内能（符号为U）发生了变化。
内能（符号为U）：体系内物质各种能量的总和，受温度、压强和物质的聚集状态等影响。
能量越低，物质越稳定。
二 反应热与焓变
2、焓
用来描述物质所具有的能量的物理量。
①定义：
H
②符号：
③单位：
kJ·mol－1 或 kJ/mol
物质的焓与内能有关，不同的物质所具有的能量不同，其焓也不同，一般用焓的变化来描述化学反应的反应热 。
④说明：
在科学研究和生产实践中，化学反应通常是在等压条件下进行的。为了描述等压条件下的反应热，科学上引入了一个与内能有关的物理量——焓。
二 反应热与焓变
2、焓
⑤影响因素
1、物质的量：
2、物质状态：
3、温度：
H(2mol H2O) > H(1mol H2O)
1mol H2O，H(g)>H(l)>H(s)
升高温度，焓增大。
提示：焓是物质固有的性质，焓的绝对数值无法确定，只能判断相对大小；但焓变可以直接测量。
二 反应热与焓变
3、焓变
生成物的总焓与反应物的总焓之差。
①定义：
②符号：△H
③单位：kJ·mol－1 或 kJ/mol
④数学表达式：ΔH＝
表示1 mol 反应的焓变！
H(生成物) - H(反应物)
1、研究表明，在等温等压条件下进行的化学反应，其反应热等于反应的焓变，用符号△H表示。
2、焓变不为0；焓变只与反应物和生成物的能量有关，与反应途径无关。
二 反应热与焓变
从宏观角度分析化学反应中的能量变化
反应物
反应过程
焓 (H)
Δ H ＜ 0
生成物
反应物
反应过程
焓 (H)
Δ H ＞ 0
生成物
△H为“-”，即△H<0，
反应体系对环境放热，焓减小
△H为“+”，即△H>0，
反应体系从环境吸热，焓增加
ΔH＝H(生成物)－H(反应物)
★
书本p7 实例分析
练一练
例1 下图表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。
据此判断下列说法中正确的是
A.石墨转变为金刚石是吸热反应
B.白磷比红磷稳定
C.S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1 S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2　则ΔH1>ΔH2
D.CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH>0
√
二 反应热与焓变
ΔH＝H(生成物)－H(反应物)
化
学
反
应
反应物
旧化学键断裂
生成物
新化学键形成
物质变化
能量变化
吸收能量
释放能量
差值即为焓变
宏观角度
微观角度
二 反应热与焓变
从微观角度分析化学反应中的能量变化
反应物
反应过程
焓 (H)
Δ H ＜ 0
生成物
放热反应
反应物断键时吸收的总能量＜生成物成键时放出的总能量
ΔH＝E(断键吸收)－E(成键放出)
★
反应物总键能＜生成物总键能
从微观角度分析化学反应中的能量变化
H
H
H
H
436 kJ·mol－1
243 kJ·mol－1
431 kJ·mol－1
431 kJ·mol－1
能量
键断裂
键断裂
键形成
键形成
＋
＋
能量
H
H
能量
能量
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
H2(g)＋Cl2(g) = 2HCl(g) 的反应热ΔH＝ 。
二 反应热与焓变
宏观角度
微观角度
Δ H = H (生成物) – H (反应物)
Δ H = 反应物的总键能 – 生成物的总键能
Δ H<0 放热反应 ； Δ H>0 吸热反应
练一练
1．工业上由CO2和H2合成气态甲醇的反应为
ΔH。有关化学键的键能如下表：
化学键 C=O C—O O—H H—H C—H
键能/(kJ·mol-1) 745 343 463 436 414
则ΔH为
A．167 kJ·mol-1 B．176 kJ·mol-1 C．-176k kJ·mol-1 D．-167 kJ·mol-1
1．C
【详解】根据焓变=反应物键能之和 生成物键能之和，
ΔH=2×745+3×436－3×414－343－463－2×463=176kJ·mol -1，故选C。
2．B
【详解】A．2C(s)+2O2(g)=2CO2(g)为2molC完全燃烧生成CO2，2C(s)+O2(g)=2CO(g)为2molC不完全燃烧生成CO，完全燃烧放出的热量更多，因此ΔH1﹤ΔH2，A错误；
B．物质含有的能量越低，物质的稳定性就越强。金刚石转化为石墨放出能量，说明等物质的量的金刚石的能量比石墨高，即石墨比金刚石更稳定，B正确；
C．合成氨反应是可逆反应，N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H=-92.4kJ/mol，将1.5molH2和过量的N2在此条件下充分反应，不能生成1molNH3，故放出热量小于46.2 kJ，C错误；
D．生成BaSO4沉淀时伴随额外热效应，H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2O(1)的ΔH不等于单纯两倍的中和热，D错误；
故选B。

展开更多......

收起↑