资源简介

(共27张PPT)
第一章
化学反应的热效应
第一章 化学反应的热效应
章末整合与提升
【交流讨论】用图示表示化学反应过程及能量变化的原因。
a.从物质所具有的焓角度分析,焓变(ΔH)为生成物的焓与反应物的焓之差:ΔH= 　　　　　　　　　　。
b.从化学键角度分析,焓变为反应物的键能和与生成物的键能和之差:ΔH=ΔE(　　 　)-ΔE(　 )= 　　　-　　　(用图中的符号填空)。
H(生成物)-H(反应物)
反应物
生成物
a
b
主题1:化学反应中能量变化的主要原因和表现形式
1. 化学反应中能量变化的原因：
(1)当反应物中化学键的断裂所吸收的能量大于形成生成物中的化学键所释放的能量时，该反应就要吸收能量；反之，该化学反应就会释放能量。
(2)当反应物的总能量大于生成物的总能量，该化学反应就会放出能量； 当生成物的总能量大于反应物的总能量，该化学反应就会吸收能量。
因此，一个化学反应是吸收能量还是放出能量，取决于反应物的总能量和生成物的总能量的相对大小，它与物质结构中的化学键的关系密切。
主题1:化学反应中能量变化的主要原因和表现形式
2．化学反应热与反应条件无必然关系：
(1)放热反应往往也需要加热。
(2)吸热反应常温下也能自发进行。
一个反应能否自发进行，主要看在通常环境下是否能达到该反应发生的条件。因此，不能根据反应条件判断一个反应是放热反应还是吸热反应。
3．化学反应热与物质的稳定性关系：
化学反应热与物质的稳定性：物质的能量越低，该物质越稳定；物质的能量越高，该物质越不稳定。即A→B，ΔH<0，A具有的能量高于B，B的稳定性强于A。
主题1:化学反应中能量变化的主要原因和表现形式
4. 图像在化学反应能量变化中的应用
【交流讨论】
根据下图(能量变化关系图)判断吸、放热反应
①A→B：ΔH＞0；属于吸热反应。
②B→C：ΔH＜0；属于放热反应。
主题1:化学反应中能量变化的主要原因和表现形式
5.常见的吸热反应和放热反应
常见的吸热、放热过程
放热过程:放热反应;稀释浓硫酸;氢氧化钠固体溶于水等。
吸热过程:吸热反应;铵盐溶于水等。
放热反应(ΔH<0) 吸热反应(ΔH>0)
　①可燃物的燃烧; 　②酸碱中和反应; 　③大多数化合反应; 　④金属跟酸的置换反应; 　⑤物质的缓慢氧化等 　①大多数分解反应;
　②盐类的水解;
　③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应;
　④碳和水蒸气、C和CO2的反应等
主题1:化学反应中能量变化的主要原因和表现形式
【例题分析】
1.利用含碳化合物合成燃料是解决能源危机的重要方法，已知CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)反应过程中的能量变化情况如图所示，曲线Ⅰ和曲线Ⅱ分别表示不使用催化剂和使用催化剂的两种情况。下列判断正确的是(　　)
A．该反应物ΔH＝＋91 kJ·mol－1
B．加入催化剂，该反应的ΔH变小
C．反应物的总能量大于生成物的总能量
D．如果该反应生成液态CH3OH，则ΔH增大
C
解析：根据图示，该反应反应物的总能量大于生成物的总能量，是放热反应；加入催化剂对反应热无影响；生成液态CH3OH时释放出的热量更多，ΔH更小。
主题1:化学反应中能量变化的主要原因和表现形式
【交流讨论】焓变、反应热、燃烧热、中和热基本概念如何理解？有哪些区别？
焓变 反应热 燃烧热 中和热
含义
联系 区别
生成物与反应物的焓值差
化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量
在101 kPa时，l mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量
在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成1mol 水所放出的热量
在等压条件下进，如果反应中物质的能量变化全部转化为热能，则该反应的反应热就为焓变
都是反应热，都是放热反应，△H<0
不同含义两个的概念
1mol燃烧物
生成1mol水，是固定值
主题1:化学反应的热效应
①测定中和热使用的若是强酸、强碱的稀溶液
(即反应满足H+(aq) + OH-(aq) =H2O(l))，则生成1molH2O放出的热量为定57.3kJ。
一、中和热
(1)定义：在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1mol 液态水和可溶性盐时所释放的热量。
(2)注意事项：
②测定中和热使用的若是弱酸、弱碱的稀溶液，由于弱酸、弱碱在电离时会吸热，所以生成1molH2O放热小于57.3kJ。
③测定中和热使用的若是酸、碱的浓溶液，由于酸、碱的浓溶液在稀释时会放热，所以生成1molH2O放热大于57.3kJ。
主题1:化学反应的热效应
二、燃烧热：
1.概念: 101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量。
①研究条件:
②反应物及其物质的量:
③反应程度:
④生成物:
⑤燃烧热与物质的多少无关，只与物质的种类有关
⑥符号: 单位:
101kPa
指定产物，没有特别说明，一般是在氧气中进行，且产物为稳定氧化物
如:C→CO2，H→H2O(l)，S→SO2等。
【注意事项】
纯物质 1mol(以燃烧1mol纯物质为标准来配平)
完全燃烧
△H<0
kJ/mol
主题1:化学反应的热效应
【例题分析】
写出下列反应热化学方程式:
(1)1 mol硫酸和氢氧化钠溶液反应放出114.6 kJ热量,写出表示中和热的热化学式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。


主题1:化学反应的热效应
【例题分析】
写出下列反应热化学方程式:
(2)0.5 mol C2H5OH(l)完全燃烧放出683.4 kJ热量,写出表示C2H5OH燃烧热的热化学方程式
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=-1 366.8 kJ·mol-1
[解析] (2)C2H5OH燃烧热为1 mol C2H5OH完全燃烧生成指定产物时释放的能量,为1 366.8 kJ·mol-1,燃烧热的热化学方程式为C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=-1 366.8 kJ·mol-1;
主题1:化学反应的热效应
思考：中和热的测定原理、装置图是怎样的？
中和热的测定：
①测定原理：
式中：c=4.18 J·(g·℃)-1=4.18×10-3 kJ·(g·℃)-1；n为生成H2O的物质的量。
②实验装置如图：
③实验时不能用铜丝搅拌器代替玻璃搅拌器的理由是铜丝导热性好,比用玻璃搅拌器误差大。
(4)实验结论
在稀溶液中,强酸和强碱发生中和反应生成1 mol H2O(l)时放出57.3 kJ的热量。
主题1:化学反应的热效应
【交流讨论】书写或进行热化学方程式正误的判断要注意哪些问题？
[归纳总结] 判断热化学方程式正误的“五审”
一审“+”“-”——放热反应ΔH一定为“-”,吸热反应ΔH一定为“+”。
二审单位——单位一定为“kJ·mol-1”,易错写成“kJ”或漏写。
三审状态——物质的状态必须正确,特别是溶液中的反应易写错。
四审数值——反应热的数值必须与方程式中的化学计量数相对应,即ΔH与化学计量数成正比。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。
五审是否符合概念——如燃烧热(燃料的化学计量数为1,生成指定产物)、中和热(H2O的化学计量数为1)的热化学方程式。
主题3:热化学方程式的书写
【例题分析】
2.下列热化学方程式或叙述正确的是(　　)
A.1 mol液态肼在足量氧气中完全燃烧生成水蒸气，放出642 kJ的热量：
N2H4(l)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝＋642 kJ·mol－1
B.12 g石墨转化为CO时，放出110.5 kJ的热量：
2C(石墨，s)＋O2(g)=2CO(g)　ΔH＝－110.5 kJ·mol－1
C.已知：H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(l)　ΔH＝－286 kJ·mol－1，则：2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g) 的ΔH＝＋572 kJ·mol－1
D.已知N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，则在一定条件下向密闭容器中充入0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)充分反应放出46.2 kJ的热量
C
【解析】合成氨的反应是可逆反应，反应不能进行到底。
主题3:热化学方程式的书写
【交流讨论】书写热化学方程式的方法及应注意的问题。
[归纳总结] 书写热化学方程式的“五步”
一写方程式——写出配平的化学方程式。
二标状态——用s、l、g、aq标明物质的聚集状态。
三标条件——标明反应的温度和压强(101 kPa、25 ℃时可不标注)。
四标ΔH——在方程式后写出ΔH,并根据信息注明ΔH的“+”或“-”。
五标数值——根据化学计量数计算并写出ΔH的值。
主题3:热化学方程式的书写
【例题分析】
3.写出下列反应的热化学方程式。
(1)SiH4是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和液态H2O。已知室温下2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ。SiH4自燃的热化学方程式为_______________________
(2)CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。在25 ℃、101 kPa下，已知该反应每消耗1 mol CuCl(s)，放热44.4 kJ，该反应的热化学方程式是___________________________
SiH4(g)＋2O2(g)=SiO2(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－1427.2 kJ·mol－1
4CuCl(s)＋O2(g)=2CuCl2(s)＋2CuO(s) ΔH＝－177.6 kJ·mol－1
主题3:热化学方程式的书写



主题3:热化学方程式的书写
【例题分析】
3.写出下列反应的热化学方程式。
(3)已知断开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键需要的能量分别是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为_________________________
(4)已知化学反应A2(g)＋B2(g)=2AB(g)的能量变化
如图所示，请写出该反应的热化学方程式：______________________________________________________________
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol－1
A2(g)＋B2(g)=2AB(g) ΔH＝＋(a－b) kJ·mol－1
主题3:热化学方程式的书写
【交流讨论】反应热可以分为多种，如燃烧热、中和热，在计算反应热时用到的方法都有哪些呢？
【思考】根据键能计算反应热的方法？
△H=反应物键能和－生成物键能和
△H= a－b kJ/mol
＋为吸热，－为放热
主题4:反应热的计算与比较
【交流讨论】如何比较反应热大小？
1.比较“反应热”或ΔH的大小时，必须带“＋”“－”符号；比较“燃烧热”“中和热”时，只需比较数值大小即可。
2.参加反应的物质的量不同，则反应热的数值也会发生相应的变化
3.对于可逆反应，如3H2(g)＋N2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，是指生成2 mol NH3时放出92.4 kJ的热量。
4.同一反应中物质的聚集状态不同，反应热数值大小也不同。例如，S(g)＋O2(g)=O2(g)　ΔH1＝－Q1 kJ·mol－1；S(s)＋O2(g)=SO2(g)　ΔH2＝－Q2 kJ·mol－1Q1＞Q2、ΔH1＜ΔH2。
5.中和热为稀溶液中强酸和强碱生成1 mol H2O时的反应热。若酸为浓硫酸时，由于浓硫酸溶解放热，此时生成1 mol H2O放出热量大于57.3 kJ。若为弱酸或弱碱时，因为电离过程吸热，此时生成1 mol H2O放出的热量小于57.3 kJ。
主题4:反应热的计算与比较
反应热大小的比较
看物质状态 物质的气、液、固三态的变化与反应热关系：
看ΔH 的符号 比较反应热大小时不要只比较ΔH数值的大小，还要考虑其符号
看化学计量数 当反应物和生成物的状态相同时，化学计量数越大，放热反应的
ΔH越小，吸热反应的ΔH越大
看反应程度 对于可逆反应，参加反应的物质的量和状态相同时，反应的程度
越大，热量变化越大
主题4:反应热的计算与比较
【例题分析】
4.已知：CO2(g)＋C(s)=2CO(g)　ΔH1
C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)　ΔH2
CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)　ΔH3
CuO(s)＋CO(g)=Cu(s)＋CO2(g)　ΔH4
2CuO(s)＋C(s)=2Cu(s)＋CO2(g)　ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断中不正确的是(　　)
A.ΔH1＞0 B.ΔH2＞0
C.ΔH2＜ΔH3 D.ΔH5＝2ΔH4＋ΔH1
C
【解析】将以上方程式依次编号为①②③④⑤，②－③＝①，则ΔH2－ΔH3＝ΔH1＞0，故ΔH2＞ΔH3，④×2＋①=⑤，ΔH5＝2ΔH4＋ΔH1
主题4:反应热的计算与比较
【交流讨论】利用盖斯定律计算要注意哪些问题？
1.要明确所求反应的始态和终态、各物质的化学计量数及反应的吸、放热情况。
2.将一个热化学方程式逆向书写时,ΔH的符号也随之改变,但绝对值不变。
[归纳总结] 利用盖斯定律书写热化学方程式的思维模型
先确定待求的化学反应方程式 找出待求热化学方程式中各物质在已知热化学方程式中的位置 根据待求热化学方程式中各物质的化学计量数和位置对已知热化学方程式进行处理,得到变形后的新热化学方程式 将新得到的热化学方程式进行加减(反应热也需要相应加减) 计算反应热或写出待求的热化学方程式。
主题5:盖斯定律及应用
【例题分析】
5.氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题：
SiHCl3在催化剂作用下发生反应：
2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)　ΔH1＝48 kJ·mol－1
3SiH2Cl2(g)=SiH4(g)＋2SiHCl3(g)　ΔH2＝－30 kJ·mol－1
则反应4SiHCl3(g)=SiH4(g)＋3SiCl4(g)的ΔH为_+____kJ·mol－1。
【解析】将题给两个热化学方程式依次编号为①、②，根据盖斯定律，由①×3＋②可得：4SiHCl3(g)=SiH4(g)＋3SiCl4(g)，则有ΔH＝3ΔH1＋ΔH2＝3×48 kJ·mol－1＋(－30 kJ·mol－1)＝114 kJ·mol－1
114
主题5:盖斯定律及应用
课堂小结
Thank you for watching

展开更多......

收起↑