化学反应中的热效应

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,化学反应中的热效应,化学反应过程中,所吸收或放出的热量称为化学反应的热效应。,常见的放热反应： 所有的燃烧反应,所有的中和反应,活泼金属与水、酸的反应,多数的化合反应,以下特殊的化合反应是吸热反应：,C+CO,2,2CO H,2,+I,2,2HI,N,2,+O,2,2NO,放电,C+H,2,O（g） CO+H,2,高温,常见的吸热反应：,所有的电离过程,所有的水解反应,多数的分解反应,Ba(OH),2,+2NH,4,Cl BaCl,2,+2NH,3,+2H,2,O,Ba(OH),2,8H,2,O+2NH,4,Cl BaCl,2,+2NH,3,+10H,2,O,反应中能量的变化我们称为焓变,一、焓变,1、概念：在恒温、恒压下，化学反应过程中吸,收或放出的热量称为反应的焓变。,2、符号：,H,单位：,kJ/mol,3、,规定,放热： ,H0,吸热: ,H0 Q0 E,生总能量,E,反总能量,放热反应: ,H,E,生总能量,化学反应过程中为什么会有能量的变化呢?,化学反应本质上是分子中的旧键断裂形成原子,原子间重新组合形成新键,进而形成新的分子的,过程.旧键的断裂会吸收热量,而新键的形成会放,出热量,反应是放出还是吸收能量取决于两者之,间的相对大小.,化学反应中,化学键的断裂和形成是反应过程中,有能量变化的本质原因。,H=E,反总键能,-,E,生总键能,第5页的问题解决,1、下列说法中正确的是（ ）,A,需要加热方能发生的反应一定是吸热反应,B,放热的反应在常温下一定很容易发生,C,反应是放热还是吸热必须看反应物和生,成物所具有的总能量的相对大小,D,吸热反应在加热条件下才能发生,C,2.,下列叙述中正确的是( ),A.,在稀溶液中1,mol,酸和1,mol,碱完全反应所,放出的热量,叫做中和热,B.,在101,kPa,时1,mol,物质燃烧时的反应热叫,做该物质的标准燃烧热,C.,热化学方程式中,各物质前的化学计量数,不表示分子个数,D.,如果反应物所具有的总能量小于生成物所,具有的总能量,则发生的反应是放热反应。,C,3下列反应属于吸热反应的是 ( ),A. C,6,H,12,O,6,(,葡萄糖,aq)+6O,2,6CO,2,+6H,2,O,B. CH,3,COOH+KOH CH,3,COOK+H,2,O,C. A+B C+D； HQ,1,的是,A,2H,2,(g)+O,2,(g)2H,2,O(g)， H,1,= - Q,1,kJmol,-1,；,2H,2,(g)+O,2,(g)2H,2,O(l)，H,2,= - Q,2,kJmol,-1,；,B,S(g)+O,2,(g)SO,2,(g)， H,1,= - Q,1,kJmol,-1,；,S(s)+O,2,(g)SO,2,(g)， H,2,= - Q,2,kJmol,-1,；,C,C(s)+ O,2,(g)CO(g)， H,1,= - Q,1,kJmol,-1,；,C(s)+O,2,(g)CO,2,(g)， H,2,= - Q,2,kJmol,-1,；,D,H,2,(g)+Cl,2,(g)2HCl(g)， H,1,= - Q,1,kJmol,-1,；,H,2,(g)+ Cl,2,(g)HCl(g)，H,2,= - Q,2,kJmol,-1,1,2,1,2,1,2,高,低,物质所具有的总能量,2,A (g) + B(g),2,C (g),5.,分析右面的能量变化示意图，下列热化学方程式正确的是 ( ),A.2A（g）+ B(g)=2C（g）；,H=a（a0）,B.2A（g）+ B(g)=2C（g）；,H=a（a0）,C.2A + B=2 C；,H=a（a0）,D.2C=2A +B；,H=a（a0）,B,6、化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成（或拆开）1,mol,化学键时释放（或吸收）出的能量。已知白磷和,P,4,O,6,的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能（,kJmol,1,）：PP：198 PO：360 O=O：498,则反应,P,4,（,白磷）+3,O,2,= P,4,O,6,的反应热,H,为 （ ）,A-1638 kJmol,1,B+1638 kJmol,1,C-126 kJmol,1,D+126 kJmol,1,A,反应热的测量与计算,获得化学反应热的主要途径:,1、实验直接测定,2、间接计算获得,（1）根据盖斯定律计算,（2）根据公式,H=E,反总键能,-,E,生总键能,计算,根据第6页中的“活动与探究”思考：,1、测定反应热时，量热计直接测定的数据是,焓变吗？如果不是直接测定的是什么？,2、实验中的反应原理是什么？,3、要获得比较精确的数据，该实验应该注意,什么问题？,一、反应热的测定,1、量热计直接测定的是体系的温度变化,2、,HCl,与,NaOH,反应的反应热测定原理：,HCl(aq)+ NaOH (aq) NaCl (aq) +H,2,O (l) H=-akJmol,-1,1,mol 1mol -akJ,0.025mol 0.025mol,-bkJ,由实验可以测定出,b,值，然后便可换算出,a,中和热：在稀溶液中，酸和碱发生中和反应生,成1,mol,水时所放出的热量,强酸与强碱的反应中和热都是57.3,kJmol,-1,H,+,(aq)+ OH,-,(aq) H,2,O (l) H=-,57.3,kJmol,-1,由于电离过程是吸热的,而弱酸、弱碱都较难电离，,所以，,强酸与弱碱、强碱与弱酸、弱酸与弱碱反,应生成1,mol,水时所放出的热量都小于57.3,kJ。,3、测定反应热时一定要采取较好的绝热措施，,动作要快，以减小实验误差。,强酸和强碱在稀溶液中的中和热可表示为:,H,+,(aq)+OH,-,(aq)=H,2,O(l) H= -57.3k kJmol,1,，,又知道溶液中的反应有：,CH,3,COOH(aq)+NaOH(aq)=CH,3,COONa(aq)+H,2,O(l),H=-Q,1,kJmol,1,1/2,H,2,SO,4,(,浓)+,NaOH(aq)=1/2Na,2,SO,4,(aq)+H,2,O(l) H= -Q,2,kJmol,1,HNO,3,(aq)+KOH(aq)=KNO,3,（aq）+H,2,O(l) H= -Q,3,kJmol,1,，,则,Q,1,、Q,2,、Q,3,的关系正确的是 ( ),Q,1,= Q,2,= Q,3,B.Q,2, Q,1, Q,3,C. Q,2, Q,3, Q,1,D. Q,2,= Q,3, Q,1,C,二、盖斯定律,1、概念：一个化学反应，不论是一步完成，还是,分步完成，其总的热效应是完全相同的。,盖斯定律表明：一个化学反应的焓变仅与反应,的起始状态和反应的最终状态有关，而与反应,的途径无关。,2、计算,（1）若一个反应的焓变,H=a,kJmol,1,，,则其逆反,应的焓变,H=-a,kJmol,1,（2）若一个化学反应方程式可由另外几个反应,的化学方程式相加减而得到，则该反应的,焓变亦可以由这几个反应的焓变相加减而,得到。,第8页的例二,第8页的问题解决,1,、已知,25,、,101kPa,下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：,C(,石墨,) + O,2,(g),CO,2,(g),；,H=,393.51kJ mol-1C(,金刚石,) + O,2,(g),CO,2,(g),；,H=,395.41kJ mol-1,据此判断，下列说法中正确的是 （ ）,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,、已知胆矾溶于水时溶液温度降低,室温下将,1mol,无水硫酸铜制成溶液时放出热量为,Q,1,kJ,又知胆矾分解的热化学方程式为,CuSO,4,5H,2,O(s) CuSO,4,(s)+5H,2,O(l),；,H=+Q,2,kJmol,1,则,Q,1,、,Q,2,的关系为,( ),A.Q,1,Q,2,C.Q,1,=Q,2,D.,无法确定,A,能源的充分利用,1,、你所了解的传统能源有哪些？新能源又有哪些？,传统能源；煤、石油、天然气、热力、电力等,新能源：太阳能、核能、风能、生物质能、地,热能、海洋能、氢能、天然气水合物,等,能源,2,、能源又可以分为一次能源和二次能源。一次能源,是指直接取自自然界，没有加工转换的各种能量,和资源；二次能源是指由一次能源经过加工转换,后得到的能源。根据这种分类法，请将上面提到,的能源重新分类？,一次能源；煤、石油、天然气、太阳能、核能,风能、生物质能、地热能、海洋能,二次能源：氢能、天然气水合物 、热力、电力,能源,思考：在许多场合将煤块直接燃烧，这种燃烧方式,存在什么缺陷？,采用这种方式燃烧煤，煤与空气的接触面积不够，,内部煤的燃烧效率偏低，浪费了能源。另外，直接,燃烧煤会使其中的硫转化为二氧化硫，引起大气的,污染。,有哪些可以提高煤的燃烧效率的方法吗？,目前常用的方法主要有三种：,（,1,）将煤制成蜂窝状，以增加与空气的接触面积,（,2,）通过一定的方法将煤转化为液体燃料（如甲醇）,（,3,）通过一定的方法将煤转化为气体燃料（如煤气）,完成第,9,页的“交流与讨论”，提出你的观点。,虽然将煤转化为水煤气再燃烧与直接燃烧煤所获得,的能量是一样的，而且将煤转化为水煤气会增加消,耗。但将煤转化为水煤气至少有两个优点：,一是将固体煤转化为气体，极大地提高了燃烧效率；,二是通过转化除去了硫，避免了,SO,2,气体的产生。,除了将煤制成蜂窝状外，日常生活中还常采用,如下措施节能：,（,1,）在农村燃烧秸秆时，常使用鼓风机（或,风箱），通过鼓入足量的空气，使秸秆,充分燃烧,（,2,）在使用煤气或天然气作燃料时，常通过,调节煤气的进风口，通入足量的空气，,保证气体的充分燃烧,思考：如果在燃料燃烧时通入过量的空气，对,充分利用能源有没有影响？,通入过量的空气，会导致空气带走过多的,热量，使燃料的利用效率下降。,在生产和生活中，还需要充分利用燃料燃烧所放,出的热量，例如：火力发电厂会产生大量的余热，,电厂的附近常建有一些其他工厂（如水泥厂）用,电厂的余热进行生产。,由于传统能源逐渐枯竭，因此，开发新能源显得,十分重要。氢能是一种重要的新能源，请讨论下,列问题；,1,、根据第,9,页表,13,计算,H,2,、,CH,4,及,C,2,H,2,的热值,2,、讨论,H,2,作为能源有何优点，目前在利用氢能,方面主要存在什么问题？,1,、,H,2,、,CH,4,及,C,2,H,2,的热值分别为,142.9kJg,-1,、,55.6kJg,-1,、,50kJg,-1,。,说明,H,2,作为能源具有热值高的特点。另外，,用,H,2,作为能源还具有无污染的特点。,2,、目前在应用氢能方面最重要的问题是,H,2,的,制取。,点燃,天然气和液化石油气（主要成分为,C3C5,的烷烃）,燃烧的化学方程式分别为：,CH,4,+ 2O,2,CO,2,+ 2H,2,O,，,C,3,H,8,+ 5O,2,CO,2,+4H,2,O,现有一套以天然气为燃料的灶具，今改用液化石,油气，应采取的正确措施是 （ ）,A.,增大空气进入量或减小石油气进入量,B.,增大空气进入量或增大石油气进入量,C.,减小空气进入量或减小石油气进入量,D.,减小空气进入量或增大石油气进入量,点燃,A,已知：,化学键,SiCl,HH,HCl,SiSi,键能,/ kJmol,1,360,436,431,176,工业上高纯硅可通过下列反应制取：,SiCl,4,(g) + 2H,2,(g) Si(s) + 4HCl(g),该反应的反应热,H = _ kJmol,1,高温,236,作业：,1,、在,100g,碳不完全燃烧所得的气体中，,CO,占,1/3,体积，,CO,2,占,2/3,体积，且,C(s)+1/2O,2,(g)=CO(g) H =-110.35 kJmol,1,CO(g)+1/2O,2,(g)=CO,2,(g) H =-282.57 kJmol,1,与这些碳完全燃烧相比，损失的热量是多少？,2,、,已知下面热化学方程式：,CH,4,(g)+2O,2,(g)=CO,2,(g)+2H,2,O(l),H= -890.36 kJmol,1,H,2,(g)+1/2O,2,(g)= H,2,O(g),H= -241.8 kJmol,1,H,2,(g)+1/2O,2,(g)= H,2,O(l),H= -285.8k kJmol,1,常温下取体积比为,4:1,的甲烷和氢气的混合气体,11.2L,(,标准状况下,),，在,101kPa,下经完全燃烧后恢复至常温，,求放出的热量。,3,、,已知两个热化学方程式：,2H,2,(g)+O,2,(g)=2H,2,O(l) H,1,=-571.5 kJmol,1,C,3,H,8,(g)+5O,2,(g)=3CO,2,(g)+4H,2,O(l) H,2,=-2220 kJmol,1,实验测得氢气和丙烷的混合气体共,5 mol,完全燃烧时共,放热,3847kJ,，则混合气体中氢气和丙烷的体积比为多,少？,50ml0.50molL,-1,盐酸与,50mL0.55molL,-1,NaOH,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，图中伤缺少的一种玻璃仪器,是,。,（,2,）烧杯间填满碎纸条的作用是,。,。,（,3,）若大烧杯上不盖硬纸板，求得的中和热数值,（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。,（,4,）实验中改用,60mL0.50molL,-1,盐酸跟,50mL0.55molL,-1,NaOH,溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量,（填“相等”或“不相等”），所求中和热,（填“相等”或“不相等”），简述理由：,（,5,）用相同浓度和体积的氨水代替,NaOH,溶液进行上述实验，测得的中和热数值会,；用,50mL0.50mol/LNaOH,溶液进行上述实验，测得的中和热数值会,（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。,