化学反应中的热效应.ppt

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 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 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 mol3 规定放热 H0吸热 H 0Q 0 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与生成物的总能量的相对大小 H E生总能量 E反总能量吸热反应 H 0E生总能量 E反总能量放热反应 HE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 二 热化学方程式与化学方程式的差别 1 H只用在热化学方程式中 并写在右边 4 与参加反应的物质的物质的量有关 同一化学反应中 热化学方程式中物质的化学计量数不同 H也不同 化学计量数加倍 H也要加倍 3 热化学方程式中的化学计量数可以是整数 也可以是分数 2 热化学方程式中必须注明物质的聚集状态气态 g 液态 l 固态 s 5 书写热化学方程式时应注明反应的温度和压强 如果不注明温度和压强 则表示是在250C 101KPa条件下的反应热 第3页的交流与讨论 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 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 1mol1mol akJ0 025mol0 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1mol水时所放出的热量 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1mol水时所放出的热量都小于57 3kJ 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 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 第7页例题 2 计算 1 若一个反应的焓变 H akJ mol 1 则其逆反应的焓变 H akJ mol 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页的问题解决 强酸和强碱在稀溶液中的中和热可表示为 H aq OH aq H2O l H 57 3kkJ mol 1 又知道溶液中的反应有 CH3COOH aq NaOH aq CH3COONa aq H2O l H Q1kJ mol 1H2SO4 浓 2NaOH aq Na2SO4 aq 2H2O l H Q2kJ mol 1HNO3 aq KOH aq KNO3 aq H2O l H Q3kJ mol 1 则Q1 Q2 Q3的关系正确的是 Q1 Q2 Q3B Q2 Q1 Q3C Q2 Q3 Q1D Q2 Q3 Q1 C 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 O2 g CO2 g H 393 51kJ mol 1C 金刚石 O2 g CO2 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 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 吸热反应在一定的条件下也能发生 C 3 下列反应属于吸热反应的是 A C6H12O6 葡萄糖aq 6O26CO2 6H2OB CH3COOH KOHCH3COOK H2OC A BC D H 0D 破坏生成物全部化学键所需能量小于破坏反应物全部化学键所需能量 酶 D AC 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 a 0 B 2A g B g 2C g H a a 0 C 2A B 2C H a a 0 D 2C 2A B H a a 0 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 1mol化学键时释放 或吸收 出的能量 已知白磷和P4O6的分子结构如图所示 现提供以下化学键的键能 kJ mol 1 P P 198P O 360O O 498则反应P4 白磷 3O2 P4O6的反应热 H为 A 1638kJ mol 1B 1638kJ mol 1C 126kJ mol 1D 126kJ mol 1 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 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 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SO2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1 3计算H2 CH4及C2H2的热值2 讨论H2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 H2 CH4及C2H2的热值分别为142 9kJ g 1 55 6kJ g 1 50kJ g 1 说明H2作为能源具有热值高的特点 另外 用H2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H2的制取 A 已知 236 作业 1 在100g碳不完全燃烧所得的气体中 CO占1 3体积 CO2占2 3体积 且C s 1 2O2 g CO g H 110 35kJ mol 1CO g 1 2O2 g CO2 g H 282 57kJ mol 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 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l H 890 36kJ mol 1H2 g 1 2O2 g H2O g H 241 8kJ mol 1H2 g 1 2O2 g H2O l H 285 8kkJ mol 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 2H2 g O2 g 2H2O l H1 571 5kJ mol 1C3H8 g 5O2 g 3CO2 g 4H2O l H2 2220kJ mol 1实验测得氢气和丙烷的混合气体共5mol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 50mol L 1盐酸与50mL0 55mol L 1NaOH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 50mol L 1盐酸跟50mL0 55mol L 1NaOH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