1、會計學1 1.1化學反應的熱效應化學反應的熱效應PPT課件課件 1.放熱反應和吸熱反應的比較放熱反應和吸熱反應的比較 類型類型 比較比較 放熱反應放熱反應吸熱反應吸熱反應 定義定義有熱量放出的化學反應有熱量放出的化學反應吸收熱量的化學反應吸收熱量的化學反應 形成原因形成原因反應物具有的總能量大于生反應物具有的總能量大于生 成物具有的總能量成物具有的總能量 反應物具有的總能量小于生反應物具有的總能量小于生 成物具有的總能量成物具有的總能量 與化學鍵強弱與化學鍵強弱 關系關系 生成物分子成鍵時釋放出的生成物分子成鍵時釋放出的 總能量大于反應物分子斷裂總能量大于反應物分子斷裂 舊鍵時吸收的總能量舊鍵

2、時吸收的總能量 生成物分子成鍵時釋放出的生成物分子成鍵時釋放出的 總能量小于反應物分子斷裂總能量小于反應物分子斷裂 舊鍵時吸收的總能量舊鍵時吸收的總能量 2.圖像表示圖像表示能量能量 反應過程反應過程 反應物反應物 生成物生成物 吸熱反應吸熱反應 能量能量 反應過程反應過程 反應物反應物 生成物生成物 放熱反應放熱反應 第第1頁頁/共共25頁頁 一、化學反應的反應熱一、化學反應的反應熱 3.常見的放熱反應和吸熱反應常見的放熱反應和吸熱反應 常見的放熱反應常見的放熱反應 活潑金屬與水或酸的反應。如活潑金屬與水或酸的反應。如2Al+6HCl2AlCl3+3H2 酸堿中和反應。如酸堿中和反應。如2K

3、OH+H2SO4K2SO4+2H2O 燃燒反應。如燃燒反應。如C、CO、C2H5OH等到的燃燒等到的燃燒 多數(shù)化合反應。如多數(shù)化合反應。如Na2O+H2O 2NaOH，SO3+H2O=H2SO4 常見的吸熱反應常見的吸熱反應 多數(shù)分解反應，如多數(shù)分解反應，如CaCO3 CaO+CO2 2NH4Cl（s）+Ba(OH)28H2O （s）BaCl2+2NH3 +10H2O C(s)+H2O(g) CO+H2 CO2+C 2CO 高溫高溫 高溫高溫 高溫高溫 第第2頁頁/共共25頁頁 1.反應熱的相關概念反應熱的相關概念 一、化學反應的反應熱一、化學反應的反應熱 (二二)化學反應的反應熱及其測定化學

4、反應的反應熱及其測定 (1)反應熱的意義反應熱的意義:描述化學反應釋放或吸收熱量的物理量描述化學反應釋放或吸收熱量的物理量. (2)反應熱的定義反應熱的定義: 化學反應在一定溫度下進行時化學反應在一定溫度下進行時,反應所釋放或吸收的熱量反應所釋放或吸收的熱量. (3)反應熱的符號反應熱的符號: Q. 吸熱反應吸熱反應Q為正值為正值,放熱反應放熱反應Q為負值為負值. (4)反應熱的單位反應熱的單位: kJmol-1. 2.反應熱數(shù)據(jù)的實驗測定反應熱數(shù)據(jù)的實驗測定 (1)儀器儀器: 量熱計量熱計 (2)步驟步驟(以測定以測定HCl+NaOH=NaCl+H2O中和反應的反應熱為例中和反應的反應熱為例

5、): 向量熱計內(nèi)加入一定量的鹽酸向量熱計內(nèi)加入一定量的鹽酸,用溫度計測量初始溫度用溫度計測量初始溫度T1; 向量熱計中加入稍過量的向量熱計中加入稍過量的NaOH溶液溶液,充分反應充分反應,記錄體系的最高溫度記錄體系的最高溫度; 根據(jù)反應熱計算公式根據(jù)反應熱計算公式Q=-C(T2-T1)計算出反應熱計算出反應熱. (3) 若用若用KOH代替代替NaOH,HNO3代替代替HCl,當對應物質(zhì)的量相同時當對應物質(zhì)的量相同時,測定的反應熱相同測定的反應熱相同. (4)由此得出結論由此得出結論:對于強酸和強堿在溶液中發(fā)生的中和反應對于強酸和強堿在溶液中發(fā)生的中和反應,由于其實質(zhì)是由于其實質(zhì)是H+OH-=H

6、2O,當當H+和和OH-的物質(zhì)的量相同時的物質(zhì)的量相同時,若反應溫度又相同若反應溫度又相同,則反應熱相同則反應熱相同. 第第3頁頁/共共25頁頁 第第4頁頁/共共25頁頁 CD 第第5頁頁/共共25頁頁 AD 第第6頁頁/共共25頁頁 例例350mL 0.5mol/L鹽酸與鹽酸與50mL 0.55mol/LNaOH溶液在如圖所示的溶液在如圖所示的 裝置中進行中和反應裝置中進行中和反應.通過測定反應過程中放出的熱量可計算中和熱通過測定反應過程中放出的熱量可計算中和熱,回回 答下列問題答下列問題: (1)從實驗裝置上看從實驗裝置上看,圖中尚缺少的一種玻璃用品是圖中尚缺少的一種玻璃用品是 . (2)

7、燒杯間塞滿碎紙條的作用是燒杯間塞滿碎紙條的作用是 (3)大燒杯上如果不蓋硬紙板大燒杯上如果不蓋硬紙板,求得中和反應的反應熱數(shù)值將求得中和反應的反應熱數(shù)值將 (填填 “偏大偏大”、“偏小偏小”或或“無影響無影響”) (4)NaOH溶液的濃度大于溶液的濃度大于HCl溶液的濃度的作用是溶液的濃度的作用是 , 當室溫于當室溫于10時進行時進行,對實驗結果會造成較大誤差對實驗結果會造成較大誤差,原因是原因是 . 環(huán)形玻璃攪拌棒環(huán)形玻璃攪拌棒 減少實驗過程中的熱量損失減少實驗過程中的熱量損失 偏小偏小 確保鹽酸完全被中和確保鹽酸完全被中和 散熱較快散熱較快 碎紙屑碎紙屑 溫度計溫度計 硬紙板硬紙板 第第7

8、頁頁/共共25頁頁 二、化學反應的焓變二、化學反應的焓變 (一一)焓及焓變的定義焓及焓變的定義 1.焓：焓：物質(zhì)所具有的能量稱為焓（用物質(zhì)所具有的能量稱為焓（用H表示）。表示）。 注意：注意： 焓是一個物理量；焓是物質(zhì)固有的性質(zhì)，與密度相似。焓是一個物理量；焓是物質(zhì)固有的性質(zhì)，與密度相似。 2.焓變：焓變： 反應產(chǎn)物的總焓與反應物的總焓之差，稱為反應焓變。反應產(chǎn)物的總焓與反應物的總焓之差，稱為反應焓變。 3.焓變與吸熱反應、放熱反應的關系：焓變與吸熱反應、放熱反應的關系： 吸熱反應：吸熱反應：H0，即產(chǎn)物的焓，即產(chǎn)物的焓(產(chǎn)物具有的總能量產(chǎn)物具有的總能量)大于反應物的焓大于反應物的焓(反應物具

9、有的總能量反應物具有的總能量 )，當由反應物生成產(chǎn)物時，需吸收能量。，當由反應物生成產(chǎn)物時，需吸收能量。 放熱反應：放熱反應：H0，即產(chǎn)物的焓，即產(chǎn)物的焓(產(chǎn)物具有的總能量產(chǎn)物具有的總能量)小于反應物的焓小于反應物的焓(反應物具有的總能量反應物具有的總能量 )，當由反應物生成產(chǎn)物時，需釋放能量。，當由反應物生成產(chǎn)物時，需釋放能量。 4.等壓反應熱與焓變之間的關系：等壓反應熱與焓變之間的關系： 對于等壓條件下的化學反應，若只存在化學能與熱能之間的相互轉化，則該反應的反應熱等于焓變，表示為：對于等壓條件下的化學反應，若只存在化學能與熱能之間的相互轉化，則該反應的反應熱等于焓變，表示為：Qp=H。

10、(1)符號：符號：H (2)單位：單位：KJmol-1 (3)表達式：表達式： H=H（反應產(chǎn)物反應產(chǎn)物) H（反應物反應物） 第第8頁頁/共共25頁頁 當當H為為“”（ H0）時，為吸熱反應）時，為吸熱反應 第第9頁頁/共共25頁頁 二、化學反應的焓變二、化學反應的焓變 (二二)熱化學方程式熱化學方程式 1.熱化學方程式的定義：熱化學方程式的定義： 表示反應熱的化學方程式叫做熱化學方程式。表示反應熱的化學方程式叫做熱化學方程式。 2.熱化學方程式的意義：熱化學方程式的意義：不僅表示反應中物質(zhì)變化而且表示反應中的能量變化。不僅表示反應中物質(zhì)變化而且表示反應中的能量變化。 3.書寫熱化學方程式應

11、注意的問題：書寫熱化學方程式應注意的問題： (1)要注明反應物和生成物的聚集狀態(tài)。（一般不寫反應條件，不寫要注明反應物和生成物的聚集狀態(tài)。（一般不寫反應條件，不寫或或。）。） (2)要要注明反應的溫度和壓強注明反應的溫度和壓強。如不注明，即表示在。如不注明，即表示在101KPa和和25 。 (3)方程式中的計量數(shù)不表示分子個數(shù)，而是方程式中的計量數(shù)不表示分子個數(shù)，而是表示物質(zhì)的量表示物質(zhì)的量，可以是整數(shù)也可以是分數(shù)。相同物質(zhì)的化學反應，當化學計量數(shù)改變時，可以是整數(shù)也可以是分數(shù)。相同物質(zhì)的化學反應，當化學計量數(shù)改變時， H也同倍數(shù)改變。也同倍數(shù)改變。 (4)在熱化學方程式中要表明反應放出或吸收

12、的熱量的在熱化學方程式中要表明反應放出或吸收的熱量的數(shù)值和單位數(shù)值和單位，并用并用“；”將化學方程式與將化學方程式與 H 隔開隔開。放熱反應的為放熱反應的為“-”，吸熱反應的為，吸熱反應的為“+”，單位為，單位為J/mol或或kJ/mol。 示例：示例：C（石墨）（石墨）+O2（g）= CO2 （g） ； H = -393.5kJ/mol 示例：示例： H2（g） +Cl2（g）= 2HCl （g） ； H = -184.6kJ/mol 1/2H2（g） +1/2Cl2（g）= HCl （g） ； H = -92.3kJ/mol 說明說明:氣體用氣體用g表示表示,固體用固體用s表示表示;液體用

13、液體用l表示表示;溶液用溶液用aq表示表示 第第10頁頁/共共25頁頁 例例4已知已知298K時，由氫氣和氮氣反應生成時，由氫氣和氮氣反應生成1mol氨氣放熱氨氣放熱46.2kJ,將下列化將下列化 學方程式寫成熱化學方程式學方程式寫成熱化學方程式. (1)3/2H2+1/2N2=NH33/2H2(g)+1/2N2(g)=NH3(g); H=-46.2kJ/mol (2)3H2+N2=2NH32H2(g)+N2(g)=2NH3(g); H=-92.4kJ/mol (3) NH3=3/2H2+1/2N2NH3 (g) =3/2H2 (g) +1/2N2 (g) ; H=+46.2kJ/mol 第第

14、11頁頁/共共25頁頁 +3935 kJmol-1 第第12頁頁/共共25頁頁 例例5寫出下列反應的熱化學方程式寫出下列反應的熱化學方程式 (1)1molC2H5OH(l)完全燃燒生成完全燃燒生成CO2(g)和和H2O(l)放出放出1366.8kJ的熱量。的熱量。 (2)2molC2H2(g)在在O2(g)中完全燃燒生成中完全燃燒生成CO2(g)和和H2O(l)放出放出259.8kJ熱量。熱量。 (3)1molC(石墨石墨)與適量與適量H2O(g)反應生成反應生成CO(g)和和H2(g)，吸收，吸收131.3kJ熱量。熱量。 C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)；H

15、(298K)=-1366.8kJmol-1 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)；H(298K)=-259.8kJmol-1 C(s，石墨，石墨)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)；H(298K)=+131.3kJmol-1 第第13頁頁/共共25頁頁 _。 n213 gC2H2 (g)完全燃燒生成CO2 和H2O(l)時，放出650 kJ的熱量， 該反應的熱化學方程式 _ _。 第第14頁頁/共共25頁頁 第第15頁頁/共共25頁頁 三、蓋斯定律及反應焓變的計算三、蓋斯定律及反應焓變的計算 蓋斯定律：蓋斯定律：對于一個化學反應，無論是一步完成還是分幾步完成，其反

16、應對于一個化學反應，無論是一步完成還是分幾步完成，其反應 焓變是相同的焓變是相同的 H H1 H2 如如 H H H 或或H H H 說明：說明： ()蓋斯定律的含義為：化學反應的反應熱只與反應的始態(tài)（各反應物）和終態(tài)（各生成物）有關，而與反應進行的具體途徑無關蓋斯定律的含義為：化學反應的反應熱只與反應的始態(tài)（各反應物）和終態(tài)（各生成物）有關，而與反應進行的具體途徑無關 ()根據(jù)蓋斯定律，熱化學方程式可以直接相加減，焓變的數(shù)值隨之進行相加減根據(jù)蓋斯定律，熱化學方程式可以直接相加減，焓變的數(shù)值隨之進行相加減 ()利用蓋斯定律，可以間接計算一些無法直接測得的反應的焓變利用蓋斯定律，可以間接計算一些

17、無法直接測得的反應的焓變 例例6試利用試利用298時下述反應焓變的實驗數(shù)據(jù)，計算在此溫度下時下述反應焓變的實驗數(shù)據(jù)，計算在此溫度下C(s)+1/2O2(g)CO(g)的焓變的焓變 已知：已知：C(s)+O2(g)CO2(g); H1393.5kJ/mol CO(g)+1/2O2CO2(g); H2283.0kJ/mol H3 H1 H2 393.5kJ/mol 283.0kJ/mol110.5kJ/mol 第第16頁頁/共共25頁頁 【例例7】已知金剛石和石墨分別在氧氣中完全燃燒的熱化學方程式為已知金剛石和石墨分別在氧氣中完全燃燒的熱化學方程式為 C(金剛石，金剛石，s)+O2(g) CO2(

18、g);H=395.41 kJmol-1, C(石石 墨，墨，s)+O2(g) CO2(g) ; H=393.51 kJmol-1, 則金剛石轉化為石墨時的熱化學方程式為則金剛石轉化為石墨時的熱化學方程式為_。由此看來更穩(wěn)定的碳的同素異形體為。由此看來更穩(wěn)定的碳的同素異形體為_。 若取金剛石和石墨的混合晶體共若取金剛石和石墨的混合晶體共1 mol 在在O2中完全燃燒，產(chǎn)生熱量為中完全燃燒，產(chǎn)生熱量為Q kJ,則金剛石和石墨的物質(zhì)的量之比為則金剛石和石墨的物質(zhì)的量之比為_（用含（用含Q的代數(shù)式表示）。的代數(shù)式表示）。 思路解析思路解析由蓋斯定律，要得到金剛石和石墨的轉化關系，可將兩個熱化學方程式相

19、減即得，由蓋斯定律，要得到金剛石和石墨的轉化關系，可將兩個熱化學方程式相減即得，C（金剛石，（金剛石，s）C(石墨，石墨，s)=0。 H3=H1H2=395.41 kJmol-1+393.51 kJmol-1=1.90 kJmol-1。 即即C（金剛石，（金剛石，s）C（石墨，（石墨，s) H=1.90 kJmol-1。 可見金剛石轉化為石墨放出熱量，說明石墨的能量更低，較金剛石穩(wěn)定。可見金剛石轉化為石墨放出熱量，說明石墨的能量更低，較金剛石穩(wěn)定。 n(金剛石) Q393.51 n(石 墨) 395.41Q 用用“十字交叉十字交叉”法法 C(金剛石，金剛石，s)C(石墨，石墨，s)；H=1.9

20、0 kJmol-1。 石墨石墨 395.41Q Q393.51 第第17頁頁/共共25頁頁 【例例8】 發(fā)射衛(wèi)星時可用肼發(fā)射衛(wèi)星時可用肼(N2H4)為燃料，用二氧化氮為氧化劑，這兩種為燃料，用二氧化氮為氧化劑，這兩種 物質(zhì)反應生成氮氣和水蒸氣。已知：物質(zhì)反應生成氮氣和水蒸氣。已知： N2(g)+2O2(g) 2NO2(g) ;H1=+67.7 kJmol-1 N2H4(g)+O2(g) N2(g)+2H2O(g) ;H2534 kJmol-1 試計算試計算1 mol 肼和二氧化氮完全反應時放出的熱量為肼和二氧化氮完全反應時放出的熱量為_kJ，寫，寫 出肼與二氧化氮反應的熱化學方程式：出肼與二氧

21、化氮反應的熱化學方程式：_。 解析：解析：由題意可知：由題意可知： N2(g)+2O2(g) 2NO2(g) H1=+67.7 kJmol-1 N2H4(g)+O2(g) N2(g)+2H2O(g) H2=534 kJmol-1 根據(jù)蓋斯定律，為在反應物中消去根據(jù)蓋斯定律，為在反應物中消去O2并得到并得到N2H4和和NO2的反應。的反應。 令令2-得：得： 2 N2H4(g)N2(g) 2N2(g)+4H2O(g)2NO2(g)； H2H2-H1，整理得：，整理得： 2 N2H4(g)+2NO2(g) 3N2(g)+4H2O(g) H2H2H1534 kJmol-1267.7 kJmol-11

22、 135.7 kJmol-1。 則則1 mol N2H4反應放出的熱量為反應放出的熱量為567.85 kJ。 答案：答案：567.85 2 N2H4(g)+2NO2(g) 3N2(g)+4H2O(g) ；H1 135.7 kJmol-1 567.85 2 2 N2H4(g)+2NO2(g) 3N2(g)+4H2O(g) ；H1 135.7 kJmol-1 第第18頁頁/共共25頁頁 【例例9】 已知下列兩個熱化學方程式：已知下列兩個熱化學方程式： 2H2(g)+O2(g) 2H2O(l) ; H=571.6 kJmol-1 C3H8(g)+5O2(g) 3CO2(g)+4H2O(l) ; H=

23、2 220 kJmol-1 根據(jù)上面兩個熱化學方程式，試回答下列問題：根據(jù)上面兩個熱化學方程式，試回答下列問題： (1)H2的燃燒熱的燃燒熱(指指1 mol 可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定化合物所放出的熱量可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定化合物所放出的熱量) 為為_，C3H8的燃燒熱為的燃燒熱為_。 (2)1 mol H2和和2 mol C3H8組成的混合氣體完全燃燒釋放的熱量為組成的混合氣體完全燃燒釋放的熱量為 _。 (3)現(xiàn)有現(xiàn)有H2和和C3H8的混合氣體共的混合氣體共5 mol ,完全燃燒時放熱完全燃燒時放熱3 847 kJ,則在混合則在混合 氣體中氣體中H2和和C3H8的體積比是的體積比是_。 解析：解

24、析：(1)據(jù)題給的熱化學方程式可知，據(jù)題給的熱化學方程式可知，H2的燃燒熱為的燃燒熱為571.6 kJmol-12=285.8 kJmol-1，C3H8的燃燒熱為的燃燒熱為2 220 kJmol-1。 (2)據(jù)公式據(jù)公式Q放放=n(可燃物可燃物)H，1 mol H2和和2 mol C3H8組成的混合氣體完全燃燒釋放的熱量為組成的混合氣體完全燃燒釋放的熱量為285.8 kJmol-11 mol+2 220 kJmol-12 mol=4 725.8 kJ。 (3)設混合氣體設混合氣體H2的物質(zhì)的量為的物質(zhì)的量為x，則，則C3H8的物質(zhì)的量為的物質(zhì)的量為5 mol x，所以：，所以： 285.8 kJmol-1x+(5 mol x)2 220 kJmol-1=3847 kJ, 解方程得解方程得x=3.75 mol， 則則5 mol x=1.25 mol。 故故V(H2) V(C3H8)=3.75 mo