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文檔簡介

化學反應的能量變化第1頁/共31頁一、放熱反應:1.定義:反應物的總能量大于生成物的總能量的反應備注(1)放熱反應一定為化學反應

(2)

(3)物質的能量越低,越穩定

(4)求能量差時,一定要確定各物質的狀態,否則能量差是個變化值典例:同種物質而言:E(氣態)>E(液態)>E(固態)第2頁/共31頁一、放熱反應:2.常見的放熱反應:

(1)金屬與酸或水反應

(2)金屬氧化物與酸或水反應

(3)酸堿中和反應

(4)鋁熱反應所有的燃燒的反應

(5)

(6)食物腐敗第3頁/共31頁二、吸熱反應:1.定義:反應物的總能量小于生成物的總能量的反應備注(1)吸熱反應一定為化學反應

(2)需要加熱的反應不一定是吸熱反應。第4頁/共31頁2HH—HCl—Cl斷開1molH-H鍵要吸收436kJ的能量。2Cl2H—ClH2+Cl22HCl斷1molCl—Cl鍵要吸收243kJ的能量。形成2molH—Cl鍵要放出2×431kJ的能量。放出183kJ的能量第5頁/共31頁從反應物和生成物具有的能量去考慮放熱反應:E反

>E生吸熱反應:E反

<E生能量反應過程反應物生成物放出熱量能量反應過程反應物生成物吸收熱量第6頁/共31頁二、化學反應的焓變反應熱:化學反應過程中所釋放或吸收的熱量符號:ΔH,單位:kJ/mol或kJ?mol-1焓:是與內能有關的物理量符號:H焓變:反應產物與反應物的焓值差符號:△H恒壓條件下,化學反應的反應熱等于焓變ΔH=H(反應產物)-H(反應物)ΔH=反應產物能量-反應物能量從焓變角度看:從反應熱角度看:1.焓和焓變ΔH=QP第7頁/共31頁放熱反應:吸熱反應:ΔH<0或

ΔH為“-”ΔH>0或ΔH為“+”吸熱反應物生成物焓反應過程△H>0放熱反應物生成物焓反應過程△H<0第8頁/共31頁

反應熱.焓變.鍵能的概念及其關系

(1)概念反應熱焓變鍵能

化學反應中吸收或者放出的熱量。恒壓條件下的反應熱符號:ΔHΔH<0:放熱反應

ΔH>0:吸熱反應

破壞1mol化學鍵所吸收的能量(或形成1mol化學鍵所放出的能量)第9頁/共31頁(2)三者的關系:ΔH=生成物的總能量-反應物的總能量ΔH=反應物鍵能的和-生成物鍵能的和第10頁/共31頁例1:1molC與1molH2O(g)反應生成lmolCO(g)和1molH2(g),需要吸收131.5kJ的熱量,該反應的反應熱為△H=

kJ/mol。

例2:拆開lmolH—H鍵、lmolN-H鍵、lmolN≡N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,則1molN2生成NH3的反應熱為

1molH2生成NH3的反應熱為

。+131.5-92KJ/mol-30.6KJ/mol練習第11頁/共31頁3、下列說法中正確的是()A.需要加熱才能發生的反應一定是吸熱反應。B.放熱的反應在常溫下一定很易發生。反應是放熱的還是吸熱的必須看反應物和生成物所具有的總能量的相對大小。D.吸熱反應在一定的條件下也能發生。4、下列說法中正確的是()A.焓變是指1mol物質參加反應時的能量變化。當反應放熱時ΔH>0,反應吸熱時ΔH<0。在加熱條件下發生的反應均為吸熱反應。一個化學反應中,當反應物能量大于生成物能量時,反應放熱,ΔH為“-”。CDD練習第12頁/共31頁2、熱化學方程式:

表示化學反應與熱效應關系的方程式叫熱化學方程式。熱效應與反應條件、反應物和生成物的狀態、物質的量有關。

我們認識了反應熱,那么如何在化學方程式中正確反映其熱量的變化?第13頁/共31頁通過以上兩個例子,說明熱化學方程式與一般的化學方程式的書寫有什么不同?第14頁/共31頁熱化學方程式與一般的化學方程式不同(1)書寫熱化學方程式要注明反應的溫度和壓強,(為什么?)而常溫、常壓可以不注明;(2)熱化學方程式要標明物質的狀態(3)方程式后要隔一空格標出反應熱?H,吸熱為“+”,放熱為“-”,反應熱數值要與化學式前系數對應;(4)方程式中的計量系數表示實際反應的物質的物質的量,可以是整數也可以是分數,若化學方程式中各物質的系數加倍,則△H的數值也加倍。第15頁/共31頁[交流研討]已知在298K時,由氫氣和氮氣反應生成1molNH3(g)放熱46.11kJ,將下列化學方程式寫成熱化學方程式。3/2H2+1/2N2=NH33H2+N2=2NH3NH3=3/2H2+1/2N23/2H2(g)+1/2N2(g)=NH3(g)ΔH(298K)=-46.11kJ·mol-13H2(g)+N2(g)=2NH3(g)ΔH(298K)=-92.22kJ·mol-1NH3(g)=3/2H2(g)+1/2N2(g)ΔH(298)=+46.11kJ·mol-1第16頁/共31頁寫出下列反應的熱化學方程式課堂練習1、1molN2(g)與適量O2(g)反應生成NO

(g),需吸收68kJ的熱量;2、2molCu(s)與適量O2(g)反應生成CuO(s),放出314kJ熱量;第17頁/共31頁3、在同溫同壓下,下列各組熱化學方程式中Q2>

Q1的是:A、2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)ΔH=-Q1

2H2(g)+O2(g)==2H2O(l)ΔH=-Q2B、S(g)+O2(g)==SO2(g)ΔH=-Q1S(s)+O2(g)==SO2(g)ΔH=-Q2C、C(s)+1/2O2(g)==CO(g)ΔH=-Q1C(s)+O2(g)==CO2(g)ΔH=-Q2D、2H2(g)+Cl2(g)==2HCl(g)ΔH=-Q1

1/2H2(g)+1/2Cl2(g)==HCl(g)ΔH=-Q2

AC第18頁/共31頁4、沼氣是一種能源,它的主要成分是CH4。0.5molCH4完全燃燒生成CO2和H2O時,放出445kJ的熱量。則下列熱化學方程式中正確的是A、2CH4(g)+4O2

(g)

=2CO2(g)

+4H2O(l)

ΔH

=

+890kJ/molB、CH4+2O2

=CO2+H2OΔH

=

-890kJ/molC、CH4(g)+2O2

(g)

=CO2(g)

+2H2O(l)

ΔH

=

-890kJ/molD、1/2CH4(g)+O2

(g)

=1/2CO2(g)

+H2O(l)

ΔH

=

-890kJ/molC第19頁/共31頁5、已知(1)H2(g)+1/2O2

(g)

=H2O(g)

ΔH1

=

akJ/mol(2)2H2(g)+O2

(g)

=2H2O(g)

ΔH2

=

bkJ/mol(3)H2(g)+1/2O2

(g)

=H2O(l)

ΔH3

=

ckJ/mol(4)2H2(g)+O2

(g)

=2H2O(l)

ΔH4

=

dkJ/mol則a、b、c、d的關系正確的是

。A、a<c<0B、b>d>0C、2a=b<0D、2c=d>0

C第20頁/共31頁6、已知在1×105Pa,298K條件下,2mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484kJ熱量,下列熱化學方程式正確的是()A.H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g)

ΔH=+242kJ·mol-1B.2H2(g)+O2(g)=2H2O ΔH=-484kJ·mol-1C.H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)

ΔH=+242kJ·mol-1D.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)

ΔH=+484kJ·mol-1

A第21頁/共31頁7、熱化學方程式:

S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH=-297.3kJ/mol分析下列說法中正確的是()A.S(g)+O2(g)=SO2(l)ΔH>-297.3KJ/molB.S(g)+O2(g)=SO2(l)ΔH<-297.3KJ/molC.1molSO2的鍵能總和大于1molS和1molO2鍵能之和D.1molSO2的鍵能總和小于1molS和1molO2鍵能之和BD第22頁/共31頁簡易量熱計示意圖

計算反應熱需測定哪些數據?在實驗中怎樣準確測定這些數據?2.反應熱的測定第23頁/共31頁自制簡易量熱計如何求算一個體系放出或吸收的熱量呢?Q=-C0m(T2-T1)C0—比熱容,單位質量物質的熱容;T—熱力學溫度,也叫開爾文溫度,單位為KT(K)=t(℃)+273.15.第24頁/共31頁

測定中和反應的反應熱利用簡易量熱計測定室溫下中和反應的反應熱。1、向量熱計內筒中加入1.0mol/L的鹽酸100mL,蓋上杯蓋,插入溫度計,勻速攪拌后記錄初始溫度T12、向250mL的燒杯中加入1.0mol/L的NaOH溶液100mL,調節其溫度,使之與量熱計中鹽酸的溫度相同。3、快速將燒杯中的堿液倒入量熱計中,蓋好杯蓋,勻速攪拌,記錄體系達到的最高溫度T2。4、假設溶液的比熱等于水的比熱并忽略量熱計的熱容,根據溶液溫度升高的數值,計算此中和反應的反應熱。用同樣的方法分別測定KOH溶液與鹽酸反應,NaOH溶液與硝酸反應的反應熱。中和熱的測定實驗第25頁/共31頁在測定過程中應注意什么問題(1)用保溫性能好的儀器測量。(2)混合好后,迅速蓋好裝置蓋子,減少熱量的損失。(3)所用藥品濃度的配制須準確,用強酸和強堿溶液,而且要是稀溶液。(4)宜用有0.1分刻度的溫度計,讀數盡可能準確,且估讀至小數點后二位。同時應注意水銀球部位要完全浸沒在溶液中,而且要穩定一段時間后再讀數,以提高所測的精度。(5)記錄最高溫度。第26頁/共31頁

測定中和反應的反應熱實驗溶液溫度/K反應熱/JT1T2NaOH溶液與鹽酸KOH溶液與鹽酸NaOH溶液與硝酸第27頁/共31頁H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l);=-57.3kJ/molH

在稀溶液中,酸和堿發生中和反應而生成1mol水時放出的熱。研究條件:稀溶液反應物:酸與堿生成物及其物質的量:1mol

放出的熱:57.3kJ/mol注:強酸與弱堿反應,強堿與弱酸、弱酸和弱堿反應生成1molH2O放出的熱小于57.3KJ/mol

中和熱:第28頁/共31頁【提問】我們測得中和熱數值如果不等于57.3kJ,你們認為造成誤差的原因可能有哪些?

(1)量取溶液的體積有誤差(2)藥品的選用不當引起的誤差(3)實驗過程中有液體灑在外面(4)混合酸、堿溶液時,動作緩慢(5)隔熱操作不到位,致使實驗過程中熱量損失而導致誤差(6)測了酸后的溫度計未用水清洗而便立即去測堿的溫度,致使熱量損失而引起誤差。

……第29頁/共31頁[練習]50mL0.50mol/L

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