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化学反应中的热效应

化学反应中的热效应. △. △. C+CO 2 2CO H 2 +I 2 2HI. 放电. N 2 +O 2 2NO. 高温. C+H 2 O（g） CO+H 2. 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

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化学反应中的热效应

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Presentation Transcript

  1. 化学反应中的热效应

  2. △ △ C+CO2 2CO H2+I2 2HI 放电 N2+O2 2NO 高温 C+H2O（g） CO+H2 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：

  3. Ba(OH)2+2NH4Cl BaCl2+2NH3↑+2H2O Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl BaCl2+2NH3↑+10H2O 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

  4. 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： △H<0 Q>0 吸热: △H>0 Q<0

  5. 一个化学反应是吸收能量还是放出能量，取决于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>0 E生总能量>E反总能量 放热反应: △H<0 E反总能量>E生总能量

  6. 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.

  7. 化学反应中,化学键的断裂和形成是反应过程中化学反应中,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

  8. 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 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） 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。 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。

  9. 另注意：热化学反应方程式中都用“ ” 不用标反应条件 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

  10. 反应热的测量与计算

  11. 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

  12. 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？

  13. HCl(aq)+ NaOH (aq) NaCl (aq) +H2O (l) △H=-akJ·mol-1 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： 1mol 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

  14. 强酸与强碱的反应中和热都是57.3 kJ·mol-1 H+(aq)+ OH- (aq) H2O (l) △H=-57.3 kJ·mol-1 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57.3 kJ。

  15. 3、测定反应热时一定要采取较好的绝热措施，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。

  16. 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

  17. 2、计算 （1）若一个反应的焓变△H=a kJ·mol1，则其逆反 应的焓变△H=-a kJ·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

  18. 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= -57.3k kJ·mol1， • 又知道溶液中的反应有： • CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l) △H=-Q1kJ·mol1 • H2SO4(浓)+2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l) △H= -Q2 kJ·mol1 • HNO3(aq)+KOH(aq)=KNO3（aq）+H2O(l) △H= -Q3 kJ·mol1， • 则Q1、Q2、Q3的关系正确的是 ( ) • Q1 = Q2 = Q3 B.Q2 > Q1 > Q3 • C. Q2 > Q3 > Q1 D. Q2 = Q3 > Q1 C

  19. 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

  20. 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

  21. 3．下列反应属于吸热反应的是 ( ) A. C6H12O6(葡萄糖aq)+6O2 6CO2+6H2O B. CH3COOH+KOH CH3COOK+H2O C. A+B C+D； △H<0 D．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 D 酶

  22. 4．同温同压下,下列各组热化学方程式中Q2>Q 1的是 A．2H2(g)+O2(g)＝2H2O(g)， △H1 = - Q 1kJ·mol-1； 2H2(g)+O2(g)＝2H2O(l)，△H2 = - Q 2kJ·mol-1； B．S(g)+O2(g)＝SO2(g)， △H1 = - Q 1kJ·mol-1； S(s)+O2(g)＝SO2(g)， △H2 = - Q 2kJ·mol-1； C．C(s)+ O2(g)＝CO(g)， △H1 = - Q 1kJ·mol-1； C(s)+O2(g)＝CO2(g)， △H2 = - Q 2kJ·mol-1； D．H2(g)+Cl2(g)＝2HCl(g)， △H1 = - Q 1kJ·mol-1； H2(g)+ Cl2(g)＝HCl(g)，△H2 = - Q 2kJ·mol-1 1 1 1 2 2 2 AC

  23. 高 2 A (g) + B(g) 物质所具有的总能量 2 C (g) 低 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=2 C；△H=a（a＜0） D.2C=2A +B；△H=a（a＞0） B

  24. 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：198 P—O：360 O=O：498则反应P4（白磷）+3O2= P4O6 的反应热△H为 （ ） A．-1638 kJ·mol1 B．+1638 kJ·mol1 C．-126 kJ·mol1 D．+126 kJ·mol1 A

  25. 能源的充分利用

  26. 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 1、你所了解的传统能源有哪些？新能源又有哪些？

  27. 2、能源又可以分为一次能源和二次能源。一次能源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

  28. 思考：在许多场合将煤块直接燃烧，这种燃烧方式思考：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。

  29. 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。

  30. 虽然将煤转化为水煤气再燃烧与直接燃烧煤所获得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。

  31. 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

  32. 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。

  33. 由于传统能源逐渐枯竭，因此，开发新能源显得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？

  34. 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。

  35. 天然气和液化石油气（主要成分为C3~C5的烷烃）天然气和液化石油气（主要成分为C3~C5的烷烃） 燃烧的化学方程式分别为： CH4+ 2O2   CO2+ 2H2O， C3H8+ 5O2   CO2+4H2O 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 点燃 A

  36. 工业上高纯硅可通过下列反应制取： SiCl4 (g) + 2H2(g) Si(s) + 4HCl(g) 该反应的反应热△H = ___________ kJ·mol1 高温 已知： 236

  37. 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 =-110.35 kJ·mol1 CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H =-282.57 kJ·mol1 与这些碳完全燃烧相比，损失的热量是多少？

  38. 2、已知下面热化学方程式：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H= -890.36 kJ·mol1 H2(g)+1/2O2(g)= H2O(g) △H= -241.8 kJ·mol1 H2(g)+1/2O2(g)= H2O(l) △H= -285.8k kJ·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。

  39. 3、已知两个热化学方程式： 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H1 =-571.5 kJ·mol1 C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H2 =-2220 kJ·mol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？

  40. 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”）。

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