化学反应的反应热、焓变.ppt

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1、第1课时 化学反应的反应热、焓变1.1.了解化学反应中能量的常见转化形式。了解化学反应中能量的常见转化形式。2.2.了解反应热、焓、焓变的概念及其表示方法，了解焓变与反了解反应热、焓、焓变的概念及其表示方法，了解焓变与反应热、物质能量间的关系。应热、物质能量间的关系。3.3.了解定量测定反应热的基本原理和方法，能进行简单的误差了解定量测定反应热的基本原理和方法，能进行简单的误差分析。分析。4.4.掌握热化学方程式的书写。掌握热化学方程式的书写。一、化学反应的反应热一、化学反应的反应热(1)(1)化学反应都有能量变化吗？化学反应都有能量变化吗？(2)(2)如何定量测定并正确表示反应中能量的变化情

2、况呢？如何定量测定并正确表示反应中能量的变化情况呢？1.1.概念概念当化学反应在一定的温度下进行时，反应所释放或吸收的热量当化学反应在一定的温度下进行时，反应所释放或吸收的热量称为该反应在此温度下的热效应，简称为反应热。通常用符号称为该反应在此温度下的热效应，简称为反应热。通常用符号Q表示，单位为表示，单位为_。2.2.Q值与反应热的关系值与反应热的关系反应吸热：反应吸热：_；反应放热：；反应放热：_。kJmolkJmol-1-1或或JmolJmol-1-1Q00Q000H000。()()分析：分析：当反应物的焓高于反应产物的焓时，该反应应为放热当反应物的焓高于反应产物的焓时，该反应应为放热反

3、应，反应，H0EE2 2 反应吸收能量反应吸收能量 H00E E1 1EE2 2 反应放出能量反应放出能量 H0”或或“”)0”)0。【思路点拨思路点拨】解答本题时要注意以下两点：解答本题时要注意以下两点：(1)(1)看清图像中各个点的意义看清图像中各个点的意义(包括起点，最高点，拐点等包括起点，最高点，拐点等)。(2)(2)熟练掌握化学键断裂、形成过程中能量变化情况、焓变、熟练掌握化学键断裂、形成过程中能量变化情况、焓变、热效应之间的关系。热效应之间的关系。【解析解析】(1)H(1)H2 2(g)(g)和和 与与2H(g)2H(g)和和O(g)O(g)之间的能量差是之间的能量差是H H2 2

4、(g)2H(g)(g)2H(g)和和 O(g)O(g)过程中断开过程中断开H HH H键和键和O=OO=O键需键需吸收的能量，所以吸收的能量，所以a a代表旧键断裂吸收的能量。代表旧键断裂吸收的能量。b b代表代表2H(g)2H(g)+O(g)+O(g)结合成结合成H H2 2O(g)O(g)中的氢氧键所放出的能量，中的氢氧键所放出的能量，c c则代表断则代表断键所吸收的能量与成键所释放的能量之差，即键所吸收的能量与成键所释放的能量之差，即a ab bc c。(2)(2)由图可知该反应中反应物总能量大于生成物总能量，所以由图可知该反应中反应物总能量大于生成物总能量，所以该反应为放热反应，该反应

5、为放热反应，H00。答案：答案：(1)(1)代表旧键断裂吸收的能量代表旧键断裂吸收的能量 代表新键形成放出的能代表新键形成放出的能量量 代表反应热代表反应热 (2)(2)放热放热 【方法技巧方法技巧】反应热焓变的图像辨析题目是经常会出现的一类反应热焓变的图像辨析题目是经常会出现的一类重要考点。关键是能根据图像的纵横坐标的意义，根据图线的重要考点。关键是能根据图像的纵横坐标的意义，根据图线的走向趋势，顺利判断出物质在反应过程中的能量变化情况。同走向趋势，顺利判断出物质在反应过程中的能量变化情况。同时，对于焓变、反应热、键能、物质的能量等概念要有清晰的时，对于焓变、反应热、键能、物质的能量等概念要

6、有清晰的认识。认识。二、热化学方程式书写的注意事项二、热化学方程式书写的注意事项1.1.热化学方程式书写的注意事项热化学方程式书写的注意事项(1)(1)化学计量数：化学计量数：热化学方程式中各物质化学式前的化学计量数仅表示该物质的热化学方程式中各物质化学式前的化学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子或原子数。因此化学计量数以物质的量，并不表示物质的分子或原子数。因此化学计量数以“mol”mol”为单位，数值可以是小数或分数。为单位，数值可以是小数或分数。(2)(2)物质的聚集状态：物质的聚集状态：反应物和反应产物的聚集状态不同，反应热反应物和反应产物的聚集状态不同，反应热H也不同。

7、因此，也不同。因此，必须注明物质的聚集状态，必须注明物质的聚集状态，gg气态，气态，ll液态，液态，ss固态，固态，aqaq溶液。由于已经注明物质的聚集状态，所溶液。由于已经注明物质的聚集状态，所以热化学方程式中不用标以热化学方程式中不用标和和。(3)(3)测定条件：测定条件：反应热反应热H与测定条件如温度、压强等有关。因此，书写热化与测定条件如温度、压强等有关。因此，书写热化学方程式应注明学方程式应注明H的测定条件。若不注明，则表示在的测定条件。若不注明，则表示在298 K298 K、101 325 Pa101 325 Pa下测定的。下测定的。(4)(4)H的符号和数值：的符号和数值：H的符

8、号的符号在所写的化学方程式的右边写下在所写的化学方程式的右边写下H的的“+”+”或或“”、数值和、数值和单位，方程式与单位，方程式与H应用空格隔开。若为放热反应，应用空格隔开。若为放热反应，H为为“”；若为吸热反应，；若为吸热反应，H为为“+”+”。H的数值的数值由于由于H与反应完成的物质的量有关，所以化学计量数必须与与反应完成的物质的量有关，所以化学计量数必须与H相对应。当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热相对应。当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。数值相等，符号相反。H的单位为的单位为kJmolkJmol-1-1。例如例如：已知：已知 H=-285.8 kJ

9、mol=-285.8 kJmol-1-1则则 H=+285.8 kJmol=+285.8 kJmol-1-1 H=-571.6 kJmol=-571.6 kJmol-1-12.2.两种特殊的反应热两种特殊的反应热燃烧热与中和热燃烧热与中和热(1)(1)燃烧热：在燃烧热：在101 kPa101 kPa时，时，1 mol1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。燃烧热的单位一般用化物时所放出的热量。燃烧热的单位一般用kJmolkJmol-1-1表示。表示。(2)(2)中和热：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成中和热：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1 mol1

10、 mol水时水时所放出的热量。所放出的热量。【特别提醒特别提醒】(1)(1)燃烧热是以燃烧热是以1 mol1 mol物质完全燃烧所放出的热量来物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写表示燃烧热的热化学方程式时，应以燃烧定义的，因此在书写表示燃烧热的热化学方程式时，应以燃烧1 mol1 mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数。物质为标准来配平其余物质的化学计量数。(2)(2)燃烧产物必须是稳定的氧化物，如燃烧产物必须是稳定的氧化物，如CCOCCO2 2、H H2 2HH2 2O(l)O(l)等。等。(3)(3)对于强酸和强碱的稀溶液反应，其中和热都约是对于强酸和强碱的稀溶液反应，其中和热

11、都约是57.3 kJ57.3 kJmolmol-1-1。对于强酸和弱碱或弱酸和强碱的稀溶液反应，。对于强酸和弱碱或弱酸和强碱的稀溶液反应，中和热一般低于中和热一般低于57.3 kJ57.3 kJmolmol-1-1，因为弱电解质的电离是吸热的。，因为弱电解质的电离是吸热的。【典例典例2 2】在在25 25、101 kPa101 kPa下，下，1 g1 g甲醇燃烧生成甲醇燃烧生成COCO2 2和液态水和液态水时放热时放热22.68 kJ22.68 kJ，下列热化学方程式正确的是，下列热化学方程式正确的是()()A.CHA.CH3 3OH(l)+3/2OOH(l)+3/2O2 2(g)=CO(g)

12、=CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l)O(l)H=+725.8 kJmol=+725.8 kJmol-1-1B.2CHB.2CH3 3OH(l)+3OOH(l)+3O2 2(g)=2CO(g)=2CO2 2(g)+4H(g)+4H2 2O(l)O(l)H=-1 452 kJmol=-1 452 kJmol-1-1C.2CHC.2CH3 3OH(l)+3OOH(l)+3O2 2(g)=2CO(g)=2CO2 2(g)+4H(g)+4H2 2O(l)O(l)H=-725.8 kJmol=-725.8 kJmol-1-1D.2CHD.2CH3 3OH(l)+3OOH(l)+3O2 2(g

13、)=2CO(g)=2CO2 2(g)+4H(g)+4H2 2O(g)O(g)H=-1 452 kJmol=-1 452 kJmol-1-1【思路点拨思路点拨】解答本题时要注意以下三点：解答本题时要注意以下三点：(1)(1)计算出计算出1 mol1 mol甲醇燃烧放出热的数值。甲醇燃烧放出热的数值。(2)(2)标明各物质的聚集状态。标明各物质的聚集状态。(3)(3)注意焓变的符号、数值要与反应物的物质的量对应。注意焓变的符号、数值要与反应物的物质的量对应。【解析解析】选选B B。本题考查热化学方程式的书写，首先计算。本题考查热化学方程式的书写，首先计算1 mol1 mol甲醇燃烧放热数值为甲醇燃

14、烧放热数值为3222.68 kJ725.8 kJ3222.68 kJ725.8 kJ，即，即1 mol1 mol甲烷甲烷完全燃烧的焓变为完全燃烧的焓变为H=-725.8 kJ=-725.8 kJmolmol-1-1。A A项，焓变正负号错项，焓变正负号错误；误；C C项，数值错误；项，数值错误；D D项，水的状态标注错误。项，水的状态标注错误。【方法技巧方法技巧】“四检四检”法判断热化学方程式书写的正误法判断热化学方程式书写的正误(1)(1)检查检查H的单位是否正确。的单位是否正确。(2)(2)检查检查H的的“”“”“+”是否与放热、吸热一致。是否与放热、吸热一致。(3)(3)检查物质的聚集状

15、态是否标明及标明的聚集状态是否正确。检查物质的聚集状态是否标明及标明的聚集状态是否正确。(4)(4)检查检查H是否与反应物或反应产物的物质的量相对应是否与反应物或反应产物的物质的量相对应(成正成正比比)。三、热化学方程式中焓变数值的计算及大小的比较三、热化学方程式中焓变数值的计算及大小的比较1.1.焓变的数值与热化学方程式的书写方式密切相关，与化学方焓变的数值与热化学方程式的书写方式密切相关，与化学方程式中的化学计量数成比例关系，计算时要做到单位统一，比程式中的化学计量数成比例关系，计算时要做到单位统一，比例正确。例正确。2.2.比较焓变的大小时要考虑比较焓变的大小时要考虑“+”“-”+”“-

16、”号的影响。号的影响。【典例典例3 3】(2012(2012揭阳高二检测揭阳高二检测)已知：已知：CHCH4 4(g)+2O(g)+2O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l)O(l)H1 1=-=-Q1 1 kJmol kJmol-1-12H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(g)O(g)H2 2=-=-Q2 2 kJmol kJmol-1-12H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l)O(l)H3 3=-=-Q3 3 kJmol kJmol-1-1常温下，取体积比为常温下，取体积比为414

17、1的甲烷和氢气的混合气体的甲烷和氢气的混合气体11.2 L(11.2 L(已已折合成标准状况折合成标准状况)，经完全燃烧后恢复至常温，则下列说法正，经完全燃烧后恢复至常温，则下列说法正确的是确的是()()A.A.放出的热量为放出的热量为(0.4(0.4Q1 1+0.05+0.05Q3 3)kJmol)kJmol-1-1B.B.放出的热量为放出的热量为(0.4(0.4Q1 1+0.05+0.05Q2 2)kJmol)kJmol-1-1C.C.H2 2=H3 3D.D.H2 2H3 3【思路点拨思路点拨】解答本题时要注意以下两点：解答本题时要注意以下两点：(1)(1)准确计算出甲烷和氢气的物质的量

18、。准确计算出甲烷和氢气的物质的量。(2)(2)注意燃烧后恢复至常温，此时水为液态。注意燃烧后恢复至常温，此时水为液态。【解析解析】选选A A。n(CHn(CH4 4)=(4/5)(11.2 L/22.4 L)=(4/5)(11.2 L/22.4 Lmolmol-1-1)=0.4 mol=0.4 moln(On(O2 2)=(1/5)(11.2 L/22.4 L)=(1/5)(11.2 L/22.4 Lmolmol-1-1)=0.1 mol)=0.1 mol混合气体放热数值为混合气体放热数值为(0.4(0.4Q1 1+0.05+0.05Q3 3)kJ)kJmolmol-1-1因为因为H H2 2

19、O(g)=HO(g)=H2 2O(l)O(l)H0(H3 3。【警示钟警示钟】(1)(1)比较比较H大小时，特别注意焓变是有正负号的物理量。大小时，特别注意焓变是有正负号的物理量。(2)(2)计算吸收或放出的热量时，看清方程式的化学计量数，化计算吸收或放出的热量时，看清方程式的化学计量数，化学计量数不同，会有不同的学计量数不同，会有不同的H数值。数值。1.1.下列有关化学变化中的能量关系的说法中，错误的是下列有关化学变化中的能量关系的说法中，错误的是()()A.A.任何一个化学变化的过程中都包含着能量的变化任何一个化学变化的过程中都包含着能量的变化B.B.化学变化过程中能量变化的实质就是旧键断

20、裂要吸收能量，化学变化过程中能量变化的实质就是旧键断裂要吸收能量，新键生成会放出能量新键生成会放出能量C.C.如果生成物的能量比反应物的能量高，则该反应为放热反应如果生成物的能量比反应物的能量高，则该反应为放热反应D.D.如不特别注明，化学反应的反应热就是该反应的焓变如不特别注明，化学反应的反应热就是该反应的焓变【解析解析】选选C C。化学反应的实质为旧化学键的断裂和新化学键。化学反应的实质为旧化学键的断裂和新化学键的生成，这些过程都会伴随有能量的变化。的生成，这些过程都会伴随有能量的变化。A A、B B选项都正确；选项都正确；若生成物的能量比反应物的能量高，则为吸热反应，若生成物的能量比反应

21、物的能量高，则为吸热反应，C C项错误。项错误。2.2.下列说法中不正确的是下列说法中不正确的是()()A.COA.CO2 2、甲烷都属于温室气体、甲烷都属于温室气体B.B.用甘蔗生产的乙醇燃料属于可再生性能源，利用乙醇燃料不用甘蔗生产的乙醇燃料属于可再生性能源，利用乙醇燃料不会产生温室气体会产生温室气体C.C.太阳能、风能和生物能源属于新能源太阳能、风能和生物能源属于新能源D.D.太阳能电池可将太阳能直接转化为电能太阳能电池可将太阳能直接转化为电能【解析解析】选选B B。乙醇燃烧产生温室气体。乙醇燃烧产生温室气体COCO2 2。3.3.下列属于放热反应的是下列属于放热反应的是()()A.A.

22、铝和盐酸反应铝和盐酸反应 B.B.焦炭和二氧化碳共热焦炭和二氧化碳共热C.CC.C与水蒸气反应与水蒸气反应 D.D.氯化铵与氢氧化钡反应氯化铵与氢氧化钡反应【解析解析】选选A A。常见的放热反应有：酸碱中和反应、活泼金属。常见的放热反应有：酸碱中和反应、活泼金属与酸反应、燃烧反应等；常见的吸热反应有：大多数分解反应、与酸反应、燃烧反应等；常见的吸热反应有：大多数分解反应、铵盐与碱的反应等。铵盐与碱的反应等。A A项为活泼金属与酸的反应，属放热反应。项为活泼金属与酸的反应，属放热反应。4.(20124.(2012福州高二检测福州高二检测)沼气是一种能源，它的主要成分是沼气是一种能源，它的主要成分

23、是CHCH4 4，常温下，常温下0.5 mol CH0.5 mol CH4 4完全燃烧生成完全燃烧生成COCO2 2和水时，放出和水时，放出445 kJ445 kJ热热量，则下列热化学方程式中正确的是量，则下列热化学方程式中正确的是()()A.2CHA.2CH4 4(g)+4O(g)+4O2 2(g)=2CO(g)=2CO2 2(g)+4H(g)+4H2 2O(g)O(g)H=+890 kJmol=+890 kJmol-1-1B.CHB.CH4 4(g)+2O(g)+2O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(g)O(g)H=+445 kJmol=+445 kJm

24、ol-1-1C.CHC.CH4 4(g)+2O(g)+2O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l)O(l)H=-890 kJmol=-890 kJmol-1-1D.2CHD.2CH4 4(g)+4O(g)+4O2 2(g)=2CO(g)=2CO2 2(g)+4H(g)+4H2 2O(l)O(l)H=-890 kJmol=-890 kJmol-1-1【解析解析】选选C C。A A、B B项，项，H均大于零，题目条件为反应放热，均大于零，题目条件为反应放热，H应小于零，所以皆错；应小于零，所以皆错；H与方程式中的化学计量数成比例，与方程式中的化学计量数成比例，所以

25、，若所以，若1 mol1 mol甲烷完全燃烧，应放热甲烷完全燃烧，应放热890 kJ890 kJ，D D错。错。5.50 mL 1.0 molL5.50 mL 1.0 molL-1-1盐酸跟盐酸跟50 mL 50 mL 1.1 molL1.1 molL-1-1氢氧化钠溶液在如图装氢氧化钠溶液在如图装置中进行中和反应，并通过测定反应置中进行中和反应，并通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和热。过程中所放出的热量来计算中和热。试回答下列问题：试回答下列问题：(1)(1)小烧杯中小烧杯中_(_(填填“能能”或或“不能不能”)将环形玻璃搅拌棒改为环形金属将环形玻璃搅拌棒改为环形金属(如铜如铜)，其原

26、因是，其原因是_。(2)(2)大小烧杯中间填充满碎泡沫塑料的作用是大小烧杯中间填充满碎泡沫塑料的作用是_。(3)(3)如果不盖硬纸板，对求得中和热数值的影响是如果不盖硬纸板，对求得中和热数值的影响是_(_(填填“偏高偏高”“”“偏低偏低”或或“无影响无影响”)。(4)(4)如果改用如果改用60 mL 1.0 molL60 mL 1.0 molL-1-1盐酸跟盐酸跟50 mL 1.1 molL50 mL 1.1 molL-1-1氢氢氧化钠溶液进行反应，则与上述实验相比，所放热量氧化钠溶液进行反应，则与上述实验相比，所放热量_(“(“增加增加”“”“减少减少”或或“不变不变”)，所求中和热数值，所

27、求中和热数值_(“(“增加增加”“”“减少减少”或或“不变不变”)。【解析解析】中和热的测定过程要保证放出的热量没有损耗，不能中和热的测定过程要保证放出的热量没有损耗，不能跟外界有热量的交换，所以不能使用金属搅拌棒，填充泡沫塑跟外界有热量的交换，所以不能使用金属搅拌棒，填充泡沫塑料以减少热量的损失。若不盖硬纸板，由于热量的散失，会造料以减少热量的损失。若不盖硬纸板，由于热量的散失，会造成测量数值的偏低。如果改用成测量数值的偏低。如果改用60 mL 1.0 mol60 mL 1.0 molL L-1-1盐酸跟盐酸跟50 mL 1.1 mol50 mL 1.1 molL L-1-1氢氧化钠溶液进行

28、反应，能保证氢氧化钠氢氧化钠溶液进行反应，能保证氢氧化钠的充分中和，所放出的热量会比未充分反应时增加，然而，中的充分中和，所放出的热量会比未充分反应时增加，然而，中和热的数值是不会发生变化的，因为中和热是酸碱中和生成和热的数值是不会发生变化的，因为中和热是酸碱中和生成1 mol1 mol水时放出的热量，而与酸碱具体反应量的多少没有关系。水时放出的热量，而与酸碱具体反应量的多少没有关系。答案：答案：(1)(1)不能不能 金属易导热金属易导热(2)(2)减少实验过程中的热量损失减少实验过程中的热量损失(3)(3)偏低偏低 (4)(4)增加增加 不变不变中和反应的反应热测定的实验探究中和反应的反应热

29、测定的实验探究用用50 mL 0.50 molL50 mL 0.50 molL-1-1的盐酸与的盐酸与50 mL 0.50 molL50 mL 0.50 molL-1-1的的NaOHNaOH溶溶液，在如图所示的装置中进行中和反应，测定强酸与强碱反应液，在如图所示的装置中进行中和反应，测定强酸与强碱反应的反应热。的反应热。【思考探究思考探究】(1)(1)为什么强酸、强碱的中和热是相同的？为什么强酸、强碱的中和热是相同的？提示：提示：在稀溶液中，强酸和强碱完全电离，所以它们的反应就在稀溶液中，强酸和强碱完全电离，所以它们的反应就是是H H+与与OHOH-结合成结合成H H2 2O O的反应，每生成

30、的反应，每生成1 mol1 mol水放出的热量水放出的热量(中和中和热热)是相同的，均为是相同的，均为 57.3 kJ57.3 kJ。(2)(2)离子方程式离子方程式H H+OH+OH-=H=H2 2O O代表了酸碱中和反应的实质，能代表了酸碱中和反应的实质，能否用此式代表所有中和反应的离子方程式？否用此式代表所有中和反应的离子方程式？提示：提示：离子方程式书写要求离子方程式书写要求“将难电离或难溶的物质以及气体将难电离或难溶的物质以及气体等用化学式表示等用化学式表示”，所以弱酸、弱碱参与中和反应时应以分子，所以弱酸、弱碱参与中和反应时应以分子的形式保留。例如，醋酸和氢氧化钠反应的离子方程式就

31、应当的形式保留。例如，醋酸和氢氧化钠反应的离子方程式就应当写为写为CHCH3 3COOH+OHCOOH+OH-=CH=CH3 3COOCOO-+H+H2 2O O。(3)(3)为什么要用环形玻璃棒搅拌？若用铁丝取代环形玻璃棒会为什么要用环形玻璃棒搅拌？若用铁丝取代环形玻璃棒会不会有影响？不会有影响？提示：提示：为了使反应充分。若用铁丝取代环形玻璃棒会使铁与酸为了使反应充分。若用铁丝取代环形玻璃棒会使铁与酸反应放出热量而且铁丝传热快，使测量值有偏差。反应放出热量而且铁丝传热快，使测量值有偏差。(4)(4)为什么弱酸、弱碱参加的中和反应的中和热为什么弱酸、弱碱参加的中和反应的中和热H-57.3 kJmol-57.3 kJmol-1-1？提示：提示：弱酸、弱碱在水溶液中不能完全电离，存在着电离平衡。弱酸、弱碱在水溶液中不能完全电离，存在着电离平衡。弱酸或弱碱参与中和反应的同时，伴随着电离，电离过程要吸弱酸或弱碱参与中和反应的同时，伴随着电离，电离过程要吸收热量，此热量就要由收热量，此热量就要由H H+与与OHOH-结合成水分子放出的热量来抵偿，结合成水分子放出的热量来抵偿，所以总的来说中和热所以总的来说中和热H-57.3 kJ-57.3 kJmolmol-1-1。