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1、第1节化学反应的热效应,化学反应与能量转化,拯救大兵瑞恩里面有一个美军用燃烧弹烧死坑道中敌兵的镜头，这就是燃烧弹在现代坑道战、堑壕战中的作用之一。由于汽油密度较小，发热量高，便宜，所以被广泛用作燃烧弹原料。加入能与汽油结合成胶状物的黏合剂，就制成了凝固汽油弹。为了攻击水中目标，有的还在凝固汽油弹里添加活泼金属钾、钙、钡，金属与水结合放出的氢气又发生燃烧，提高了燃烧威力。对于有装甲的坦克，燃烧弹也有对付的高招，由于铝粉和氧化铁能发生壮观的铝热反应(2AlFe2O3 Al2O32Fe热量)，该反应放出的热量足以使钢铁熔化成液态，所以用铝热剂制成的燃烧弹可熔掉坦克厚厚的装甲，使其望而生畏。那么，燃烧
2、弹为什么能释放出这么巨大的热量呢？还有哪些物质在反应过程中能放出这么巨大的能量？如何根据这些物质的性质设计出可被我们利用于造福人类的能源？本课时我们将深入分析这些问题。,一、化学反应的焓变1化学反应中除了物质的变化还伴随着_的变化，因此化学反应还可以分为_反应和_反应。2当化学反应在一定的_下进行时，反应所_或_的热量称为在此温度下的_。3“焓”是用来描述物质所具有的_的物理量，其符号为_，可用它的变化来描述与_有关的能量变化。在反应中反应体系_时，所发生的反应的反应热称为_，用_表示。,1.能量吸热放热2温度吸收放出反应热3能量H化学反应恒温恒压反应的焓变H,4若H0时，_物所具有的能量大于
3、_物所具有的能量(即体系的能量_)，反应为_反应；反之，若H0时，_物所具有的能量小于_物所具有的能量(即体系的能量_)，反应为_反应。,生成反应升高吸热生成反应降低放热,二、热化学方程式1在热化学中，将一个化学反应的_变化和反应的_变化同时表示出来的化学方程式称为热化学方程式。因此，热化学方程式既遵循_守恒，又遵循_守恒。,物质能量质量能量,2书写热化学方程式的注意事项(1)要在物质的_后面用括号注明物质的_。一般用英文字母g、l和s分别表示物质为_态、_态和_态。水溶液中的溶质则用_表示。(2)H后要注明_，因为在不同_下进行同一反应，其_是不同的。在溶液中的反应应注明_以及_的浓度。(3
4、)H的单位是_或_。,2(1)化学式状态气液固aq(2)反应条件条件能量变化温度溶液(3)kJmol1Jmol1,(4)若化学方程式中各物质的_加倍，则H的_也加倍，因此热化学方程式中各物质的化学计量数只表示反应中各物质的_，而不表示粒子个数；若反应逆向进行，则H改变_，但H的_不变。,化学计量数值物质的量符号值,三、反应热的测量与计算1用于测定反应热的仪器称为_。使用时，将两种反应物加入_并使之迅速混合，测量_，即可根据_，利用式子_计算出反应所释放或吸收的热量Q。,量热计量热计最高温度温度差QTmc,2测量中和反应的反应热时，参加反应的物质必须是_或_，因为它们在水中_，所发生的反应都是_
5、。3一个化学反应无论是一步完成还是分几步完成，_是完全相同的。利用盖斯定律计算化学反应的焓变的方法：若一个化学方程式可由另外几个化学方程式相加减而得到，则该反应的焓变即为_。,2强酸强碱完全电离进行到底的3总的热效应这几个反应焓变相加减的结果,四、能源的充分利用1能源是可以提供能量的自然资源，包括_、_、_、_等。2质量相同、组成不同的燃料，完全燃烧后放出的热量不相等，人们通常用_或_来衡量燃料燃烧放出热量的大小。在101 kPa的压强下，_叫做该物质的标准燃烧热，_叫做该物质的热值。,1.化石燃料阳光风力流水2标准燃烧热热值1 mol物质完全燃烧的反应热1 g物质完全燃烧的反应热,化学反应的
6、反应热中的概念辨析,1反应热、焓变的概念当一个化学反应在一定温度下进行时，反应过程中所释放或吸收的热量，称为此反应在该温度下的反应热，又称为焓变，用符号H表示，单位常用kJmol1。许多化学反应的反应热都可以通过实验来测定。2放热反应与吸热反应的异同见下表,3中和热中和热：在稀溶液中，酸和碱发生中和反应生成1 mol水时所放出的热量。(1)对于强酸和强碱的稀溶液反应，其中和热基本上是相等的，都约是57.3 kJmol1。H(aq)OH(aq)H2O(l)；H57.3 kJmol1。(2)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57.3 kJmol1，因为弱电解质的电离是吸热的
7、。如：CH3COOH(aq)OH(aq)CH3COO(aq)H2O(l)；Ha kJmol1(其中a57.3)。,(3)中和反应的实质是H和OH中和生成H2O。若反应过程中有其他物质生成(如生成不溶性物质或难电离的其他物质等)，这部分反应热不在中和热内。4燃烧热燃烧热：25、101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。单位为kJmol1。,热化学方程式的书写及热量的计算,1热化学方程式的书写书写热化学方程式时除遵循化学方程式的书写要求外，还要注意以下几点：(1)反应的焓变与各反应物和生成物的聚集状态有关，因此必须在方程式中每种物质的化学式后面用括
8、号注明物质的聚集状态(s、l、g)，不用标“”或“”，水溶液中的溶质则用“aq”表示。(2)焓变与温度和压强等测定条件有关，所以书写时必须指明反应的温度和压强(298 K、101 kPa时，可不注明)。(3)化学计量数只表示该物质的物质的量，不表示分子个数或原子个数。,(4)H的单位是Jmol1或kJmol1，H只能写在化学方程式的右边，表示正向反应的焓变。若H为“”表示反应为放热反应；若H为“”，则表示反应为吸热反应。(5)由于H与反应完成的物质的量有关，所以方程式前面的化学计量数必须与H相对应，若化学方程式中各物质的化学计量数加倍，则H的数值也加倍；若反应逆向进行，则H改变符号，但绝对值不
9、变。,2常用的有关反应焓变的简单计算的方法归类(1)根据热化学方程式进行计算：焓变(H)与反应物各物质的物质的量成正比。如：2H2(g)O2(g)2H2O(l)；H571.6 kJmol1，生成2 mol H2O(l)时，H571.6 kJmol1；生成1 mol H2O(l)时，H285.8 kJmol1。,(2)根据反应物和生成物的能量计算：H生成物的能量之和反应物的能量之和。(3)根据反应物和生成物的键能计算：H反应物的总键能生成物的总键能。(4)根据盖斯定律计算：将热化学方程式进行适当的“加”、“减”等变形后，由过程的焓变进行计算、比较。(5)根据比热公式进行计算：Qcm(T2T1)。
10、,下列变化中，属于吸热反应的是()液态水汽化将胆矾加热变为白色粉末浓H2SO4稀释KClO3分解制O2生石灰跟水反应生成熟石灰CaCO3高温分解CO2C 2COBa(OH)28H2O与固体NH4NO3混合CH2O(g)COH2AlHCl反应ABCD,解析：化学反应过程中伴随着能量的吸收或放出，清楚哪些反应放热，哪些反应吸热，知道归类。分解反应为吸热反应，都是分解反应；液态水汽化是物理变化，不是化学反应；在教材中专门设有实验，为吸热反应；是在高温下进行，故吸热。答案：B点评：常见的吸热反应绝大多数为分解反应，再就是某些高温下的反应；对物理变化的放热、吸热不应归类为放、吸热反应。,已知下列热化学方
11、程式：2H2(g)O2(g)2H2O(g)；H483.6 kJmol1H2(g)O2(g)H2O(g)；H241.8 kJmol12H2(g)O2(g)2H2O(l)；H571.6 kJmol1则氢气的燃烧热是()A483.6 kJmol1B241.8 kJmol1C571.6 kJmol1D285.8 kJmol1,解析：本题通过方程式考查燃烧热的定义，即298 K、101 kPa时，1 mol可燃物燃烧生成稳定的化合物放出的热量为燃烧热。H2生成稳定的化合物为液态水，所以由第三个方程式求燃烧热为：(571.6 kJmol1)285.8 kJmol1。答案：D,已知在25、101 kPa下，
12、1 g C8H18燃烧生成CO2和H2O(l)时放出48.40 kJ的热量，表示上述反应的热化学方程式正确的是()AC8H18(l)O2(g)8CO2(g)9H2O(g)；H48.40 kJmol1BC8H18(l)O2(g)8CO2(g)9H2O(l)；H5518 kJmol1CC8H18(l)O2(g)8CO2(g)9H2O(l)；H5518 kJmol1DC8H18(l)O2(g)8CO2(g)9H2O(l)；H48.40 kJmol1,解析：本题考查热化学方程式的书写，应注意以下几点：标明各物质的聚集状态，A中H2O的状态标错；标明吸热还是放热，H0时为吸热，H0时为放热，本题放热H0
13、，故C错；物质变化和能量变化要对应，显然D错。答案：B,盖斯定律,1盖斯定律的内容：化学反应的焓变只与反应体系的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关，而与反应的途径无关。如果一个反应分几步进行，则各分步反应的反应焓变之和与该反应一步完成时的焓变是相同的，这就是盖斯定律。2盖斯定律的特点(1)反应热效应只与始态、终态有关，与过程无关，就像登山至山顶，不管选哪一条路走，山的海拔总是不变的。即从途径角度理解如右图所示。,(2)反应热总值一定。下图表示从始态到终态的反应热。,则有HH1H2H3H4H5。(3)热化学方程式之间可以进行代数变换等数学处理。,已知：C(s)O2(g)CO2(g)；H139
14、3.5 kJmol1CO(g)O2(g)CO2(g)；H2283.0 kJmol1式式得：C(s)O2(g)CO(g)；H3110.5 kJmol1,3盖斯定律的意义：因为有些反应进行很慢，有些反应不容易直接发生，有些不反应，此时如果应用盖斯定律，就可以间接地把它们的反应热计算出来。,根据盖斯定律，结合下列反应方程式，回答问题。已知：(1)NH3(g)HCl(g)NH4Cl(s)；H176 kJmol1(2)NH3(g)H2O(l)NH3H2O(aq)；H35.1 kJmol1(3)HCl(g)H2O(l)HCl(aq)；H72.3 kJmol1(4)NH3(g)HCl(aq)NH4Cl(aq
15、)；H52.3 kJmol1(5)NH4Cl(s)H2O(l)NH4Cl(aq)；H则第(5)个方程式中的反应热是_。,解析：新的信息是盖斯定律和上述方程式，已有信息是方程式之间可以进行数学运算。新旧信息相结合，即(4)(3)(2)(1)与(5)相比较，得反应热是16.3 kJmol1。答案：16.3 kJmol1,1840年，俄国化学家盖斯()指出，一个化学反应的热效应仅与反应物的最初状态及生成物的最终状态有关，而与中间步骤无关，这就是著名的“盖斯定律”。按此规律回答下列问题。已知火箭发射时可用肼(N2H4)作燃料。二氧化氮作氧化剂，这两者反应生成氮气和水蒸气。且N2(g)2O2(g)2NO
16、2(g)；H167.7 kJmol1N2H4(g)O2(g)N2(g)2H2O(g)；H2534 kJmol1请计算1 mol气体肼和NO2完全反应时放出的热量为_ kJ。并写出肼与NO2反应的热化学方程式。,解析：本题是一道信息题，考查对“盖斯定律”的理解和应用。根据题意，要求下列反应的反应热H3的值：N2H4(g)NO2(g)N2(g)2H2O(g)；H3根据盖斯定律，一个反应仅与其始态和终态有关，而与其过程无关，有2，即H2H12H3。H3534 kJmol167.7 kJmol12 567.85 kJmol1。答案：567.85N2H4(g)NO2(g)N2(g)2H2O(g)；H35
17、67.85 kJmol1,1下列关于燃烧热的说法，正确的是()A1 mol纯物质完全燃烧时所放出的热量，叫该物质的燃烧热B放热反应热化学方程式中H就是该反应物的燃烧热C物质的燃烧热可利用仪器由实验测得D物质燃烧必然伴随发光发热现象，且肯定是氧化还原反应,解析：燃烧热的量标为“1 mol”可燃物，选项B错误；产物为稳定的氧化物，选项A错误；物质燃烧一般伴随发光发热现象，而非必然，选项D错误。唯有选项C正确。答案：C,2下列反应既是氧化还原反应，又是吸热反应的是()A铝片与稀硫酸反应BBa(OH)28H2O与NH4Cl反应C灼热的炭与CO2反应D甲烷在O2中的燃烧反应,解析：已知属吸热反应的是B和C，但B反应方程式为Ba(OH)28H2O2NH4Cl BaCl22NH310H2O，是非氧化还原反应，C反应方程式为CCO2 2CO，是氧化还原反应。答案：C,祝,您,学业有成,
