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化學(xué)反應(yīng)基本原理,第一章：化學(xué)反應(yīng)與能量,第一節(jié)：化學(xué)反應(yīng)與能量的變化,一、放熱反應(yīng)：,1.定義：,反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量的反應(yīng),備注（1）,放熱反應(yīng)一定為化學(xué)反應(yīng),（2）,（3）,物質(zhì)的能量越低，越穩(wěn)定,（4）,求能量差時(shí)，一定要確定各物質(zhì)的狀態(tài)， 否則能量差是個(gè)變化值,典例：,,同種物質(zhì)而言：E(氣態(tài)) ＞E(液態(tài)) ＞E(固態(tài)),一、放熱反應(yīng)：,2.常見的放熱反應(yīng)：,（1）,金屬與酸或水反應(yīng),（2）,金屬氧化物與酸或水反應(yīng),（3）,酸堿中和反應(yīng),（4）,鋁熱反應(yīng),,所有的燃燒的反應(yīng),（5）,（6）,食物腐敗,二、吸熱反應(yīng)：,1.定義：,反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量的反應(yīng),備注（1）,吸熱反應(yīng)一定為化學(xué)反應(yīng),（2）,需要加熱的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)。,,2H,H—H,Cl —Cl,斷開1molH－H鍵要吸收436kJ的能量。,,,2Cl,2H—Cl,,H2 + Cl2 2HCl,斷1molCl —Cl鍵要吸收243kJ的能量。,形成2molH —Cl鍵要放出2431kJ的能量。,放出183kJ的能量,從反應(yīng)物和生成物具有的能量去考慮,放熱反應(yīng)：E反 E生,吸熱反應(yīng)： E反 E生,,,,,,,,,,能量,反應(yīng)過(guò)程,反應(yīng)物,生成物,放出熱量,,,,,,,,能量,反應(yīng)過(guò)程,反應(yīng)物,生成物,吸收熱量,,,,二、化學(xué)反應(yīng)的焓變,反應(yīng)熱：化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中所釋放或吸收的熱量,符號(hào)：ΔH，單位：kJ/mol或kJ?mol-1,焓：是與內(nèi)能有關(guān)的物理量,符號(hào)：H,焓變：反應(yīng)產(chǎn)物與反應(yīng)物的焓值差,符號(hào)：△H,恒壓條件下，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱等于焓變,ΔH＝H（反應(yīng)產(chǎn)物）－H（反應(yīng)物),ΔH＝反應(yīng)產(chǎn)物能量－反應(yīng)物能量,從焓變角度看：,從反應(yīng)熱角度看：,1.焓和焓變,ΔH=QP,放熱反應(yīng)： 吸熱反應(yīng)：,ΔH＜0或 ΔH為“－”,ΔH＞0 或ΔH為“＋”,吸熱,△H＞0,放熱,△H＜0,反應(yīng)熱.焓變.鍵能的概念及其關(guān)系,(1)概念 反應(yīng)熱 焓變 鍵能,,,化學(xué)反應(yīng)中吸收或者放出的熱量。,恒壓條件下的反應(yīng)熱 符號(hào):Δ H Δ H0 :吸熱反應(yīng),破壞1mol化學(xué)鍵所吸收的能量(或形成1mol化學(xué)鍵所放出的能量),,(2)三者的關(guān)系:,Δ H=生成物的總能量－反應(yīng)物的總能量 Δ H=反應(yīng)物鍵能的和－生成物鍵能的和,例 1：1molC與1molH2O(g)反應(yīng)生成lmol CO(g)和1mol H2(g)，需要吸收131.5kJ的熱量，該反應(yīng)的反應(yīng)熱為△H= kJ/mol。,例 2：拆開 lmol H—H鍵、lmol N－H鍵、lmolN≡N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，則1mol N2生成NH3的反應(yīng)熱為 1mol H2生成NH3的反應(yīng)熱為 。,＋131.5,-92KJ/mol,-30.6KJ/mol,練 習(xí),3、下列說(shuō)法中正確的是（ ） A. 需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)。 B. 放熱的反應(yīng)在常溫下一定很易發(fā)生。 反應(yīng)是放熱的還是吸熱的必須看反應(yīng)物和生成物 所具有的總能量的相對(duì)大小。 D. 吸熱反應(yīng)在一定的條件下也能發(fā)生。 4、下列說(shuō)法中正確的是（ ） A. 焓變是指1mol 物質(zhì)參加反應(yīng)時(shí)的能量變化。 當(dāng)反應(yīng)放熱時(shí)ΔH 0，反應(yīng)吸熱時(shí)ΔH 0 。 在加熱條件下發(fā)生的反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)。 一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中，當(dāng)反應(yīng)物能量大于生成物能量 時(shí)，反應(yīng)放熱， ΔH 為“－”。,C D,D,練習(xí),2、熱化學(xué)方程式： 表示化學(xué)反應(yīng)與熱效應(yīng)關(guān)系的方程式叫熱化學(xué)方程式。熱效應(yīng)與反應(yīng)條件、反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)、物質(zhì)的量有關(guān)。,我們認(rèn)識(shí)了反應(yīng)熱，那么如何在化學(xué)方程式中正確反映其熱量的變化？,通過(guò)以上兩個(gè)例子，說(shuō)明熱化學(xué)方程式 與一般的化學(xué)方程式的書寫有什么不同？,熱化學(xué)方程式與一般的化學(xué)方程式不同,(1)書寫熱化學(xué)方程式要注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)，(為什么？)而常溫、常壓可以不注明；,(2)熱化學(xué)方程式要標(biāo)明物質(zhì)的狀態(tài),(3)方程式后要隔一空格標(biāo)出反應(yīng)熱?H，吸熱為“＋”，放熱為“－”，反應(yīng)熱數(shù)值要與化學(xué)式前系數(shù)對(duì)應(yīng)；,(4)方程式中的計(jì)量系數(shù)表示實(shí)際反應(yīng)的物質(zhì)的物質(zhì)的量，可以是整數(shù)也可以是分?jǐn)?shù)，若化學(xué)方程式中各物質(zhì)的系數(shù)加倍，則△H的數(shù)值也加倍。,[交流研討]已知在298K時(shí),由氫氣和氮?dú)夥磻?yīng)生成1molNH3(g)放熱46.11kJ ,將下列化學(xué)方程式寫成熱化學(xué)方程式。,3/2H2 (g)+1/2N2 (g) = NH3 (g) ΔH(298K) = -46.11kJmol-1,3H2 (g)+N2 (g) = 2NH3 (g) ΔH(298K) = -92.22kJmol-1,NH3 (g) = 3/2H2 (g)+1/2N2 (g) ΔH(298) = +46.11kJmol-1,寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式,課堂練習(xí),1、1molN2(g)與適量O2(g)反應(yīng)生成NO (g)，需吸收68kJ的熱量； 2、2molCu(s)與適量O2(g)反應(yīng)生成CuO(s)，放出314kJ熱量；,3、在同溫同壓下，下列各組熱化學(xué)方程式中Q2 Q1的是: A、2H2(g) + O2(g) == 2H2O(g) ΔH = -Q1 2H2(g) + O2(g) == 2H2O(l) ΔH = -Q2 B、S(g) + O2(g) == SO2(g) ΔH = -Q1 S(s) + O2(g) == SO2(g) ΔH = -Q2 C、C(s) + 1/2O2(g) == CO(g) ΔH = -Q1 C(s) + O2(g) == CO2(g) ΔH = -Q2 D、2H2(g) + Cl2(g) == 2HCl(g) ΔH = -Q1 1/2H2(g) + 1/2Cl2(g) == HCl(g) ΔH = -Q2,AC,C,5、已知 （1）H2( g )＋1/2O2 ( g ) ＝ H2O ( g ) ΔH1 = a kJ/mol （2）2H2( g )＋O2 ( g ) ＝2H2O ( g ) ΔH2 = b kJ/mol （3） H2( g )＋1/2O2 ( g ) ＝ H2O ( l ) ΔH3 = c kJ/mol （4） 2H2( g )＋O2 ( g ) ＝2H2O ( l ) ΔH4 = d kJ/mol 則a、b、c、d的關(guān)系正確的是 。 A、ad0 C、2a=b0,C,6、已知在1105Pa，298K條件下，2mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484kJ熱量，下列熱化學(xué)方程式正確的是 ( ) A. H2O（g）＝H2（g）＋1/2O2（g） ΔH＝＋242kJmol－1 B. 2H2（g）＋O2（g）＝2H2O ΔH＝－484kJmol－1 C. H2（g）＋1/2O2（g）＝H2O（g） ΔH＝＋242kJmol－1 D. 2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（g） ΔH＝＋484kJmol－1,A,7、熱化學(xué)方程式： S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH=－297.3kJ/mol 分析下列說(shuō)法中正確的是（ ） A．S(g)+O2(g)=SO2(l) ΔH-297.3KJ/mol B．S(g)+O2(g)=SO2(l) ΔH-297.3KJ/mol C．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,B D,簡(jiǎn)易量熱計(jì)示意圖,計(jì)算反應(yīng)熱需測(cè)定哪些數(shù)據(jù)？在實(shí)驗(yàn)中怎樣準(zhǔn)確測(cè)定這些數(shù)據(jù)？,2.反應(yīng)熱的測(cè)定,自制簡(jiǎn)易量熱計(jì),如何求算一個(gè)體系放出或吸收的熱量呢？ Q= - C0m(T2-T1) C0—比熱容，單位質(zhì)量物質(zhì)的熱容； T—熱力學(xué)溫度，也叫開爾文溫度，單位為K T(K )=t(℃)+273.15.,測(cè)定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱,利用簡(jiǎn)易量熱計(jì)測(cè)定室溫下中和反應(yīng)的反應(yīng)熱。 1、向量熱計(jì)內(nèi)筒中加入1.0 mol/L的鹽酸100mL，蓋上杯蓋，插入溫度計(jì)，勻速攪拌后記錄初始溫度T1 2、向250 mL的燒杯中加入1.0 mol/L的NaOH溶液100mL，調(diào)節(jié)其溫度，使之與量熱計(jì)中鹽酸的溫度相同。 3、快速將燒杯中的堿液倒入量熱計(jì)中，蓋好杯蓋，勻速攪拌，記錄體系達(dá)到的最高溫度T2。 4、假設(shè)溶液的比熱等于水的比熱并忽略量熱計(jì)的熱容，根據(jù)溶液溫度升高的數(shù)值，計(jì)算此中和反應(yīng)的反應(yīng)熱。 用同樣的方法分別測(cè)定KOH溶液與鹽酸反應(yīng)，NaOH溶液與硝酸反應(yīng)的反應(yīng)熱。,中和熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn),在測(cè)定過(guò)程中應(yīng)注意什么問題,(1)用保溫性能好的儀器測(cè)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(zhǔn)確,用強(qiáng)酸和強(qiáng)堿溶液,而且要是稀溶液。 (4)宜用有0.1分刻度的溫度計(jì)，讀數(shù)盡可能準(zhǔn)確，且估讀至小數(shù)點(diǎn)后二位。同時(shí)應(yīng)注意水銀球部位要完全浸沒在溶液中，而且要穩(wěn)定一段時(shí)間后再讀數(shù)，以提高所測(cè)的精度。 (5)記錄最高溫度。,測(cè)定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱,在稀溶液中，酸和堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1mol水時(shí)放出的熱。 研究條件：稀溶液 反應(yīng)物：酸與堿 生成物及其物質(zhì)的量：1mol 放出的熱：57.3kJ/mol,注：強(qiáng)酸與弱堿反應(yīng)，強(qiáng)堿與弱酸、弱酸和弱堿反應(yīng)生成1molH2O放出的熱小于57.3KJ/mol,中和熱：,【提問】我們測(cè)得中和熱數(shù)值如果不等于57.3kJ，你們認(rèn)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(dāng)引起的誤差 （3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有液體灑在外面 （4）混合酸、堿溶液時(shí)，動(dòng)作緩慢 （5）隔熱操作不到位，致使實(shí)驗(yàn)過(guò)程中熱量損失而 導(dǎo)致誤差 （6）測(cè)了酸后的溫度計(jì)未用水清洗而便立即去測(cè)堿 的溫度，致使熱量損失而引起誤差。 ……,［練習(xí)］50 mL 0.50 mol/L鹽酸與50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液在圖示的裝置中進(jìn)行中和反應(yīng)。通過(guò)測(cè)定反應(yīng)過(guò)程中所放出的熱量可計(jì)算中和熱?；卮鹣铝袉栴}： （1）從實(shí)驗(yàn)裝置上看，圖中尚缺少的一種玻璃用品是 。 （2）燒杯間填滿碎紙條的作用是 。 （3）大燒杯上如不蓋硬紙板，求得的中和熱數(shù)值 （填“偏大”“偏小”“無(wú)影響”）。 （4）實(shí)驗(yàn)中改用60 mL 0.50 mol/L鹽酸跟50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng)，與上述實(shí)驗(yàn)相比，所放出的熱量 （填“相等”“不相等”），所求中和熱 （填“相等”“不相等”），簡(jiǎn)述理由： （5）用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，測(cè)得的中和熱的數(shù)值會(huì) ；用50 mL 0.50mol/L NaOH溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，測(cè)得的中和熱的數(shù)值會(huì) 。（均填“偏大”“偏小”“無(wú)影響”）,,環(huán)形玻璃攪拌棒,減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程 中的熱量損失,偏小,不等,相等,因?yàn)橹泻蜔崾侵杆岣鷫A發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O所放出的能量，與酸堿的用量無(wú)關(guān),）偏小,）偏小,