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文檔簡介

在必修二第六章化學(xué)反應(yīng)與能量變化中,我們知道化學(xué)反應(yīng)在生成新物質(zhì)的同時,還伴隨著能量的變化當(dāng)能量以熱的形式表現(xiàn)時,化學(xué)反應(yīng)就分為吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng),請列舉常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)。1、常見放熱反應(yīng)2、常見吸熱反應(yīng)活潑金屬與水(或酸)的反應(yīng)絕大多數(shù)的化合反應(yīng)所有的燃燒反應(yīng)酸堿中和反應(yīng)鋁熱反應(yīng)物質(zhì)的緩慢氧化(腐?。〣a(OH)2.8H2O+2NH4Cl===BaCl2+10H2O+2NH3↑NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑絕大多數(shù)的分解反應(yīng)C和水蒸氣、鐵和水蒸氣C+CO2

===2CO(高溫條件)以C、CO、H2為還原劑的氧化還原反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)過程中釋放或吸收的熱量在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究中具有廣泛應(yīng)用,那我們要如何定量地描述化學(xué)反應(yīng)過程中釋放或吸收的熱量呢?化學(xué)能熱能定量描述?1、體系與環(huán)境環(huán)境如盛裝溶液試管、空氣等體系反應(yīng)物:鹽酸、NaOH溶液發(fā)生的反應(yīng):HCl+NaOH=NaCl+H2O生成物:NaCl、H2O以鹽酸與NaOH溶液的反應(yīng)為例體系(系統(tǒng)):被研究的物質(zhì)系統(tǒng)稱為體系。環(huán)境:與體系相互影響的其它部分熱量2、反應(yīng)熱的概念

在等溫條件下,化學(xué)反應(yīng)體系向環(huán)境釋放或從環(huán)境吸收的熱量,稱為化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng),簡稱反應(yīng)熱。等溫:指化學(xué)反應(yīng)發(fā)生后,使反應(yīng)后體系的溫度恢復(fù)到反應(yīng)前體系的溫度,即反應(yīng)前后體系的溫度相等。如何準(zhǔn)確測量一個化學(xué)反應(yīng)釋放或吸收的熱量?【問題討論】等溫條件下,反應(yīng)放出的熱量就會使體系的溫度升高,這時可以根據(jù)測得的體系的溫度變化和有關(guān)物質(zhì)的比熱容等來計算反應(yīng)熱。3、反應(yīng)熱的測定測量儀器測定原理量熱計用溫度計測量反應(yīng)前后體系的溫度變化,根據(jù)有關(guān)物質(zhì)的比熱容等來計算反應(yīng)熱測定原理:Q=CmΔtQ:反應(yīng)放出的熱量。m:反應(yīng)混合液的質(zhì)量。C:反應(yīng)混合液的比熱容。Δt:反應(yīng)前后溶液溫度的差值。3、反應(yīng)熱的測定中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定

【實驗測量】[數(shù)據(jù)處理]①取鹽酸溫度和NaOH溶液溫度的平均值記為反應(yīng)前體系的溫度(t1),計算溫度差(t2?t1),將數(shù)據(jù)填入下表。實驗次數(shù)反應(yīng)物的溫度/℃反應(yīng)前體系的溫度反應(yīng)后體系的溫度溫度差鹽酸NaOHt1/℃t2/℃123(t2?t1)/℃②取三次測量所得溫度差的平均值作為計算依據(jù)。③根據(jù)溫度差和比熱容等計算反應(yīng)熱。3、反應(yīng)熱的測定中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定

3、反應(yīng)熱的測定中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定

大量實驗測得,在250C和101kPa下,強酸的稀溶液與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時,放出57.3kJ的熱量。3、反應(yīng)熱的測定中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定

思考1:實驗中所用HCl和NaOH的物質(zhì)的量比為何不是1∶1,而是NaOH稍過量?能否酸過量?因堿會吸收空氣中的CO2,為保證鹽酸完全被中和思考2:溫度計上的酸為何要用水沖洗干凈?沖洗后的溶液能否倒入小燒杯?為什么?溫度計上的酸會和堿發(fā)生中和反應(yīng)而使熱量散失,故要沖洗干凈;沖洗后的溶液不能倒入小燒杯,若倒入,會使總?cè)芤旱馁|(zhì)量增加,而導(dǎo)致實驗結(jié)果誤差。注意點2:使用同一個溫度計測量溫度,減少儀器誤差。3、反應(yīng)熱的測定中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定

思考3:上述實驗?zāi)芊裼肗aOH固體代替NaOH溶液?用濃硫酸代替鹽酸對結(jié)果會產(chǎn)生什么影響?用醋酸代替鹽酸對結(jié)果會產(chǎn)生什么影響?若用稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液測定中和反應(yīng)反應(yīng)熱,對結(jié)果會產(chǎn)生什么影響?不能。NaOH固體溶于水要放熱,會使測得的反應(yīng)熱數(shù)值偏大;濃硫酸溶于水時放熱,所測反應(yīng)熱的數(shù)值偏大↑;弱酸、弱堿電離吸熱,所測反應(yīng)熱的數(shù)值偏小↓;若用稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液測定反應(yīng)熱,生成BaSO4沉淀還會多放出一部分熱量,所測反應(yīng)熱的數(shù)值偏大↑。注意點1:鹽酸和氫氧化鈉都選用稀溶液,避免稀釋帶來的熱量變化。①必須是稀溶液②必須是強酸和強堿反應(yīng)③標(biāo)準(zhǔn):生成1molH2O(l)放出的熱量注意不是所有的中和反應(yīng)放出的熱都叫中和熱!!!在___溶液中,強酸跟強堿發(fā)生中和反應(yīng)生成_______液態(tài)水時的反應(yīng)熱叫作中和熱。稀1mol注意點:中和熱定義單位:KJ/mol數(shù)值:中和熱為57.3KJ/mol注意是生成1molH2O(l),液態(tài)水3、反應(yīng)熱的測定中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定

3、反應(yīng)熱的測定中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定

①量取溶液的體積不準(zhǔn)確。②溫度計讀數(shù)有誤(如未讀取到混合溶液的最高溫度,就記為終止溫度)③實驗過程中有液體濺出。④混合酸、堿溶液時,動作緩慢。⑤隔熱層隔熱效果不好,實驗過程中有熱量損失。⑥測過酸溶液的溫度計未用水清洗便立即去測堿溶液的溫度。⑦溶液濃度不準(zhǔn)確。⑧沒有進行重復(fù)實驗。思考4:導(dǎo)致中和反應(yīng)反應(yīng)熱測定存在誤差的原因有哪些?(1)中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定實驗中的玻璃攪拌器換成銅制攪拌器效果更好()(2)實驗中測定反應(yīng)前后溫度變化的溫度計可以更換()(3)中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定實驗中,測定鹽酸后的溫度計沒有沖洗干凈,立即測NaOH溶液的溫度()(4)中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定實驗中,應(yīng)將50mL0.55mol·L-1NaOH溶液分多次倒入小燒杯()××××1、關(guān)于中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定實驗,下列說法正確的是()A.為了使反應(yīng)進行的更完全,可以使堿適當(dāng)過量B.為了使反應(yīng)均勻進行,可以向酸(堿)溶液中分幾次加入堿(酸)溶液C.中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定結(jié)果與所用酸(堿)的種類無關(guān)D.測定酸溶液的溫度后,未沖洗溫度計并擦干就直接測堿溶液的溫度,會使測得的反應(yīng)熱數(shù)值的絕對值偏大A2、下列有關(guān)中和反應(yīng)反應(yīng)熱測定實驗的說法正確的是()A.溫度計能代替玻璃攪拌器,用于攪拌反應(yīng)物B.強酸與強堿反應(yīng)生成1molH2O(l)釋放的熱量都約為57.3kJC.測定中和反應(yīng)反應(yīng)熱實驗中,讀取混合溶液不再變化的溫度為終止溫度D.某同學(xué)通過實驗測得鹽酸和NaOH溶液反應(yīng)生成1molH2O(l)放出的熱量為52.3kJ,造成這一結(jié)果的原因不可能是所用酸、堿溶液濃度過大D化學(xué)反應(yīng)中為什么會有反應(yīng)熱?產(chǎn)生反應(yīng)熱體系內(nèi)能改變焓(H)與之有關(guān)的物理量焓變(ΔH)等壓條件下1.概念內(nèi)能:體系內(nèi)物質(zhì)的各種能量的總和,符號U受溫度、壓強和物質(zhì)的聚集狀態(tài)等影響焓(H):是物質(zhì)所具有的能量,與內(nèi)能有關(guān)的物理量,符號是H焓變:在等壓的條件下進行的化學(xué)反應(yīng),其反應(yīng)熱等于反應(yīng)的焓變。符號是ΔH①數(shù)學(xué)表達式:ΔH=H(生成物)?H(反應(yīng)物)ΔH>0,吸熱;ΔH<0,放熱②常用的單位:kJ/mol(kJ·mol?1)③ΔH比大小帶正負號2、焓、焓變與放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)的關(guān)系ΔH=H(生成物)?H(反應(yīng)物)焓(H)反應(yīng)物生成物反應(yīng)過程(I)H1H2放熱?H<0放熱反應(yīng)反應(yīng)物生成物反應(yīng)過程(II)H1H2吸熱焓(H)?H>0吸熱反應(yīng)3、化學(xué)反應(yīng)過程中能量變化的原因(1)宏觀角度從物質(zhì)內(nèi)能角度分析,若化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物時放出熱量,則為放熱反應(yīng)。放熱反應(yīng)ΔH為“?”或ΔH<0吸熱反應(yīng)ΔH為“+”或ΔH>0(2)微觀角度①化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)及特點化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)變化能量變化反應(yīng)物舊化學(xué)鍵斷裂吸收能量生成物新化學(xué)鍵形成放出能量熱效應(yīng)化學(xué)鍵斷裂和形成時的能量變化是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因

?H=?183kJ/mol鍵能估算微觀:以H2與Cl2反應(yīng)生成HCI為例放熱反應(yīng),

ΔH<0與實驗測得的反應(yīng)放出熱量為184.6kJ/mol

很接近E吸

<

E放

(1)?H=H(生成物)-H(反應(yīng)物)(2)ΔH=E(生成物的總能量)?E(反應(yīng)物的總能量)(3)ΔH=E(反應(yīng)物斷鍵吸收的總能量)?E(生成物成鍵放出的總能量)6、ΔH的計算方法鍵能:在25℃和101kPa下,斷開或形成1mol氣態(tài)分子AB(g)中的共價鍵所吸收或釋放的能量。鍵能越大,物質(zhì)越穩(wěn)定反應(yīng)熱、焓、焓變的比較反應(yīng)熱焓變焓概念在等溫條件下,化學(xué)反應(yīng)體系向環(huán)境釋放或從環(huán)境吸收的熱量化學(xué)反應(yīng)中生成物的總焓與反應(yīng)物的總焓之差物質(zhì)所具有的能量符號QΔHH單位kJ/mol數(shù)值正值表示反應(yīng)吸熱;負值表示反應(yīng)放熱只有正值聯(lián)系反應(yīng)熱=焓變(等壓);ΔH=H(生成物)-H(反成物)注意焓變、焓、反應(yīng)熱代表的意義不同。任何化學(xué)反應(yīng)都有反應(yīng)熱。物質(zhì)三態(tài)之間變化的焓變不能叫反應(yīng)熱,反應(yīng)熱是化學(xué)反應(yīng)的焓變。課堂練習(xí)、拆開1molH

H鍵、1molN

H鍵、1molN

N鍵所需能量分別是436kJ、391kJ、946kJ,則1molN2(g)轉(zhuǎn)化為NH3(g)時的反應(yīng)熱是多少?

=946kJ/mol+3×436kJ/mol6×391kJ/mol

92kJ/mol

?H(估算)=∑E

(反應(yīng)物鍵能)-∑E

(生成物鍵能)N2(g)+

3H2(g)

2NH3

(g)

?H=?

1.下列說法正確的是()A.化學(xué)反應(yīng)中的能量變化都是以熱能形式表現(xiàn)出來的B.化學(xué)鍵斷裂需要吸收能量C.化學(xué)反應(yīng)的焓變越大,表示放熱越多D.放熱反應(yīng)不需要加熱就能發(fā)生B2、下列說法正確的是()A.反應(yīng)熱是1mol物質(zhì)參加反應(yīng)時的能量變化B.當(dāng)反應(yīng)放熱時ΔH>0,反應(yīng)吸熱時ΔH<0C.任何條件下,化學(xué)反應(yīng)的焓變都等于化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱D.在一定條件下,某一化學(xué)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng),由生成物與反應(yīng)物的焓值差決定D(1)燒杯間填滿碎紙條的作用是__________________________。(2)大燒杯上如不蓋硬紙板,求得的中和熱數(shù)值________(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。減少實驗過程中的熱量損失偏小3、測量中和熱可以采用如圖所示的簡易裝置。50mL0.50mol/L鹽酸與50mL0.55mol/LNaOH溶液在如圖所示的裝置中進行中和反應(yīng)。通過測定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計算中和熱?;卮鹣铝袉栴}:3、測量中和熱可以采用如圖所示的簡易裝置。50mL0.50mol/L鹽酸與50mL0.55mol/LNaOH溶液在如圖所示的裝置中進行中和反應(yīng)。通過測定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計算中和熱?;卮鹣铝袉栴}:(3)實驗中改用60mL0.50mol/L鹽酸跟50mL0.55mol/LNaOH溶液進行反應(yīng),與上述實驗相比,所放出的熱量________(填“相等”或“不相等”),所求中和熱______(填“相等”或“不相等”),簡述理由:_________________________________________

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