高中化學(xué)（情景導(dǎo)入+課前導(dǎo)讀+知識(shí)解惑+課堂演練）第一章 第1節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)課件 魯科版選修4

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1、第第1 1節(jié)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)節(jié)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化 拯救大兵瑞恩里面有一個(gè)美軍用燃燒彈燒死坑道中敵兵的鏡頭，這就是燃燒彈在現(xiàn)代坑道戰(zhàn)、塹壕戰(zhàn)中的作用之一。由于汽油密度較小，發(fā)熱量高，便宜，所以被廣泛用作燃燒彈原料。加入能與汽油結(jié)合成膠狀物的黏合劑，就制成了凝固汽油彈。為了攻擊水中目標(biāo)，有的還在凝固汽油彈里添加活潑金屬鉀、鈣、鋇，金屬與水結(jié)合放出的氫氣又發(fā)生燃燒，提高了燃燒威力。對(duì)于有裝甲的坦克，燃燒彈也有對(duì)付的高招，由于鋁粉和氧化鐵能發(fā)生壯觀的鋁熱反應(yīng)(2AlFe2O3 Al2O32Fe熱量)，該反應(yīng)放出的熱量足以使鋼鐵熔化成液態(tài)，所以用鋁熱劑制成的燃燒彈可熔掉坦克厚厚的裝甲，使

2、其望而生畏。那么，燃燒彈為什么能釋放出這么巨大的熱量呢？還有哪些物質(zhì)在反應(yīng)過(guò)程中能放出這么巨大的能量？如何根據(jù)這些物質(zhì)的性質(zhì)設(shè)計(jì)出可被我們利用于造福人類的能源？本課時(shí)我們將深入分析這些問(wèn)題。一、化學(xué)反應(yīng)的焓變1化學(xué)反應(yīng)中除了物質(zhì)的變化還伴隨著_的變化，因此化學(xué)反應(yīng)還可以分為_(kāi)反應(yīng)和_反應(yīng)。2當(dāng)化學(xué)反應(yīng)在一定的_下進(jìn)行時(shí)，反應(yīng)所_或_的熱量稱為在此溫度下的_。3“焓”是用來(lái)描述物質(zhì)所具有的_的物理量，其符號(hào)為_(kāi)，可用它的變化來(lái)描述與_有關(guān)的能量變化。在反應(yīng)中反應(yīng)體系_時(shí)，所發(fā)生的反應(yīng)的反應(yīng)熱稱為_(kāi)，用_表示。1.能量吸熱放熱2溫度吸收放出反應(yīng)熱3能量H化學(xué)反應(yīng)恒溫恒壓反應(yīng)的焓變H 4若H0時(shí)，_

3、物所具有的能量大于_物所具有的能量(即體系的能量_)，反應(yīng)為_(kāi)反應(yīng)；反之，若H0時(shí)，_物所具有的能量小于_物所具有的能量(即體系的能量_)，反應(yīng)為_(kāi)反應(yīng)。生成反應(yīng)升高吸熱生成反應(yīng)降低放熱二、熱化學(xué)方程式1在熱化學(xué)中，將一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的_變化和反應(yīng)的_變化同時(shí)表示出來(lái)的化學(xué)方程式稱為熱化學(xué)方程式。因此，熱化學(xué)方程式既遵循_守恒，又遵循_守恒。物質(zhì)能量質(zhì)量能量2書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式的注意事項(xiàng)(1)要在物質(zhì)的_后面用括號(hào)注明物質(zhì)的_。一般用英文字母g、l和s分別表示物質(zhì)為_(kāi)態(tài)、_態(tài)和_態(tài)。水溶液中的溶質(zhì)則用_表示。(2)H后要注明_，因?yàn)樵诓煌琠下進(jìn)行同一反應(yīng)，其_是不同的。在溶液中的反應(yīng)應(yīng)注明_以及_的

4、濃度。(3)H的單位是_或_。2(1)化學(xué)式狀態(tài)氣液固aq(2)反應(yīng)條件條件能量變化溫度溶液(3)kJmol1Jmol1(4)若化學(xué)方程式中各物質(zhì)的_加倍，則H的_也加倍，因此熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示反應(yīng)中各物質(zhì)的_，而不表示粒子個(gè)數(shù)；若反應(yīng)逆向進(jìn)行，則H改變_，但H的_不變?；瘜W(xué)計(jì)量數(shù)值物質(zhì)的量符號(hào)值三、反應(yīng)熱的測(cè)量與計(jì)算1用于測(cè)定反應(yīng)熱的儀器稱為_(kāi)。使用時(shí)，將兩種反應(yīng)物加入_并使之迅速混合，測(cè)量_，即可根據(jù)_，利用式子_計(jì)算出反應(yīng)所釋放或吸收的熱量Q。量熱計(jì)量熱計(jì)最高溫度溫度差QTmc2測(cè)量中和反應(yīng)的反應(yīng)熱時(shí)，參加反應(yīng)的物質(zhì)必須是_或_，因?yàn)樗鼈冊(cè)谒衉，所發(fā)生的反應(yīng)都是_。

5、3一個(gè)化學(xué)反應(yīng)無(wú)論是一步完成還是分幾步完成，_是完全相同的。利用蓋斯定律計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的焓變的方法：若一個(gè)化學(xué)方程式可由另外幾個(gè)化學(xué)方程式相加減而得到，則該反應(yīng)的焓變即為_(kāi)。2強(qiáng)酸強(qiáng)堿完全電離進(jìn)行到底的3總的熱效應(yīng)這幾個(gè)反應(yīng)焓變相加減的結(jié)果四、能源的充分利用1能源是可以提供能量的自然資源，包括_、_、_、_等。2質(zhì)量相同、組成不同的燃料，完全燃燒后放出的熱量不相等，人們通常用_或_來(lái)衡量燃料燃燒放出熱量的大小。在101 kPa的壓強(qiáng)下，_叫做該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱，_叫做該物質(zhì)的熱值。1.化石燃料陽(yáng)光風(fēng)力流水2標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱熱值1 mol物質(zhì)完全燃燒的反應(yīng)熱1 g物質(zhì)完全燃燒的反應(yīng)熱化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱中的

6、概念辨析化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱中的概念辨析 1反應(yīng)熱、焓變的概念當(dāng)一個(gè)化學(xué)反應(yīng)在一定溫度下進(jìn)行時(shí)，反應(yīng)過(guò)程中所釋放或吸收的熱量，稱為此反應(yīng)在該溫度下的反應(yīng)熱，又稱為焓變，用符號(hào)H表示，單位常用kJmol1。許多化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱都可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定。2放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)的異同（見(jiàn)下表） 類型比較 放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)定義有熱量放出的化學(xué)反應(yīng)吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)形成原因反應(yīng)物具有的總能量大于生成物具有的總能量反應(yīng)物具有的總能量小于生成物具有的總能量與化學(xué)鍵強(qiáng)弱的關(guān)系生成物分子成鍵時(shí)釋放的總能量大于反應(yīng)物分子斷裂時(shí)吸收的總能量生成物分子成鍵時(shí)釋放的總能量小于反應(yīng)物分子斷裂時(shí)吸收的總能量表示方法H0H0圖示實(shí)例H

7、2(g)Cl2(g) 2HCl(g)；H184.6 kJmol1C(s)H2O(g) CO(g)H2(g)；H131.3 kJmol13中和熱中和熱：在稀溶液中，酸和堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol水時(shí)所放出的熱量。(1)對(duì)于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液反應(yīng)，其中和熱基本上是相等的，都約是57.3 kJmol1。H(aq)OH(aq) H2O(l)；H57.3 kJmol1。(2)對(duì)于強(qiáng)酸和弱堿(或弱酸和強(qiáng)堿)的稀溶液反應(yīng)，中和熱一般低于57.3 kJmol1，因?yàn)槿蹼娊赓|(zhì)的電離是吸熱的。如：CH3COOH(aq)OH(aq) CH3COO(aq)H2O(l)；Ha kJmol1(其中a57.3)。(3)中

8、和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是H和OH中和生成H2O。若反應(yīng)過(guò)程中有其他物質(zhì)生成(如生成不溶性物質(zhì)或難電離的其他物質(zhì)等)，這部分反應(yīng)熱不在中和熱內(nèi)。4燃燒熱燃燒熱：25、101 kPa時(shí)，1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱。單位為kJmol1。熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)及熱量的計(jì)算熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)及熱量的計(jì)算 1熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式時(shí)除遵循化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)要求外，還要注意以下幾點(diǎn)：(1)反應(yīng)的焓變與各反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)有關(guān)，因此必須在方程式中每種物質(zhì)的化學(xué)式后面用括號(hào)注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)(s、l、g)，不用標(biāo)“”或“”，水溶液中的溶質(zhì)則用“aq”表示。(2)焓

9、變與溫度和壓強(qiáng)等測(cè)定條件有關(guān)，所以書(shū)寫(xiě)時(shí)必須指明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)(298 K、101 kPa時(shí)，可不注明)。(3)化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量，不表示分子個(gè)數(shù)或原子個(gè)數(shù)。(4)H的單位是Jmol1或kJmol1，H只能寫(xiě)在化學(xué)方程式的右邊，表示正向反應(yīng)的焓變。若H為“”表示反應(yīng)為放熱反應(yīng)；若H為“”，則表示反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。(5)由于H與反應(yīng)完成的物質(zhì)的量有關(guān)，所以方程式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)必須與H相對(duì)應(yīng)，若化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)加倍，則H的數(shù)值也加倍；若反應(yīng)逆向進(jìn)行，則H改變符號(hào)，但絕對(duì)值不變。2常用的有關(guān)反應(yīng)焓變的簡(jiǎn)單計(jì)算的方法歸類(1)根據(jù)熱化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算：焓變(H)與反應(yīng)物各

10、物質(zhì)的物質(zhì)的量成正比。如：2H2(g)O2(g) 2H2O(l)；H571.6 kJmol1，生成2 mol H2O(l)時(shí)，H571.6 kJmol1；生成1 mol H2O(l)時(shí)，H285.8 kJmol1。(2)根據(jù)反應(yīng)物和生成物的能量計(jì)算：H生成物的能量之和反應(yīng)物的能量之和。(3)根據(jù)反應(yīng)物和生成物的鍵能計(jì)算：H反應(yīng)物的總鍵能生成物的總鍵能。(4)根據(jù)蓋斯定律計(jì)算：將熱化學(xué)方程式進(jìn)行適當(dāng)?shù)摹凹印薄ⅰ皽p”等變形后，由過(guò)程的焓變進(jìn)行計(jì)算、比較。(5)根據(jù)比熱公式進(jìn)行計(jì)算：Qcm(T2T1)。 下列變化中，屬于吸熱反應(yīng)的是()液態(tài)水汽化將膽礬加熱變?yōu)榘咨勰釮2SO4稀釋KClO3分解制

11、O2生石灰跟水反應(yīng)生成熟石灰CaCO3高溫分解CO2C 2COBa(OH)28H2O與固體NH4NO3混合CH2O(g) COH2AlHCl反應(yīng)A BC D解析：化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中伴隨著能量的吸收或放出，清楚哪些反應(yīng)放熱，哪些反應(yīng)吸熱，知道歸類。分解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，都是分解反應(yīng)；液態(tài)水汽化是物理變化，不是化學(xué)反應(yīng)；在教材中專門(mén)設(shè)有實(shí)驗(yàn)，為吸熱反應(yīng)；是在高溫下進(jìn)行，故吸熱。答案：B點(diǎn)評(píng)：常見(jiàn)的吸熱反應(yīng)絕大多數(shù)為分解反應(yīng)，再就是某些高溫下的反應(yīng)；對(duì)物理變化的放熱、吸熱不應(yīng)歸類為放、吸熱反應(yīng)判斷依據(jù)。 已知下列熱化學(xué)方程式：2H2(g)O2(g) 2H2O(g)；H483.6 kJmol1H2(g)O2

12、(g) H2O(g)；H241.8 kJmol12H2(g)O2(g) 2H2O(l)；H571.6 kJmol1則氫氣的燃燒熱是()A483.6 kJmol1 B241.8 kJmol1C571.6 kJmol1 D285.8 kJmol1解析：本題通過(guò)方程式考查燃燒熱的定義，即298 K、101 kPa時(shí)，1 mol可燃物燃燒生成穩(wěn)定的化合物放出的熱量為燃燒熱。H2生成穩(wěn)定的化合物為液態(tài)水，所以由第三個(gè)方程式求燃燒熱為： (571.6 kJmol1)285.8 kJmol1。答案：D 已知在25、101 kPa下，1 g C8H18燃燒生成CO2和H2O(l)時(shí)放出48.40 kJ的熱量，

13、表示上述反應(yīng)的熱化學(xué)方程式正確的是()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：本題考查熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：標(biāo)明各物質(zhì)的聚集狀態(tài)，A中H2O的狀態(tài)標(biāo)錯(cuò)；標(biāo)明吸熱還是放熱，H0時(shí)為吸熱，H0時(shí)為放熱，本題放熱H0，故C錯(cuò)；物質(zhì)變化和能量變化要對(duì)應(yīng)，顯然D錯(cuò)。答案：B蓋斯定律

14、蓋斯定律 1蓋斯定律的內(nèi)容：化學(xué)反應(yīng)的焓變只與反應(yīng)體系的始態(tài)(各反應(yīng)物)和終態(tài)(各生成物)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)。如果一個(gè)反應(yīng)分幾步進(jìn)行，則各分步反應(yīng)的反應(yīng)焓變之和與該反應(yīng)一步完成時(shí)的焓變是相同的，這就是蓋斯定律。 2蓋斯定律的特點(diǎn) (1)反應(yīng)熱效應(yīng)只與始態(tài)、終態(tài)有關(guān)，與過(guò)程無(wú)關(guān)，就像登山至山頂，不管選哪一條路走，山的海拔總是不變的。即從途徑角度理解如右圖所示。(2)反應(yīng)熱總值一定。下圖表示從始態(tài)到終態(tài)的反應(yīng)熱。則有HH1H2H3H4H5。(3)熱化學(xué)方程式之間可以進(jìn)行代數(shù)變換等數(shù)學(xué)處理。H已知：C(s)O2(g) CO2(g)；H1393.5 kJmol1CO(g) O2(g) CO2(g

15、)；H2283.0 kJmol1式式得：C(s) O2(g) CO(g)；H3110.5 kJmol13蓋斯定律的意義：因?yàn)橛行┓磻?yīng)進(jìn)行很慢，有些反應(yīng)不容易直接發(fā)生，有些不反應(yīng)，此時(shí)如果應(yīng)用蓋斯定律，就可以間接地把它們的反應(yīng)熱計(jì)算出來(lái)。 根據(jù)蓋斯定律，結(jié)合下列反應(yīng)方程式，回答問(wèn)題。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)；H52.3 kJmol1(5)NH4

16、Cl(s)H2O(l) NH4Cl(aq)；H則第(5)個(gè)方程式中的反應(yīng)熱是_。解析：新的信息是蓋斯定律和上述方程式，已有信息是方程式之間可以進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算。新舊信息相結(jié)合，即(4)(3)(2)(1)與(5)相比較，得反應(yīng)熱是16.3 kJmol1。答案：16.3 kJmol1 1840年，俄國(guó)化學(xué)家蓋斯(G.H.Hess)指出，一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)僅與反應(yīng)物的最初狀態(tài)及生成物的最終狀態(tài)有關(guān)，而與中間步驟無(wú)關(guān)，這就是著名的“蓋斯定律”。按此規(guī)律回答下列問(wèn)題。已知火箭發(fā)射時(shí)可用肼(N2H4)作燃料。二氧化氮作氧化劑，這兩者反應(yīng)生成氮?dú)夂退魵?。且N2(g)2O2(g) 2NO2(g)；H1+67.

17、7 kJmol1N2H4(g)O2(g) N2(g)2H2O(g)；H2534 kJmol1請(qǐng)計(jì)算1 mol氣體肼和NO2完全反應(yīng)時(shí)放出的熱量為_(kāi) kJ。并寫(xiě)出肼與NO2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。解析：本題是一道信息題，考查對(duì)“蓋斯定律”的理解和應(yīng)用。根據(jù)題意，要求下列反應(yīng)的反應(yīng)熱H3的值：N2H4(g)NO2(g) N2(g)2H2O(g)；H3根據(jù)蓋斯定律，一個(gè)反應(yīng)僅與其始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與其過(guò)程無(wú)關(guān)，有2，即H2H12H3。H3534 kJmol167.7 kJmol12 567.85 kJmol1。答案：567.85N2H4(g)NO2(g) N2(g)2H2O(g)；H3567.85 kJ

18、mol11下列關(guān)于燃燒熱的說(shuō)法，正確的是()A1 mol純物質(zhì)完全燃燒時(shí)所放出的熱量，叫該物質(zhì)的燃燒熱B放熱反應(yīng)熱化學(xué)方程式中H就是該反應(yīng)物的燃燒熱C物質(zhì)的燃燒熱可利用儀器由實(shí)驗(yàn)測(cè)得D物質(zhì)燃燒必然伴隨發(fā)光發(fā)熱現(xiàn)象，且肯定是氧化還原反應(yīng)解析：燃燒熱的量標(biāo)為“1 mol”可燃物，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；產(chǎn)物為穩(wěn)定的氧化物，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；物質(zhì)燃燒一般伴隨發(fā)光發(fā)熱現(xiàn)象，而非必然，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。唯有選項(xiàng)C正確。答案：C2下列反應(yīng)既是氧化還原反應(yīng)，又是吸熱反應(yīng)的是()A鋁片與稀硫酸反應(yīng)BBa(OH)28H2O與NH4Cl反應(yīng)C灼熱的炭與CO2反應(yīng)D甲烷在O2中的燃燒反應(yīng)解析：已知屬吸熱反應(yīng)的是B和C ，但B反應(yīng)方程式為Ba(OH)28H2O2NH4Cl BaCl22NH310H2O，是非氧化還原反應(yīng)，C反應(yīng)方程式為CCO2 2CO，是氧化還原反應(yīng)。答案：C