第一节化学反应的热效应１精品教育.doc
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第一节 化学反应的热效应课堂导入能量守恒定律的先驱————盖斯盖斯（G．H． Hess，1802～1850）是俄国化学家，1802年8月7日生于瑞士日内瓦， 3岁随父侨居俄国，并在俄国接受教育1825年于多尔帕特大学获医学专业证书， 1826～1827年，在斯德哥尔摩贝采利乌斯的实验室工作并学习化学回俄国后在乌拉尔作地质勘探工作，后在伊尔库茨克做医生并研究矿物1830年当选为圣彼得堡科学院院士，专门研究化学，任圣彼得堡工艺学院理论化学教授并在中央师范学院和矿业学院讲授化学1838年成为俄国科学院院士盖斯早期研究了巴库附近的矿物和天然气，发现了蔗糖氧化生成糖二酸他研究了炼铁中的热现象，作了大量的量热工作1836年盖斯发现，在任何一个化学反应过程中，不论该反应过程是一步完成还是分成几步完成，反应所放出的总热量相同，并于1840年以热的加和性守恒定律公诸于世，后被称为盖斯定律此定律为能量守恒定律的先驱当一个反应不能直接发生时，应用此定律可间接求得反应热盖斯所著的《纯粹化学基础》（1834）曾用作俄国教科书达40年法拉第电解定律的发现日常生活中，到处都会看到漂亮的电镀产品，它们美观、耐用，为我们的生活增添了光彩。
那么，电镀品是怎么造出来的呢？这与19世纪初电池的发明有着密切的关系 1800年，意大利物理学家伏打做了个小小的实验：他把一块锡箔放在自己的舌尖上，然后拿一枚银币去碰锡箔，舌头上顿时感到有酸麻的感觉他又用另外两种金属与自己身体的其他部位相接触，也发现有同样的感觉这个实验使伏打意识到不同的金属相连，可能会产生电流 他将两排不同的金属片双双接起来，果真产生了电流他又试着在两金属间放一些东西，发现放有潮湿的物质时电流会更大于是他将几十块银圆和锌片交替重叠，每对金属之间插入浸渍食盐水的纸片或布条，组成了世界上第一个电池组，这就是伏打电池 在伏打发明了电池以后，英国工程师尼可尔和解剖学家卡莱尔便利用此电源对液体进行研究，发现利用此电源可将水分解在此以后，欧洲掀起了电解实验的高潮，虽然电在溶液中流动，使溶液发生了化学变化是无可置疑的，但变化的原理还不清楚 英国物理学家、化学家法拉第为了研究电解原理，也进行了一系列实验他将两块铂片插在盛硫酸锌溶液的玻璃容器中，然后与伏打电池相连，结果发现阴极的铂片上覆上了一层金属锌；阳极周围的溶液显酸性这就是最早的电镀品 1833年，他又用金属铂和铜做电极，对氯化铜水溶液进行电解。
这次，他对两极上发生的化学反应进行了定量研究他用不同强度的电流通入氯化铜溶液，然后测量所生成的氯气和铜的量发现在电解过程中，电极上析出的铜的质量和电解槽中通入电流的量成正比并还发现：96 494库仑的电量，恰恰是1摩尔电子的总电量 法拉第是一位伟大的实验科学家，他进一步实验，以证实他发现的电解规律这样，通过测定电解槽的电流强度和时间，即可算出电解中消耗电量的库仑数；知道电量的法拉第数，就可求出电解析出物质的质量在这一基础上，众多科学家对法拉第的这一规律进行验证，发现这是正确的，称之为“法拉第电解定律”应用这一定律可以进行物质的定量分析同步课堂预习要点1.你能知道以下过程分别是利用了该过程中的什么能量吗？水从高处流到低处时可用来发电，冬天可用木柴或煤炭取暖，野外作业中可以用氧化铁和铝粉为主要原料来焊接钢轨，建设的冷库常用液氨，将置于滴有水的木板上的烧杯中加入硝酸铵和氯化钡晶体搅拌后发现因结冰而使烧杯与木板粘结在一起2.化学反应在进行过程中往往有能量的变化，这些能量在化学上是用什么来表示的，我们知道中和反应在瞬间就能完成，给我们一定量的酸和碱，你能设计实验求出它们反应时放出的热量吗，如何去通过实验测定，怎样操作？3.从初中我们就知道氢气在空气中能燃烧，放出大量热的同时生成气态水或者液态水，如果2g氢气完全燃烧生成液态水时放出285.8KJ的热，你能用化学知识把这一过程表达出来吗，如果生成的是气态水，放出的热量会与生成液态水一样吗？ 4.炭在空气中完全燃烧生成CO2，放出的热量用Q1表示；同样多的炭，先让其不完全燃烧生成CO，这一过程放出热量为Q2，再将生成的CO燃烧生成CO2，这一过程放出的热量为Q3，则有Q1=Q2＋Q3,你能相信吗？立体框架知识梳理1. 【例1】根据中和热的测定实验填空。
取0.55 mol/L的NaOH溶液50mL与0.5mol/L的盐酸50mL置于下图所示的装置中进行反应和测定中和反应的反应热1）该装置的名称是____________，装置中缺少的一种仪器是____________，装置中还存在的错误有____________，这种错误会造成最高温度读数____________（填“增大”、“减小”或“无影响”）2）大烧杯杯口若不盖硬纸板，测得的中和热的数值将____________（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）3）假定0.5mol/L的盐酸和0.55mol/L的NaOH溶液的密度都是1g/cm3，反应前的温度为18℃，反应后最高温度为t，则中和热的计算式是△H＝________________________4）实验中，若改用60mL 0.5mol/L的盐酸进行实验，与上述实验结果相比，则放出的热量____________（填“增多”、“减小”或“相等”），测得的中和热____________（填“相同”或“不相同”）5）实验中，将盐酸倒入NaOH溶液中，或将NaOH溶液倒入盐酸中，对实验结果____________（填“有影响”或“无影响”）。
该溶液快速混合好还是慢混合好？______________理由是____________________________________答案：（1）量热计 环形玻璃搅拌棒 大烧杯杯口与小烧杯杯口没有相平，两烧杯之间没有塞满碎纸条 减小（2）偏小（3）（4）增多 相同 NaOH（5）无影响 快速好 因为慢速混合导致较多热量散失点金之笔：测定中和热属于定量实验，定量实验要求准确而误差小，否则有可能产生错误的结论 2. 【例2】在25℃、101kPa下，1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68KJ，下列热化学方程式正确的是（ ）A. B. C. D. 解析：由放热反应为“－”；吸热反应为“＋”可知，B、C项是放热反应，属于选择范围1gCH3OH完全燃烧放热22.68KJ热量，则2molCH3OH完全燃烧放热为22.68KJ×32×2＝1452KJ，故B项正确答案：B点金之笔：放热时ΔH<0而吸热时ΔH>0，且ΔH要与化学计量系数相对应3.反应焓变的计算由于焓(H)是状态函数，所以ΔH只与体系的始、末状态有关而与“历程”无关可见，只要反应物和产物的状态确定了，反应的热效应也就确定了，反应是否有中间步骤或有无催化剂介入等均对反应热数值没有影响。
1840年瑞士的化学家盖斯(Hess)在总结大量实验事实的基础上提出：“一个化学反应不管是一步完成的，还是多步完成的，其热效应总是相同的这叫做盖斯定律可以看出，盖斯定律实际上是“内能和焓是状态函数”这一结论的进一步体现利用这一定律可以从已经精确测定的反应热效应来计算难于测量或不能测量的反应的热效应例3】 实验中不能直接测出由石墨和氢气生成甲烷反应的ΔH，但可测出CH4燃烧反应的ΔH，根据盖斯定律求ΔH4CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l) ΔH１＝－890.3kJ·mol－1 (1)C(石墨)＋O2(g)＝CO2(g) ΔH２＝－393·5kJ·mol－1 (2)H2(g)＋O2(g)＝H2O(l) ΔH3＝－285.8kJ·mol－1 (3)C(石墨)＋2H2(g)＝CH4(g) ΔH4＝？ (4)解析：利用盖斯定律可以设计如下过程：可见ΔH4＝ΔH2＋2ΔH3－ΔH1＝－393.5＋2(－285.8)－(－890.3)＝－74.8kJ·mol－1答案：ΔH4＝－74.8kJ·mol－1点金之笔：用设计途径来计算时，一目了然。
易错警示易错点:不能正确把握吸热反应和放热反应的ΔH的正负，从而无法正确对ΔH的大小进行比较例4】已知（1）（2）（3）（4）下列关系式正确的是（ ）A. a
错解：对于第二个反应的△H=241.8 kJ·mol－1－2.444kJ·mol－1＝239.356kJ·mol－1正确剖析： 因为反应生成的是1mol水，而1g水蒸气转化为液态水放热2.444kJ，故第二个反应的△H＝241.8 kJ·mol－1＋18×2.444kJ·mol－1＝－285.8kJ·mol－1答案：H2(g)＋O2(g)＝H2O(g)；△H＝－241.8kJ·mol－1 －285.8 重点讲述1.有关反应热的计算方法（1）根据实验测出的数据求算：反应热是指化学反应过程中放出或吸收的热量，它可以直接通过实验测得具体做法是：先测得一定质量的反应物质反应前后的温度，然后应用公式直接计算求得2）根据键能求得：化学反应的实质是旧键的断裂和新键的生成，其中旧键断裂需要吸收能量，而新键的生成放出热量，则反应的热效应与化学键的关系为：ΔH＝E1(反应物键能总和)－E2(生成物键能总和)在不做其他功的情况下，当前者大于后者时，就是吸热反应；当前者小于后者时，为放热反应3）根据能量的变化求算：放热反应的反应物具有的总能量大于生成物所具有的总能量，导致反应物转化为生成物时放出热量；吸热反应是由于反应物具有的总能量小于生成物所具有的总能量，反应物需通过加热、光照等条件吸收能量，而使反应物本身的能量升高才能转化为生成物。
化学变化过程中的能量变化如下图： （4）根据盖斯定律求算【例5】化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程化学键的键能是形成（或拆开）1mol化学键时释放（或吸收）的能量已知白磷和P4O6的分子结构如下图所示，现提供以下化学键的键能（kJ•mol－1）： P—P：198， P—O：360； O＝＝O：498P4O6白磷反应P4（白磷）＋ 3O2（g）＝P4O6（s）的反应热△H为（ ）A．－126 k。
