第一节化学反应与能量变化.ppt

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1、第一章 化学反应与能量,2019年3月14日星期四,第一节 化学反应与能量的变化,安陆一中化学组,一、焓、焓变,1、焓：与内能有关的物理量 符号：H 决定因素： 2、焓变：生成物与反应物的焓值差（能量差） 符号：H H=H生成物H反应物 3、在一定条件下，判断某一化学反应是吸热反应还是放热反应，由生成物与反应物的焓值差即焓变(H)决定 4、一般反应都是在敞口容器中进行的，系统的压力等于外界压力，是在恒压条件下进行的反应，反应的热效应（即反应热）等于焓变。,反应物本身的性质 物质的状态：g l s 温度：TH 压强：PH,H0 H0,吸热反应,放热反应,二、反应热,化学反应过程中所释放或吸收的能

2、量,都可以用热量(或换算成相应的热量)来表述,叫做反应热,在恒压条件下又称为焓变。,（焓变）,分组实验 1：盐酸与镁条的反应,分组实验 2：Ba(OH)2 8H2O与NH4Cl的反应,Ba(OH)28H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3+10H2O,有无色无味气泡放出,试管外壁发烫,产生刺激性气味的气体，混合物呈糊状,烧杯底部很冷,反应吸收热量,反应放出热量,有氢气生成,有氨气生成,化学反应过程中为什么会有能量的变化？ 化学反应的实质就是反应物分子中化学键断裂，形成新的化学键，重新组合成生成物的分子的过程。 旧键断裂需要吸收能量， 新键形成需要放出能量。 而一般化学反应中，旧键的断裂所吸

3、收的总能量与新键形成所放出的总能量是不相等的，而这个差值就是反应中能量的变化。所以化学反应过程中都会有能量的变化。,反应热与物质的量的关系： 质量守恒 能量守恒 某一反应中，质量和能量成正比关系 用热量表示 体系向环境做正功，释放能量放热反应 体系向环境做负功， 得到能量吸热反应,一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量，决定于_。,反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小,放出能量的反应,E反应物 E生成物,吸收能量的反应,E反应物 E生成物,B,H2 + Cl2 = 2HCl,HH,Cl Cl,HCl,吸收能量,断开,断开,吸收能量,形成,放出能量,点燃,化学键的断裂和形成是化

4、学反应中能量变化的主要原因。,断裂和形成化学键与吸收和释放能量有什么关系呢？,断裂反应物中的化学键吸收能量, 形成生成物中的化学键释放能量,思 考,化学键变化与能量变化关系图,反应物键能大生成物键能小吸多放少,3.键能与能量之间的相互关系,反应物能量低生成物能量高能量守恒,吸热反应,反应物能量高生成物能量低能量守恒,反应物键能小生成物键能大吸少放多,放热反应,常见的放热反应和吸热反应,放热反应,所有的燃烧 中和反应 溶液里的置换 一般的化合反应 特殊的分解,吸热反应,电离 强碱与铵盐 一般的分解 特殊的化合,练习1：氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰，反应过程中，破坏1mol氢气中的化学键消耗的

5、能量为Q1kJ，破坏1mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2kJ，形成1mol氯化氢中的化学键释放的能量为O3kJ。下列关系式中正确的是 A2Q1 + 2Q2 2Q3,C,练习2：能量越低，物质越稳定。反应： C(石墨) C(金刚石)是吸热反应，由此可知： A石墨比金刚石更稳定 B金刚石比石墨更稳定 C金刚石和石墨不能相互转化 D金刚石和石墨可以相互转化,AD,1、下列叙述正确的是 （ ） A.化学反应一定伴随热量的变化 B.凡是吸热或放热过程中热量的变化均称为反应热 C.若H0，则反应物的能量高于生成物的能量 2、已知：H + H H2；H=436KJ/mol，则下列叙述正确的是 （ ） A.

6、2个H原子的能量高于1个H2的能量 B.2个H原子的能量低于1个H2的能量 C. H原子比H2分子稳定 D.H2分子比H原子稳定,C,A D,3、下列变化过程中会放出热量的是 （ ） 硝酸铵溶于水物质的燃烧苛性钠溶于水 生石灰放入水中 醋酸的电离 A仅 B仅 C仅 D,D,4、下列变化中，属于放热反应的是 （ ） A.Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应 B.点燃的镁条在二氧化碳中继续燃烧 C.灼热的碳与二氧化碳的反应 D.氯化钠溶于水,B,二、热化学方程式,什么是热化学方程式？,表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式，叫做热化学方程式。,思考 交流,与化学方程式相比，热化学方程式

7、有哪些不同？ 正确书写热化学方程式应注意哪几点？,请看以下几个例子，再思考！,热化学方程式,能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式,1、热化学方程式包含物质变化和能量变化两个部分，二者缺一不可。 普通化学方程式只包含物质变化一个部分。,物质变化,能量变化,2、热化学方程式中化学计量数表示参加反应的各物质的物质的量，可为整数或分数。 普通化学方程式中化学计量数宏观上表示各物质的物质的量，微观上表示原子分子数目，只能为整数，不能为分数。,阅读 P4 资料卡片,每mol反应的焓变,书写热化学方程式的注意事项,2、需注明反应的温度和压强，如不注明条件，即指: 25 1.01105Pa,3、物

8、质后需标聚集状态（s、l、g、aq），同素异形体要注明名称，不用和，也不标反应条件,4、热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示物质的量并不能表示物质的分子数或原子数，因此化学计量数可以是整数也可以是分数,5、根据焓的性质，若化学方程式中各物质的系数加倍，则H的数值也加倍；若反应逆向进行，则H改变符号，但绝对值不变,热化学方程式表示的意义,1、反应物和生成物的种类、聚集状态 2、反应中各物质的物质的量比和质量比 3、反应中放出或吸收的热量。,综上所述,问题：,反应物和生成物前的系数它代表了什么？ 在方程式中H它表示了什么意义？ H 它的值与什么有关系？, 热化学方程式中各物质前的化学计

9、量数不表示分子个数，表示对应物质的物质的量。 H(KJ/mol)它表示每摩尔反应所放出的热量，H它的值与方程式中的计量系数有关，即对于相同的反应，当化学计量数不同时，其H不同。,1、当1mol气态H2与1mol气态Cl2反应 生成2mol气态HCl，放出184.6KJ的热 量，请写出该反应的热化学方程式。,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) H =-184.6kJ/mol,练习：,而这些书写也是对的！,（练习与巩固）依据事实，写出下列反应的热化学方程式,（）1mol碳完全燃烧放出393.5kJ的热量； （）1克甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水时放热22.68kJ； （）1mol氯气和水蒸气通

10、过灼热的炭层反应，生成氯化氢和二氧化碳放出145kJ的热量。,2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)=4HCl(g)+CO2(g) H=-290kJ/mol,CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H=-725.76kJ/mol,C(s)+O2(g)=CO2(g) H=-393.5kJ/mol,写出下列反应的热化学方程式 （1）1molC(固态)与适量H2O(气态) 反应,生成CO(气态)和H2(气态),吸收131.3kJ的热量 （2）0.5molCu(固态) 与适量O2(气态) 反应, 生成CuO(固态), 放出78.5 kJ的热量,C(s)+H2O(g)=CO(

11、g)+H2(g) H=+131.3kJ/mol,2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s) H= 314kJ/mol,2.00gC2H2完全燃烧生成液态水和CO2放出的热量为99.6kJ，写出C2H2燃烧的热化学方程式。,2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=2589.6kJ/mol,2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=-4b kJ 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=-4b kJ/mol C. C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(g) H=-4b kJ/mol D. 2C2H2(

12、g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=+4b kJ/mol E. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=-2b kJ/mol,2、已知充分燃烧a g 乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量bkJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是,B,点拨：热化学方程式书写正误的判断可从物质的聚集状态、H的正负号、物质的量的大小、单位等主要方面入手,C,4、已知在1105Pa，298K条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，下列热化学方程式正确的是 ( ) A. H2O（g）H2（g）1/2O2（g） H242kJmol1 B. 2H

13、2（g）O2（g）2H2O H484kJmol1 C. H2（g）1/2O2（g）H2O（g） H242kJmol1 D. 2H2（g）O2（g）2H2O（g） H484kJmol1,A,5、在同温同压下，下列各组热化学方程式中Q2Q1的是 （ ） A. H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) H=-Q1 1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g) H=-Q2 B. C(s)+1/2O2(g)=CO (g) H=-Q1 C(s)+O2(g)=CO2(g) H=-Q2 C. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=-Q1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H=-Q2 D.

14、 S(g)+O2(g)=SO2(g) H=-Q1 S(s)+O2(g)=SO2(g) H=-Q2,B,6、热化学方程式： S(g)+O2(g)=SO2(g) H=297.3kJ/mol 分析下列说法中正确的是（ ） AS(g)+O2(g)=SO2(l) H-297.3kJ/mol BS(g)+O2(g)=SO2(l) H-297.3kJ/mol C1molSO2的键能总和大于1molS和1molO2键能之和 D1molSO2的键能总和小于1molS和1molO2键能之和,B C,二、中和热 1定义：在稀溶液中，酸和碱发生中和反应，生成1mol水时的反应热叫做中和热。 2. 强酸和强碱的中和热的

15、表示： H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1) H=-57.3kJmol 3.要点： 、条件：稀溶液。稀溶液是指溶于大量水的离子 、反应物： （强）酸与（强）碱。中和热不包括离子在水溶液中的生成热、电解质电离的吸热所伴随的热效应 、生成1mol水。中和反应的实质是H+和OH-化合生成H20，若反应过程中有其他物质生成，这部分反应热也不在中和热之内 、放出的热量：57.3kJ/mol, 反应物酸与碱。(中学阶段，只讨论强酸和强碱反应的中和热),思考:若是强酸跟弱碱或弱酸跟强碱发生中和反应，中和热也是57.3kJ/mol吗？为什么？,答：若是强酸跟弱碱或弱酸跟强碱发生中和反应，中和热将小于57

16、.3kJ/mol。因为： 弱电解质反应时会不断电离，电离时要吸热； 生成的盐会水解，水解也要吸热。,生成物及其物质的量：1molH+与1molOH-反应生成1molH2O。 放出的热量：573kJmol或H= -573kJmol NaOH(aq)+1/2 H2SO4 (aq) = 1/2 Na2SO4 (aq) + H2O(l); H = 57.3kJ/mol,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应： H+(aq)+OH(aq)=H2O(1)； H=-57.3kJ/mol，向1L0.5mol/L的NaOH溶液中加入稀醋酸、浓H2SO4、稀HNO3，则恰好完全反应时的热效应H1，H2，H3的关系

17、正确的是: A. H1H2H3 B. H1H3H2,D,一、实验目的,1.理解并掌握强酸和强碱反应的中和热的计算原理；,2.掌握强酸和强碱反应的中和热的测定步骤；,3.掌握强酸和强碱反应的中和热测定中的误差分析。,实验 中和热的测定,二、实验原理,（2）因为m = V酸酸V碱碱 、V酸=V碱 =50mL； 而酸的浓度是0.50 mol/L 、碱的浓度是0.55mol/L； 且酸=碱=1 g/cm3 、C=4.18 J/（g）。 所以 Q = 0.418（t2t1）kJ。 （3）中和热计算公式：,三、实验用仪器和药品,1、实验仪器： 大烧杯（500 mL）、小烧杯（100 mL） 温度计、量筒（

18、50 mL）两个、泡沫塑料或纸条、 泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个小孔）、环形 玻璃搅拌棒。 2、实验药品： 0.50 mol/L 盐酸、0.55 mol/L NaOH溶液。,3、实验装置如下图所示：,四、实验步骤,1.在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，如上一页图形所示。（实验装置图）,1.大、小烧杯放置时，为何要使两杯口相平？填碎纸条的作用是什么？对此装置，你有何更好的建议？ 2.温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗

19、后的溶液能否倒入小烧杯？为什么？ 3.酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？ 4.实验中所用HCl和NaOH的物质的量比为何不是11而是NaOH过量？若用HCl过量行吗？,五、实验过程中的疑点、难点解析,2.因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗，温度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失，故要冲洗干净；冲洗后的溶液不能倒入小烧杯，若倒入，会使,疑难点解析结果：,总溶液的质量增加，而导致实验结果误差。 3.因为本实验的关键是测反应的反应热，若动作迟缓，将会使热量损失而使误差增大。 4.为了保证0.50 mol/L的盐酸完全被NaOH中和，采用0.55 mo

20、l/L NaOH溶液，使碱稍稍过量。,实验所测得的数据若不是为57.3 kJ/mol，则产生误 差可能的原因是： 1.量取溶液的体积有误差（测量结果是按50 mL的酸、碱进行计算，若实际量取时，多于50 mL或小于50mL都会造成误差）。 2.温度计的读数有误。 3.实验过程中有液体洒在外面。,六、实验误差分析,4.混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。 5.隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。 6.测了酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的温度，致使热量损失而引起误差。,七、学以致用,1.本实验中若把50 mL 0.50 mol/L的盐酸改为50 mL 0.50 mol/L醋酸，所测结果是否会有所变化？为什么？ 2.若改用100 mL 0.50 mol/L的盐酸和100 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液，所测中和热的数值是否约为本实验结果的二倍（假定各步操作没有失误）？,参考答案：,1.会有所变化。因为醋酸为弱电解质，其电离时要吸热，故将使测得结果偏小。 2.否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时放出的热量，其数值与反应物的量的多少无关，故所测结果应基本和本次实验结果相同,