化学反应与能量变化.ppt
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第一节第一节 问题：问题：化学反应化学反应都有新物质产生，同都有新物质产生，同时还伴随着能量变化，请列举时还伴随着能量变化，请列举学过的有热量变化的相关反应学过的有热量变化的相关反应 反应物总能量高反应物总能量高生成物总能量低生成物总能量低能能量量反应进程反应进程释释放放能能量量①①反应物的反应物的总总能量能量 生成物的生成物的总总能量，反应能量，反应放出能量放出能量1.1.宏观：宏观：化学反应中能量变化的原因化学反应中能量变化的原因 ————反应物和生成物的总能量相对大小反应物和生成物的总能量相对大小大于大于一、化学反应能量变化的原因一、化学反应能量变化的原因 能能量量反应进程反应进程反应物总能量低反应物总能量低生成物总能量高生成物总能量高吸吸收收能能量量②②反应物反应物总总能量能量 生成物生成物总总能量，反应能量，反应吸收能量吸收能量小于小于1.1.宏观：宏观：化学反应中能量变化的原因化学反应中能量变化的原因 ————反应物和生成物的总能量相对大小反应物和生成物的总能量相对大小一、化学反应能量变化的原因一、化学反应能量变化的原因 一个确定的化学反应在发生过程中是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，取决于吸收能量还是放出能量，取决于 。
反应物的总能量与生成物的总能反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小量的相对大小结论结论规律规律反应物的能量之和反应物的能量之和E E反反生成物的能量之和生成物的能量之和E E生生（（1 1）若）若E E反反> > E E生生，，（（2 2）若）若E E反反< < E E生生，，放出能量放出能量吸收能量吸收能量放热反应放热反应吸热反应吸热反应 化学反应的本质是什么？化学反应的本质是什么？化学键的断裂和形成化学键的断裂和形成问题：问题： 2、微观：、微观：化学反应中能量变化的原因化学反应中能量变化的原因旧键断裂旧键断裂 — 吸收能量吸收能量新键形成新键形成 — 放出能量放出能量==679kJ/mol862 kJ/mol反应物的键能总和反应物的键能总和 生成物的键能总和生成物的键能总和 化学键与化学反应能量变化的关系化学键与化学反应能量变化的关系（（1）若）若E断断> E成成，，吸收能量吸收能量2）若）若E断断< E成成，，放出能量放出能量所以：一个化学反应是放热还是吸热所以：一个化学反应是放热还是吸热取决于取决于所有断键吸收的总能量与所有所有断键吸收的总能量与所有形成新键放出的总能量的相对大小形成新键放出的总能量的相对大小 思考1 1、你所知道的化学反应中有哪些是放、你所知道的化学反应中有哪些是放热反应？热反应？2 2、你所知道的化学反应中有哪些是吸热、你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应？反应？思考燃料的燃烧燃料的燃烧 ,中和反应中和反应 , 活泼金属与酸、活泼金属与酸、碱碱 ,大多数化合反应大多数化合反应大多数分解反应大多数分解反应, C+CO, C+CO2 , 2 , H H2 2+C+Cu uO, C+HO, C+H2 2O , O , Ba(OH)Ba(OH)2 2.8H.8H2 2O+NHO+NH4 4Cl ,Cl ,CaCOCaCO3 3高温分解高温分解 二二 、反应热、反应热 焓变焓变1 1、定义：、定义：2 2、符号：、符号：△△H H3 3、单位：、单位：kJkJ·molmol-1-1 恒压恒压条件下的反应热称为反应的条件下的反应热称为反应的焓变焓变。
化学反应过程中化学反应过程中放出或吸收的热量放出或吸收的热量叫做化学反应的叫做化学反应的反应热反应热. . 放热反应：放热反应：吸热反应：吸热反应：ΔH＜＜0或或 ΔH为为“－－”ΔH＞＞0 或或ΔH为为“＋＋”放热放热反应物反应物生成物生成物能能量量反应过程反应过程△H△H＜＜0 0吸热吸热反应物反应物生成物生成物能能量量反应过程反应过程△H△H＞＞0 04 4、规定：、规定： ∆H＝＝E（（生成物生成物的总能量）－的总能量）－ E（（反应物反应物的总能量）的总能量）或或∆H＝＝E（反应物的键能）－（反应物的键能）－ E（生成物的键能）（生成物的键能）5、焓变的计算、焓变的计算例例 1：：1 mol C与与 1 mol H2O(g) 反应生成反应生成 l mol CO(g) 和和1 mol H2(g)，需要吸收，需要吸收131.5 kJ的热量，的热量，该反应的反应热为该反应的反应热为△△H = kJ/mol例例 2：拆开：拆开 1 mol H－－H键、键、1 mol N－－H键、键、1 mol N≡N键分别需要的能量是键分别需要的能量是436 kJ、、391 kJ、、946 kJ，，则则1mol N2生成生成NH3的反应热为的反应热为△△H= ，，+131.5－－92.0 kJ/mol 练习练习 1.1.下列叙述正确的是（下列叙述正确的是（ ））A.A.化学反应一定伴随热量的变化化学反应一定伴随热量的变化B.B.凡是吸热或放热过程中热量的变化均称为反应凡是吸热或放热过程中热量的变化均称为反应热热C.C.若若△△H<0H<0，则反应物的能量高于生成物的能量，则反应物的能量高于生成物的能量D.D.若若△△H>0H>0，则反应物的能量高于生成物的能量，则反应物的能量高于生成物的能量C 2.2.已知：已知：H + H H + H ═ H H2 2；； △H = △H = －－436KJ/mol436KJ/mol，则下列叙述正确的，则下列叙述正确的 是（是（ ）） A. A.2 2 个个H H 原子的能量高于原子的能量高于 H H2 2 的能的能量量 B. B.2 2 个个H H 原子的能量低于原子的能量低于 H H2 2 的能的能量量 C. H C. H 原子比原子比 H H2 2分子稳定分子稳定 D. H D. H2 2分子比分子比 H H 原子稳定原子稳定A D 3．下列过程中，需要吸收能量的是（下列过程中，需要吸收能量的是（ ）） A．．H+H=H2 B．．H+Cl=HCl C．．I2→I+I D．．S+O2=SO2C 我们认识了反应热，那么我们认识了反应热，那么怎样书写表示化学反应热的化怎样书写表示化学反应热的化学方程式？学方程式？思考：思考： 热化学方程式热化学方程式 （阅读课本例（阅读课本例1与例与例2））思考思考交流交流Ø与化学方程式相比，热化学方与化学方程式相比，热化学方程式有哪些不同？程式有哪些不同？Ø正确书写热化学方程式应注意正确书写热化学方程式应注意哪几点？哪几点？ 二、热化学方程式二、热化学方程式H H2 2(g)+I(g)+I2 2(g)======2HI(g) △H=(g)======2HI(g) △H=－－14.9kJ/mol14.9kJ/mol200℃200℃101kPa101kPa1、热化学方程式包含物质变化和能量变化两个、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。
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普通化学方程式只包含物质变化一个部分物质变化物质变化能量变化能量变化 能表示能表示参加反应物质的量参加反应物质的量和和反应热反应热关系关系的化学方程式叫做热化学方程式的化学方程式叫做热化学方程式 二、热化学方程式二、热化学方程式H H2 2(g)+I(g)+I2 2(g)======2HI(g) △H=(g)======2HI(g) △H=－－14.9kJ/mol14.9kJ/mol200℃200℃101kPa101kPa2、热化学方程式需注明测定时的温度和压强热化学方程式需注明测定时的温度和压强对于对于 25℃℃ 101kPa时进行的反应可不注明时进行的反应可不注明 普通化学方程式不需注明温度和压强普通化学方程式不需注明温度和压强H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)==H(g)==H2 2O(g) △H=O(g) △H=－－241.8kJ/mol241.8kJ/mol1 12 2 二、热化学方程式二、热化学方程式3、热化学方程式需注明各物质的状态热化学方程式需注明各物质的状态。
普通化学方程式不需注明物质的状态普通化学方程式不需注明物质的状态H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)==H(g)==H2 2O(g) △H=O(g) △H=－－241.8kJ/mol241.8kJ/mol1 12 2H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)==H(g)==H2 2O(l) △H=O(l) △H=－－285.8kJ/mol285.8kJ/mol1 12 2 二、热化学方程式二、热化学方程式4 4、热化学方程式中化学计量数表示参加反应的各物质、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，可为整数或分数的物质的量，可为整数或分数, ,其其△△H H与系数对应成与系数对应成比例 普通化学方程式中化学计量数宏观上表示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，各物质的物质的量，微观上表示原子分子数目，只能为整数，不能为分数只能为整数，不能为分数H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)==H(g)==H2 2O(g) △H=O(g) △H=－－241.8kJ/mol241.8kJ/mol1 12 22H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)==2H(g)==2H2 2O(g) △H=O(g) △H=－－483.6kJ/mol483.6kJ/mol 书写热化学方程式的注意点：书写热化学方程式的注意点：1、需注明反应的温度和压强；、需注明反应的温度和压强； (如在如在25℃℃ 101kPa下进行的反应，可不注明下进行的反应，可不注明)2、应注明反应物和生成物的状态；、应注明反应物和生成物的状态；3、对于相同的反应，当化学计量数不同时，其、对于相同的反应，当化学计量数不同时，其△△H对应成比例。
对应成比例H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)==H(g)==H2 2O(g) △H=O(g) △H=－－241.8kJ/mol241.8kJ/mol1 12 2H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)==H(g)==H2 2O(l) △H=O(l) △H=－－285.8kJ/mol285.8kJ/mol1 12 22H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)==2H(g)==2H2 2O(g) △H=O(g) △H=－－483.6kJ/mol483.6kJ/mol 例例1：当：当1mol气态气态H2与与1mol气态气态Cl2反应生成反应生成2 mol气态气态HCl，放出，放出184.6 kJ的热量，请写出该的热量，请写出该反应的热化学方程式反应的热化学方程式H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) ∆H =－－184.6 kJ/mol2H2(g) + 2Cl2(g) = 4HCl(g) ∆H =－－369.2 kJ/mol H2(g) + Cl2(g) = HCl(g) ∆H =－－92.3 kJ/mol1212例例2：：1mol N2(g) 与适量与适量O2(g) 反应生成反应生成NO2 (g)，需吸收，需吸收68kJ的热量；写出热化学方程式。
的热量；写出热化学方程式N2(g) + 2O2(g) = 2NO2 (g) ∆H = + 68 kJ/mol 例例3、沼气的主要成分是甲烷沼气的主要成分是甲烷0.5 mol CH4完全燃烧完全燃烧生成生成CO2和和H2O时，放出时，放出445 kJ的热量则下列热化的热量则下列热化学方程式中正确的是（学方程式中正确的是（ ））A、、2CH4( g ) ＋＋ 4O2( g ) ＝＝ 2CO2( g ) ＋＋ 4H2O ( l ) ΔH = + 890 kJ/mol B、、CH4 ＋＋ 2O2 ＝＝ CO2 ＋＋ H2O ΔH = – 890 kJ/mol C、、CH4 ( g ) ＋＋ 2 O2 ( g ) ＝＝ CO2 ( g ) ＋＋ 2 H2O ( l ) ΔH = – 890 kJ/mol D、、 1/2CH4 ( g ) ＋＋ O2 ( g ) ＝＝ 1/2CO2 ( g ) ＋＋ H2O ( l ) ΔH = – 890 kJ/mol CΔH = – 445 kJ/mol A例例4、已知在、已知在1×105Pa，，298K条件下，条件下，2mol氢气燃烧生氢气燃烧生成水蒸气放出成水蒸气放出484kJ热量，下列热化学方程式正确的是热量，下列热化学方程式正确的是( )A. H2O（（g）＝）＝H2（（g）＋）＋1/2O2（（g）） ΔH＝＋＝＋242kJ·mol－－1B. 2H2（（g）＋）＋O2（（g）＝）＝2H2O（（l）） ΔH＝－＝－484kJ·mol－－1C. H2（（g）＋）＋1/2O2（（g）＝）＝H2O（（g）） ΔH＝＋＝＋242kJ·mol－－1D. 2H2（（g）＋）＋O2（（g）＝）＝2H2O（（g）） ΔH＝＋＝＋484kJ·mol－－1 练习：练习：A. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △△H=－－4b kJ/molB. C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) △△H=+2b kJ/molC. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △△H=－－2b kJ/molD. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △△H=+b kJ/mol 已知充分燃烧已知充分燃烧a g 乙炔气体时生成乙炔气体时生成1mol二氧化二氧化碳气体和液态水，并放出热量碳气体和液态水，并放出热量bkJ，则乙炔燃烧的，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是热化学方程式正确的是A 2、已知、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则则a、、b、、c、、d的关系正确的是的关系正确的是 。
A、、a
●实验用品实验用品 大烧杯（大烧杯（500 mL500 mL）、小烧杯（）、小烧杯（100 mL100 mL）） 温度计、量筒（温度计、量筒（50 mL50 mL）两个、泡沫塑料）两个、泡沫塑料 或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个小孔）、小孔）、环形玻璃搅拌棒环形玻璃搅拌棒0.50 mol/L 0.50 mol/L 盐酸、盐酸、0.55 mol/L0.55 mol/L NaOH NaOH溶液溶液中和反应反应热的测定中和反应反应热的测定 实验步骤：阅读实验步骤：阅读P4-5并回答问题并回答问题1.1. 中和热的测定 中和热的测定大、小烧杯放置时，为何要使两杯口相大、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，平？填碎纸条的作用是什么？对此装置，你有何更好的建议？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 温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗后的溶液能否倒入小烧杯？为什么？后的溶液能否倒入小烧杯？为什么？ 答案：答案：1.1.两杯口相平，可使盖板把杯口尽量盖严，两杯口相平，可使盖板把杯口尽量盖严，从而减少热量损失；填碎纸条的作用是为了达到保从而减少热量损失；填碎纸条的作用是为了达到保温隔热、减少实验过程中热量损失的目的。
若换用温隔热、减少实验过程中热量损失的目的若换用隔热、密封性能更好的装置（如保温杯）会使实验隔热、密封性能更好的装置（如保温杯）会使实验结果更准确结果更准确2、因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗，、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放热使温度计温度计上的酸会和碱发生中和反应而放热使温度计测量碱的温度不准确，故要冲洗干净；冲洗后的溶测量碱的温度不准确，故要冲洗干净；冲洗后的溶液不能倒入小烧杯，若倒入，会使总溶液的质量增液不能倒入小烧杯，若倒入，会使总溶液的质量增加，而导致实验结果误差加，而导致实验结果误差 ［议一议］如果你所测得的数据不是［议一议］如果你所测得的数据不是57.3 57.3 kJ/molkJ/mol，分析产生误差的原因可能有哪些？，分析产生误差的原因可能有哪些？可能的原因有：可能的原因有：1.1.量取溶液的体积有误差（测量结果是按量取溶液的体积有误差（测量结果是按50 mL50 mL的酸、的酸、碱进行计算，若实际量取时，多于碱进行计算，若实际量取时，多于50 mL50 mL或小于或小于50 50 mLmL都会造成误差）都会造成误差）2.2.温度计的读数有误。
温度计的读数有误3.3.实验过程中有液体洒在外面实验过程中有液体洒在外面4.4.混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差5.5.隔热装置不到位，致使实验过程中热量损失而导隔热装置不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差6.6.测了酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的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温度，致使热量损失而引起误差 讨论下列问题讨论下列问题 1.本实验中若把本实验中若把50 mL 0.50 mol/L的盐酸改为的盐酸改为50 mL 0.50 mol/L醋酸，所测结果是否会有所变化？醋酸，所测结果是否会有所变化？为什么？为什么？答案：答案：1.会有所变化因为醋酸为弱电解质，其电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离时要吸热，故将使测得结果偏小2.若改用若改用100 mL 0.50 mol/L的盐酸和的盐酸和100 mL 0.55 mol/L的的NaOH溶液，所测中和热的数值是否约为本溶液，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）？实验结果的二倍（假定各步操作没有失误）？2 2. .否。
因中和热是指酸与碱发生中和反应生成否因中和热是指酸与碱发生中和反应生成1 1 mol Hmol H2 2O O时放出的热量，其数值与反应物的量的多时放出的热量，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少无关，故所测结果应基本和本次实验结果相同（若所有操作都准确无误，且无热量损失，则二（若所有操作都准确无误，且无热量损失，则二者结果相同）者结果相同） ［练习］］50 mL 0.50 mol/L盐酸与盐酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液在图示的装置中进行中和反应通过测定反应过程中所溶液在图示的装置中进行中和反应通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热回答下列问题：放出的热量可计算中和热回答下列问题：（（1）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是 2）烧杯间填满碎纸条的作用是）烧杯间填满碎纸条的作用是 3）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值 （填（填“偏大偏大”“偏小偏小”“无影响无影响”）） （（4）实验中改用）实验中改用60 mL 0.50 mol/L盐酸跟盐酸跟50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量 （填（填“相等相等”“不相等不相等”），所求中和热），所求中和热 （填（填“相等相等”“不相等不相等”），简述理由：），简述理由： 。
5）用相同浓度和体积的氨水代替）用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会测得的中和热的数值会 ；用；用50 mL 0.50mol/L NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会 均填“偏大偏大”“偏小偏小”“无影响无影响”））环形玻璃搅拌棒环形玻璃搅拌棒减少实验过程中减少实验过程中的热量损失的热量损失偏小偏小不等不等相等相等 因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O所所放出的热量，与酸碱的用量无关放出的热量，与酸碱的用量无关偏小偏小偏小偏小 。
