《化学反应与能量的变化》课件1

第一章第一章 化学反应与能量化学反应与能量第一节第一节 化学反应与能量变化化学反应与能量变化第第 1 课课 时时【学习目标】【学习目标】1、了解焓和焓变的含义。、了解焓和焓变的含义。2、理解反应热与焓变的关、理解反应热与焓变的关系，与键的断裂与生成系，与键的断裂与生成的关系。的关系。【知识回顾】【知识回顾】1、化学反应中的能量变化、化学反应中的能量变化 放热反应与吸热反应放热反应与吸热反应物质发生化学反应时常伴有物质发生化学反应时常伴有 ， 在一般化学反应里，常表现在一般化学反应里，常表现 。常见的放热反应有常见的放热反应有 、 、 。常见的吸热反应有常见的吸热反应有 、 、 。能量变化能量变化热量变化热量变化所有的燃烧反应所有的燃烧反应大多数化合反应大多数化合反应中和反应中和反应大多数分解反应大多数分解反应CCO2Ba(OH)2 8H2ONH4Cl2、化学反应中的能量变化的原因：、化学反应中的能量变化的原因：化学反应中的能量变化遵循化学反应中的能量变化遵循 。从总能角度看：化学反应中的能量变化与从总能角度看：化学反应中的能量变化与反应物和生成物所具有的总能量有关。反应物和生成物所具有的总能量有关。如果如果反应物所具有的总能量反应物所具有的总能量高于高于生成物所具有的生成物所具有的总能量，在发生化学反应时总能量，在发生化学反应时 热量。热量。（3）从键能角度看：断键要吸收能量，成）从键能角度看：断键要吸收能量，成键要放出能量。键要放出能量。能量守恒定律能量守恒定律放出放出一、焓变、反应热一、焓变、反应热 1、焓和焓变、焓和焓变焓焓(H)： 。 焓变焓变(H)：H = H生成物生成物H反应物反应物 (宏观宏观)【探索新知】【探索新知】是一个与内能是一个与内能(U)有关的物理有关的物理量量2、反应热、反应热定义：定义： 、 。 。 符号：符号： 。单位：单位：H的单位常用的单位常用 或或（ ）。）。测量：测量：测量仪器叫测量仪器叫量热计量热计(许多化学反应许多化学反应的反应热可以的反应热可以通过实验直接测得通过实验直接测得)化学反应过程中所释放或化学反应过程中所释放或吸收的能量吸收的能量（数值上等于恒压条件下的焓变）（数值上等于恒压条件下的焓变）HkJ/molkJmol-1从总能角度分析反应热产生的原因从总能角度分析反应热产生的原因能能量量能能量量反应物反应物反应物反应物生成物生成物生成物生成物反应过程（反应过程（I）反应过程（反应过程（II）思考：思考：I和和II哪个是放热反应，哪个是吸热反应？哪个是放热反应，哪个是吸热反应？从键能变化的角度分析反应热产生的原因从键能变化的角度分析反应热产生的原因 P2页图页图1-1 H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)反应的能量反应的能量变化示意图，分析图中包含的信息：变化示意图，分析图中包含的信息： 。 。 。结论：结论： 、 。化学反应的实质是旧键断裂和新键形成化学反应的实质是旧键断裂和新键形成断裂化学键吸收能量、形成化学键释放能量断裂化学键吸收能量、形成化学键释放能量任何化学反应都有吸热过程和放热过程任何化学反应都有吸热过程和放热过程反应是放热反应还是吸热反应要看反应是放热反应还是吸热反应要看吸收能量与放出能量的相对大小。吸收能量与放出能量的相对大小。H = 反应物键能和反应物键能和生成物键能和生成物键能和H的正负与吸放热反应的关系的正负与吸放热反应的关系 当当H为为“”或或H0时，为时，为 反反应应 放热放热吸热吸热【练习】【练习】1、1molC与与1molH2O(g)反应生成反应生成1molCO(g)和和1molH2(g)，需吸收，需吸收131.5kJ的热量，该反的热量，该反应的反应热为应的反应热为H= kJ/mol。2、拆开、拆开1molHH键、键、1molNH键、键、1molNN键分别需要的能量是键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则，则1molN2生成生成NH3的反应热为：的反应热为： ，1mol H2生成生成NH3的反应热的反应热为：为： 。131.592kJ/mol30.67kJ/mol(提示提示1:3H2+N2=2NH3)H=436394613916=92kJ/mol(提示提示2:H2+1/3N2=2/3NH3)H=92kJ/mol1/3 = 30.67kJ/mol布置作业 认真阅读本节教材，认真阅读本节教材，理解教材内容理解教材内容HClHClHHHHClClClCl+436 kJ/mol243kJ/mol431 kJ/molH2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)反应的能量变化示意图反应的能量变化示意图旧键断裂旧键断裂新新键键形形成成第一章第一章 化学反应与能量化学反应与能量第一节第一节 化学反应与能量变化化学反应与能量变化第二课时第二课时一、焓变、反应热一、焓变、反应热 1、焓和焓变、焓和焓变焓焓(H)： 。 焓变焓变(H)：是一个与内能是一个与内能(U)有关的物理有关的物理量量【知识回顾】【知识回顾】H = H生成物生成物H反应物反应物 (宏观宏观)2、反应热、反应热定义：定义： 、 。 。 符号：符号： 。单位：单位：H的单位常用的单位常用 或或( )。测量：测量：测量仪器叫测量仪器叫量热计量热计(许多化学反应的许多化学反应的 反应热可以反应热可以通过实验直接测得通过实验直接测得)H的正负与吸放热反应的关系的正负与吸放热反应的关系 当当H为为“”或或H0时，为时，为 反应反应化学反应过程中所释放化学反应过程中所释放 或吸收的能量或吸收的能量（数值上等于恒压条件下的焓变）（数值上等于恒压条件下的焓变）HkJ/molkJmol-1放热放热吸热吸热热化学方程式热化学方程式 能表示参加能表示参加反应反应 和和 的关系的化学方程式。的关系的化学方程式。二、二、热化学方程式热化学方程式物质的量物质的量反应热反应热【练习】【练习】1、1molC与与1molH2O(g)反应生成反应生成1molCO(g)和和1molH2(g)，需吸收需吸收131.5kJ的热量，该反的热量，该反应的反应热为应的反应热为H= kJ/mol。2、拆开拆开1molHH键、键、1molNH键、键、1molNN键分别需要的能量是键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则则1molN2生成生成NH3的反应为：的反应为： ，1mol H2生成生成NH3的反应热为：的反应热为： 。131.592kJ/mol30.67kJ/mol(提示提示1：3H2+N2=2NH3)H=436394613916=92kJ/mol(提示提示2：H2+1/3N2=2/3NH3)H=92kJ/mol1/3 = 30.67kJ/mol思考与交流思考与交流 热化学方程式与普通 化学方程式有什么区别？正确书写其应当注意哪几点？小结小结 热化学方程式不单表示了反应物和生热化学方程式不单表示了反应物和生成物的关系，而且表示了反应的热效应。成物的关系，而且表示了反应的热效应。书写热化学方程式应注意书写热化学方程式应注意 、需注明反应的温度和压强。、需注明反应的温度和压强。 如在多少度，多少千帕；如在常温（如在多少度，多少千帕；如在常温（250c）、）、 常压（常压（101kpa）下，可不注明温度和压强的条件下，可不注明温度和压强的条件;、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； 固体固体s，液体液体l，气体气体g;、热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示、热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数。化学计量数可以是整数，也可以是分数。分子个数。化学计量数可以是整数，也可以是分数。对于相同的反应，当计量数不同时，其对于相同的反应，当计量数不同时，其H不同不同;、在方程式右端要注明、在方程式右端要注明H为多少为多少“+”或或“-”kJ/mol。固态固态 s s 液态液态l吸热吸热气态气态g吸热吸热吸热吸热1、3mol CH4燃烧时，生成燃烧时，生成液态水和液态水和CO2同时放出同时放出2670.9KJ的热。的热。请写出热化学方程式。请写出热化学方程式。2、常温下、常温下14克克CO在足量氧气中充分燃烧，在足量氧气中充分燃烧，放出放出141.3KJ热量，写出该热化学方程式。热量，写出该热化学方程式。自我检测自我检测CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l) H =890.3KJ 2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) H=565.2KJ3、1836年，俄国化学家盖斯指出：年，俄国化学家盖斯指出： 化学反应的热效应仅与反应物化学反应的热效应仅与反应物 的最初状态和生成物的最终状态有关，的最初状态和生成物的最终状态有关， 而与中间步骤无关。按此规律，结合下列热化学而与中间步骤无关。按此规律，结合下列热化学方程式：方程式：C(s、金刚石金刚石) +O2(g) = CO2(g) H=395.41KJC(s、石墨石墨) + O2(g) = CO2(g) H=393.51KJ回答有关问题：回答有关问题：(1)石墨转化为金刚石的热化学方程式是：石墨转化为金刚石的热化学方程式是：(2)石墨和金刚石相比较，石墨和金刚石相比较， 的稳定性更大。的稳定性更大。C(s、石墨石墨) = C(s、金刚石金刚石) H= 1.90KJ石墨石墨1、 1mol C与与1mol 水蒸气反应生成水蒸气反应生成 1mol CO 和和1mol H2，需要吸收需要吸收 131.5 kJ的热量。的热量。写出此反应的热化学方程式。写出此反应的热化学方程式。2、沼气是一种能源，它的主要成分是、沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃烧生成完全燃烧生成CO2和和H2O时，放出时，放出445 kJ的热量。的热量。则下列热化学方程式中正确的是则下列热化学方程式中正确的是A、 2CH4 (g)4O2 (g)2CO2 (g) 4H2O (l) H = +890 kJ/molB、 CH4 2 O2 CO2 H2O H = 890 kJ/molC、CH4 (g)2 O2 (g) CO2 (g) 2H2O (l) H = 890 kJ/molD、1/2CH4 (g)O2 (g) 1/2CO2 (g) H2O (l) H = -890 kJ/molCC(s)+2H2O (g)=CO(g)+2H2(g) H =+131.5KJ3、已知、已知 （1）H2(g)1/2O2 (g) H2O (g) H1 = a kJ/mol（2）2H2(g)O2 (g) 2H2O (g) H2 = b kJ/mol（3） H2(g)1/2O2 (g) H2O (l) H3 = c kJ/mol（4） 2H2(g)O2 (g) 2H2O (l) H4 = d kJ/mol则则a、b、c、d的关系正确的是的关系正确的是 。A、acd0 C、2a=b0C 在稀溶液在稀溶液（浓度少于（浓度少于 或等于或等于1mol/L）中，酸跟碱发生中和中，酸跟碱发生中和 反应而生成反应而生成mol 水所放出的热量叫做中和热。水所放出的热量叫做中和热。 当强酸和强碱反应当强酸和强碱反应时时，1molH+与与1molOH-起反起反应生成应生成1mol水，都放出水，都放出57.3KJ的热量。的热量。热化学方程式为热化学方程式为 H+(aq)+ OH-(aq)=H2O(l) H=57.3KJ/mol中和热的测定中和热的测定1.定义定义:2、HCl与与NaOH反应的反应热测定原理：反应的反应热测定原理：HCl(aq)+ NaOH (aq) NaCl (aq) +H2O (l) H=-akJmol-11mol 1mol -akJ0.025mol 0.025mol -bkJ由实验可以测定出由实验可以测定出b值，然后便可换算出值，然后便可换算出a2.测定测定H+(aq)+ OH-(aq)=H2O(l) H=57.3KJ/mol 设用设用: 50mL0.5mol/L的盐酸与的盐酸与50mL0.55mol/L的的NaOH溶液在溶液在 小烧杯中进行中和反应。小烧杯中进行中和反应。 讨论讨论:1.如何通过实验测定反应的反应热？如何通过实验测定反应的反应热？ 2.如何减少误差？如何减少误差？(提示：从装置和提示：从装置和 操作两个方面考虑操作两个方面考虑)注意：电离过程是吸热的注意：电离过程是吸热的,而弱酸、弱碱都较难电离，而弱酸、弱碱都较难电离，强酸与弱碱、强碱与弱酸、弱酸与弱碱反应生成强酸与弱碱、强碱与弱酸、弱酸与弱碱反应生成1mol水时所放出的热量都小于水时所放出的热量都小于57.3 kJ。 测定反应热时一定要采取较好的绝热措施，多做测定反应热时一定要采取较好的绝热措施，多做几次实验，动作要快，以减小实验误差。几次实验，动作要快，以减小实验误差。通过测定反应过程中所放通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。出的热量可计算中和热。请回答下列问题：请回答下列问题：(1)从实验装置上看，图从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品中尚缺少的一种玻璃用品是是 ；由；由图可知该装置有不妥之处，图可知该装置有不妥之处，应如何改正？应如何改正？ (2)烧杯间填满碎塑料泡沫的作用烧杯间填满碎塑料泡沫的作用是是 。(3)大烧杯上如不盖硬纸板，则求得的中和热大烧杯上如不盖硬纸板，则求得的中和热数值数值 （填（填“偏大偏大”、“偏小偏小、“无影无影响响”）。）。环形玻璃搅拌棒环形玻璃搅拌棒 在大小烧杯间填满碎塑料在大小烧杯间填满碎塑料泡沫（或碎纸条）使小烧泡沫（或碎纸条）使小烧杯口与大烧杯口相平杯口与大烧杯口相平 减少热量损失减少热量损失 偏小偏小 (4)实验中改用实验中改用60 mL 0.50 mol/L 的盐酸跟的盐酸跟50mL 0.55 mol/L的的NaOH 溶液进行反应，与上述实验相比，溶液进行反应，与上述实验相比， 所放出的热量所放出的热量 （填（填“相等相等”或或“不相不相等等”），理由是），理由是 ； 若实验操作均正确，所求中和热的数值会若实验操作均正确，所求中和热的数值会 （填（填“相等相等”或或“不相等不相等”），），(5)己知在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应己知在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应生成生成1 mol水时，放出水时，放出57.3kJ的热量，写出该反的热量，写出该反应的热化学方程式：应的热化学方程式： 。不相等不相等 因为酸、碱发生中和反应放出的因为酸、碱发生中和反应放出的热量与酸、碱的用量有关热量与酸、碱的用量有关 NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) H=-57.3 kJ/mol不相等不相等 芒硝（芒硝（Na2SO410H2O）是重要的化工原料，具有是重要的化工原料，具有广泛的用途。芒硝可调节室内温度，科学家利用广泛的用途。芒硝可调节室内温度，科学家利用太阳能的方法之一，是将装有芒硝的密闭聚乙烯太阳能的方法之一，是将装有芒硝的密闭聚乙烯管安装在房屋的外墙内，当太阳照射时，它能将管安装在房屋的外墙内，当太阳照射时，它能将太阳能转化为化学能，达到蓄热效果，使室内保太阳能转化为化学能，达到蓄热效果，使室内保持较低温度；晚上，它能将化学能转化为热能，持较低温度；晚上，它能将化学能转化为热能，使室内保持温度。请结合方程式解析其原因。使室内保持温度。请结合方程式解析其原因。Na2SO410H2O Na2SO4nH2O + (10-n)H2O由于芒硝随环境温度的变化，会得失结晶水，在由于芒硝随环境温度的变化，会得失结晶水，在得失结晶水的过程中伴随着能量的变化，因此，得失结晶水的过程中伴随着能量的变化，因此，芒硝可作储能材料。芒硝可作储能材料。吸热吸热放热放热