2019-2020学年人教版选修4第1章第1节化学反应与能量变化课件001（共27张PPT）

1、 一、焓变 反应热 1、反应热 在化学反应过程中放出或吸收的热量。 2、焓和焓变 (1)焓： 焓（H）是与内能有关的物理量。 单位：kJ/mol（kJmol1） 作用：决定一个反应是吸收还是放出热 量。 规定：H为“+”或H0：吸热 H为“-”或H0：放热 （2）焓变： 定义：焓变（H）是生成物与反应物 的焓值差。即H=H生成物-H反应物 比较比较H的大小时，要连的大小时，要连 同同“”、“”包含在包含在 内内 化学反应过程中为什么会有能量的变化？化学反应过程中为什么会有能量的变化？ 化学反应的化学反应的实质实质就是反应物分子中化学键断裂，形成新的化学键，就是反应物分子中化学键断裂，形成新的化

2、学键， 重新组合成生成物的分子的过程。重新组合成生成物的分子的过程。 旧键断裂需要吸收能量，旧键断裂需要吸收能量， 新键形成需要放出能量。新键形成需要放出能量。 而化学反应中，旧键的断裂所吸收的总能量与新键形成所放出的总而化学反应中，旧键的断裂所吸收的总能量与新键形成所放出的总 能量是能量是不相等不相等的，而这个差值就是反应中能量的变化。的，而这个差值就是反应中能量的变化。所以化学反应过所以化学反应过 程中程中都会有能量的变化都会有能量的变化。 3、反应热与焓变的关系 恒压条件下，反应热即为焓变。恒压条件下，反应热即为焓变。 以以1 mol H2与与1 mol Cl2反应生成反应生成2 mol

3、 HCl时放出时放出184.6 kJ的热量的热量 为例，从为例，从微观角度解释化学反应过程中的能量变化微观角度解释化学反应过程中的能量变化。 解答此反应过程的能量变化可表示如下：解答此反应过程的能量变化可表示如下： 4、化学反应中的能量变化 (1)化学键断裂时需要吸收能量化学键断裂时需要吸收能量,吸收的总能量为吸收的总能量为 kJ。 (2)化学键形成时需要释放能量释放的总能量为化学键形成时需要释放能量释放的总能量为 kJ。 (3)反应热的计算：反应热的计算： ，即放出，即放出 KJ的能的能 量。显然，分析结果与实验测得的该反应的反应热量。显然，分析结果与实验测得的该反应的反应热184.6 kJ

4、mol 1很接近。 很接近。 上述反应的反应热表示为： 679 862 862 kJ679 kJ183 kJ183 H=-184.6kJ/mol 一般用实验数一般用实验数 据表示反应热据表示反应热 所以，从所以，从微观角度解释化学反应过程中的能量变化微观角度解释化学反应过程中的能量变化为：为： （1）微观 本质原因：由化学键断裂和化学键形 成的能力差决定。 H=反应物键能之和-生成物键能之和 小试一下：小试一下： 例例1：1molC与与1mol水蒸气反应生成水蒸气反应生成1molCO和和1molH2， 需要吸收需要吸收131.5kJ的热量。的热量。 H=+131.5kJ/mol 例例 2 2：

5、拆开：拆开 lmol Hlmol HH H键、键、lmol Nlmol NH H键、键、lmolNNlmolNN 键分别需要的能量是键分别需要的能量是436kJ436kJ、391kJ391kJ、946kJ946kJ，则，则1mol 1mol N N2 2生成生成NHNH3 3的反应热为的反应热为 ，1mol H1mol H2 2生成生成NHNH3 3 的反应热为的反应热为 。 -92KJ/mol-92KJ/mol -30.6KJ/mol （2）宏观： 反应物和生成物所具有的总能量的相对 大小决定。 H=生成物总能量-反应物总能量 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

6、应热的关系 的化学方程式，叫做热化学方程式。 概念：概念： 思考 交流 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？ 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？ 请看以下几个例子，再思考！ 例题1：科学文献上的热化学方程式 H2(g)+I2(g)=2HI(g) H=14.9kJ/mol 200 101kPa 物质变化 能量变化 物质状态 温度和压强 对于 25 101kPa时 进行的反应可不注明 例题2：两个热化学方程式有何不同 状态不同，焓变不同。状态不同，焓变不同。 所以要所以要注明各物质的状态注明各物质的状态。 H2(

7、g)+ O2(g)=H2O(g) H=241.8kJ/mol 1 2 H2(g)+ O2(g)=H2O(l) H=285.8kJ/mol 1 2 书写热化学方程式的注意事项 1、化学方程式的右边写上H，吸热用“+”， 放热用“”，单位是kJ/mol； 2、需注明反应的温度和压强，如不注明条件， 即指: 25 101KPa； 3、物质后需标聚集状态（s、l、g、aq） 5、化学计量数与反应热可以同时最大或减小相同 的倍数； 4、化学计量数仅表示物质的量，不表示物质的分 子数或原子数，可以是整数也可以是分数 6、可逆反应的H是指物质完全反应时的热效应， 当反应逆向进行时，其反应热与正反应的数值相等

8、，符当反应逆向进行时，其反应热与正反应的数值相等，符 号相反。号相反。 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=-571.6kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H=-285.8kJ/mol 例：已知某温度下的热化学方程式：例：已知某温度下的热化学方程式： 2SO2SO2 2(g) (g) O O2 2(g) 2SO(g) 2SO3 3(g) (g) H=H=-197kJ/molkJ/mol 试写出试写出SOSO3 3分解的热化学反应方程式。分解的热化学反应方程式。 2SO3(g) 2SO2(g) O2(g) H=+197kJ/mol 热化学方程式的意义热化学方程式的

9、意义 不仅表示反应中物质的变化，也表不仅表示反应中物质的变化，也表 示了能量的变化。示了能量的变化。 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 2、依据事实，写出下列反应的热化学方 程式 （）（）1mol1mol碳完全燃烧放出碳完全燃烧放出393.5KJ393.5KJ的热量；的热量； （）（）1 1克甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水时放热克甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水时放热22.68KJ22.68KJ； （）（）1mol1mol氯气和水蒸

10、气通过灼热的炭层反应，生成氯化氢和二氧化碳放氯气和水蒸气通过灼热的炭层反应，生成氯化氢和二氧化碳放 出出145KJ145KJ的热量。的热量。 3、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CO2和H2O时，放出445 kJ的热量。 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/mol B、 CH4 2 O2 CO2 H2O H = 890 kJ/mol C、 CH4 ( g )2 O2 ( g ) CO2 ( g ) 2 H2O ( l ) H = 890 kJ/mo

11、l D、 1/2CH4 ( g )O2 ( g ) 1/2CO2 ( g ) H2O ( l ) H = -890 kJ/mol C 写出下列反应的热化学方程式 1 1）1molN2(g)1molN2(g)与适量与适量O2(g)O2(g)反应生成反应生成NO (g)NO (g)，需吸收，需吸收68kJ68kJ 的热量；的热量； 2 2）1molCu(s)1molCu(s)与适量与适量O2(g)O2(g)反应生成反应生成CuO(s)CuO(s)，放出，放出157kJ157kJ 热量；热量； 3 3） 1g 1g 硫粉在氧气中充分燃烧放出硫粉在氧气中充分燃烧放出 9.36kJ9.36kJ热量，写出

12、热量，写出 硫燃烧的热化学方程式。硫燃烧的热化学方程式。 4 4）4g CO4g CO在氧气中燃烧生成在氧气中燃烧生成CO2CO2，放出，放出 9. 6kJ9. 6kJ热量，写热量，写 出出COCO燃烧的热化学方程式。燃烧的热化学方程式。 三、中和热的测定 1.1.定义：定义： 2 2原理：原理： 在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1mol1mol水水 时放出的热量叫做中和热。时放出的热量叫做中和热。 通过一定量的酸碱溶液在反应前后温度的变化，通过一定量的酸碱溶液在反应前后温度的变化， 计算反应放出的热量（计算反应放出的热量（Q=mct），由此求出中和热），由

13、此求出中和热 （H=Q/n水）。）。 a、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，以达 到保温、隔热、减少实验 过程中热量损失的目的， 如上图所示。该实验也可 在保温杯中进行。 3 3装置和实验步骤：装置和实验步骤： b、用一个量筒量取50mL 0.5mol/L盐酸， 倒入 小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记录。 把温度计上的酸用水冲洗干净。 c、用另一个量筒量取50mL 0.55mol/L氢氧化 钠，

14、并用温度计测量氢氧化钠的温度，记录。 d、把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放 入小烧杯中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入 小烧杯（注意不要洒在外面），盖好盖板。用 环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确量取混 合溶液的最高温度，记为终止温度，记录。 e、重复实验步骤24三次 中和热表示为：中和热表示为： H H+ +(aq)+OH(aq)+OH- -(aq)=H(aq)=H2 2O (l) O (l) H=-57.3kJH=-57.3kJmolmol 4 4实验结论：实验结论： 如何提高中和热测定的准确度呢？如何提高中和热测定的准确度呢？ 增强保温、隔热措施，减少实验过程中热量的增强保温、隔热

15、措施，减少实验过程中热量的 损失。损失。 不断搅动，使热量分散均匀不断搅动，使热量分散均匀 使用稀酸溶液和稀碱溶液，减少溶解热的干扰使用稀酸溶液和稀碱溶液，减少溶解热的干扰 使用强酸和强碱溶液，减少电离热效应的干扰使用强酸和强碱溶液，减少电离热效应的干扰 、生成、生成1mol1mol水。水。中和反应的中和反应的实质实质是是H H+ +和和OHOH- -化合生成化合生成 H H2 20 0，若反应过程中若反应过程中有其他物质生成，这部分反应热有其他物质生成，这部分反应热 不在中和热之内。不在中和热之内。 5.5.注意事项注意事项： 、条件：、条件：稀溶液稀溶液。（。（浓酸或浓碱参与反应时，溶解浓

16、酸或浓碱参与反应时，溶解 放热，会使中和热数值大于放热，会使中和热数值大于57.3kJ/mol57.3kJ/mol） 、反应物：、反应物： （强）酸与（强）碱（强）酸与（强）碱。（弱酸与弱碱。（弱酸与弱碱 参加反应，弱参加反应，弱电解质电离要吸热，使中和热数值小电解质电离要吸热，使中和热数值小 于于57.3kJ/mol57.3kJ/mol） 、放出的热量：、放出的热量：57.3kJ/mol57.3kJ/mol 练一练： 1 1、已知、已知 H H+ +(aq)+OH(aq)+OH- -(aq)=H(aq)=H2 2O(l) O(l) H=-57.3kJ/mol H=-57.3kJ/mol ，求下列中和反应中放出的，求下列中和反应中放出的 热量。热量。 （1 1）用）用20gNaOH20gNaOH配稀溶液跟足量稀盐酸反应放出配稀溶液跟足量稀盐酸反应放出_ kJ_ kJ的热量。的热量。 （2 2）用）用28gKOH28gKOH配稀溶液跟足量稀硝酸反应，放出配稀溶液跟足量稀硝酸反应，放出_kJ_kJ的热量。的热量。 28.728.7 28.728.7 2含含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸恰好完全反应，放出的稀溶液与