吉林省长市第五中学高中化学 1.1《化学反应与能量的变化》课件2 新人教版选修4.ppt

第一章化学反应与能量 第一节化学反应与能量的变化 1 化学反应的特征 物质变化 能量变化 质量守恒 能量守恒 2 化学反应中能量的变化 吸收和放出 可以 及其它形式的能量表现出来 光能 热能 电能 当能量变化以热能的形式表现时 化学反应可以分为 3 放热反应与吸热反应 反高 生低 生高 反低 放热反应 吸热反应 熟记常见反应 反高 1 放热反应 化学反应中放出热量的反应 e 反应物 e 生成物 生低 常见的放热反应 a 物质与o2的氧化反应 燃烧 生锈等 b 中和反应 酸碱 c 金属与水or酸的反应 d 绝大多数化合反应 cao与h2o c co2 2co 吸热反应 放热反应有时也需要加热才能发生 高温 生高 2 吸热反应 化学反应中吸收热量的反应 e 反应物 e 生成物 反低 常见的吸热反应 a ba oh 2 8h2o晶体与nh4cl晶体反应 b h2与cuo等还原反应 c c作还原剂的反应 d 绝大多数分解反应 c co2 2co c h2o co h2 水煤气 e 水解反应 一 反应热和焓变 1 反应热 化学反应中所吸收或放出的热量 恒温恒压下 反应热称 焓变 2 焓变 1 符号 2 单位 h kj mol或kj mol 1 注 单位中的每mol是与整个反应对应的 即反应热表示每mol反应放出或吸收的热量 3 表示方法 放热反应 体系能量降低 h 0 h为 吸热反应 体系能量升高 h 0 h为 所谓体系是指被研究的物质系统 而体系以外的其他部分就称为环境 4 化学反应中能量变化的原因 旧键断裂 吸收能量 新键形成 放出能量 679kj mol 862kj mol 679kj mol 862kj mol 183kj mol 反应物的键能总和 生成物的键能总和 5 焓变与键能的关系 微观 h 反应物的键能总和 生成物的键能总和 例1 1molc与1molh2o g 反应生成lmolco g 和1molh2 g 需要吸收131 5kj的热量 该反应的反应热为 h kj mol 131 5 例2 拆开1molh h键 1moln h键 1moln n键分别需要的能量是436kj 391kj 946kj 则1moln2生成nh3的反应热为 则1molh2生成nh3的反应热为 92kj mol 30 67kj mol 相当于1 3moln2 6 焓变与物质能量的关系 宏观 h e生成物 e反应物 任何一个化学反应都包括物质的变化和能量的变化 那么 有什么表达式能把这两种变化都表示出来 思考 只表示物质变化 例1 在200 101kpa时 1molh2与碘蒸气作用生成hi的反应 科学文献上表示为 二 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 定义 2 含义 表示1mol气态h2与1mol气态碘完全反应 生成2mol气态hi时 放出14 9kj的热量 3 书写要点 h2 g o2 g h2o g h 241 8kj mol h2 g o2 g h2o l h 285 8kj mol 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol 2h2o l 2h2 g o2 g h 571 6kj mol 一般应注明反应的温度 压强 h与实验的条件 物质的状态有关 250c 101kpa时不注明 一定标明各物质的状态 s l g aq h 44kj mol h只放右边 以空格与标有物质状态的化学方程式隔开 数值及单位 放热 h0 系数仅仅表示物质的量 不表示分子或原子个数 故系数可以是整数 分数 小数 h的值与系数相匹配 系数加倍 h值也加倍 正逆反应的 h绝对值相等 符号相反 反应物完全变成生成物 所释放或吸收的热量 热化学方程式一般不要写反应条件 例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 2h2 g 2cl2 g 4hcl g h 369 2kj mol 例2 1moln2 g 与适量o2 g 反应生成no2 g 需吸收68kj的热量 写出热化学方程式 n2 g 2o2 g 2no2 g h 68kj mol 例3 沼气的主要成分是甲烷 0 5molch4完全燃烧生成co2和h2o时 放出445kj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 890kj mol b ch4 2o2 co2 h2o h 890kj mol c ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o l h 890kj mol d 1 2ch4 g o2 g 1 2co2 g h2o l h 890kj mol c 状态 h 445kj mol 小结 化学方程式与热化学方程式的比较 三 中和反应反应热的测定 测定强酸与强碱反应的反应热 体验化学反应的热效应 大烧杯 500ml 小烧杯 100ml 温度计 量筒 50ml 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 实验目的 实验用品 中和热 在稀溶液中 酸与碱发生中和反应生成1mol水所产生的反应热 1 保温 在大烧杯底部垫泡沫塑料 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 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 如图所示 实验步骤 答案 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 会使实验结果更准确 思考1 大 小烧杯放置时 为何要使两杯口相平 填碎泡沫塑料 或碎纸条 的作用是什么 对此装置 你有何更好的建议 思考2 为什么不用环形铁搅拌棒 铁与盐酸之间会发生反应 另外铁的导热性好 这样都会造成热量的损失 2 用一个量筒最取50ml0 50mol l盐酸 倒入小烧杯中 并用温度计测量盐酸的温度 记入下表 然后把温度计上的酸用水冲洗干净 思考3 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 答 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 会使溶液的总质量增加 而导致实验结果误差 3 用另一个量筒量取50ml0 55mol lnaoh溶液 并用温度计测量naoh溶液的温度 记入下表 思考4 实验中所用hcl和naoh的物质的量比为何不是1 1而是naoh过量 答 为了保证0 50mol l的盐酸完全被naoh中和 采用0 55mol lnaoh溶液 使碱稍稍过量 思考5 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 答 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 把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中 并把量筒中的naoh溶液一次倒入小烧杯 注意不要洒到外面 用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液 并准确读取混合溶液的最高温度 记为终止温度 记入下表 5 重复实验两到三次 取测量所得数据的平均值作为计算依据 实验数据处理 1 取三次测量所得数据的平均值作为计算依据 如果某一次实验的数据与另外两次实验的数据差异明显 怎么办 2 计算反应热50ml0 50mol l的盐酸的质量m1 50g50ml0 55mol l的氢氧化钠溶液的质量m2 50g中和后生成的溶液的比热容c 4 18j g q m1 m2 c t2 t1 0 418 t2 t1 kj 反应放出的热量为 生成1molh2