湖南省长沙市高中化学 第一章 化学反应与能量 1.1 化学反应与能量变化课件 新人教版选修4.ppt

第一章化学反应和能量 第一节化学反应和能量的变化 知识回顾 1 你所知道的化学反应中有哪些是放热反应 活泼金属与水或酸的反应 酸碱中和反应 燃烧反应 多数化合反应 2 你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应 多数的分解反应 氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应 水煤气的生成反应 炭与二氧化碳生成一氧化碳 3 化学反应过程中为什么会有能量的变化 用学过的知识回答 从化学键的角度加以分析 从能量守恒的角度加以分析 一 反应热焓变 化学反应过程中所释放或吸收的能量 都可以用热量 或转换成相应的热量 来表述 叫做反应热 恒压下 用 焓变 表示反应热 1 符号 2 单位 h kj mol或kj mol 1 3 规定 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 放热 h 0 h 生成物总能量 反应物总能量 宏观 吸热 h 0 h2 cl2 2hcl h 反应物总键能 生成物总键能 微观 从键能角度看 h 436kj mol 243kj mol 431kj mol 2 183kj mol 石墨 金刚石哪个更稳定 判断物质的稳定性 二 反应热的应用 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 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 相当于1 3moln2 131 5 92 0kj mol 30 67kj mol 课堂练习 3 下列叙述正确的是 a 化学反应一定伴随能量的变化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 ac 4 已知 h h h2 h 436kj mol 则下列叙述正确的是 a 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 ad 5 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 思考交流 1 与化学方程式相比 热化学方程式有哪些不同 2 正确书写热化学方程式应注意哪几点 提出问题 我们已经认识了反应热 那么如何在化学方程式中正确反映其热量的变化 三 热化学方程式的书写 1 热化学方程式定义 表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式 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 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 2 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 课堂练习 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 3 书写要点 一般应注明反应的温度 压强 常温常压时不注明 一定标明各物质的状态 s l g aq 5 h只放右边 数值及单位 单位为kj mol放热 h0 3 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 4 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 2 沼气是一种能源 它的主要成分是ch4 1克ch4完全燃烧生成co2和h2o时 放出qkj的热量 写出此反应的热化学方程式 3 已知 s s o2 g so2 g h 290 6kj mol求1 6克硫燃烧成为so2气体放出多少热量 14 53kj 5 已知 h2 g cl2 g 2hcl g h 184 6kj mol则反应hcl g 1 2h2 g 1 2cl2 g 的 h为 d a 184 6kj molb 92 3kj molc 369 2kj mold 92 3kj mol 6 在同温 同压下 比较下列反应放出热量 h1 h2的大小 2h2 g o2 g 2h2o g 2h2 g o2 g 2h2o l q2 q1 h1 q1kj mol h2 q2kj mol h2 h1 1 定义 在稀溶液中 酸和碱发生中和反应而生成1mol水时的反应热 研究条件 稀溶液反应物 酸与碱生成物及其物质的量 水1mol中和热为 57 3kj mol 注 强酸与弱碱反应 强碱与弱酸 弱酸和弱碱反应生成1molh2o放出的热57 3kj 三 中和热 小于 如果我们取一定量的盐酸和氢氧化钠溶液发生中和反应 哪些数据可以帮助我们测出它们的反应热呢 请大家讨论回答 q mc t q 中和反应放出的热量 m 反应混合液的质量 c 反应混合液的比热容 t 反应前后溶液温度的差值 我们如何得到上述数据呢 2 实验原理 q v酸 酸 v碱 碱 c t2 t1 实验中 我们所用一元酸 一元碱的体积均为50ml 它们的浓度分别为0 50mol l和0 55mol l 由于是稀溶液 且为了计算简便 我们近似地认为 所用酸 碱溶液的密度均为1g cm3 且中和后所得溶液的比热容为4 18j g q 50 1 50 1 4 18 t2 t1 0 418 t2 t1 kj q mc t 思考 式表示的是不是该反应的反应热 是中和热吗 为什么 q 0 418 t2 t1 kj 仪器 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 药品 0 50mol l盐酸 0 55mol lnaoh溶液 3 实验室测定反应热的简易装置及注意事项 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 如下图所示 中和热的测定 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 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 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 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 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 会使总溶液的质量增加 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 记入表格 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 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 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 若用hcl过量行吗 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 若使盐酸过量 亦可 5 重复实验三次 取测量所得数据的平均值作为计算依据 1 你所测得的数据是否为57 3kj mol 若不是 分析产生误差的原因 可能的原因有 1 量取溶液的体积有误差 测量结果是按50ml的酸 碱进行计算 若实际量取时 多于50ml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 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 实验讨论 2 本实验中若把50ml0 50mol l的盐酸改为50ml0 50mol l醋酸 所测结果是否会有所变化 为什么 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 3 若改用100ml0 50mol l的盐酸和100ml0 55mol 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 否 因中和热是指酸与碱发生中和反应生成1molh2o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 若所有操作都准确无误 且无热量损失 则二者结果相同 1 已知h aq oh aq h2o l h 57 3kj mol 求下列中和反应中放出的热量 1 用20gnaoh配稀溶液跟足量稀盐酸反应放出 k