tu绪言、第一节1.ppt

选修4化学反应原理 第一章化学反应与能量 破坏1mol化学键所吸收的能量 或形成1mol化学键所放出的能量 1 内能 2 键能 3 能量越低 物质越稳定键能越大 物质越稳定 知识回顾 任何一种物质都具有一定的能量 这种能量称为内能 我们知道 一个化学反应过程中 除了生成新物质外 还有 能量变化 热能 电能 光能 通常 知识回顾 对化学反应研究的对象是该反应的反应物和生成物 我们把它们称为反应体系 而把除它们之外的物质称为环境 我们根据反应体系在化学反应过程中所释放还是吸收的能量 用热量 或换算成相应的热量 来表述时 将反应分为吸热反应和放热反应 吸热反应 生 总 反 总 体系能量升高 环境温度降低 放热反应 生 总 反 总 体系能量降低 环境温度升高 思考 1 你所知道的化学反应中有哪些是放热反应 2 你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应 思考 燃料的燃烧 中和反应 金属与酸 碱的反应 大多数化合反应 大多数分解反应 C H2 CO作还原剂的反应 其燃烧例外 Ba OH 2 8H2O NH4Cl 1 活化分子 2 反应热 生成物的总能量 反应物的总能量 活化能 反应热 书3 图1 化学反应中的能量变化的原因 又称作为 焓变 1 焓和焓变 焓 H 焓变 H 在恒压下 化学反应过程中吸收或释放的热量称为该反应的焓变 单位 常用kJ mol或kJ mol 1 是一个与内能有关的物理量 一 焓变反应热 计算表达式 H H生成物 H反应物 宏观 2 反应热 定义 化学反应过程中所释放或吸收的热量 称为该反应的热效应 简称反应热 反应热和焓变的关系 恒压下的焓变 反应热 常用焓变表示反应热 焓增加 吸热 反应 表示为 焓减少 放热 反应 测量 量热计测量 测量条件 恒压下 一般为敞口容器中 注 许多化学反应的反应热可以通过实验直接测得 例如 中和反应热的测定 思考 I和II哪个是放热反应 哪个是吸热反应 用焓如何表示反应过程 书3 资料 体系与环境 观察对比 释放给环境 能量来自环境 生成物 反应过程中能量变化曲线图 生成物 反应物的能量之和H反 生成物的能量之和H生 规律 体系能量降低 环境温度升高 体系能量升高 环境温度降低 为什么反应物的总能量与生成物的总能量会出现相对大小呢 我们知道 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 决定于 反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小 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 请观察P2页图1 1 从化学反应的本质进行探究 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形成新键放出的总能量的相对大小 反应本质 微观 即 H E断键吸收 E成键放出 微观 反应热的计算 H 生成物的总能量 反应物的总能量 H 反应物键能和 生成物键能和 H H生成物 H反应物 H E吸收 E放出 练习 1 1molC与1molH2O g 反应生成1molCO g 和1molH2 g 需吸收131 5kJ的热量 该反应的反应热为 H kJ mol 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 1molH2生成NH3的反应热为 131 5 92kJ mol 30 67kJ mol 提示1 3H2 N2 2NH3 H 436 3 946 1 391 6 92kJ mol 提示2 H2 1 3N2 2 3NH3 H 92kJ mol 1 3 30 67kJ mol 反应物的能量之和H反 生成物的能量之和H生 小结 体系能量降低 环境温度升高 体系能量升高 环境温度降低 1 热化学方程式的定义 能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式 叫做热化学方程式 思考 如何理解H2 g I2 g 2HI g H 14 9kJ mol这个热化学方程式 答 表示1molH2 g 与1molI2 g 反应生成2molHI g 放出14 9kJ的热量 二 热化学方程式 思考与交流 与化学方程式相比 热化学方程式有哪些不同 正确书写热化学方程式应注意哪几点 必须标明各种物质的状态 s 固体 l 液体 g 气体 aq 溶液 方程式后面必须标明反应热 吸热反应 H为 放热反应 H为 需注明反应的温度和压强 因反应的温度和压强不同时 其 H不同 对于25 101KPa时进行的反应可以不注明 2 热化学方程式书写的注意事项 练习 在相同温度下 4gH2完全燃烧生成液态水释放571 6kJ热量 如果4gH2完全燃烧生成气态水 释放热量要比571 6kJ A 大B 小C 相等D 无法确定 固体熔化 液体汽化 固体升华都吸热 液体凝固 气体液化 气体凝华都放热 B 可逆反应向逆向进行时 反应热与正反应数值相等 符号相反 不需要注明反应的条件 不用 或 符号 H的数值与反应的计量数成比例 计量数加倍 H加倍 热化学方程式中各物质化学式前面的计量数仅表示该物质的物质的量 所以 可以用分数表示 练习 书写下列反应的热化学方程式 2molCu s 与适量O2 g 反应生成CuO s 放出314kJ热量 1g硫粉在氧气中充分燃烧放出9 36kJ热量 写出硫燃烧的热化学方程式 2Cu s O2 g 2CuO s H 314kJ mol S s O2 g SO2 g H 299 52kJ mol 练习 已知 H2 g 1 2O2 g H2O g H1 akJ mol 2H2 g O2 g 2H2O g H2 bkJ mol H2 g 1 2O2 g H2O l H3 ckJ mol 2H2 g O2 g 2H2O l H4 dkJ mol下列关系中正确的是 A a c 0B b d 0C 2a b 0D 2c d 0 C 已知在25 101kpa下 1gC8H18 辛烷 燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48 40kJ热量 表示上述反应的热化学方程式正确的是A C8H18 1 25 2O2 g 8CO2 g 9H2O g H 48 40kJ mol 1B C8H18 1 25 2O2 g 8CO2 g 9H2O 1 H 5518kJ mol 1C C8H18 1 25 2O2 g 8CO2 g 9H2O 1 H 5518kJ mol 1D C8H18 1 25 2O2 g 8CO2 g 9H2O 1 H 48 40kJ mol 1 B 2H2 g O2 g 2H2O l H1 Q1kJ molH2 g 1 2O2 g H2O l H2 Q2kJ mol 比较Q1和Q2的大小 H1和 H2的大小 Q1 Q2 H1 H2 注意 热量比较比数值 H比较带符号 练 比较Q1 Q2的大小 H1 H2的大小 S g O2 g SO2 g H1 Q1kJ molS s O2 g SO2 g H2 Q2kJ mol Q1 Q2 H1 H2 注意 对于可逆反应 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 其反应热是指反应物完全转变成生成物放出或吸收的热量 三 中和反应反应热的测定 1 中和热 稀溶液中 酸与碱反应生成1molH2O时释放的热量称中和热 特别地 稀溶液中 强酸和强碱只生成1molH2O的中和热为定值 H 57 3kJ mol 2 中和反应反应热的测定 原理 Q mc t 仪器及药品 实验步骤 实验步骤 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 b 用一个量筒量取50mL0 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50mL0 55mol L氢氧化钠 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