第一节化学反应与能量的变化.ppt

第一章化学反应与能量 第一节化学反应与能量的变化 从物质的角度 有新物质生成 从微粒的角度 原子重新组合的过程 从化学键的角度 旧键的断裂和新键的形成 从能量的角度 释放或贮存能量的过程 化学反应的本质 一 焓变反应热 1 反应热 恒 等 压过程 反应前后压强不变 体积改变 敞口 针筒 活塞 在化学反应过程中放出或吸收的热量 恒 等 容过程 反应前后体积不变 压强改变 密闭容器 体积不变容器 2 焓变 焓 H 热力学状态函数 焓变 H 在一定条件下 恒压 的反应热生成物与反应物的焓值差 焓变符号 H 焓变单位 kJ mol 测量条件 恒压下 一般为敞口容器中 吸热 环境对体系做功自身能量增加 放热 体系对环境做功自身能量减少 3 反应热产生的原因 化学反应过程中能量变化示意图 H 0 H 0 小结 能量守恒定律 H 生成物 H 反应物 H H 0为吸热反应 H 0为放热反应 E 生成物 E 反应物 能量由 低到高 E 生成物 E 反应物 能量由 高到低 吸热反应和放热反应 有热量放出的化学反应叫做放热反应 把吸收热量的化学反应叫做吸热反应 1 从物质所具有的能量角度 旧化学键断裂 吸热新化学键形成 放热 2 从化学键的角度 H 436 243 431 2 183kJ mol H 184 6kJ mol 实验值 理论值 4 常见吸热反应与放热反应 放热反应 放出热量的化学反应 H为 或 H 0 常见放热反应 中和反应燃烧反应活泼金属与酸反应大多数化合反应 吸热反应 吸收热量的化学反应 H为 或 H 0 常见的吸热反应 大多数分解反应某些金属氧化物的还原反应C CO2C H2OBa OH 2 8H2O NH4Cl 1 已知断开1molH2中的化学键要吸收436kJ的能量 断开1molO2中的化学键要吸收496kJ的能量 形成水分子中的1molH O键要放出463kJ的能量 试说明2H2 O2 2H2O中的能量变化 H 436 2 496 463 4 484kJ mol 练习 2 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 3 拆开lmolH H键 lmolN H键 lmolN 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 92KJ mol 30 7KJ mol N2 3H2 2NH3 二 热化学方程式 表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式 热化学方程式书写要点 需注明反应的温度和压强 如在25 101KPa下进行的反应 可不注明温度和压强 应注明反应物和生成物的状态 气体用g 液体用l 固体用s 溶液用aq 2H2 g O2 g 2H2O g H1 Q1kJ mol2H2 g O2 g 2H2O l H2 Q2kJ mol 化学计量数表示物质的量 而不是分子个数 化学计量数可以是整数 可以是分数 化学计量数与 H成正比 当化学计量数不同时 其 H不同 H2 g 1 2O2 g H2O l H 285 8kJ mol 右端标注热量数值和符号 H 吸热用 放热用 2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJ mol 1 已知在25 101kpa下 1gC8H18 辛烷 燃烧生成CO2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 5517 60kJ mol 1C C8H18 1 25 2O2 g 8CO2 g 9H2O 1 H 5517 60kJ mol 1D C8H18 1 25 2O2 g 8CO2 g 9H2O 1 H 48 40kJ mol 1 B 2 1克甲烷在空气中燃烧 恢复常温下测得放出热量55 625KJ 试写出热化学方式 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l H 890kJ mol 3 常温下14克CO在足量氧气中充分燃烧 放出141 3KJ热量 写出该热化学方程式 CO g 1 2O2 g CO2 g H 282 6kJ mol 4 比较Q1和Q2的大小 H1和 H2的大小 2H2 g O2 g 2H2O l H1 Q1kJ molH2 g 1 2O2 g H2O l H2 Q2kJ mol Q1 Q2 H1 H2 注意 热量比较比数值 H比较带符号 练习 比较Q1和Q2的大小 H1和 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 2H2 g O2 g 2H2O g H1 Q1kJ mol2H2 g O2 g 2H2O l H2 Q2kJ mol Q1 Q2 H1 H2 由气态水变成液态水要放出热量 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 6 已知 C s O2 g CO2 g H 393 5kJ mol要获得1000kJ热量 需燃烧多少克碳 7 已知 S s O2 g SO2 g H 290 6kJ mol求1 6g硫燃烧成为SO2气体 放出多少热量 三 中和反应反应热的测定 1 中和热 酸与碱反应生成1molH2O时释放的热量称中和热 数值 稀溶液中 强酸和强碱中和时 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 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