人教版选修4 第1章第1节 化学反应与能量的变化（第1课时） 课件（33张）.ppt

第一节化学反应与能量的变化 第一课时 复习回忆 我们知道 一个化学反应过程中 除了生成了新物质外 还有 能量变化 热能 电能 光能 当能量变化以热能的形式表现时 化学反应 放热反应 吸热反应 复习思考 1 你所知道的化学反应中有哪些是放热反应 能作一个简单的总结吗 2 你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应 能作一个简单的总结吗 活泼金属与水或酸的反应 酸碱中和反应 燃烧反应 大多数化合反应 氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应 以c为还原剂的氧化还原反应 大多数分解反应 复习思考 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 1 从化学键的角度分析 微观 取决于旧键断键所吸收的能量和新键形成所放出能量的相对大小 复习思考 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 2 从能量守恒角度分析 宏观 取决于反应物和生成物的总能量的相对大小 放热反应 吸热反应 下表中的数据是破坏1mol化学键所消耗的能量 kj 根据上述数据回答 3 题 1 下列物质本身具有的能量最低的是 l2 r2 2 下列氢化物中 最稳定的是 l r 低 稳定 小 高 不稳定 新知 我们知道 一个化学反应同时遵守质量守恒和能量守恒定律 那么一个反应中的质量与能量有没有关系呢 一 焓 焓变 1 焓 物质本身所具有的能量 内能 符号 h 决定因素 2 焓变 生成物与反应物的焓值差符号 h h h生成物 h反应物 反应物本身的性质 物质的状态 s l g 温度 t h 压强 p h 二 反应热 1 定义 化学反应中所放出或吸收的能量 在恒压条件下又称为焓变 2 符号 h 3 单位 kj mol或kj mol 1 4 规定 放热反应 体系能量降低 h 0 为 吸热反应 体系能量升高 h 0 为 5 注意 比较 h大小时一定要带正负号比较 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 2 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 131 5 92kj mol 30 6kj mol 新知 任何一个化学反应都包括物质的变化和能量的变化 例1 在200 101kpa时 1molh2与碘蒸气作用生成hi同时放出14 9kj mol的能量 只表示物质变化 科学文献上表示为 那么 有什么表达式能把这两种变化都表示出来 三 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 思考交流 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 请看以下几个例子 再思考 热化学方程式与化学方程式不同之处 例2 在25 101kpa时 有h2和o2合成1molh2o的反应 一个生成气态水 一个生成液态水 其热化学方程式可表示为 例1 在200 101kpa时 1molh2与碘蒸气作用生成hi同时放出14 9kj mol的能量 结论 书写热化学方程式注意 2 需注明反应的温度和压强 如不注明条件 即指 25 1 01 105pa 3 每种物质后需标聚集状态 s l g aq 1 化学方程的右边必须写上 h 并用 空格 隔开 h用 表示吸热放热 单位是kj mol或j mol 三 热化学方程式 热化学方程式与化学方程式不同之处 结论 书写热化学方程式注意 4 系数仅表示物质的量并不表示分子数 因此化学计量数可以是整数也可以是分数 所以系数加倍时 h也应相应加倍 483 6kj mol 241 8kj mol 5 若反应逆向进行 则 h改变符号 但绝对值不变 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 而这些书写也是对的 1 写出下列反应的热化学方程式 1 1molc 固态 与适量h2o 气态 反应 生成co 气态 和h2 气态 吸收131 3kj的热量 2 0 5molcu 固态 与适量o2 气态 反应 生成cuo 固态 放出78 5kj的热量 c s h2o g co g h2 g h 131 3kj mol 2cu s o2 g 2cuo s h 314kj mol 3 2 00gc2h2完全燃烧生成液态水和co2放出的热量为99 6kj 写出c2h2燃烧的热化学方程式 2c2h2 g 5o2 g 4co2 g 2h2o l h 2589 6kj mol 4 1molc与1mol水蒸气反应生成1molco和1molh2 需要吸收131 5kj的热量 写出此反应的热化学方程式 5 氢氧化钾稀溶液与硝酸稀溶液发生中和反应生成1mol水 放出57 3kj的热量 写出此反应的热化学方程式 2c2h2 g 5o2 g 4co2 g 2h2o l h 4bkj2c2h2 g 5o2 g 4co2 g 2h2o l h 4bkj molc c2h2 g 5 2o2 g 2co2 g h2o g h 4bkj mold 2c2h2 g 5o2 g 4co2 g 2h2o l h 4bkj mole 2c2h2 g 5o2 g 4co2 g 2h2o l h 2bkj mol 2 已知充分燃烧ag乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水 并放出热量bkj 则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是 b 点拨 热化学方程式书写正误的判断可从物质的聚集状态 h符号 h与计量数是否对应等入手 3 已知在1 105pa 298k条件下 2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kj热量 下列热化学方程式正确的是 a h2o g h2 g 1 2o2 g h 242kj mol 1b 2h2 g o2 g 2h2o l h 484kj mol 1c h2 g 1 2o2 g h2o g h 242kj mol 1d 2h2 g o2 g 2h2o g h 484kj mol 1 a 思考1 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 数量的分析 反应物的状态 数量和生成物的数量都相同 但由于气态水转化为液态要放出一定热量 q2 q1 h1 q1 h2 q2 h2 h1 2 在同温同压下 下列各组热化学方程式中 h1 h2的是 a 2h2 g 02 g 2h20 g h12h2 g 02 g 2h20 1 h2b s g o2 g s02 g h1s s 02 g s02 g h2c c s 1 2o2 g co g h1c s 02 g c02 g h2d h2 g cl2 g 2hcl g h11 2h2 g 1 2cl2 g hcl g h2 c 第一节化学反应与能量的变化 第二课时 知识储备 1 中和热 在稀溶液中 酸跟碱发生中和反应而生成1molh20 这时的反应热叫做中和热 2 请你判断 molh2so4与2molnaoh完全反应放出114 6kj的热量 此反应的中和热为114 6kj mol 对吗 答 不对 不是生成1mol水 中和热是 57 3kj mol 实验中和热的测定 一 实验原理 带着问题来探究 1 请大家观察简易量热计的构造 分析一下 量热计直接测定的数据是什么 是焓变的数值吗 2 根据体系温度变化可以求得什么物理量 实验中和热的测定 一 实验原理 3 酸 碱反应时 我们用的是它的稀溶液 它们的质量应怎样得到 4 由以上探究你能归纳出中和热测定的公式原理吗 实验中和热的测定 二 实验仪器和药品 1 实验仪器 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 2 实验药品 0 50mol l盐酸 0 55mol lnaoh溶液 实验中和热的测定 三 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 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 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 实验中和热的测定 三 实验步骤 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 实验中和热的测定 三 实验步骤 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 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 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 实验中和热的测定 三 实验步骤 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 5 重复实验两次 取测量所得数据的平均值作为计算依据 实验中和热的测定 四 误差分析 议一议 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 练习 50ml0 50mol l盐酸与50ml0 55mol l 1naoh溶液在图示的装置中进行中和反应 通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热 回答下列问题 1 从实验装置上看 图中尚缺少的一种玻璃用品是 2 烧杯间填满碎纸条的作用是 3 大烧杯上如不盖硬纸板 求得的中和热数值 填 偏大 偏小 无影响 4 实验中改用60ml0 50mol l盐