人教版选修4 第1章第1节 化学反应与能量的变化 课件（44张）.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 熟知能量转化形式及反应热和焓变的含义 吸热反应和放热反应的本质 2 学会热化学方程式的书写与应用 3 正确认识中和热的概念 4 通过中和热的测定 初步学会测定化学反应反应热的实验方法 会分析测定反应热时误差产生的原因 并能采取适当措施减小实验误差 1 化学反应的基本特征 一是物质发生了变化 二是能量发生了变化 即有新物质生成 即吸收能量或放出能量 断裂 形成 吸收 放出 有新物质生成 有能量变化 热量 放热 吸热 放热反应 吸热反应 3 有下列反应 氧化钙与水反应 碳酸氢钠受热分解 硫酸与氢氧化钠溶液混合 燃烧煤炭取暖 钠与水反应 胆矾受热失去结晶水 其中为吸热反应的是 放热反应的是 4 已知1molc和1molh2o g 反应生成1molco和1molh2 需吸收131 5kj的热量 则该反应的反应热 h 该反应的热化学方程式是 131 5kj mol 1 c s h2o g co g h2 g h 131 5kj mol 1 5 已知热化学方程式 n2h4 g o2 g n2 g 2h2o g h 534kj mol 1 则 1 该反应是 填 放热 或 吸热 反应 判断的依据是 2 当反应的热量变化为2136kj时 参加反应的n2h4质量是g 放热 h为负值 128 2 h的数值表示对于给定形式的化学反应 以各物质的化学计量数计量其物质的量时 发生反应所吸收或放出的热量 1 放热反应 h0 即 h为 6 中和反应的概念是 实质是 强酸和强碱反应生成可溶性盐和水的离子方程式为 7 浓h2so4溶于水是 填 放热 或 吸热 过程 醋酸溶于水会成阴阳离子 该过程是 填 放热 或 吸热 过程 酸和碱反应生成盐和水的反应 酸电离产生的h 与碱电离产生的oh 结合成h2o h oh h2o 放热 吸热 1 中和反应的实质是h 和oh 生成h2o 但是并不是所有的中和反应都能用h oh h2o 2 溶解和电离都伴随着热效应 电离是吸热 但溶解有的放热有的吸热 电离 436kj 243kj 862kj 183kj 436kj mol 1 243kj mol 1 431kj mol 1 cl2 h2 431kj mol 1 hcl hcl cl h e放出 431 431 kj mol 1 e吸收 243 436 kj mol 1 差值183kj 是在恒压条件下进行的化学反应的热效应 符号是 h 即 化学反应中生成物所具有的焓与反应物所具有的焓之差 2 反应热 焓变的概念 焓 指物质所具有的能量称为物质的焓 1 反应热 是化学反应在一定条件下所释放或吸收的热量 单位是 2 焓变 由于反应时吸收环境能量而使反应体系的能量升高 故 h 0 即 h为 3 h的正 负和吸热 放热反应的关系 由于反应后放出热量 释放给环境 而使反应体系的能量降低 故 h 0 即 h为 1 放热反应 2 吸热反应 指反应完成时 生成物释放 的总能量大于反应物吸收的总能量的反应 指反应完成时 生成物释放 的总能量 反应物吸收的总能量的反应 归纳总结 i d i 179 a 1 h2 cl2 2hcl断键吸热为436kj mol 1 1mol 247kj mol 1 1mol成键放热为 431kj mol 1 2mol 差值为 179kj 这就是反应热 本题涉及键能与吸 放热的关系 考查了键能与反应热的定量关系 2 根据反应h2 x2 2hx中 放出的热量qp hx e h h e x x 2 e h x 将表中数据代入可算得 qp hcl qp hbr qp hi 故h2在cl2中燃烧放热最多 在i2中放热最少 选a 3 在方程式的右边注明了 h的正负号 数值及单位 1 指明了反应时的温度和压强 若在25 101kpa时进行的反应 可以不注明 2 用括号注明了各物质反应时的状态 s 固体 l 液体 g 气体 或aq 溶液 表示吸热 表示放热 表示反应热的大小 表示对于给定形式的化学反应 以各物质的化学计量数计量其物质的量时 发生反应所吸收或放出的热量 2 热化学方程式的概念及意义 2 热化学方程式的意义 1 热化学方程式是表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式 不仅表明了化学反应中的物质变化 也表明了化学反应中的能量变化 还说明了物质的 量 与 能量 之间的数量关系 5 化学计量数改变 h要相应改变 逆反应的 h数值与正反应的相等 符号相反 3 热化学方程式的书写方法要求 2h2 o2 2h2o h 571 6kj mol 1 g g l 1 遵循一般化学方程式的书写规则 一般不写反应条件 2 在方程式右端注明热量的变化 吸热反应 h 0 放热反应 h 0 3 要注明反应物和生成物的聚集状态 4 化学计量数只表示物质的量 因此可以是整数 也可以是分数 归纳总结 热化学方程式与普通化学方程式的区别 无 必须注明 不要求注明 是整数 既表示微粒个数又表示该物质的物质的量 可以是整数也可以是分数 只表示物质的物质的量 必须在分子式后注明 表明了化学反应中的物质变化 原子守恒 不仅表明了化学反应中的物质变化 也表明了化学反应中的能量变化 原子守恒和能量守恒 1mol 1mol液态水 放出 n2 g 3h2 g 2nh3 g h 92 2kj mol 1 1 写出下列反应的化学方程式 1 将0 02mol l 1盐酸与0 02mol l 1氢氧化钠溶液等体积混合 2 将0 01mol l 1硫酸与0 02mol l 1氢氧化钠溶液等体积混合 hcl naoh nacl h2o h2so4 2naoh na2so4 2h2o 思考 1 若从物质类别的变化分析 两反应的类型是 若从能量的变化分析 其反应类型是 思考2 两反应的离子方程式是 反应过程中的热量变化 填 相同 或 不同 判断的依据是 中和反应 放热反应 h oh h2o 相同 参加两反应的h oh 的数目都相同 归纳总结 1 中和热的概念 酸和碱在稀溶液中发生中和反应生成1molh2o l 时的反应热 为什么是稀溶液 若是浓的强酸和强碱在发生中和反应的同时还要发生溶解 溶解要放出热量 若是浓的弱酸和弱碱在发生中和反应的同时还要发生电离 电离要吸收热量 故放出的热量均不完全是中和热 归纳总结 2 中和热的大小 强酸和强碱在稀溶液中发生中和反应时 1molh 和1moloh 反应生成1molh2o l 放出57 3kj的热量 热化学方程式表示为 h aq oh aq h2o l h 57 3kj mol 1 1 下列说法正确的是 a 中和热一定是强酸跟强碱反应放出的热量b 1mol酸与1mol碱完全反应放出的热量是中和热c 在稀溶液中 酸与碱发生中和反应生成1molh2o l 时的反应热叫做中和热d 测定中和热时可用稀硫酸和稀ba oh 2溶液 c 中和热是指稀酸 稀碱中和反应生成1molh2o l 时所放出的热量 可以是弱酸 弱碱但必须是很稀的 本题考查的是中和热的概念 必须是生成1molh2o l h2so4和ba oh 2反应时 除生成水外 还有baso4沉淀生成 所以其反应热不是中和热 d 2 已知强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热化学方程式为h aq oh aq h2o l h 57 3kj mol 1 又知电解质的电离是吸热过程 向1l0 5mol l 1的naoh溶液中加入下列物质 稀醋酸 浓硫酸 稀硝酸 恰好完全反应 则其焓变 h1 h2 h3的关系是 a h1 h2 h3b h1 h2d h1 h3 h2 因为稀醋酸是弱酸 难电离 电离时吸热 浓硫酸溶于水时放热 故中和反应时放出的热量q 浓硫酸 q 稀硝酸 q 稀醋酸 又因放热反应中 h为负值 即 h q 故 h2 h3 h1 因而选d 1 中和反应反应热可以用实验的方法测得 先将反应器置于绝热容器中 然后在反应器中将酸 碱稀溶液混合 发生中和反应 测量出 根据水的质量 比热容等即可求出反应放出的热量 放出的热传入水 稀溶液 中 水 稀溶液 的温度变化 q c m h2o t 4 18j g 1 1 m h2o t2 t1 2 实验装置 1 量热计的结构 温度计 泡沫塑料盖板 碎泡沫塑料 环形玻璃搅拌棒 100ml小烧杯 500ml大烧杯 2 实验过程中 还需要的其他仪器有 50ml量筒 2个 3 重复实验操作三次 记录每次的实验数据 取其平均值作为计算依据 3 实验测量数据 1 初始温度 t1 测定 用一量筒量取50ml0 50mol l 1盐酸 倒入小烧杯中并测量其温度 用另一量筒量取50ml0 55mol l 1naoh溶液并测量其温度 取两温度平均值为t1 2 终止温度 t2 测定 把套有盖板的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中 盖好盖板 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 记录为终止温度t2 4 实验数据处理 归纳总结 中和反应热的测定实验步骤 减少热量散失 不能 铜棒传导热的能力较强 使热量散失较多 偏低 增加 反应消耗的酸 碱增多 放出热量增加 不变 中和热是指稀强酸与稀强碱发生中和反应生成1molh2o l 放出的热量 与酸 碱的用量无关 中和反应热测定实验 一是要防止热量散失 如大烧杯上加盖硬纸板 两个烧杯口要相平 在两个烧杯之间填充碎泡沫塑料或碎纸片 用环形玻璃搅拌棒搅拌而不能用金属棒 丝 搅拌 实验时动作要迅速等 二是酸 碱溶液浓度宜小不宜大 温度计读数要准确等 加过量碱溶液可使酸完全反应 碱过量对中和热测定没有影响 d 该反应为放热反应 其焓变为负值小于零 书写热化学方程式要注明物质的聚集状态及 h的正负号 数值及单位 d b b 反应热 旧化学键断裂吸收的能量 新化学键形成放出的能量 放热 2 由图可知该反应中反应物总能量大于生成物总能量 所以该反应为放热反应 h 0 断键 成键 6 在测定中和热的实验中 下列说法正确的 a 使用环形玻璃棒是为了加快反应速率 减小实验误差b 为了准确测定反应混合溶液的温度 实验中温度计水银球应与小烧杯底部接触c 用0 5mol l 1naoh溶液分别与0 5mol l 1的盐酸 醋酸溶液反应 如所取的溶液体积相等 则测得的中和热数值相同d 在测定中和热实验中需要使用的仪器有天平 量筒 烧杯 滴定管 温度计 a 在中和热的测定中 使用环形玻璃棒搅拌 目的是使反应物混合均匀 加快反应 减小误差 a正确 b项中温度计水银球不能接触烧杯底部 b错 7 在进行中和热的测定中 下列操作错误的是 a 反应前酸 碱溶液的温度要相同b 测量溶液的温度计要一直插在溶液中c 为了使反应均匀进行 可以向酸 碱 中分次加入碱 酸 d 为了使反应更完全 可以使酸或碱适当过量 分次加入混合时 容易造成热量损失 使测试结果不准确 c 8 中和热是在稀溶液中 强酸 强碱发生中和反应生成1mol液态水时放出的热量 中和热为57 3kj mol 1 下列热化学方程式中正确的是 a hno3 aq koh aq h2o l kno3 aq h 57 3kj mol 1b hno3 aq nh3 h2o aq h2o l nh4no3 aq h 57 3kj mol 1 h 57 3kj mol 1 为弱电解质 电离时需吸收热量 分别与强酸 强碱发生中和反应时 放出的热量小于57 3kj 故 h 57 3kj mol 1 d 9 已知hcn aq 与naoh aq 反应的 h 12 1kj mol 1 hcl aq 与naoh aq 反应的 h 55 6kj mol 1 则hcn在水溶液中电离的 h等于 a 67 7kj mol 1b 43 5kj mol 1c 43 5kj mol 1d 67 7kj mol 1 c 两反应的热化学方程式为 hcn aq oh aq h2o l cn aq h 12 1kj mol 1 h aq oh aq h2o l h 55 6kj m