人教版选修4 第1章第1节 化学反应与能量的变化 课件（29张）.ppt

第一章化学反应与能量 第一节化学反应与能量变化 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 燃料的燃烧 中和反应 活泼金属与酸 碱 大多数化合反应 大多数分解反应 c co2 h2 cuo c h2o ba oh 2 8h2o nh4cl caco3高温分解 3 如何判断一个反应是放热还是吸热 一 焓变反应热 1 化学反应能量的变化 物质能量的角度 反应物和生成物能量的相对大小 放热反应 反应物的总能量 生成物的总能量吸热反应 反成物的总能量 生应物的总能量 化学键键能的角度 断开化学键需要吸收能量生成化学键可以放出能量 化学键 物质能量和物质稳定性的关系 键能越大 化学键越牢固 含该键的分子越稳定 物质具有的能量 越低 2 反应热 焓变 化学反应过程中放出或吸收的热量叫做化学反应的反应热 反应热 焓变 在恒压的条件下 化学反应过程中所放出或吸收的热量称为反应的焓变 符号 h单位 kj mol 1 规定 放热反应 h 0或 h为 吸热反应 h 0或 h为 h 0 h 0 焓变与键能的关系 h 反应物的键能总和 生成物的键能总和 生成物的总能量 反应物的总能量 h 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 h 131 5 92 0kj mol 练习 1 下列叙述正确的是 a 化学反应一定伴随热量的变化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 c 2 已知 h h h2 h 436kj mol 则下列叙述正确的是 a h原子的能量高于h2的能量b h原子的能量低于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 3 下列过程中 需要吸收能量的是 a h h h2b h cl hclc i2 i id s o2 so2 c 物质能量 活化能和反应热 e1 反应的活化能e2 活化分子变成生成物分子放出的能量 活化分子 能够发生有效碰撞的分子活化能 在化学反应中 为了使反应发生必须对反应物增加的能量 e2 e1 反应热 二 热化学方程式 1 概念 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 2 特点 热化学方程式包含物质变化和能量变化两个部分 二者缺一不可 普通化学方程式只包含物质变化一个部分 3 书写注意点 热化学方程式需注明反应时的温度和压强 对于25 101kpa时进行的反应可不注明 普通化学方程式不需注明温度和压强 热化学方程式需注明各物质的状态 s l g 普通化学方程式不需注明物质的状态 热化学方程式中化学计量数表示参加反应的各物质的物质的量而不是物质的分子数或者原子数 可为整数或分数 其 h与系数对应成比例 普通化学方程式中化学计量数宏观上表示各物质的物质的量 微观上表示原子分子数目 只能为整数 不能为分数 例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 2h2 g 2cl2 g 4hcl g h 369 2kj mol 例2 1moln2 g 与适量o2 g 反应生成no2 g 需吸收68kj的热量 写出热化学方程式 n2 g 2o2 g 2no2 g h 68kj mol 例3 沼气的主要成分是甲烷 0 5molch4完全燃烧生成co2和h2o时 放出445kj的热量 则下列热化学方程式中正确的是 a 2ch4 g 4o2 g 2co2 g 4h2o l h 890kj mol b ch4 2o2 co2 h2o h 890kj mol c ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o l h 890kj mol d 1 2ch4 g o2 g 1 2co2 g h2o l h 890kj mol c a 例4 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 练习 a 2c2h2 g 5o2 g 4co2 g 2h2o l h 4bkj molb c2h2 g 5 2o2 g 2co2 g h2o l h 2bkj molc 2c2h2 g 5o2 g 4co2 g 2h2o l h 2bkj mold 2c2h2 g 5o2 g 4co2 g 2h2o l h bkj mol 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 a 2 已知 1 h2 g 1 2o2 g h2o g h1 akj mol 2 2h2 g o2 g 2h2o g h2 bkj mol 3 h2 g 1 2o2 g h2o l h3 ckj mol 4 2h2 g o2 g 2h2o l h4 dkj mol则a b c d的关系正确的是 a ad 0c 2a b0 c 3 氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰 已知破坏1molh h键消耗的能量为q1kj 破坏1molo o键消耗的能量为q2kj 形成1molh o键释放的能量为q3kj 下列关系式中正确的是 a 2q1 q2 4q3b 2q1 q2 4q3c q1 q2 q3d q1 q2 q3 b 三 中和热 1 定义 在稀溶液中 酸跟碱发生中和反应生成1mol水时的反应热叫做中和热 2 注意点 a 必须是酸和碱的稀溶液 因为浓酸溶液和浓碱溶液在相互稀释时会放热 b 强酸和强碱的稀溶液反应才能保证h aq oh aq h2o l 中和热均为57 3kj mol 1 一般地说 弱酸或弱碱的电离是吸热的 中和反应所放出的热量还要扣除电离时吸收的那部分热量 中和热也就低于57 3kj mol c 中和热是以生成1molh2o所放出的热量来测定的 因此书写它们的热化学方程式时 应以生成1mol水为标准来配平其余物质的化学计量数 例如 koh aq 1 2h2so4 aq 1 2k2so4 aq h2o l h 57 3kj mol 1 d 中和反应的实质是h 和oh 反应生成h2o 若反应过程中有其他物质生成 如生成不溶性物质或难电离的其他物质等 这部分反应热不在中和热内 3 测定装置及注意事项 实验目的 测定强酸与强碱反应的反应热 实验用品大烧杯 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 0 50mol l盐酸 0 55mol lnaoh溶液 1 中和热是指在稀溶液中 酸和碱发生中和反应生成1molh2o l 时的反应热 实验时 先测出盐酸和氢氧化钠的起始温度 求其平均温度t1 两溶液混合充分反应后 读取混合液温度t2 为了使计算简便 可以近似地认为 0 50mol l盐酸和0 55mol l氢氧化钠溶液的密度都是1g ml 盐酸的质量m1为50g 氢氧化钠溶液的质量m2为50g 近似认为混合溶液的比热容c 4 18j g 所以中和反应放出的热量为 q m1 m2 c t2 t1 0 418 t2 t1 kj 2 50ml0 50mol l盐酸中含有0 50mol l 0 05l 0 025mol的h 所以与0 025mol的oh 发生中和反应 生成0 025mol的水 放出热量为q 所以中和热 实验原理 实验步骤 阅读p4 5并回答问题 1 在500ml大烧杯底部垫上泡沫塑料 或纸条 使放入的100ml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 如图所示 2 用量筒量取50ml0 50mol l盐酸 倒入小烧杯中 测定其温度 记作thcl 然后将温度计上的酸用水冲洗干净 洗液不倒入小烧杯中 用另一个量筒量取50ml0 55mol lnaoh溶液 测定其温度 记作tnaoh 然后将温度计上的碱液用水冲洗干净 3 先将温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯中 然后把量筒中的naoh溶液一次倒入小烧杯中 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 记作t终 重复上述实验两次 测得实验数据如下表所示 议一议 如果你所测得的数据不是57 3kj mol 分析产生误差的原因可能有哪些 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 隔热装置不到位 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 1 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 2 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 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 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 3 从50ml0 5mol lhcl和50ml0 55mol lnaoh分析 发现naoh是过量的 为什么 可不可以是hcl过量 不是 可以与不可以 而是 不宜 原因是稀盐酸比较稳定 取50ml 0 50mol lhcl 它的物质的量就是0 025mol 而naoh溶液极易吸收空气中的co2 如果恰好取50ml 0 50mol lnaoh 就很难保证有0 025molnaoh参与反应去中和0 025mol的hcl 练习 50ml0 50mol l盐酸与50ml0 55mol lnaoh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