2019-2020学年高中化学 第一章 化学反应与能量 第1节 化学反应与能量的变化课件 新人教版选修4

第一节化学反应与能量的变化 1 焓与焓变 1 焓与焓变 焓变反应热 h 生成物 反应物 h kj mol 1 kj mol 2 焓变与反应热的关系在等压条件下 反应热在不做其他功的情况下 化学反应的焓变 化学反应的反应热 因此常用 h表示反应热 等于 2 反应热产生的原因 1 从物质内部能量角度分析 宏观 高于 低于 热能 光能 物质内部 吸收 释放 吸收 释放 放出 吸收 1 化学反应中的能量守恒是指 反应物的总能量等于生成物的总能量 吗 答案 不是 反应物的总能量等于生成物的总能量减去吸收的热量 或等于生成物的总能量加上放出的热量 2 你所知道的化学反应中有哪些是放热反应 哪些是吸热反应 答案 常见的放热反应有燃料的燃烧 中和反应 金属与酸 水的反应 大多数化合反应 常见的吸热反应有大多数分解反应 c h2 co作还原剂的反应 其燃烧例外 ba oh 2 8h2o与nh4cl晶体的反应 1 概念能表示参加反应 和 关系的化学方程式 叫做热化学方程式 2 意义热化学方程式不仅表明了化学反应中的 变化 也表明了化学反应中的 变化 如h2 g cl2 g 2hcl g h 184 6kj mol表示1molh2 g 与1molcl2 g 完全反应生成2molhcl g 时 184 6kj的热量 热化学方程式 物质的量 反应热 物质 能量 放出 1 反应物和生成物前的系数代表了什么 答案 热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子数 表示对应物质的物质的量 2 在热化学方程式中 h表示了什么意义 h的值与什么有关系 答案 h kj mol 表示每摩尔反应所放出的热量 h的值与热化学方程式中各物质的计量数有关 即对于相同的反应 当化学计量数不同时 其 h不同 中和热 1molh2o 57 3kj mol 1 测定中和热实验中的环形玻璃搅拌棒能否改用铜做的搅拌棒 能否用浓硫酸 为什么 答案 不能 因为铜具有良好的导热性 会使反应产生的热量更快地散失 不能 因为浓硫酸溶于水会放热 1 反应热与焓变的区别 焓变反应热 3 放热反应和吸热反应的区别 吸热反应 放热反应的判断方法 1 理论分析判断法 h 生成物总能量 反应物总能量 h 反应物总键能 生成物总键能 当 h 0时 反应吸热 当 h 0时 反应放热 2 反应条件判断法反应开始时需要加热 而停止加热后 反应亦可继续进行 则为放热反应 若反应需要持续不断地加热才能进行 则为吸热反应 3 规律判断法 常见的放热反应 燃料的燃烧 中和反应 金属与酸 水的反应 大多数化合反应 常见的吸热反应 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晶体与nh4cl晶体的反应 1 所有的化学反应中都存在着热量变化化学反应都有物质生成 同时化学反应还伴随着能量变化 表现形式除热量外还可以是光能和电能等 这是由于反应物 生成物具有的能量不同 或化学反应的实质是化学键断裂与形成的过程 通常旧键断裂时吸收的总能量与新键形成时所放出的总能量是不相等的 二者的差值就是反应中的能量变化 2 凡需加热的反应都是吸热反应吸热反应是使体系总能量升高的反应 与反应条件 如加热 点燃 光照等 没有必然的联系 这些条件只起引发作用 就是说只是为了使反应开始 反应开始后反应自身放出的热量足以维持反应继续进行 甚至有所盈余的反应属于放热反应 例如铁丝 木炭在空气中的燃烧 fe跟s反应生成fes的反应等 都属于这种情况 3 热化学方程式中 生成物不一定比反应物稳定大多数自发的 较易进行的反应 由于体系的总能量降低 多余的能量通常以热 光 电等形式释放出来 形成某些反应现象 而体系总能量的降低常表现为生成物比反应物稳定 如石墨转化为金刚石需要吸收能量 即石墨能量低于金刚石 石墨比较稳定 下列关于化学反应与能量的说法不正确的是 a 在化学反应中 断开化学键要吸收能量 形成化学键要放出能量b 化学反应除了生成新物质外 还伴随着能量的变化c 若反应物的总能量高于生成物的总能量 则该反应必为放热反应d 放热的反应在常温下一定易进行 吸热反应必须在加热条件下才能进行 答案 d 答案 313解析 根据 h 反应物总键能 生成物总键能 242 3 159 6 172 kj mol 1 313kj mol 1 解题指引 本题考查热效应和键能的关系 根据 h 反应物的键能总和 生成物的键能总和进行计算 答案 b 解析 92 4kj mol 1 e n n 3 436kj mol 1 2 3 391kj mol 1 e n n 945 6kj mol 1 解题指引 本题考查热效应和键能的关系 根据 h 反应物的键能总和 生成物的键能总和进行计算 co g 与h2o g 反应的能量变化如下图所示 有关两者反应的说法正确的是 a 该反应为吸热反应b co g 和h2o g 具有的总能量大于co2 g 和h2 g 具有的总能量 c 该反应不需要加热就能进行d 1molco2 g 和1molh2 g 反应生成1molco g 和1molh2o g 要放出41kj热量 答案 b 解析 由能量变化可知 反应产物的总能量比反应物的总能量低 反应为放热反应 但并不是不需要加热 当1molco2 g 和1molh2 g 反应生成1molco g 和1molh2o g 时 要吸收41kj热量 2019年四川眉山月考 用玻璃棒迅速搅拌如图甲所示装置内 小烧杯与玻璃片 的固体混合物 稍后用手拿起烧杯时发现玻璃片与烧杯粘结在一起 下列有关该反应的说法中正确的是 a 化学反应中有化学能转化为热能b 反应中的能量关系如图乙c 该反应是吸热反应d 化学键的总键能 反应物 生成物 答案 c 化学方程式与热化学方程式的比较 热化学方程式 热化学方程式书写应注意的问题 1 注意 h的书写位置 表示形式 单位 h只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边 若为放热反应 h为 若为吸热反应 h为 h的单位一般为kj mol 1 2 注意焓变 h与测定条件 温度 压强等 有关书写热化学方程式时应注明 h的测定条件 绝大多数 h是在25 1 01 105pa下测定的 可不注明温度和压强 3 注意热化学方程式中化学计量数可以是整数 分数热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量 并不表示物质的分子或原子数 因此化学计量数可以是整数 也可以是分数 4 注意反应物和产物的聚集状态不同焓变 h不同必须注明物质的聚集状态才能完整地体现出热化学方程式的意义 气体用 g 液体用 l 固体用 s 溶液中的微粒用 aq 5 注意热化学方程式中不用标 和 6 注意热化学方程式中化学式前的化学计量数必须与 h相对应热化学方程式是表示反应已完成的能量 由于 h与反应完成物质的量有关 所以方程式中化学式前面的化学计量数必须与 h相对应 如果化学计量数加倍 则 h也要加倍 当反应逆向进行时 其焓变与正反应的焓变数值相等 符号相反 解题指引 五看法 判断热化学方程式的正误 下列关于热化学方程式的说法正确的是 热化学方程式中没有注明温度和压强 则表示反应热是在标准状况下测得的数据 热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数 只表示物质的量 化学反应过程中吸收或放出的热量与参加反应的物质的物质的量成正比 1mols完全燃烧放热297 3kj mol 其热化学方程式为s o2 so2 h 297 3kj mola b c d 答案 b 中和热的测定 1 实验原理在稀溶液中 酸跟碱发生中和反应生成1molh2o时的反应热叫做中和热 本实验通过测定酸碱中和反应前后溶液温度的变化 计算反应过程中所放出的热量 并由此求得中和热 中和热 中和热测定 五要 与 五不 1 溶液都要 稀 而不 浓 溶液要 稀 的原因 一是保证酸 碱能充分反应 二是稀溶液的比热容和密度非常接近纯水的 可保证测定结果比较准确 2 酸 碱都要 强 而不 弱 弱酸 弱碱在水溶液中不能完全电离 存在着电离平衡 电离过程会吸收h 与oh 反应放出的热量 导致中和热的测定值偏小 3 酸 碱之一要 稍多 而不 恰好 为保证酸 或碱 能够完全被中和 必须使酸 或碱 中某一方过量 才能使另一方完全反应 最终确保测定结果准确 4 装置全方位要 严谨 而不 粗糙 为确保结果精准可靠 作为搅拌用的玻璃棒不能用金属棒代替以避免热量快速损失 组合装置中要填碎纸条或碎泡沫可减少实验过程中的热量损失 换用隔热 密封性能更好的保温装置会使实验结果更准确 5 操作各细节都要 慎重 而不 轻率 碱溶液尽可能做到迅速混合 然后立即加盖 组合装置中内 外两个烧杯中保持上相平 可使盖板把杯口尽量盖严以减小热量损失 实验室用50ml0 5mol l 1盐酸 50ml0 55mol l 1naoh溶液和如下图所示装置进行测定中和反应反应热的实验 得到下表中的数据 完成下列问题 1 实验时用环形玻璃棒搅拌溶液的方法是 不能用铜质搅拌棒代替环形玻璃棒的理由是 2 经数据处理 t2 t1 3 4 则该实验测得的每生成1mol液态水时的反应热 h 盐酸和naoh溶液的密度按1g cm 3计算 反应后混合溶液的比热容 c 按4 18j g 1 1计算 3 若将naoh溶液改为相同体积 相同浓度的氨水 测得每生成1mol液态