11化学反应与能量

第一章化学反应与能量 第一节化学反应与能量的变化 第一课时 教学目标 1 了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式 2 认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的变化 而且能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础 能量的多少取决于反应物与生成物的质量 3 了解反应热和焓变的涵义 4 认识热化学方程式的意义 并能正确书写热化学方程式 教学重点 化学反应中的能量变化 热化学方程式的书写 教学重点 焓变 H的 与 热化学方程式的书写 复习 1 化学反应的本质 化学反应的本质 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 2 键能 断开1mol化学键 或形成1mol化学键 所需要吸收的能量 或放出的能量 3 吸热反应和放热反应的判断 在任何一个化学反应中 都遵循质量守恒定律和能量守恒定律 例 A B C D mA mB mC mD EA EB E吸 EC ED E放 质量守恒 能量守恒 1 从键能判断 化学键断裂吸收的总能量 形成化学键放出的总能量 吸热反应 放热反应 化学键断裂吸收的总能量 形成化学键放出的总能量 2 从反应物和生成物的能量判断 反应物的总能量 生成物的总能量 吸热反应 放热反应 反应物的总能量 生成物的总能量 一 焓变反应热 1 反应热 1 反应热的概念 在化学反应过程中放出或吸收的热量 2 反应热的测定环境 恒 等 压环境 反应前后压强不变 但体积改变 如在敞口容器 针筒 活塞等的反应 恒 等 容环境 反应前后体积不变 压强改变 如在密闭容器 体积不变容器中的反应 2 焓变 1 焓 H 的概念 焓 H 是与内能有关的物理量 2 焓变 H 某一化学反应 在一定条件下 恒压 的反应热 由生成物与反应物的焓值差 H 决定 H H反应物 H生成物 说明 焓变的符号 kJ mol或kJ mol 1 恒压下 一般为敞口容器 针筒 活塞等的反应 测量方法 H 焓变的单位 测量条件 通过实验直接测量 例 实验测得 1molH2与1molCl2反应生成2molHCl时放出184 6kJ热量 试从微观的角度进行分析 已知H2的键能为436kJ mol Cl2的键能为243kJ mol HCl的键能为431kJ mol 任何化学反应都有反应热 这是因为在发生化学反应的过程中 当反应物分子的化学键断裂时 需要克服原子间的相互作用 即吸收能量 当原子重新结合成生成物分子 即形成新的化学键时 要释放能量 吸收的能量与释放的能量的差值 就是化学反应的反应热 分析 说明 焓变的符号 H 焓变的单位 kJ mol或kJ mol 1 测量条件 恒压下 一般为敞口容器 针筒 活塞等的反应 测量方法 通过实验直接测量 化学键断裂 吸热 化学键形成 放热 产生原因 表示方法 吸热反应 H为 或 H 0 即环境对体系做功 环境能量降低 体系能量升高 放热反应 H为 或 H 0 即体系对环境做功 体系能量减少 环境能量升高 1 已知拆开1molH2中的化学键要吸收436kJ的能量 拆开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 课堂练习 答案 H 484kJ mol 2 1molC s 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 H 436 2 496 463 4 484kJ mol 分析 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 分析 N2 g 3H2 g 2NH3 g H 946 436 3 391 6 92kJ mol 1 3N2 g H2 g 2 3NH3 g H 946 1 3 436 391 2 30 7kJ mol 小结 这一节 我们首先复习了化学反应的本质 键能 吸热反应和放热反应的判断等知识 在此基础上介绍了反应热和焓变的相关知识 下一节课 我们将学习有关热化学方程式的概念及书写方法 第一章化学反应与能量 第一节化学反应与能量的变化 第二课时 二 热化学方程式 1 热化学方程式的定义 表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式 2 书写热化学方程式的注意事项 H 14 9kJ mol 1 要注明反应的温度和压强 因温度和压强不同时 其 H也不同 如不注明 则一般是指101kPa和25 2 要注明反应物和生成物的状态 因物质的聚集状态不同时 其 H也不同 气体用g表示 液体用l表示 固体用s表示 溶液用aq表示 3 热化学方程式中各物质的化学计量数表示物质的量 而不是分子个数 所以 在热化学方程式中 化学计量数可以是整数 也可以是分数 4 热化学方程式中化学计量数与 H成正比 当化学计量数不同时 其 H不同 5 在热化学方程式中右端标注热量数值和符号 H 吸热用 表示 放热用 表示 1 1克甲烷在空气中燃烧 恢复常温下测得放出热量55 625KJ 试写出热化学方程式 课堂练习 2 同温 同压下 比较Q1与Q2的大小 S g O2 g SO2 g H Q1kJ molS s O2 g SO2 g H Q2kJ mol 答案 Q1 Q2 3 已知 C s O2 g CO2 g H 393 5kJ mol 要获得1000千焦热量 需燃烧多少克碳 答案 30 5克 4 已知 S s O2 g SO2 g H 290 6kJ mol 求1 6克硫燃烧成为SO2气体放出多少热量 答案 14 53kJ 5 已知在25 101kpa下 1gC8H18 辛烷 燃烧生成二氧化碳和液态水时放出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 5518kJ mol 1C C8H18 1 25 2O2 g 8CO2 g 9H2O 1 H 5518kJ mol 1D C8H18 1 25 2O2 g 8CO2 g 9H2O 1 H 48 40kJ mol 1 答案 B 6 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 答案 CO g 1 2O2 g CO2 g H 282 6kJ mol 7 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 答案 Q1 Q2 H1 H2 注意 热量比较比数值 H比较带符号 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 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 大烧杯 500mL 小烧杯 100mL 温度计 量筒 50mL 两个 泡沫塑料或纸条 泡沫塑料或纸板 中心有两个小孔 环形玻璃搅拌棒 0 50mol L盐酸 0 55mol LNaOH溶液 仪器及药品 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 如左图所示 该实验也可在保温杯中进行 实验步骤 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