化学反应与能量的变化(最新)ppt课件

1、化学反应与能量,第一章,第一节,化学反应与能量的变化,引 言,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,能量的释放或吸收是以发生变化的物质 为基础，二者密不可分，但以物质为主。 能量的多少则以反应物和产物的质量为 基础,那么化学反应中能量到底怎样变化,问题,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,一、反应热 焓变,氢原子和氢原子分开时， 化学键怎么变？ 能量怎么变化？（多/少） 从哪来？到哪去？ 稳定性怎样变化？ 化学键的变化与能量的变化有什么关系,回忆,外力做功时能量如何变化,回忆,氢原子和氢原子靠近时， 化学键怎么变？ 能量怎么变

2、化？多了？少了？ 从哪来？到哪去？ 化学键的变化与能量的变化有什么关系,思考,物质的变化常伴随着能量变化,结论,液态水变成气态水时，能量是如何变化的？能否从微观角度解释能量变化的原因,化学反应的实质就是反应物分子中化学键 断裂，形成新的化学键，从新组合成生成 物的分子的过程。旧键断裂需要吸收能量， 新键形成需要放出能量。而一般化学反应 中，旧键的断裂所吸收的总能量与新键形 成所放出的总能量是不相等的，而这个差 值就是反应中能量的变化。所以化学反应 过程中会有能量的变化,化学反应中能量产生的原因,键能,断开1mol某化学键所需要的能量或形成断开1mol某化学键所放出的能量,观察下列示意图,你发现

3、了吗,试计算：吸收的能量和放出的能量相等吗？能量差到哪里去了,实验测得1mol H2与1mol Cl2反应生成2mol HCl时放出184.6kJ的热量，从微观角度应如何解释,679kJ,862kJ,吸收总能量,放出总能量,反应热的计算,H = 679kJ/mol 862kJ/mol= 183kJ/mol,1、定义,化学反应过程中所释放或吸收的能量，都可以热量（或换算成相应的热量）来表述，叫做反应热，又称为“焓变,2、符号,H,3、单位,KJ/mol,1）反应体系的能量降低（即放热反应），则H为“,2）反应体系的能量升高（即吸热反应），则H为“,即,当H为“”（H0）时，为放热反应,当H为“”

4、（H0）时，为吸热反应,4、规定,通过此图大家还能发现这反应热，H有什么规律,我们可以发现：其实,H,E（生成物的总能量） E（反应物的总能量,H,E（反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量） E（生成物分子化学键形成时所释放的总能量,我们认识了反应热，那么怎样书写 表示化学反应热的化学方程式,例 1：1molC与1molH2O(g)反应失成lmol CO(g)和1mol H2(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 lmol HH键、lmol NH键、l molNN键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则1mol N2生成NH3的

5、反应热为，1mol H2生成NH3的反应热为,131.5,92KJ/mol,30.6KJ/mol,二、学会热化学方程式的书写,什么是热化学方程式,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,请看以下两个例子，再思考,问题,热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,意义,通过以上两个例子，说明一下热化学方程式与一般的化学方程式的书写有什么不同,1）书写热化学方程式要注明反应的温度和压强，（为什么？）而常温、常压可以不注明，即不注明则是常温、常压,2）标出了反应物与生成物的状态：固体s，液体l，气体g；（为什么要标出,3）写出了反应热，还注明了

6、“”，“,4）方程式中的计量系数可以是整数也可以是分数,问题,反应物和生成物前的系数它代表了什么？ 在方程式中H它表示了什么意义？ H 它的值与什么有关系,热化学方程式中各物质前的化学计量数不 表示分子个数，表示对应物质的物质的量。 H（kJ/mol）它表示每摩尔反应所放出的 热量， H它的值与方程式中的计量系数 有关，即对于相同的反应，当化学计量数 不同时，其H不同,例 题,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

7、,写出下列反应的热化学方程式,1、1molN2(g)与适量O2(g)反应生成NO (g)，需吸收68kJ的热量； 2、2molCu(s)与适量O2(g)反应生成CuO(s)，放出314kJ热量,3、 1g 硫粉在氧气中充分燃烧放出 9.36kJ热量，写出硫燃烧的热化学方程式,4、 4g CO在氧气中燃烧生成CO2，放出 9. 6kJ热量，写出CO燃烧的热化学方程式,5、已知 (1)H2( g )1/2O2 ( g ) H2O ( g ) H1 = a kJ/mol (2)2H2( g )O2 ( g ) 2H2O ( g ) H2 = b kJ/mol (3)H2( g )1/2O2 ( g

8、) H2O ( l ) H3 = c kJ/mol (4)2H2( g )O2 ( g ) 2H2O ( l ) H4 = d kJ/mol 则a、b、c、d的关系正确的是 。 A、ad0 C、2a=b0,C,6、在一定条件下，氢气和甲烷燃烧的化学方程式为： 2H2(g) + O2 (g) = 2H2O (l);H= 572 kJ /mol CH4(g) +2O2 (g) = CO2(g)+2H2O (l); H= 890 kJ/mol由1mol 氢气和2mol甲烷组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时放出的热量为多少,2066KJ,7. 在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为： 2H2(

9、g ) + O2 ( g) = 2H2O ( l ) H=-571.6 kJ/mol C3H8( g ) +5O2 ( g ) = 3CO2(g) +4H2O ( l ) H=-2220 kJ/mol 5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ，则氢气和甲烷的体积比为 A、 1:3 B、 3:1 C、 1:4 D、 1:1,解 ：设H2、C3H8的物质的量分别为x，y,答：氢气和丙烷的体积比为 3：1,x + y = 5,571.6/2)(x) + 2220y = 3847,V(H2):V(C3H8) =n(H2):n(C3H8) = 3.75:1.25 = 3:1,x = 3.7

10、5 mol,y = 1.25 mol,实践活动 中和反应反应热的测定,中和热,稀的强酸与强碱发生中和生成1mol液态H2O时所放出的热量,本节课，我们取一定量的盐酸和氢氧化钠溶液发生中和反应，哪些数据可以帮助我们测出它们的反应热呢？请大家讨论回答,Q =m c t Q：中和反应放出的热量。 m：反应混合液的质量。 c：反应混合液的比热容。 t：反应前后溶液温度的差值,我们如何得到上述数据呢,m的质量为所用酸、碱的质量和，测出参加反应的酸、碱质量相加即可；c 需要查阅，t可用温度计测出反应前后的温度相减得到,问酸、碱反应时，我们用的是它的稀溶液，它们的质量应怎样得到,量出它们的体积，再乘以它们的

11、密度即可,Q =（V酸酸V碱碱）c（t2t1）,本实验中，我们所用一元酸、一元碱的体积均为50 mL，它 们的浓度分别为0.50 mol/L和0.55 mol/L。由于是稀溶液，且为了计算简便，我们近似地认为，所用酸、碱溶液的密度均为1 g/cm3，且中和后所得溶液的比热容为 4.18 J/（g,已知 V酸=V碱=50 mL。 c酸=0.50 mol/L c碱=0.55 mol/L。 酸=碱=1 g/cm3 c=4.18 J/（g） 请把以上数据代入式,得出Q的表示式。其中热量的单位用kJ。 得出结果,Q = 0.418（t2t1）kJ,思考：式表示的是不是该反应的反应热？是中和热吗？为什么,

12、式不是该反应的反应热，因为反应热是有正负的，中和反应放热，故其H为“”。中和热是稀的酸、碱中和生成 1mol水的反应热，而50 mL 0.50 mol/L的盐酸与50 mL 0.55 mol/L 氢氧化钠反应后生成的水只有0.025 mol，故式表示的也不是中和热,问题该反应的中和热应怎样表示呢,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,中和热的测定,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

13、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,2.用一个量筒最取50 mL 0.50 mol/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

14、结果误差,3.用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表,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,实验中所用HCl和NaOH的物质的量比为何不是11而是NaOH过量？若用HCl过量行吗,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,为了保证0.50 mol/L的盐酸完全被NaOH中和

15、，采用0.55 mol/L NaOH溶液，使碱稍稍过量。若使盐酸过量，亦可,5.重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据,议一议你所测得的数据是否为57.3 kJ/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（测量结果是按50 mL的酸、碱进行计算，若实际量取时，多于50 mL或小于50 mL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,实验原理： Q=

16、cmt Q:中和反应放出的热量。 m:反应混合液的质量。 c：反应混合液的比热容。 t：反应前后溶液温度的差值。 Q=（V酸酸V碱碱）c（t2t1,实验名称,中和反应 反应热的测定,V酸=V碱=50 mL。 c酸=0.50 mol/L c碱=0.55 mol/L 酸=碱=1 g/cm3 c=4.18 J/（g） Q=0.418（t2t1）kJ 实验步骤 误差分析,实验目的： 测定强酸与强碱反应的反应热,学习重点： 中和反应反应热的测定原理和方法,实验用品 大烧杯（500 mL）、小烧杯（100 mL） 温度计、量筒（50 mL）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。 0.50 mol/L 盐酸、0.55 mol/L NaOH溶液,1.我们利用什么原理来测定酸、碱反应的反应热（也称中和热）呢？ 2.中和热与反应热是否相同？它们之间有什么区别和联系,不同；它们都是指化学反应放出的能量，但中和热仅指在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1mol水时的反应热。任何一个化学反应发生所放出的热量都叫反应热，但却不一定是中和热,问题,讨论下列问题,1.本实验中若把50 mL 0.50 mol/L的盐酸改为50 mL 0.50 mol/L醋酸，所测结果是否会有所变化？为什么？ 2.若改用100 mL 0.50 mol/L的盐酸和100 mL 0.5