选修四 2017 第一章第一节化学反应与能量

1、第一节第一节 化学反应与能量的变化化学反应与能量的变化 课时课时1 了解化学反应中能量转化的原因，了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式能说出常见的能量转化形式 了解化学能与热能的相互转化。了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。第第1 1课时课时下列变化中：下列变化中：属于吸热反应的是（属于吸热反应的是（ ）属于放热反应的是（属于放热反应的是（ ） 液态水汽化液态水汽化 将胆矾加热变为白色粉末将胆矾加热变为白色粉末 氯酸钾分解制氧气氯酸钾分解制氧气 生石灰溶于水生石灰溶于水 钠放入水中生成氢气钠放入水中生成氢气

2、铝粉与氧化铁粉末反应铝粉与氧化铁粉末反应 知识回顾：知识回顾：常见的吸热反应、放热反应常见的吸热反应、放热反应 【南方【南方P2P2】放热反应放热反应吸热反应吸热反应可燃物的燃烧可燃物的燃烧酸碱中和反应酸碱中和反应大多数化合反应大多数化合反应金属跟酸置换反应金属跟酸置换反应物质的缓慢氧化。物质的缓慢氧化。 大多数分解反应大多数分解反应H H2 2还原还原CuOCuO；盐的水解；盐的水解Ba(OH)Ba(OH)2 28H8H2 2O O与与NHNH4 4ClCl反应反应C C和和H H2 2O(g)O(g)、C C和和COCO2 2的反应的反应 思考：化学反应中能量变化的原因思考：化学反应中能量

3、变化的原因? ?化学反应中能量变化的原因：化学反应中能量变化的原因：1 1、宏观、宏观: :反应是吸收能量还是放出能量，取决于反应是吸收能量还是放出能量，取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。E E反应物反应物 E E生成物生成物 ； 放热反应放热反应2 2、微观、微观: :化学键的断裂和形成是化学反应中能量化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因变化的主要原因E(E(断断键键) )反应物反应物 E(E(成键成键) )生成物生成物 ; ; 吸热反应吸热反应 注意：与反应条件是否需要加热无关。注意：与反应条件是否需要加热无关。南方南方P

4、2例题例题2一、反应热一、反应热 焓变焓变说明：说明：反应热是指化学反应前后的热量变化；反应热是指化学反应前后的热量变化； 任何化学反应都有反应热。任何化学反应都有反应热。3、规定：、规定： 放热反应：放热反应：H为为“ ”或或H0 吸热反应：吸热反应：H为为“ + ”或或H01 1、反应热定义：、反应热定义：2 2、焓变：、焓变：化学反应过程中所释放或吸收的热量。化学反应过程中所释放或吸收的热量。恒压条件下，恒压条件下，反应热反应热又称为又称为“焓变焓变”。4、H的计算的计算H生成物生成物的总能量的总能量 反应物反应物的总能量的总能量H反应物键能总和反应物键能总和 生成物键能总和生成物键能总

5、和H =679kJ/mol 862kJ/mol = 183kJ/molH2 + Cl2 = 2HCl点燃点燃旧键断裂旧键断裂 吸收能量吸收能量新键形成新键形成 放出能量放出能量= = =679kJ/mol862 kJ/mol吸收吸收吸收吸收放出放出放出放出H反应物键能总和反应物键能总和 生成物键能总和生成物键能总和应用一：应用一：1molC 1molC 与与 1mol 1mol 水蒸气反应生成水蒸气反应生成1molCO 1molCO 和和1molH1molH2 2 ，需要吸收，需要吸收131.5kJ 131.5kJ 的热量，则该反应的的热量，则该反应的H H2 2= = ；+131.5kJ/m

6、ol+131.5kJ/mol 应用二：应用二：拆开拆开 1 mol HH键、键、1 mol NH键、键、1 mol NN键分别需要的能量是键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则，则1mol N2生成生成NH3的反应热为的反应热为H= 。92.0 kJ/mol南方南方P4/第第6题题物质的稳定性与物质本身具有的能量、破物质的稳定性与物质本身具有的能量、破坏该物质化学键所消耗的能量关系？坏该物质化学键所消耗的能量关系？【思考【思考1】D练习练习1、练习练习2 2、认真观察下图，然后回答问题。、认真观察下图，然后回答问题。图中所示反应是图中所示反应是 （填（填“吸热吸热”或或

7、“放热放热”）反）反应，该反应的应，该反应的H= (用含用含E1、E2的代数式表示的代数式表示)。（E2-E1）kJ/mol练习练习3：画出：画出2H2O(l) = 2H2(g)+O2(g) ；H=+571.6kJmol-1反应过程的能量变化图。反应过程的能量变化图。 纵横坐标轴名称纵横坐标轴名称曲线变化趋势曲线变化趋势及定位及定位必要的标注等必要的标注等5.5.作图（作图（画反应的能量变化图注意）画反应的能量变化图注意）或或能量变化图能量变化图2H2O(l) = 2H2(g)+O2(g) H=+571.6kJmol-1思考思考2 2： 1gH1gH2 2O(O(l) )变成水蒸气需要升温还是

8、降温？变成水蒸气需要升温还是降温？ 液态水变成水蒸气需要吸热还是放热？液态水变成水蒸气需要吸热还是放热？ 1g 1g 液态液态H H2 2O O 和和1g 1g 气态气态H H2 2O O 所具有的能量是否相同？所具有的能量是否相同？ 哪个大？哪个大？物质所具有的能量与它的聚集状态有关。物质所具有的能量与它的聚集状态有关。第一节第一节 化学反应与能量的变化化学反应与能量的变化 课时课时1要求：正确认识、书写热化学方程式要求：正确认识、书写热化学方程式1 1、什么是热化学方程式？、什么是热化学方程式？2 2、书写热化学方程式的注意事项？书写热化学方程式的注意事项？阅读阅读P3-4P3-4二、热化

9、学方程式的书写二、热化学方程式的书写1 1、热化学方程式热化学方程式表示参加反应表示参加反应物质的量物质的量和和反应热反应热的的关系关系的化学方程式的化学方程式HH2 2(g)+I(g)+I2 2(g)=2HI(g) (g)=2HI(g) H=H=14.9kJ/mol14.9kJ/mol200200101kPa101kPa热化学方程式包含热化学方程式包含物质变化物质变化和和能量变化能量变化两个部分，二者缺一不可。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。普通化学方程式只包含物质变化一个部分。物质变化物质变化能量变化能量变化H2+I22HI2 2、热化学方程式、热化学方程式书

10、写及书写及注意事项注意事项 例题例题1 1、0.5 mol CH0.5 mol CH4 4完全燃烧生成完全燃烧生成COCO2 2和和H H2 2O O (l)(l)时，放出时，放出445 kJ445 kJ的热量。写出其反应的热量。写出其反应的热化学方程式。的热化学方程式。CH4 (g )2 O2 (g) CO2 (g )2 H2O ( l ) H = 890 kJ/mol1/2 CH4 ( g )O2 ( g ) 1/2CO2 ( g )H2O ( l ) H = 445kJ/mol 1 1、将、将0.3mol0.3mol气态高能燃料乙硼烷（气态高能燃料乙硼烷（B B2 2H H6 6）在氧气

11、中燃）在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ649.5kJ热量。热量。 2 2、已知、已知 1g 1g 硫粉在氧气中充分燃烧放出硫粉在氧气中充分燃烧放出 9.36 kJ9.36 kJ的热量。的热量。3 3、已知充分燃烧已知充分燃烧a a g g乙烷气体时生成乙烷气体时生成1mol1mol二氧化碳气体二氧化碳气体和液态水，并放出热量和液态水，并放出热量b b kJ kJ。 小测小测 写出下列反应的热化学方程式：写出下列反应的热化学方程式： 1 1、将、将0.3mol0.3mol气态高能燃料乙硼烷（气态高能燃料乙硼烷（B B2 2H H6

12、6）在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出水，放出649.5KJ649.5KJ热量，请写出该反应的热热量，请写出该反应的热化学反应方程式。化学反应方程式。 B2H6(g) + 3O2(g) B2O3(s) + 3H2O(l) H=2165kJ/mol 2 2、已知、已知 1g 1g 硫粉在氧气中充分燃烧放出硫粉在氧气中充分燃烧放出 9.36 kJ9.36 kJ的热量，写出反应的热化学方程式。的热量，写出反应的热化学方程式。S (s) + O2 (g) = SO2 (g) HH299.62kJ/mol 1/32S ( s) + 1/32O2 (g)

13、= 1/32SO2 ( g ) H H 9.36kJmol 3 3、已知充分燃烧已知充分燃烧a a g g乙烷气体时生成乙烷气体时生成1mol1mol二二氧化碳气体和液态水，并放出热量氧化碳气体和液态水，并放出热量b b kJ kJ。写出乙烷燃烧的热化学方程式。写出乙烷燃烧的热化学方程式。2C2H6(g)7O2(g)4CO2(g)6H2O(l) H4b kJmol 11.1.已知充分燃烧已知充分燃烧a ga g乙炔气体时生成乙炔气体时生成1 mol1 mol二氧化二氧化碳气体和液态水，并放出热量碳气体和液态水，并放出热量b kJb kJ，则乙炔燃烧，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是（的热化学方

14、程式正确的是（ ）A. 2C2H2(g)+5O2(g)=4 CO2（g）+ 2H2O（l） H=-4b kJmol-1B. C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O（l） H=+2b kJmol-1C. 2C2H2(g)+5O2（g）=4CO2（g）+2H2O（l） H=-2b kJmol-1D. 2C2H2(g)+5O2（g）=4CO2（g）+2H2O(l) H=+b kJmol-13.3.热化学方程式正误的判断：热化学方程式正误的判断： 判断方法：判断方法：四看四看: :状态、符号、单位、数值状态、符号、单位、数值AP6例题例题14 4、反应热大小的比较：、反应热大小的比较

15、：1 1、先判断、先判断H H的符号，吸热反应的的符号，吸热反应的H H一定大于放热反一定大于放热反应的应的H H；2 2、比较两个热化学方程式的不同之处，、比较两个热化学方程式的不同之处， 若放热反应，则放出的热量越多，若放热反应，则放出的热量越多， H H越小；越小； 若是吸热反应，则吸收的热量越多，若是吸热反应，则吸收的热量越多， H H越大；越大；例：例：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) H1=241.8kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H2=285.8kJ/mol若只比较数值大小若只比较数值大小, ,与与“+”“-”+”“-”无关无关例例1 1、下列

16、各组化学方程式中，化学反应的、下列各组化学方程式中，化学反应的H H1 1大于大于H H2 2的有（的有（ ） C(s)+O2(g)=CO2(g) H1 C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H2S(g)+O2(g)=SO2(g) H1 S(s)+O2(g)=SO2(g) H2 2H2(g)O2 (g) 2H2O (g) H1 2H2(g)O2 (g) 2H2O (l) H2 CaCO3(s)=CaO(s) + CO2(g) H1 CaO(s) +H2O(l)=Ca(OH)2(s) H2例例2 2在同温同压下，下列各组热化学方程式中在同温同压下，下列各组热化学方程式中QQ2 2QQ1 1(Q

17、(Q1 1QQ2 2均大于零均大于零) )的是（的是（ ）A. HA. H2 2(g)+Cl(g)+Cl2 2(g)=2HCl(g) (g)=2HCl(g) H=-QH=-Q1 1 kJ/mol kJ/mol 1/2H 1/2H2 2(g)+1/2Cl(g)+1/2Cl2 2(g)=HCl(g(g)=HCl(g) ) H=-QH=-Q2 2 kJ/molkJ/molB. C(s)+1/2OB. C(s)+1/2O2 2(g)=CO (g) (g)=CO (g) H=-QH=-Q1 1kJ/mol kJ/mol C(s)+OC(s)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H=-Q

18、H=-Q2 2kJ/molkJ/molC. 2HC. 2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l) O(l) H=-QH=-Q1 1kJ/molkJ/mol 2H 2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(g) O(g) H=-QH=-Q2 2kJ/molkJ/molD. S(g)+OD. S(g)+O2 2(g)=SO(g)=SO2 2 (g) (g) H=-QH=-Q1 1kJ/molkJ/mol S(s)+O S(s)+O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(g) (g) H=-QH=-Q2 2kJ/molkJ/molB1、已知、

19、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) H2O (l) H3 = c kJ/mol（4） 2H2(g)O2 (g) 2H2O (l) H4 = d kJ/mol则则a、b、c、d的关系正确的是的关系正确的是 。A、acd0 C、2a=b0C2 2、下列说法正确的是、下列说法正确的是：（：（ ） A A、热化学方程式不仅表明化学反应中物质的变化，也表明了化、热化学方程式不仅表明化学反应中物质的变化，也表明了化学反应中能量的变化学反应中能量的

20、变化 B B、 2C2C4 4H H1010+13O+13O2 2=8CO=8CO2 2+10H+10H2 2O O H=-5753.6kJ/molH=-5753.6kJ/mol表表示丁烷燃烧的热化学方程式示丁烷燃烧的热化学方程式 C C、根据反应、根据反应N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g) 2NH(g) 2NH3 3(g) (g) H=-92kJ/molH=-92kJ/mol, ,则在则在一个密闭容器中，加入一个密闭容器中，加入1molN1molN2 2和和3molH3molH2 2，充分反应后放出的能量，充分反应后放出的能量为为92KJ92KJ D D、H H2 2(g)+1

21、/2O(g)+1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l) H=O(l) H=285.8 kJmol285.8 kJmol11表示在表示在2525，101 kPa101 kPa时，时，1mol H1mol H2 2和和0.5molO0.5molO2 2(g)(g)完全燃烧生成完全燃烧生成1mol1mol气态水时放出气态水时放出285.8 kJ285.8 kJ热量。热量。A3、根据热化学方程式根据热化学方程式(在在101Pa时时) S(s)+O2(g)=SO2(g) H = -297.23KJ/mol 下列说法中下列说法中,正确正确的是的是( ) A. S(s)+O2(g)=SO2(g)放出

22、的热量放出的热量大于大于297.23KJ B.S(g)+O2(g)=SO2(g)放出的热量放出的热量小小于于297.23KJ C.1molSO2的键能总和大于的键能总和大于1molS和和1mol O2的键能的键能之和之和 D. 1molSO2的键能总和小于的键能总和小于1molS和和1mol O2的键能的键能之和之和C4、红磷、红磷P(s)和和Cl2(g)发生反应生成发生反应生成PCl3(g)和和PCl5(g)。反应过程。反应过程和能量关系如图所示和能量关系如图所示(图中的图中的H表示生成表示生成1mol产物的数据产物的数据)。根据上图回答下列问根据上图回答下列问题：题： (1)P和和Cl2反

23、应生成反应生成PCl3的热化学方程式的热化学方程式_。(2)PCl5分解成分解成PCl3和和Cl2的热化学方程式的热化学方程式_红磷红磷P(s)和和Cl2(g)发发生反应生成生反应生成PCl3(g)和和PCl5(g)。反应过程和。反应过程和能量关系如图所示能量关系如图所示(图图中的中的H表示生成表示生成1mol产物的数据产物的数据)。根据上图回答下列问根据上图回答下列问题：题： (1)P和和Cl2反应生成反应生成PCl3的热化学方程式的热化学方程式_。(2)PCl5分解成分解成PCl3和和Cl2的热化学方程式的热化学方程式_P(s)3/2Cl2(g)=PCl3(g) H306kJmol1 PC

24、l5(g)=PCl3(g)Cl2(g) H+93kJmol1。 5 5：（：（1 1）肼（肼（N N2 2H H4 4）又称联氨，是一种可燃性的液体，）又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。已知在可用作火箭燃料。已知在101 kPa101 kPa时时,32.0 g N,32.0 g N2 2H H4 4在氧气在氧气中完全燃烧生成氮气，放出热量中完全燃烧生成氮气，放出热量624 kJ(25624 kJ(25时时) )，N N2 2H H4 4完全燃烧反应的热化学方程式完全燃烧反应的热化学方程式是是 。（2 2）若肼和强氧化剂液态）若肼和强氧化剂液态H H2 2O O2 2反应，产生大量反

25、应，产生大量N N2 2和水蒸和水蒸气放出大量热，已知在此条件下气放出大量热，已知在此条件下0.4 mol0.4 mol肼与足量肼与足量H H2 2O O2 2(l)(l)反应放出反应放出256.652 kJ256.652 kJ的热量，则该反应的热化学方程式的热量，则该反应的热化学方程式为：为： N N2 2H H4 4(l) + O(l) + O2 2(g) (g) N N2 2(g) + 2H(g) + 2H2 2O(l) O(l) H H = -624 kJ/mol= -624 kJ/mol。N N2 2H H4 4(l) + 2H(l) + 2H2 2O O2 2(l)(l)N N2

26、2(g)+ 4H(g)+ 4H2 2O(g) O(g) H H=-641.63 kJ/mol=-641.63 kJ/mol反应热的类型反应热的类型中和热、燃烧热、中和热、燃烧热、 溶解热溶解热等等都属于特殊条件下的反应热。都属于特殊条件下的反应热。 燃烧热燃烧热中和热中和热溶解热溶解热反应热反应热练习：写出下列反应的热化学方程式：练习：写出下列反应的热化学方程式：实验测得：实验测得：1 L 1 mol/L 稀盐酸跟稀盐酸跟1 L 1 mol/L NaOH溶液起中和反溶液起中和反应放出应放出57.3 kJ热量。热量。1 L 1 mol/L KOH 溶液中和溶液中和1 L 1 mol/L HNO3

27、溶液，放溶液，放出出57.3 kJ的热量。的热量。1 L 1 mol/L H2SO4溶液与溶液与2 L 1 mol/L NaOH 溶液完全溶液完全反应，放出反应，放出114.6 kJ的热量的热量H+(aq)+OH-(aq) H2O(l) H=57.3kJ/molNaOH(aq)+HCl(aqNaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+)=NaCl(aq)+HH2 2O(l)O(l) H=H=57.3kJ/mol57.3kJ/molKOH(aq)+HNOKOH(aq)+HNO3 3(aq)=KNO(aq)=KNO3 3(aq)+(aq)+HH2 2O(l)O(l) H=H=57.3kJ/

28、mol57.3kJ/mol2NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l) H=114.6kJ/molNaOH(aq)+1/2H2SO4(aq)=1/2Na2SO4(aq)+H2O(l) H=57.3kJ/mol 定义：在稀溶液中，酸跟碱发生中定义：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成和反应而生成1 mol H2O时时所释放的热量所释放的热量称为中和热称为中和热。一、中和热一、中和热可以通过实验测定！可以通过实验测定！H+(aq)+OH-(aq) H2O(l) H=57.3kJ/mol议一议议一议若是有弱酸和弱碱参加的中和反应，能若是有弱酸和弱碱参加的中和反应，能用

29、上式表示吗？其中和热的数值还约为用上式表示吗？其中和热的数值还约为57.3 kJ/mol吗？若不是，偏大还是偏小？吗？若不是，偏大还是偏小？答案：不能；中和热的数值不为答案：不能；中和热的数值不为57.3 kJ/mol。 一般偏小一般偏小（因为弱电解质的电离多为吸热）。（因为弱电解质的电离多为吸热）。1.已知已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) H=57.3kJ/mol ，求下列中和反应中放出的热量。求下列中和反应中放出的热量。（1）用）用20gNaOH配稀溶液跟足量稀盐酸反配稀溶液跟足量稀盐酸反应放出应放出_ kJ的热量。的热量。（2）用）用2molH2SO4配稀溶液跟足量稀配稀溶

30、液跟足量稀NaOH反应，放出反应，放出_kJ的热量。的热量。中和反应反应热的测定中和反应反应热的测定1.1.实验原理和步骤实验原理和步骤. .中和热的定义：中和热的定义： 在在稀溶液稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而中，酸跟碱发生中和反应而生成生成1molH1molH2 20 0时所释放的热量称为中和热。时所释放的热量称为中和热。2.2.实验用品？实验用品？3.3.实验步骤：实验步骤：4 . .数据处理数据处理4.4.数据处理数据处理 取二次测量所得数据的平均值作为计算依据取二次测量所得数据的平均值作为计算依据 t t1 1/ /t t2 2/ /(t(t2 2-t -t1 1)/ )/ 温度温度

31、实验次数实验次数起始温度起始温度t t1 1/终止温度终止温度t t2 2/温度差温度差(t(t2 2-t-t1 1)/)/HClHClNaOHNaOH平均值平均值1 12 23 3如果某一次实验的数据与另外两次实验的数据如果某一次实验的数据与另外两次实验的数据差异明显，怎么办？差异明显，怎么办？ 24.522.025.025.022.425.426.525.428.224.7522.225.21.753.23.0数据处理数据处理 计算反应热：计算反应热： n n0.50mol L0.50mol L1 10.50L0.50L0.025mol0.025molH cmtn Qn c c4.18J/

32、(g4.18J/(g) )t t(t(t2 2t t1 1) )H4.1810-3kJ/(g)100g(t2t1)0.50mol L10.50Lmmmm1 1mm2 2100g100g0.0250.418(t2t1)HkJ/mol【交流与讨论】：【交流与讨论】：1.实验成功的关键是什么？实验成功的关键是什么？防止热量的散失防止热量的散失. . 2、在做中和热的测定实验中，哪些实验用品是、在做中和热的测定实验中，哪些实验用品是为了为了减少实验误差（防止热量损失）？减少实验误差（防止热量损失）？碎泡沫塑料、盖板、环形玻璃搅拌棒碎泡沫塑料、盖板、环形玻璃搅拌棒3 3、为什么要用环形玻璃搅拌棒？、为什

33、么要用环形玻璃搅拌棒？能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒？能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒？说明理由？说明理由？不能。因为铜丝易导热，使热量损失较大不能。因为铜丝易导热，使热量损失较大用环形玻璃搅拌棒可以加速酸碱之间的反用环形玻璃搅拌棒可以加速酸碱之间的反应，减小实验过程中热量的散失。应，减小实验过程中热量的散失。问题探究问题探究1 1、大、小烧杯放置时，为何要使两杯口相、大、小烧杯放置时，为何要使两杯口相平？填碎纸条的作用是什么？平？填碎纸条的作用是什么？减少热量损失减少热量损失 2 2、酸、碱混合时，酸、碱混合时，为何要把量筒中的为何要把量筒中的NaOHNaOH溶液一次倒入小烧杯而溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？不能缓缓倒入？减少热量损失减少热量损失3 3、为什么实验所用、为什么实验所用NaOHNaOH要稍过量？要稍过量？ 可以保证盐酸完全反应。可以保证盐酸完全反应。使测得的热量更加准确。使测得的热量更加准确。4.4.实验中若用弱酸代替强酸，或用弱碱代替强实验中若用弱酸代替强酸，或用