选修4_第一章_第一节化学反应与能量变化.ppt(新课标)-新人教

1、我们知道我们知道：一个化学反应过程中，：一个化学反应过程中，除了生成新物质外，还有除了生成新物质外，还有能量变化能量变化热能热能电能电能光能光能第一节第一节 化学能与热能化学能与热能 什么是化学能？什么是化学能？ 化学反应中吸收或者释放的能量就叫化学反应中吸收或者释放的能量就叫做化学能做化学能 化学反应中到底是吸收能量还是放出能化学反应中到底是吸收能量还是放出能量呢？量呢？反应物总能量高反应物总能量高生成物总能量低生成物总能量低能能量量反应进程反应进程释释放放能能量量反应物的反应物的总总能量能量 生成物的生成物的总总能量，反应能量，反应放出能量放出能量1 1. .宏观：宏观：化学反应中能量变化

2、的原因化学反应中能量变化的原因 反应物和生成物的总能量相对大小反应物和生成物的总能量相对大小大于大于一、化学反应能量变化的原因一、化学反应能量变化的原因能能量量反应进程反应进程反应物总能量低反应物总能量低生成物总能量高生成物总能量高吸吸收收能能量量反应物反应物总总能量能量 生成物生成物总总能量，反应能量，反应吸收能量吸收能量。小于小于1 1. .宏观：宏观：化学反应中能量变化的原因化学反应中能量变化的原因 反应物和生成物的总能量相对大小反应物和生成物的总能量相对大小一、化学反应能量变化的原因一、化学反应能量变化的原因生成物生成物反应物反应物能能量量图图1 1吸收吸收热量热量放出放出热量热量反应

3、过程中能量变化曲线图：反应过程中能量变化曲线图：生成物生成物图图2 2反应物反应物能能量量 从反应物和生成物的从反应物和生成物的总能量总能量来考虑来考虑先看实例：先看实例： 为什么有的反应会放出热量有的为什么有的反应会放出热量有的需要吸收热量呢？需要吸收热量呢？ 一个确定的化学反应在发生过程中是一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量，取决于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反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。量的相对大小。问题探究一问题探究一反应物的能量之和反应物的能量之和 E E反反生成物的能量之和生成物的能量之和 E E生生（1 1）若）若E

4、 E反反 E E生生，（2 2）若）若E E反反 E生生，放出能量。放出能量。（2）若）若E反反 E成成，吸收能量。吸收能量。（2）若）若E断断 E生生，放出能量。放出能量。（2）若）若E反反 E成成，吸收能量。吸收能量。（2）若）若E断断生成物的生成物的总能量，化学反应总能量，化学反应 能量。能量。 若反应物的总能量若反应物的总能量生成物的生成物的总能量，化学反应总能量，化学反应 能量。能量。放出放出吸收吸收思考1 1、你所知道的化学反应中有哪些是放、你所知道的化学反应中有哪些是放热反应？热反应？2 2、你所知道的化学反应中有哪些是吸热、你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应？反应？思考燃料的

5、燃烧燃料的燃烧 ,中和反应中和反应 , 活泼金属与酸、碱活泼金属与酸、碱 ,大多数化合反应大多数化合反应大多数分解反应大多数分解反应, C+CO, C+CO2 , 2 , H H2 2+C+Cu uO, C+HO, C+H2 2O , O , Ba(OH)Ba(OH)2 2.8H.8H2 2O+NHO+NH4 4Cl ,Cl ,CaCOCaCO3 3高温分解高温分解生成物生成物反应物反应物E2E1反应热反应热活化分子活化分子:能够发生有效碰撞的分子能够发生有效碰撞的分子活化能活化能:活化分子所多出的那部分能量活化分子所多出的那部分能量E1:反应的活化能反应的活化能; E2:活化分子变成生成物分

6、子放出的能量活化分子变成生成物分子放出的能量E2- E1:反应热反应热放热反应：放热反应：吸热反应：吸热反应：H0或或 H为为“”H0 或或H为为“”放热放热反应物反应物生成物生成物能量能量反应过程反应过程H H0 0吸热吸热反应物反应物生成物生成物能量能量反应过程反应过程H H0 04 4、规定：、规定：5、焓变与键能的关系、焓变与键能的关系H = 反应物的反应物的键能键能总和总和生成物的生成物的键能键能总和总和例例 1：1 mol C与与 1 mol H2O(g) 反应生成反应生成 l mol CO(g) 和和1 mol H2(g)，需要吸收，需要吸收131.5 kJ的热量，的热量，该反应

7、的反应热为该反应的反应热为H = kJ/mol。131.5例例 2：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练习练习 1.1.下列叙述正确的是（下列叙述正确的是（ ）A.A.化学反应一定伴随热量的变化化学反应一定伴随热量的变化B.B.凡是吸热或放热过程中热量的变化均称为反应凡是吸热或放热过程中热量的变化均称为反应热热C.C.若若H0H0H0，则反应物的能量高于生成物的能量，则反应物的能量高于生成物的能

8、量C2.2.已知：已知：H + H H + H H H2 2； H = H = 436KJ/mol436KJ/mol，则下列叙述正，则下列叙述正确的是（确的是（ ） A. H A. H 原子的能量高于原子的能量高于 H H2 2 的能量的能量 B. H B. H 原子的能量低于原子的能量低于 H H2 2 的能量的能量 C. H C. H 原子比原子比 H H2 2分子稳定分子稳定 D. HD. H2 2分子比分子比 H H 原子稳定原子稳定A D4下列过程中，需要吸收能量的是（下列过程中，需要吸收能量的是（ ） AH+H=H2 BH+Cl=HCl CI2I+I DS+O2=SO2C二、热化学

9、方程式二、热化学方程式H H2 2(g)+I(g)+I2 2(g)=2HI(g) (g)=2HI(g) H=H=14.9kJ/mol14.9kJ/mol200200101kPa101kPa1、热化学方程式包含物质变化和能量变化两个、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。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 能表示能表示参加反应物质的量参加反应物质的量和和反应热反应热的关系的关系的化学方程式叫做热化学方程式的化学方程式叫做热化学方程式二、热化学方程式二、热化学方程式H H2 2(g)

10、+I(g)+I2 2(g)=2HI(g) (g)=2HI(g) H=H=14.9kJ/mol14.9kJ/mol200200101kPa101kPa2、热化学方程式需注明反应时的温度和压强。、热化学方程式需注明反应时的温度和压强。对于对于 25 101kPa时进行的反应可不注明。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。普通化学方程式不需注明温度和压强。H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g) O(g) H=H=241.8kJ/mol241.8kJ/mol1 12 2二、热化学方程式二、热化学方程式3、热化学方程式需注明各物质的状态。、热化学

11、方程式需注明各物质的状态。 普通化学方程式不需注明物质的状态。普通化学方程式不需注明物质的状态。H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g) O(g) H=H=241.8kJ/mol241.8kJ/mol1 12 2H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l) O(l) H=H=285.8kJ/mol285.8kJ/mol1 12 2二、热化学方程式二、热化学方程式4 4、热化学方程式中化学计量数表示参加反应的各物质、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，可为整数或分数的物质的量，可为整数或分数, ,其其H H与

12、系数对应成与系数对应成比例。比例。 普通化学方程式中化学计量数宏观上表示各物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。整数，不能为分数。H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g) O(g) H=H=241.8kJ/mol241.8kJ/mol1 12 22H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(g) O(g) H=H=483.6kJ/mol483.6kJ/mol书写热化学方程式的注意点：书写热化学方程式的注意点：1、需注明反应

13、的温度和压强；、需注明反应的温度和压强； (如在如在25 101kPa下进行的反应，可不注明下进行的反应，可不注明)2、应注明反应物和生成物的状态；、应注明反应物和生成物的状态；3、对于相同的反应，当化学计量数不同时，其、对于相同的反应，当化学计量数不同时，其H对应成比例。对应成比例。H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g) O(g) H=H=241.8kJ/mol241.8kJ/mol1 12 2H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l) O(l) H=H=285.8kJ/mol285.8kJ/mol1 12 22H2H2

14、 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(g) O(g) H=H=483.6kJ/mol483.6kJ/mol例例1：当：当1mol气态气态H2与与1mol气态气态Cl2反应生成反应生成2 mol气态气态HCl，放出，放出184.6 kJ的热量，请写出该的热量，请写出该反应的热化学方程式。反应的热化学方程式。H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) H =184.6 kJ/mol2H2(g) + 2Cl2(g) = 4HCl(g) H =369.2 kJ/mol H2(g) + Cl2(g) = HCl(g) H =92.3 kJ/mol1212例例2：1mol

15、N2(g) 与适量与适量O2(g) 反应生成反应生成NO2 (g)，需吸收需吸收68kJ的热量；写出热化学方程式。的热量；写出热化学方程式。N2(g) + 2O2(g) = 2NO2 (g) H = + 68 kJ/mol例例3、沼气的主要成分是甲烷。、沼气的主要成分是甲烷。0.5 mol CH4完全燃烧完全燃烧生成生成CO2和和H2O时，放出时，放出445 kJ的热量。则下列热化的热量。则下列热化学方程式中正确的是（学方程式中正确的是（ ）A、2CH4( g ) 4O2( g ) 2CO2( g ) 4H2O ( l ) H = + 890 kJ/mol B、CH4 2O2 CO2 H2O

16、H = 890 kJ/mol C、CH4 ( g ) 2 O2 ( g ) CO2 ( g ) 2 H2O ( l ) H = 890 kJ/mol D、 1/2CH4 ( g ) O2 ( g ) 1/2CO2 ( g ) H2O ( l ) H = 890 kJ/mol CH = 445 kJ/molA例例4、已知在、已知在1105Pa，298K条件下，条件下，2mol氢气燃烧生氢气燃烧生成水蒸气放出成水蒸气放出484kJ热量，下列热化学方程式正确的是热量，下列热化学方程式正确的是( )A. H2O（g）H2（g）1/2O2（g） H242kJmol1B. 2H2（g）O2（g）2H2O（

17、l） H484kJmol1C. H2（g）1/2O2（g）H2O（g） H242kJmol1D. 2H2（g）O2（g）2H2O（g） H484kJmol1 练习：练习：A. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=4b kJ/molB. C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) H=+2b kJ/molC. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=2b kJ/molD. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=+b kJ/mol 已知充分燃烧已知充分燃烧a g 乙炔气体时生成乙炔气体时生

18、成1mol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bkJ，则乙炔燃烧的，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是热化学方程式正确的是A2、已知、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=

19、b0 C3 3、氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，已知、氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，已知破坏破坏1 mol 1 mol H HH H键消耗的能量为键消耗的能量为Q Q1 1kJkJ，破坏破坏1 mol 1 mol O O 、 O O键消耗的能量为键消耗的能量为Q Q2 2kJkJ，形成形成1 mol 1 mol H HO O键释放的能量为键释放的能量为Q Q3 3kJkJ。下列关系式中正确的是（下列关系式中正确的是（ ） A. 2QA. 2Q1 1 + Q + Q2 2 4Q 4Q3 3 B. 2QB. 2Q1 1 + Q + Q2 2 4Q 4Q3 3 C. QC. Q1 1 + Q + Q2

20、 2 Q Q3 3 D. QD. Q1 1 + Q + Q2 2 = Q = Q3 3B B课堂练习课堂练习 实践活动实践活动 中和反应中和反应 反应热的测定反应热的测定实验目的 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（大烧杯（500 mL500 mL）、小烧杯（）、小烧杯（100 mL100 mL） 温度计、量筒（温度计、量筒（50 mL50 mL）两个、泡沫塑料）两个、泡沫塑料 或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个小孔）、小孔）、环形玻璃搅拌棒环形玻璃搅拌棒。0.50 mol/L 0.50 mol/L 盐

21、酸、盐酸、0.55 mol/L0.55 mol/L NaOH NaOH溶液溶液实验步骤：阅读实验步骤：阅读P4-5并回答问题并回答问题1.1.中和热的测定中和热的测定大、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？对此装置，平？填碎纸条的作用是什么？对此装置，你有何更好的建议？你有何更好的建议？2.温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗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？后的溶液能否倒入小烧杯？为什么？ 答案：答案：1.1.两杯口相平，可使盖板把杯口尽量盖严，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

22、条的作用是为了达到保从而减少热量损失；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）会使实验隔热、密封性能更好的装置（如保温杯）会使实验结果更准确。结果更准确。2、因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗，、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放热使温度计温度计上的酸会和碱发生中和反应而放热使温度计测量碱的温度不准确，故要冲洗干净；冲洗后的溶测量碱的温度不准确，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液不能倒入小烧杯，若倒

23、入，会使总溶液的质量增加，而导致实验结果误差。加，而导致实验结果误差。议一议如果你所测得的数据不是议一议如果你所测得的数据不是57.3 kJ/mol57.3 kJ/mol，分析产生误差的原因可能有哪些？分析产生误差的原因可能有哪些？可能的原因有：可能的原因有：1.1.量取溶液的体积有误差（测量结果是按量取溶液的体积有误差（测量结果是按50 mL50 mL的的酸、碱进行计算，若实际量取时，多于酸、碱进行计算，若实际量取时，多于50 mL50 mL或小或小于于50 mL50 mL都会造成误差）都会造成误差）2.2.温度计的读数有误。温度计的读数有误。3.3.实验过程中有液体洒在外面。实验过程中有液

24、体洒在外面。4.4.混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。5.5.隔热装置不到位，致使实验过程中热量损失而导隔热装置不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。致误差。6.6.测了酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的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。温度，致使热量损失而引起误差。 讨论下列问题讨论下列问题 1.本实验中若把本实验中若把50 mL 0.50 mol/L的盐酸改为的盐酸改为50 mL 0.50 mol/L醋酸，所测结果是否会有所变化？醋酸，所测结果是否会有所变化？为什么？为什么？答案：答案：1.会有

25、所变化。因为醋酸为弱电解质，其电会有所变化。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。离时要吸热，故将使测得结果偏小。2.若改用若改用100 mL 0.50 mol/L的盐酸和的盐酸和100 mL 0.55 mol/L的的NaOH溶液，所测中和热的数值是否约为本溶液，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）？实验结果的二倍（假定各步操作没有失误）？2.2.否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成1 1 mol Hmol H2 2O O时放出的热量，其数值与反应物的量的多时放出的热量，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少无