选修4第一章第一节.ppt

1、第一章 化学反应与能量,第一节 化学反应与能量的变化,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,化学反应的本质,一、焓变 反应热,1、反应热,恒(等)压过程：反应前后压强不变，体积改变 例如： 敞口、针筒、活塞,在化学反应过程中放出或吸收的热量,恒(等)容过程：反应前后体积不变，压强改变 例如：密闭容器、体积不变容器,2、焓变,焓：热力学状态函数。,焓变：在一定条件下（恒压）的反应热 生成物与反应物的焓值差,焓变符号：H,焓变单位：kJ/mol,测量条件：恒压下，一般为敞口容器中,“+”：吸

2、热，环境对体系做功自身能量增加 “-”：放热，体系对环境做功自身能量减少,3、反应热产生的原因,从物质所具有的能量角度,反应物的总能量生成物的总能量,生成物的总能量反应物的总能量,H0,H0,放热反应：,吸热反应：,-183 kJ/mol（理论值）,H= -184.6 kJ/mol（实验值）,H=,化学键断裂吸热 化学键形成放热,从化学键的角度,HE（生成物的总能量） E（反应物的总能量） HE（反应物的键能） E（生成物的键能）,小结： 1、H 计算方法：,2、常见吸热反应与放热反应,放热反应,是指放出热量的化学反应，H 为“-”或H 0,常见放热反应：中和反应 燃烧反应 活泼金属与酸反应

3、大多数化合反应,吸热反应,指吸收热量的化学反应，H 为“+”或H 0,常见的吸热反应： 大多数分解反应 某些金属氧化物的还原反应 C+CO2 C+H2O Ba(OH)28H2O+NH4Cl,1、 已知拆开1mol H2中的化学键要吸收436 kJ的能量，拆开1mol O2中的化学键要吸收496 kJ的能量，形成水分子中的1mol HO键要放出463 kJ的能量，试说明 2H2+ O2 = 2H2O中的能量变化。,练习,H=4362+496-4634 =-484kJ/mol,2、1molC与1molH2O(g)反应生成lmol CO(g)和1mol H2(g)，需要吸收131.5kJ的热量，该反

4、应的反应热为H= kJ/mol。,3、拆开 lmol HH键、lmol NH键、lmolNN键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则1mol N2生成NH3的反应热为 ，1mol H2生成NH3的反应热为。,131.5,-92KJ/mol,-30.7KJ/mol,解：4363+9463916= -92KJ/mol -92KJ/mol3= -30.7KJ/mol,4、下列说法正确的是 A、需要加热方能发生的反应一定是吸热反应 B、放热的反应在常温下一定很易发生 C、反应是放热的还是吸热的必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小 D、吸热反应在一定的条件下也能发生 5、反应C(

5、石墨) C(金刚石)是吸热反应,由此可知 A、石墨比金刚石更稳定 B、金刚石和石墨可以相互转化 C、金刚石比石墨稳定 D、金刚石和石墨不能相互转化,（D）,（AB）,作业：,H2 + F2 = 2HF H2 + Cl2 = 2HCl 预测当生成2 mol HF和2 mol HCl时，哪个反应放出的热量多？ 若干化学键的键能（ kJ/mol，25 ）,生成HF： H=436+1575682=-543 kJ/mol,生成HCl: H=436+2434322=-185 kJ/mol,二、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。,例1：在200 0C、101kPa时，1molH2

6、与碘蒸气作用生成HI的反应。,热化学方程式书写要点,需注明反应的温度和压强,如在25、101KPa下进行的反应，可不注明温度和压强,应注明反应物和生成物的状态,气体用g；液体用l；固体用s；溶液用aq,2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H1=-Q1kJ/mol 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H2=-Q2kJ/mol,右端标注热量数值和符号， H：吸热用“+”，放热用：“-”。,化学计量数表示物质的量，而不是分子个数。,化学计量数可以是整数，可以是分数。,化学计量数与H成正比，当化学计量数不同时，其H不同,H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l),H=-285.8kJ/mo

7、l,2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=-571.6kJ/mol,例2：P4,1、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（ ） AC8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g) H=-48.40 kJmol-1 BC8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1) H=-5518 kJmol-1 CC8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1) H=+5518 kJmol-1 DC8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g

8、)+9H2O(1) H=-48.40 kJmol-1,B,2、1克甲烷在空气中燃烧，恢复常温下测得放出热量55.625KJ，试写出热化学方式。,CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H=- 890 kJ/mol,3、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。,CO(g) + 1/2O2(g)=CO2(g) H=- 282.6 kJ/mol,2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)，H1=-Q1kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)，H2=-Q2kJ/mol,4、比较Q1和Q2的大小、 H1和H2的大小,Q1Q2,H

9、1 H2,注意：热量比较比数值，H比较带符号,5、比较下列 Q1Q2的大小、H1 H2的大小,S(g)+O2(g)=SO2(g) H1=- Q1 kJ/mol S(s)+O2(g)=SO2(g) H2=- Q2 kJ/mol,Q1Q2,H1 H2,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。,7、已知：C(s)+O2(g)=CO2(g) H=-393.5 kJ/mol 要获得1000kJ热量，需燃烧多少克碳？,1000393.512=30.5g,8、已知：S(s)+O2(g)=SO2(g) H=-290.

10、6 kJ/mol 求1.6g硫燃烧成为SO2气体,放出多少热量？,290.61.632=14.53kJ,三、中和反应反应热的测定,1、中和热,酸与碱反应生成1mol H2O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,（1）、实验目的：测定强酸、强碱反应的中和热,（2）、学习重点：中和热的测定原理和方法。,（3）、实验用品 仪器：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。 药品：0.50 mol/L 盐酸、0.55 mol/L NaOH溶液,2

11、、中和反应反应热的测定,问题 1.我们利用什么原理来测定酸、碱反应的中和热呢？ 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1 mol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。,3、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。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。,中和热的测定,思考：大、小烧杯放置时，为

12、何要使两杯口相平？填碎纸条的作用是什么？对此装置，你有何更好的建议？,答：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，

13、若倒入，会使总溶液的质量增加，而导致实验结果误差。,（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。,2、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？,答：为了保证0.50 mol/L的盐酸完全被NaOH中和，采用0.55 mol/L NaOH溶液，使碱稍稍过量。若使盐酸过量，亦可。,.

14、思考 1、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？,答：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。,（5）.重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。,中和热的测定视频,实验数据处理,、取三次测量所得数据的平均值作为计算的依据,、计算反应热,议一议你所测得的数据是否为57.3kJ/mol，若不是，分析产生误差的原因。,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

15、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。,讨论,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？,答：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。,否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O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（若所有操作都准确无误，且无热量损失，则二者结果相同）。,2.若改用100 mL 0.50 mol/

16、L的盐酸和100 mL 0.55 mol/L的NaOH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）？,练习50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L 1NaOH溶液在图示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题： （1）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是 。 （2）烧杯间填满碎纸条的作用是 。 （3）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值 （填“偏大”“偏小”“无影响”）。,环形玻璃搅拌棒,减少实验过程中的热量损失,偏小,（4）实验中改用60 mL 0.50 mol/L盐酸跟50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的