第一节 化学反应与能量变化(广东省深圳市)

课件49张PPT。普通
分子活化
能活化
分子合理
取向的
碰撞有效
碰撞复习思考1.一个反应要发生一般要经历哪些过程？2、从活化能、活化分子、有效碰撞的角度进行解释影响化学反应速率的因素化学反应与能量第一章化学反应与能量的变化燃烧热 能源化学反应热的计算第 一 节化学反应与能量的变化 化学反应过程中，不仅有新物质产生，同时还伴随着能量变化,并可以热能、电能或光能等形式表现出来。化学反应所释放的能量是现代能量的主要来源之一。当能量变化以热的形式表现时，我们把反应分为放热反应和吸热反应。 影响当今社会经济发展和进步的三大支柱产业分别是什么？能源信息材料1.你所知道的化学反应中有哪些是放热反应？2.你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应？思考:燃料的燃烧
中和反应
金属与酸反应
大多数化合反应C+CO2 , H2+CuO
C+H2O
Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl
CaCO3高温分解
大多数分解反应【阅读与交流】阅读教材：P2－3“一、焓变 反应热”，并思考：
1.反应热与焓变有什么联系？试用公式表示焓变与反应物和生成物的焓之间的关系。
2.分析图1－1，你能理解反应热与化学键的键能之间有什么关系吗？试用公式表示焓变与反应物和生成物的键能之间的关系。
3.你理解发△H的“+”、“－”与放热、吸热的关系吗？ 物质所具有的能量,是物质固有的性质，可以用一个物理量来描述，那就是“焓”，符号为H。用它的变化来描述与反应热有关的能量变化。 知识扩展 热化学研究表明，对于在等压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化只转化成热能，而没有转化为电能、光能等其他形式的能，则该反应的反应热就等于反应前后物质的焓的改变。3、研究对象：
（整个化学反应过程）在恒压的条件下，敞
口容器中发生的反应以及放出或吸收的热量。一.反应热 焓变1、符号：△H2、单位：kJ/mol或kJ?mol-1 4、可直接测量，测量仪器叫量热计。 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”。6、 表示方法： 放出热量的化学反应。
△H 为“-”或△H <0吸收热量的化学反应。
△H 为“+”或△H >05、产生原因：反应物分子断键时吸收的能量＜生成物分子成键时释放的能量放热反应反应物分子断键时吸收的能量＞生成物分子成键时释放的能量吸热反应反应中为什么会有能量的变化？实验测得1molH2与1molCl2反应生成2molHCl时放出184.6kJ的热量，从微观角度应如何解释？化学键断裂时吸收总能量=
化学键形成时放出总能量=
反应热：△H
679kJ862kJ= 679kJ — 862kJ = –183kJ比较：由实验测得的反应热为184.6kJ/mol一般用实验数据表示反应热键能数据：
H-H 436 kJ/mol
Cl-Cl 243 kJ/mol
H-Cl 431 kJ/mol反应物的总能量高生成物的总能量低放热生成物的总能量高反应物的总能量低吸热?H = ∑E生成物 —∑E反应物 ?H = ∑E生成物 —∑E反应物 ΔH＜0ΔH ＞ 0反应体系能量降低反应体系能量升高?H＝E（生成物的总能量）－ E（反应物的总能量）?H＝E（反应物的键能）－ E（生成物的键能）小结例1．1molC与1molH2O(g)反应生成lmol CO(g)和1mol H2(g)，需要吸收131.5kJ的热量，该反应的反应热为
△H= kJ/mol。
例２．拆开 lmol H—H键、lmol N－H键、lmolN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946 kJ，则1mol N2与 H2生成NH3的反应热为 。
＋131.5一92kJ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？二.热化学方程式
定义：表明反应所放出或吸收热量多少的化学方程式，叫做热化学方程式。
例如：
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6kJ/mol1.已知在298K时，由H2和N2反应生成1molNH3（g）放热46.1kJ，试将下表中左列中的方程式改写成热化学方程式。 牛刀小试 反应放出或吸收的热量的多少与外界的温度和压强有关，需要注明，不注明的即指101kPa和25℃时的数据。 因为物质的聚集状态不同所含的能量也不同。 固态
液态吸热气态吸热吸热1）要注明温度和压强:2）反应物和生成物要注明聚集状态:2 .书写热化学方程式应注意以下几点 H2O(l)═H2O(g) △H=+44KJ/mol 3）标出△H的数值和单位。热化学方程式中各物质前的化学计量数表示物质的量不表示分子数,因而必要时可用简单分数。一般出现分数时是以某一反应物或生成物为“1mol”时其它物质才出现的。 4）热化学方程式中的△H的“＋”与“－”一定要注明，“＋”代表吸热，“－”代表放热。
无论热化学方程式中化学计量数为多少，△H的单位总是KJ/mol，对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其△H也不同，△H的数值与反应式中的系数成比例5)热化学方程式一般不写反应条件，不用
“↑”、“↓”。3 .热化学方程式表示的意义1）表示什么物质参加反应，结果生成什么物质2）反应物和生成物之间的物质的量比3）反应物完全变成生成物后所放出或吸收的热量。P4思考与交流 …………
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。
而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，只能为整数，不能为分数。例、已知在25℃，101kpa下1gC8H18(辛烷)燃烧生成CO2和液态H2O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)
ΔH=-48.40 kJ·mol-1
(B)C8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1)
ΔH=-5518 kJ·mol-1
(C)C8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1)
ΔH=+5518 kJ·mol-1
(D)C8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1)
ΔH=-48.40 kJ·mol-1B思考1、在同温、同压下，比较下列反应放出热量Q1、Q2的大小A：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H1=－ Q1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) 　△H2=－Q2数量的分析：反应物的状态，数量和生成物的数量都相同，但由于气态水转化为液态要放出一定热量∴Q2＞Q1【挑战提高】B: S(g)+O2(g)=SO2(g) 　△H1=－ Q1
S(S)+O2(g)=SO2(g) 　△H2=－Q2思考２、在同温、同压下，比较下列反应放出热量Q1、Q2的大小两式数量相同，S由固态吸收热量转化为气态，在氧化燃烧生成SO2。其放出热量的总和小于由气态S直接燃烧所放出的热量，∴Q1＞Q2C: C(S)+1/2O2(g)=CO(g) 　△H1=－ Q1
C(S)+O2(g)=CO2(g) 　△H2=－Q2思考３、在同温、同压下，比较下列反应放出热量Q1、Q2的大小固态C氧化为CO，释放出热量Q1，CO是气体燃料，和O2反应生成CO2，又释放热量Q3，两次释放热量的总和Q1+Q3，等于固态C氧化为气态CO2释放的热量Q2，∴Q2＞Q1D: H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) 　 △H1=－Q1
1/2H2(g)+1/2Cl2(g)= HCl(g) 　△H2=－Q2状态相同，但数量后式仅是前式的一半，释放的热量也应是前式的一半，Q2＜Q1思考4、在同温、同压下，比较下列反应放出热量Q1、Q2的大小写出下列反应的热化学方程式课堂练习　　　　１、1mol碳完全燃烧放出393.5KJ的热量；
２、1mol氯气和水蒸气通过灼热的炭层反应，生
成氯化氢和二氧化碳放出145KJ的热量；
3、1g 硫粉在氧气中充分燃烧放出 9.36kJ热量；
4、4g CO在氧气中燃烧生成CO2，放出 9. 6
　 kJ热量；
5、1克甲醇燃烧生成二氧化碳和水（液态）时放
热22.68KJ。1．相同温度时，下列两个反应的反应热分别用△H1、△H2表示，关系正确的是
① H2 (g)+1/2O2(g)=H2O(l)
△H1= -Q1 kJ/mol
② 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)
△H2= -Q2 kJ/mol
（A） Q1 >Q2 （B）2Q1 =Q2
（C） 2 Q1 （1）H2( g )＋1/2O2 ( g ) ＝ H2O ( g ) ΔH1 = a kJ/mol
（2）2H2( g )＋O2 ( g ) ＝2H2O ( g ) ΔH2 = b kJ/mol
（3） H2( g )＋1/2O2 ( g ) ＝ H2O ( l ) ΔH3 = c kJ/mol
（4） 2H2( g )＋O2 ( g ) ＝2H2O ( l ) ΔH4 = d kJ/mol
则a、b、c、d的关系正确的是 。
A、ad>0 C、2a=b< 0 D、2c=d>0
C3. 3mol CH4燃烧时，生成液态水和CO2 同时放出2670.9KJ的热。请写出热化学方程式。CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)
△H=- 890.3 kJ/mol4. 0.3mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ热量，其热化学方程式为
。
又已知 △H＝ 44kJ/mol
则11.2L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水
时放出的热量是________________kJ。
1016.5
中和反应
反应热的测定实践活动 复习提问.什么是中和热？一、 中和热：在稀溶液中，酸和碱发生中和反应生成1molH2O的反应热叫中和热。强酸和强碱生成1molH2O时都放出57.3kJ的热量，即强酸和强碱发生中和反应的中和热都是57.3kJ/mol。
表示：H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) Q = -57.3kJ/mol。注意：①中和热是以生成1molH2O定义的
②强酸和强碱的中和热是57.3kJ/mol。
③强酸和弱碱、强碱和弱酸、弱碱和弱酸的
中和热要小于57.3kJ/mol。
中和热与反应热是否相同？它们之间有什么区别和联系？不同点：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。相同点：它们都是指化学反应放出的能量。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。二、实验原理：三、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溶液四、实验步骤：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，如图所示。(1).装配简易量热计：问题：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，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。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。问题：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，而导致实验结果误差。（2）.量取盐酸并测量温度： 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。问题：实验中所用HCl和NaOH的物质的量比为何不是1∶1而是NaOH过量？若用HCl过量行吗？　　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。（3）量取氢氧化钠溶液并测量温度：问题： 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。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。（4）.测量反应后混合液的温度：（5）.重复实验三次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。 6.数据记录和处理：［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。 ［议一议］下列问题1 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？答案：1.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。［议一议］下列问题2 2.若改用100 mL 0.50 mol/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）？ 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）。［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”）。
（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，所放出的热量 （填“相等”“不相等”），所求中和热 （填“相等”“不相等”），简述理由： 。
（5）用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会 ；用50 mL 0.50mol/L NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会 。（均填“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不等相等 因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O所放出的能量，与酸碱的用量无关）偏小）偏小 再 见