人教版高二化学选修4第一章第一节化学反应与能量的变化（共21张PPT）

(共21张PPT)
【知识回顾】
（1）微观：
化学反应的实质：
反应能量变化
的主要原因
（2）宏观：
吸收能量
E吸
E吸
>
E放：
E吸
<
E放：
化学反应为吸热反应
化学反应为放热反应
E反
>
E生：
E反
<
E生：
化学反应为放热反应
化学反应为吸热反应
物质自身能量
越低，越稳定
1、化学反应与热能
例外：C+CO2；H2+I2
2、放热反应和吸热反应
常见的放热反应：
（1）所有燃烧反应
（2）中和反应
（3）大多数化合反应
（4）活泼金属跟水或酸反应
常见的吸热反应：
（1）大多数分解反应
（2）Ba(OH)2与NH4Cl的反应
（3）以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应。
1、(06上海)下列反应中生成物总能量高于反应物总能量
的是（
）
A．碳酸钙受热分解
B．乙醇燃烧
C．铝粉与氧化铁粉末反应
D．氧化钙溶于水
注意：识记常见的吸热、放热过程
2、如何用最简单的方法区分以下白色固体：
NaOH、NH4NO3、NaCl?
一、焓变、反应热
在一定的温度下进行的反应所释放或吸收的热量称为该反应在此温度下的热效应，简称为反应热。
1、反应热：
符号：?H，单位：kJ/mol。
第一章
化学反应与能量
第一节
化学反应与能量变化
H称为“焓”，是与物质内能有关的物理量，生成物与反应物的焓值差ΔH称为“焓变”，数值上等于某反应恒压条件下的反应热。
2、焓变：
规定：
当?H为“－”（
?H<0）时，为放热反应；
当?H为“＋”（
?H>0）时，为吸热反应。
反应物的总能量高
生成物的总能量低
放热反应
生成物的总能量高
反应物的总能量低
吸热反应
?H为“-”
或?H
<
0
?H为“+”
或?H
>0
放出热量
吸收热量
注意：反应时需要加热的反应不一定是吸热反应；
反应时不需要加热的反应不一定是放热反应。
讨论2：总结出计算反应热的两种方法
△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)
△H=
E(生成物总能量)
－
E(反应物总能量)
微观
宏观
规定放热反应的ΔH
为“－”，是指
体系的能量降低；环境的能量升高。
讨论1：放热反应中，体系能量如何变化，环境能量
如何变化？
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。
＋131.5
2、H—H键、
N－H键、N≡N键的键能分别是436kJ/mol、391kJ/mol、946kJ/mol，则1mol
N2生成NH3的反应热为
___________，
1mol
H2生成NH3的反应热为
。
－92KJ/mol
－30.6KJ/mol
3、
预测生成2molHF和2molHCl时，哪个反应放出的热量多？并说出你的理由。
生成HF放出的热量多。因为F2比Cl2活泼，能量高,而HF比HCl稳定，能量低，所以生成HF放出的热量多。
4、通常人们把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能可以衡量化学键的强弱，也可用于估算化学反应的反应热（ΔH），化学反应的ΔH等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。
请回答下列问题：
（1）比较下列两组物质的熔点高低。SiC___Si
；SiCl4___SiO2
（2）右图立方体中心的“
”表示硅晶体中的一个原子，请在立方体的顶点用“
”
表示出与之紧邻的硅原子。
（3）
SiCl4(g)+2H2(g)===Si(s)+4HCl(g),该反应的反应热ΔH=___________KJ·mol-1
>
<
+236
化学键
Si--O
Si--Cl
H--H
H--Cl
Si--Si
Si--C
键能/KJ·mol-1
460
360
436
431
176
347
二、热化学方程式
1、定义：
表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式.
2、书写注意事项
?
（4）需注明?H
的“+”与“-”，正逆反应的ΔH绝对值相等，
符号相反。
（2）需注明反应物和生成物的聚集状态（s、l、g、aq）
。
（3）热化学方程式各物质前的化学计量数可以是整数，也可以
是分数，当化学计量数不同时，其?H
也不同，
但单位始终为
kJ/mol
例：见教材P4
（1）要注明温度和压强（250C
，101kPa时不注明）；
注意：a.
?H
与测定条件有关;
讨论1：已知0.5
mol甲烷和0.5
mol水蒸气在t
℃，p
k
Pa时，
完全反应生成一氧化碳和氢气（合成气），吸收了
a
kJ热量。该反应的热化学方程式是：
___________________________________________________。
练习：教材P6
3题
b.利用反应热大小可以判断物质稳定性的强弱，
能量越低越稳定
A.
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)
△H=－4b
kJ/mol
B.
C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)
△H=+2b
kJ/mol
C.
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)
△H=－2b
kJ/mol
D.
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)
△H=+b
kJ/mol
讨论2：已知充分燃烧a
g
乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量bkJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是（
）
A
讨论3：已知
（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、aB、b>d>0
C、2a=b<
0
D、2c=d>0
C
小结
化学方程式
热化学方程式
化学计量数表示的意义
微粒个数或物质的
物质的量。一定要整数
物质的
物质的量。可以是分数
是否要注明物质的状态
“↑”
“↓”
不用注明
△H的正负号与单位
无
必须注明
是否要注明温度与压强
否
是。250C，101KPa时可不注明
意义
表明反应中物质的变化
表明反应中物质与能量的变化
三、中和热
1、定义：
在稀溶液中，酸与碱发生中和反应，生成1
mol
H2O时放出的热量
强酸与强碱的稀溶液反应，它们的中和热是相同的。
H+(aq)+OH-(aq)=H2O
(l)；△H=―57.3kJ／mol
HCl(aq)+NaOH
(aq)=
=NaCl
(aq)
+H2O(l)
△H=-57.3kJ/mol
H2SO4(aq)+2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l)
△H=-14.6kJ/mol
已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)
△H=-57.3kJ/mol，计算下列反应中放出的热量。
（1）用20g
NaOH
配成稀溶液跟足量稀盐酸反应，放出热量为
kJ。
（2）用0.1molBa(OH)2配成稀溶液跟足量稀硝酸反应，
放出热量为
kJ。
（3）用1mol醋酸稀溶液和足量NaOH溶液反应，放出的热量
（大于、小于、等于）57.3kJ。
（4）100ml
0.1mol/L的Ba(OH)2溶液与100ml
0.1mol/L的H2SO4溶液反应，放出的热量是否为1.146kJ？为什么？
28.65
11.46
小于
2、中和热的测定
（1）实验原理
根据强酸与强碱溶液反应前后溶液温度的变化，计算出生
成1
molH2O放出的热量。
热量的计算公式：(m1+
m2)
·
c
·
(t2-
t1)
（2）实验步骤
?
①保温装置的装备。
②量取盐酸倒入小烧杯并测量其温度。
③另取一量筒量取NaOH溶液并测其温度。
④将量筒中NaOH溶液倒入盛盐酸的小
烧杯中，用玻璃棒轻轻搅动溶液，记录混合溶液的最高温度。
⑤重复实验三次，取测量所得数据的平均值进行计算。
实验用品：
大烧杯(500
mL)
小烧杯(100
mL)
泡沫塑料或纸条
塑料板或硬纸板（两个孔）
温度计
环形玻璃搅拌棒
量筒(50
mL)两个
药品：
0.50
mol/L
盐酸
0.55
mol/L
NaOH溶液
————测量反应前后的温度
和空气绝缘，
防止热量损失
——搅拌，使反应液混合均匀
——量取反应液
迅速反应，减小误差
完全反应，减小误差
计算生成
1
mol
H2O
时的反应热：
判断下列实验操作对中和热测定的数值有如何影响？
①大烧杯上没有盖硬纸板
②用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行实验
③用相同浓度和体积的醋酸代替稀盐酸溶液
进行实验
④实验中改用60
mL
0.50
mol/L盐酸跟50
mL
0.55
mol/L
NaOH溶液进行实验
实验误差分析：
热量的计算公式：(m1+
m2)
·
c
·
(t2-
t1)
实验测得1molH2与1molCl2反应生成2mol
HCl时放出184.6kJ的热量，从微观角度应
如何解释？
化学键形成时放出
总能量=
679kJ
862kJ
化学键断裂时吸收
总能量=
反应热量变化：
679kJ/mol–
862kJ/mol=
–183kJ/mol
NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)
△H
=
－
57.3
kJ/mol
（1）
热化学方程式包含物质变化和能量变化两个部分；
（3）热化学方程式需注明各物质的状态；
（4）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.
观察以下热化学方程式，分析其与普通
的化学方程式有何不同？
（2）热化学方程式需注明反应时的温度和压强.对于
25℃、
101kPa时进行的反应可不注明.