人教版高中化学选修4第一章第一节-化学反应与能量变化-(35张PPT)

(共35张PPT)
活化分子:能够发生有效碰撞的分子
活化能:活化分子所多出的那部分能量
E1:反应的活化能;
E2:活化分子变成生成物分子放出的能量
E2-
E1:反应热
我们知道：一个化学反应过程中，
除了生成新物质外，还有
能量变化
热能
电能
光能
思考
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
,
活泼金属与酸、碱
,大多数化合反应
大多数分解反应,
C+CO2
,
H2+CuO,
C+H2O
,
Ba(OH)2.8H2O+NH4Cl
,CaCO3高温分解
为什么有的反应会放出热量有的需要吸收热量呢？
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
。
反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。
问题探究一
生成物
反应过程中能量变化曲线图：
生成物
反应物的能量之和
E反
生成物的能量之和
E生
（1）若E反>
E生，
（2）若E反<
E生，
放出能量
吸收能量
放热反应
吸热反应
规
律
问题探究二
化学反应的本质是什么？
化学键的断裂和形成
旧键断裂需要
能量，新键形成会
能量。
放
出
吸
收
化学反应中能量变化的原因
旧键断裂
—
吸收能量
新键形成
—
放出能量
=
=
679kJ/mol
862
kJ/mol
679kJ/mol
－
862kJ/mol
=
－183kJ/mol
反应物的键能总和
生成物的键能总和
所以：一个化学反应是放热还是吸热取决于
取决于所有断键吸收的总能量与所有
形成新键放出的总能量的相对大小
一
、反应热
焓变
1、定义：
2、符号：△H
3、单位：kJ·mol-1
在恒压的条件下，化学反应过程中所放出或吸收的热量称为反应的焓变。
化学反应过程中放出或吸收的热量叫做化学反应的反应热.
放热反应：
吸热反应：
ΔH＜0或
ΔH为“－”
ΔH＞0
或ΔH为“＋”
放热
△H＜0
吸热
△H＞0
4、规定：
5、焓变与键能的关系
ΔH
=
反应物的键能总和
生成物的键能总和
–
例
1：1
mol
C与
1
mol
H2O(g)
反应生成
l
mol
CO(g)
和1
mol
H2(g)，需要吸收131.5
kJ的热量，该反应的反应热为△H
=
kJ/mol。
131.5
例
2：拆开
1
mol
H－H键、1
mol
N－H键、1
mol
N≡N键分别需要的能量是436
kJ、391
kJ、946
kJ，则1mol
N2生成NH3的反应热为△H=
，
－92.0
kJ/mol
练习
1.下列叙述正确的是（
）
A.化学反应一定伴随热量的变化
B.凡是吸热或放热过程中热量的变化均称为反应热
C.若△H<0，则反应物的能量高于生成物的能量
D.若△H>0，则反应物的能量高于生成物的能量
C
2.已知：H
+
H
═
H2；
△H
=
－436KJ/mol，则下列叙述正确的是（
）
A.
H
原子的能量高于
H2
的能量
B.
H
原子的能量低于
H2
的能量
C.
H
原子比
H2分子稳定
D.
H2分子比
H
原子稳定
A
D
4．下列过程中，需要吸收能量的是（
）
A．H+H=H2
B．H+Cl=HCl
C．I2→I+I
D．S+O2=SO2
C
二、热化学方程式
H2(g)+I2(g)======2HI(g)
△H=－14.9kJ/mol
200℃
101kPa
1、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。
普通化学方程式只包含物质变化一个部分。
物质变化
能量变化
能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式叫做热化学方程式
二、热化学方程式
H2(g)+I2(g)======2HI(g)
△H=－14.9kJ/mol
200℃
101kPa
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。
普通化学方程式不需注明温度和压强。
二、热化学方程式
3、热化学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。
二、热化学方程式
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,其△H与系数对应成比例。
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。
2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)
△H=－483.6kJ/mol
书写热化学方程式的注意点：
1、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)
2、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△H对应成比例。
2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)
△H=－483.6kJ/mol
例1：当1mol气态H2与1mol气态Cl2反应生成2
mol气态HCl，放出184.6
kJ的热量，请写出该反应的热化学方程式。
H2(g)
+
Cl2(g)
=
2HCl(g)
?H
=－184.6
kJ/mol
2H2(g)
+
2Cl2(g)
=
4HCl(g)
?H
=－369.2
kJ/mol
例2：1mol
N2(g)
与适量O2(g)
反应生成NO2
(g)，需吸收68kJ的热量；写出热化学方程式。
N2(g)
+
2O2(g)
=
2NO2
(g)
?H
=
+
68
kJ/mol
例3、沼气的主要成分是甲烷。0.5
mol
CH4完全燃烧
生成CO2和H2O时，放出445
kJ的热量。则下列热化学方程式中正确的是（
）
A、2CH4(
g
)
＋
4O2(
g
)
＝
2CO2(
g
)
＋
4H2O
(
l
)
ΔH
=
+
890
kJ/mol
B、CH4
＋
2O2
＝
CO2
＋
H2O
ΔH
=
–
890
kJ/mol
C、CH4
(
g
)
＋
2
O2
(
g
)
＝
CO2
(
g
)
＋
2
H2O
(
l
)
ΔH
=
–
890
kJ/mol
D、
1/2CH4
(
g
)
＋
O2
(
g
)
＝
1/2CO2
(
g
)
＋
H2O
(
l
)
ΔH
=
–
890
kJ/mol
C
ΔH
=
–
445
kJ/mol
A
例4、已知在1×105Pa，298K条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，下列热化学方程式正确的是(
)
A.
H2O（g）＝H2（g）＋1/2O2（g）
ΔH＝＋242kJ·mol－1
B.
2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（l）
ΔH＝－484kJ·mol－1
C.
H2（g）＋1/2O2（g）＝H2O（g）
ΔH＝＋242kJ·mol－1
D.
2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（g）
ΔH＝＋484kJ·mol－1
练习：
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
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
练习
2、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
3、氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，已知
破坏1
mol
H－H键消耗的能量为Q1kJ，
破坏1
mol
O
、
O键消耗的能量为Q2kJ，
形成1
mol
H－O键释放的能量为Q3kJ。
下列关系式中正确的是（
）
A.
2Q1
+
Q2
>
4Q3
B.
2Q1
+
Q2
<
4Q3
C.
Q1
+
Q2
<
Q3
D.
Q1
+
Q2
=
Q3
B
课堂练习
实践活动
中和反应
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（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
实验步骤：阅读P4-5并回答问题
1.
　中和热的测定
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？
　2.　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？
答案：1.两杯口相平，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、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加，而导致实验结果误差。
［议一议］如果你所测得的数据不是57.3
kJ/mol，分析产生误差的原因可能有哪些？
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.隔热装置不到位，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。
讨论下列问题
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。
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）？
2.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
NaOH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所放出的热量，与酸碱的用量无关
偏小
偏小