人教版選修4 第1章第1節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量的變化 課件（29張）.ppt

第一章化學(xué)反應(yīng)與能量 第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量變化 1 你所知道的化學(xué)反應(yīng)中有哪些是放熱反應(yīng) 2 你所知道的化學(xué)反應(yīng)中有哪些是吸熱反應(yīng) 燃料的燃燒 中和反應(yīng) 活潑金屬與酸 堿 大多數(shù)化合反應(yīng) 大多數(shù)分解反應(yīng) c co2 h2 cuo c h2o ba oh 2 8h2o nh4cl caco3高溫分解 3 如何判斷一個(gè)反應(yīng)是放熱還是吸熱 一 焓變反應(yīng)熱 1 化學(xué)反應(yīng)能量的變化 物質(zhì)能量的角度 反應(yīng)物和生成物能量的相對(duì)大小 放熱反應(yīng) 反應(yīng)物的總能量 生成物的總能量吸熱反應(yīng) 反成物的總能量 生應(yīng)物的總能量 化學(xué)鍵鍵能的角度 斷開化學(xué)鍵需要吸收能量生成化學(xué)鍵可以放出能量 化學(xué)鍵 物質(zhì)能量和物質(zhì)穩(wěn)定性的關(guān)系 鍵能越大 化學(xué)鍵越牢固 含該鍵的分子越穩(wěn)定 物質(zhì)具有的能量 越低 2 反應(yīng)熱 焓變 化學(xué)反應(yīng)過程中放出或吸收的熱量叫做化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱 反應(yīng)熱 焓變 在恒壓的條件下 化學(xué)反應(yīng)過程中所放出或吸收的熱量稱為反應(yīng)的焓變 符號(hào) h單位 kj mol 1 規(guī)定 放熱反應(yīng) h 0或 h為 吸熱反應(yīng) h 0或 h為 h 0 h 0 焓變與鍵能的關(guān)系 h 反應(yīng)物的鍵能總和 生成物的鍵能總和 生成物的總能量 反應(yīng)物的總能量 h 例1 1molc與1molh2o g 反應(yīng)生成lmolco g 和1molh2 g 需要吸收131 5kj的熱量 該反應(yīng)的反應(yīng)熱為 h kj mol 例2 拆開1molh h鍵 1moln h鍵 1moln n鍵分別需要的能量是436kj 391kj 946kj 則1moln2生成nh3的反應(yīng)熱為 h 131 5 92 0kj mol 練習(xí) 1 下列敘述正確的是 a 化學(xué)反應(yīng)一定伴隨熱量的變化b 凡是吸熱或放熱過程中熱量的變化均稱為反應(yīng)熱c 若 h0 則反應(yīng)物的能量高于生成物的能量 c 2 已知 h h h2 h 436kj mol 則下列敘述正確的是 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分子穩(wěn)定d h2分子比h原子穩(wěn)定 ad 3 下列過程中 需要吸收能量的是 a h h h2b h cl hclc i2 i id s o2 so2 c 物質(zhì)能量 活化能和反應(yīng)熱 e1 反應(yīng)的活化能e2 活化分子變成生成物分子放出的能量 活化分子 能夠發(fā)生有效碰撞的分子活化能 在化學(xué)反應(yīng)中 為了使反應(yīng)發(fā)生必須對(duì)反應(yīng)物增加的能量 e2 e1 反應(yīng)熱 二 熱化學(xué)方程式 1 概念 能表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式叫做熱化學(xué)方程式 2 特點(diǎn) 熱化學(xué)方程式包含物質(zhì)變化和能量變化兩個(gè)部分 二者缺一不可 普通化學(xué)方程式只包含物質(zhì)變化一個(gè)部分 3 書寫注意點(diǎn) 熱化學(xué)方程式需注明反應(yīng)時(shí)的溫度和壓強(qiáng) 對(duì)于25 101kpa時(shí)進(jìn)行的反應(yīng)可不注明 普通化學(xué)方程式不需注明溫度和壓強(qiáng) 熱化學(xué)方程式需注明各物質(zhì)的狀態(tài) s l g 普通化學(xué)方程式不需注明物質(zhì)的狀態(tài) 熱化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)表示參加反應(yīng)的各物質(zhì)的物質(zhì)的量而不是物質(zhì)的分子數(shù)或者原子數(shù) 可為整數(shù)或分?jǐn)?shù) 其 h與系數(shù)對(duì)應(yīng)成比例 普通化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)宏觀上表示各物質(zhì)的物質(zhì)的量 微觀上表示原子分子數(shù)目 只能為整數(shù) 不能為分?jǐn)?shù) 例1 當(dāng)1mol氣態(tài)h2與1mol氣態(tài)cl2反應(yīng)生成2mol氣態(tài)hcl 放出184 6kj的熱量 請(qǐng)寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 h2 g cl2 g 2hcl g h 184 6kj mol 2h2 g 2cl2 g 4hcl g h 369 2kj mol 例2 1moln2 g 與適量o2 g 反應(yīng)生成no2 g 需吸收68kj的熱量 寫出熱化學(xué)方程式 n2 g 2o2 g 2no2 g h 68kj mol 例3 沼氣的主要成分是甲烷 0 5molch4完全燃燒生成co2和h2o時(shí) 放出445kj的熱量 則下列熱化學(xué)方程式中正確的是 a 2ch4 g 4o2 g 2co2 g 4h2o l h 890kj mol b ch4 2o2 co2 h2o h 890kj mol c ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o l h 890kj mol d 1 2ch4 g o2 g 1 2co2 g h2o l h 890kj mol c a 例4 已知在1 105pa 298k條件下 2mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484kj熱量 下列熱化學(xué)方程式正確的是 a h2o g h2 g 1 2o2 g h 242kj mol 1b 2h2 g o2 g 2h2o l h 484kj mol 1c h2 g 1 2o2 g h2o g h 242kj mol 1d 2h2 g o2 g 2h2o g h 484kj mol 1 練習(xí) a 2c2h2 g 5o2 g 4co2 g 2h2o l h 4bkj molb c2h2 g 5 2o2 g 2co2 g h2o l h 2bkj molc 2c2h2 g 5o2 g 4co2 g 2h2o l h 2bkj mold 2c2h2 g 5o2 g 4co2 g 2h2o l h bkj mol 已知充分燃燒ag乙炔氣體時(shí)生成1mol二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水 并放出熱量bkj 則乙炔燃燒的熱化學(xué)方程式正確的是 a 2 已知 1 h2 g 1 2o2 g h2o g h1 akj mol 2 2h2 g o2 g 2h2o g h2 bkj mol 3 h2 g 1 2o2 g h2o l h3 ckj mol 4 2h2 g o2 g 2h2o l h4 dkj mol則a b c d的關(guān)系正確的是 a ad 0c 2a b0 c 3 氫氣在氧氣中燃燒產(chǎn)生藍(lán)色火焰 已知破壞1molh h鍵消耗的能量為q1kj 破壞1molo o鍵消耗的能量為q2kj 形成1molh o鍵釋放的能量為q3kj 下列關(guān)系式中正確的是 a 2q1 q2 4q3b 2q1 q2 4q3c q1 q2 q3d q1 q2 q3 b 三 中和熱 1 定義 在稀溶液中 酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol水時(shí)的反應(yīng)熱叫做中和熱 2 注意點(diǎn) a 必須是酸和堿的稀溶液 因?yàn)闈馑崛芤汉蜐鈮A溶液在相互稀釋時(shí)會(huì)放熱 b 強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液反應(yīng)才能保證h aq oh aq h2o l 中和熱均為57 3kj mol 1 一般地說 弱酸或弱堿的電離是吸熱的 中和反應(yīng)所放出的熱量還要扣除電離時(shí)吸收的那部分熱量 中和熱也就低于57 3kj mol c 中和熱是以生成1molh2o所放出的熱量來測(cè)定的 因此書寫它們的熱化學(xué)方程式時(shí) 應(yīng)以生成1mol水為標(biāo)準(zhǔn)來配平其余物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù) 例如 koh aq 1 2h2so4 aq 1 2k2so4 aq h2o l h 57 3kj mol 1 d 中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是h 和oh 反應(yīng)生成h2o 若反應(yīng)過程中有其他物質(zhì)生成 如生成不溶性物質(zhì)或難電離的其他物質(zhì)等 這部分反應(yīng)熱不在中和熱內(nèi) 3 測(cè)定裝置及注意事項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?測(cè)定強(qiáng)酸與強(qiáng)堿反應(yīng)的反應(yīng)熱 實(shí)驗(yàn)用品大燒杯 500ml 小燒杯 100ml 溫度計(jì) 量筒 50ml 兩個(gè) 泡沫塑料或紙條 泡沫塑料板或硬紙板 中心有兩個(gè)小孔 環(huán)形玻璃攪拌棒 0 50mol l鹽酸 0 55mol lnaoh溶液 1 中和熱是指在稀溶液中 酸和堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molh2o l 時(shí)的反應(yīng)熱 實(shí)驗(yàn)時(shí) 先測(cè)出鹽酸和氫氧化鈉的起始溫度 求其平均溫度t1 兩溶液混合充分反應(yīng)后 讀取混合液溫度t2 為了使計(jì)算簡(jiǎn)便 可以近似地認(rèn)為 0 50mol l鹽酸和0 55mol l氫氧化鈉溶液的密度都是1g ml 鹽酸的質(zhì)量m1為50g 氫氧化鈉溶液的質(zhì)量m2為50g 近似認(rèn)為混合溶液的比熱容c 4 18j g 所以中和反應(yīng)放出的熱量為 q m1 m2 c t2 t1 0 418 t2 t1 kj 2 50ml0 50mol l鹽酸中含有0 50mol l 0 05l 0 025mol的h 所以與0 025mol的oh 發(fā)生中和反應(yīng) 生成0 025mol的水 放出熱量為q 所以中和熱 實(shí)驗(yàn)原理 實(shí)驗(yàn)步驟 閱讀p4 5并回答問題 1 在500ml大燒杯底部墊上泡沫塑料 或紙條 使放入的100ml的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平 然后再在大 小燒杯之間填滿碎泡沫塑料 或紙條 大燒杯上用泡沫塑料板 或硬紙板 作蓋板 在板中間開兩個(gè)小孔 正好使溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒通過 如圖所示 2 用量筒量取50ml0 50mol l鹽酸 倒入小燒杯中 測(cè)定其溫度 記作thcl 然后將溫度計(jì)上的酸用水沖洗干凈 洗液不倒入小燒杯中 用另一個(gè)量筒量取50ml0 55mol lnaoh溶液 測(cè)定其溫度 記作tnaoh 然后將溫度計(jì)上的堿液用水沖洗干凈 3 先將溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒放入小燒杯中 然后把量筒中的naoh溶液一次倒入小燒杯中 注意不要灑到外面 用環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕攪動(dòng)溶液并準(zhǔn)確讀取混合溶液的最高溫度 記作t終 重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)兩次 測(cè)得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示 議一議 如果你所測(cè)得的數(shù)據(jù)不是57 3kj mol 分析產(chǎn)生誤差的原因可能有哪些 可能的原因有 1 量取溶液的體積有誤差 測(cè)量結(jié)果是按50ml的酸 堿進(jìn)行計(jì)算 若實(shí)際量取時(shí) 多于50ml或小于50ml都會(huì)造成誤差 2 溫度計(jì)的讀數(shù)有誤 3 實(shí)驗(yàn)過程中有液體灑在外面 4 混合酸 堿溶液時(shí) 動(dòng)作緩慢 導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差 5 隔熱裝置不到位 致使實(shí)驗(yàn)過程中熱量損失而導(dǎo)致誤差 6 測(cè)了酸后的溫度計(jì)未用水清洗而便立即去測(cè)堿的溫度 致使熱量損失而引起誤差 1 本實(shí)驗(yàn)中若把50ml0 50mol l的鹽酸改為50ml0 50mol l醋酸 所測(cè)結(jié)果是否會(huì)有所變化 為什么 2 若改用100ml0 50mol l的鹽酸和100ml0 55mol l的naoh溶液 所測(cè)中和熱的數(shù)值是否約為本實(shí)驗(yàn)結(jié)果的二倍 假定各步操作沒有失誤 會(huì)有所變化 因?yàn)榇姿釣槿蹼娊赓|(zhì) 其電離時(shí)要吸熱 故將使測(cè)得結(jié)果偏小 否 因中和熱是指酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molh2o時(shí)放出的熱量 其數(shù)值與反應(yīng)物的量的多少無關(guān) 故所測(cè)結(jié)果應(yīng)基本和本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同 若所有操作都準(zhǔn)確無誤 且無熱量損失 則二者結(jié)果相同 3 從50ml0 5mol lhcl和50ml0 55mol lnaoh分析 發(fā)現(xiàn)naoh是過量的 為什么 可不可以是hcl過量 不是 可以與不可以 而是 不宜 原因是稀鹽酸比較穩(wěn)定 取50ml 0 50mol lhcl 它的物質(zhì)的量就是0 025mol 而naoh溶液極易吸收空氣中的co2 如果恰好取50ml 0 50mol lnaoh 就很難保證有0 025molnaoh參與反應(yīng)去中和0 025mol的hcl 練習(xí) 50ml0 50mol l鹽酸與50ml0 55mol lnaoh溶液在圖示的裝置中進(jìn)行中和反應(yīng) 通過測(cè)定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計(jì)算中和熱 回答下列問題 1 從實(shí)驗(yàn)裝置上看 圖中尚缺少的一種玻璃用品是 2 燒杯間填滿碎紙條的作用是 3 大燒杯上如不