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

第一章化學反應與能量 第一節(jié)化學反應與能量變化 1 你所知道的化學反應中有哪些是放熱反應 2 你所知道的化學反應中有哪些是吸熱反應 燃料的燃燒 中和反應 活潑金屬與酸 堿 大多數(shù)化合反應 大多數(shù)分解反應 c co2 h2 cuo c h2o ba oh 2 8h2o nh4cl caco3高溫分解 3 如何判斷一個反應是放熱還是吸熱 一 焓變反應熱 1 化學反應能量的變化 物質(zhì)能量的角度 反應物和生成物能量的相對大小 放熱反應 反應物的總能量 生成物的總能量吸熱反應 反成物的總能量 生應物的總能量 化學鍵鍵能的角度 斷開化學鍵需要吸收能量生成化學鍵可以放出能量 化學鍵 物質(zhì)能量和物質(zhì)穩(wěn)定性的關系 鍵能越大 化學鍵越牢固 含該鍵的分子越穩(wěn)定 物質(zhì)具有的能量 越低 2 反應熱 焓變 化學反應過程中放出或吸收的熱量叫做化學反應的反應熱 反應熱 焓變 在恒壓的條件下 化學反應過程中所放出或吸收的熱量稱為反應的焓變 符號 h單位 kj mol 1 規(guī)定 放熱反應 h 0或 h為 吸熱反應 h 0或 h為 h 0 h 0 焓變與鍵能的關系 h 反應物的鍵能總和 生成物的鍵能總和 生成物的總能量 反應物的總能量 h 例1 1molc與1molh2o g 反應生成lmolco g 和1molh2 g 需要吸收131 5kj的熱量 該反應的反應熱為 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的反應熱為 h 131 5 92 0kj mol 練習 1 下列敘述正確的是 a 化學反應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熱c 若 h0 則反應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 活化能和反應熱 e1 反應的活化能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 在化學反應中 為了使反應發(fā)生必須對反應物增加的能量 e2 e1 反應熱 二 熱化學方程式 1 概念 能表示參加反應物質(zhì)的量和反應熱的關系的化學方程式叫做熱化學方程式 2 特點 熱化學方程式包含物質(zhì)變化和能量變化兩個部分 二者缺一不可 普通化學方程式只包含物質(zhì)變化一個部分 3 書寫注意點 熱化學方程式需注明反應時的溫度和壓強 對于25 101kpa時進行的反應可不注明 普通化學方程式不需注明溫度和壓強 熱化學方程式需注明各物質(zhì)的狀態(tài) s l g 普通化學方程式不需注明物質(zhì)的狀態(tài) 熱化學方程式中化學計量數(shù)表示參加反應的各物質(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)或分數(shù) 其 h與系數(shù)對應成比例 普通化學方程式中化學計量數(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) 不能為分數(shù) 例1 當1mol氣態(tài)h2與1mol氣態(tài)cl2反應生成2mol氣態(tài)hcl 放出184 6kj的熱量 請寫出該反應的熱化學方程式 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 反應生成no2 g 需吸收68kj的熱量 寫出熱化學方程式 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 放出445kj的熱量 則下列熱化學方程式中正確的是 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 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乙炔氣體時生成1mol二氧化碳氣體和液態(tài)水 并放出熱量bkj 則乙炔燃燒的熱化學方程式正確的是 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的關系正確的是 a ad 0c 2a b0 c 3 氫氣在氧氣中燃燒產(chǎn)生藍色火焰 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)生中和反應生成1mol水時的反應熱叫做中和熱 2 注意點 a 必須是酸和堿的稀溶液 因為濃酸溶液和濃堿溶液在相互稀釋時會放熱 b 強酸和強堿的稀溶液反應才能保證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 中和反應所放出的熱量還要扣除電離時吸收的那部分熱量 中和熱也就低于57 3kj mol c 中和熱是以生成1molh2o所放出的熱量來測定的 因此書寫它們的熱化學方程式時 應以生成1mol水為標準來配平其余物質(zhì)的化學計量數(shù) 例如 koh aq 1 2h2so4 aq 1 2k2so4 aq h2o l h 57 3kj mol 1 d 中和反應的實質(zhì)是h 和oh 反應生成h2o 若反應過程中有其他物質(zhì)生成 如生成不溶性物質(zhì)或難電離的其他物質(zhì)等 這部分反應熱不在中和熱內(nèi) 3 測定裝置及注意事項 實驗目的 測定強酸與強堿反應的反應熱 實驗用品大燒杯 500ml 小燒杯 100ml 溫度計 量筒 50ml 兩個 泡沫塑料或紙條 泡沫塑料板或硬紙板 中心有兩個小孔 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)生中和反應生成1molh2o l 時的反應熱 實驗時 先測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后 讀取混合液溫度t2 為了使計算簡便 可以近似地認為 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 近似認為混合溶液的比熱容c 4 18j g 所以中和反應放出的熱量為 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 生成0 025mol的水 放出熱量為q 所以中和熱 實驗原理 實驗步驟 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 在板中間開兩個小孔 正好使溫度計和環(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 測定其溫度 記作thcl 然后將溫度計上的酸用水沖洗干凈 洗液不倒入小燒杯中 用另一個量筒量取50ml0 55mol lnaoh溶液 測定其溫度 記作tnaoh 然后將溫度計上的堿液用水沖洗干凈 3 先將溫度計和環(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溶液并準確讀取混合溶液的最高溫度 記作t終 重復上述實驗兩次 測得實驗數(shù)據(jù)如下表所示 議一議 如果你所測得的數(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 測量結果是按50ml的酸 堿進行計算 若實際量取時 多于50ml或小于50ml都會造成誤差 2 溫度計的讀數(shù)有誤 3 實驗過程中有液體灑在外面 4 混合酸 堿溶液時 動作緩慢 導致實驗誤差 5 隔熱裝置不到位 致使實驗過程中熱量損失而導致誤差 6 測了酸后的溫度計未用水清洗而便立即去測堿的溫度 致使熱量損失而引起誤差 1 本實驗中若把50ml0 50mol l的鹽酸改為50ml0 50mol l醋酸 所測結果是否會有所變化 為什么 2 若改用100ml0 50mol l的鹽酸和100ml0 55mol l的naoh溶液 所測中和熱的數(shù)值是否約為本實驗結果的二倍 假定各步操作沒有失誤 會有所變化 因為醋酸為弱電解質(zhì) 其電離時要吸熱 故將使測得結果偏小 否 因中和熱是指酸與堿發(fā)生中和反應生成1molh2o時放出的熱量 其數(shù)值與反應物的量的多少無關 故所測結果應基本和本次實驗結果相同 若所有操作都準確無誤 且無熱量損失 則二者結果相同 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參與反應去中和0 025mol的hcl 練習 50ml0 50mol l鹽酸與50ml0 55mol lnaoh溶液在圖示的裝置中進行中和反應 通過測定反應過程中所放出的熱量可計算中和熱 回答下列問題 1 從實驗裝置上看 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