第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量的變化_第1頁(yè)
第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量的變化_第2頁(yè)
第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量的變化_第3頁(yè)
第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量的變化_第4頁(yè)
第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量的變化_第5頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

選修4第一章化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量的變化1、下列變化中,屬于放熱反應(yīng)的是()A.Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)

B.點(diǎn)燃的鎂條在二氧化碳中繼續(xù)燃燒

C.灼熱的碳與二氧化碳的反應(yīng)

D.碳酸鈣高溫分解復(fù)習(xí)回顧B2、下列關(guān)于1molH2在O2中完全燃燒生成水蒸氣所放出的能量的產(chǎn)生原因的說(shuō)法中正確的是()

A、該反應(yīng)點(diǎn)燃后不需繼續(xù)加熱仍可持續(xù)進(jìn)行

B、該反應(yīng)在常溫很容易發(fā)生

C、H2和O2的總能量大于H2O的總能量

D、該反應(yīng)條件下1molH2和0.5molO2的總能量大于1mol水蒸氣的總能量D復(fù)習(xí)回顧3、實(shí)驗(yàn)測(cè)得常溫常壓下1molH2與Cl2完全反應(yīng)時(shí)放出184.6kJ的熱量,請(qǐng)解釋其原因:[已知:拆開(kāi)(或形成)1molH-H、Cl-Cl、

H-Cl所需的(或放出的)能量分別為436、

243、431(單位kJ/mol)]∴放出的能量=862-679=183(kJ/mol)化學(xué)鍵斷裂時(shí)吸收的總能量=436+243=679(kJ/mol)化學(xué)鍵形成時(shí)放出的總能量=431×2=862(kJ/mol)化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是反應(yīng)物分子中舊化學(xué)鍵的斷裂和生成物分子中新化學(xué)鍵的形成的過(guò)程?;瘜W(xué)反應(yīng)過(guò)程產(chǎn)生能量變化的微觀原因:斷鍵吸收的總能量>成鍵放出的總能量吸熱反應(yīng)斷鍵吸收的總能量<成鍵放出的總能量放熱反應(yīng)舊鍵斷裂需要吸收能量,新鍵形成需要放出能量。goH-H斷鍵H+H

++

Cl-

Cl

斷鍵Cl+Cl

H-ClH-ClH2+Cl2

〓2HCl

放431kJ·mol-1吸246kJ·mol-1吸243kJ·mol-1放431kJ·mol-1△E=2×431-246-243=862-679=183假想的中間物質(zhì)一、反應(yīng)熱和焓變4、單位:kJ/mol或kJ?mol-11、反應(yīng)熱:化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中吸收或放出的熱量稱為反應(yīng)熱。2、焓變:恒壓條件下的反應(yīng)熱等于焓變。新知識(shí)3、符號(hào):?H?H=E生成物的總能量-E

反應(yīng)物的總能量

?H=E

斷鍵吸收的總能量-E

成鍵放出的總能量6、反應(yīng)熱產(chǎn)生的原因:5、規(guī)定:

放熱反應(yīng):?H為“-”或?H<0

吸熱反應(yīng):?H為“+”或?H>0

E生-E反>0

吸熱反應(yīng)E生-E反<0

放熱反應(yīng)H為“-”或H<0H為“+”或H>0環(huán)境能量如何轉(zhuǎn)換的,從哪里轉(zhuǎn)移到哪里?體系的能量如何變化?規(guī)定放熱反應(yīng)的ΔH

為“-”、吸熱反應(yīng)的ΔH

為“+”是站在誰(shuí)的角度,體系還是環(huán)境?放熱反應(yīng)中體系+-思考與交流從體系轉(zhuǎn)移到環(huán)境降低體系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△H=

。+131.5kJ/mol鞏固練習(xí)思考與交流例1∶在2000C、101KPa時(shí),1molH2與碘蒸氣作用生成HI的反應(yīng),科學(xué)文獻(xiàn)上表示為∶H2(g)+I2(g)2HI(g)△H=一14.9KJ·mol-1200℃101kpa高溫高壓催化劑與我們熟悉的化學(xué)方程式有何不同?101KPa、250C時(shí)2molH2完全燃燒生成2mol水蒸氣時(shí)放出483.6kJ的熱量,生成液態(tài)水時(shí)放出571.6kJ的熱量。其熱化學(xué)方程式思考與交流2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)

△H=-483.6kJ/molH2(g)+O2(g)==H2O(g)

△H=-241.8kJ/mol12H2(g)+O2(g)==H2O(L)

△H=-285.8kJ/mol12H2O(g)=H2O(L)△H=-44kJ·mol-12H2(g)+O2(g)==2H2O(L)

△H=-571.6kJ/mol與我們熟悉的化學(xué)方程式有何不同?二、熱化學(xué)方程式探索新知1、定義: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。能夠表示化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的化學(xué)方程式應(yīng)怎樣書(shū)寫(xiě)?2、熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)(3)注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng);若為101KPa,250C時(shí)的數(shù)據(jù),常常不注明(2)注明所有反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài);用S(固體)、l(液體)、g(氣體)、aq(溶液)表示(1)寫(xiě)出反應(yīng)熱,并注明△H的“+”、“-”號(hào);(4)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)可以整數(shù)也可以是分?jǐn)?shù)。但化學(xué)計(jì)量數(shù)必須與△H成正比1、寫(xiě)出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式1)1molN2與適量O2反應(yīng)生成NO2,吸收68kJ的熱量;課堂練習(xí)2)1molCu與適量O2反應(yīng)生成CuO(s),放出157kJ熱量;N2(g)+2O2(g)==2NO2(g)

△H=+68kJ/mol2Cu(s)+O2(g)==2CuO(s)

△H=-314kJ/molCu(s)+O2(g)==CuO(s)

△H=-157kJ/mol12課堂練習(xí)2、(2003·江蘇)已知在25℃、101kPa下,1g

C8H18(辛烷)燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時(shí)放出48.40kJ熱量。表示上述反應(yīng)的熱化學(xué)方程式正確的是(

)A、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g)△H=-48.40kJ·mol-1B、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=-5518kJ·mol-1C、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=+5518kJ·mol-1D、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=-48.40kJ·mol-1BA.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/mol3、(05全國(guó)卷I第13題).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課堂練習(xí)4、已知(1)H2(g)+1/2O2

(g)

=H2O(g)

ΔH1

=

akJ/mol(2)2H2(g)+O2

(g)

=2H2O(g)

ΔH2

=

bkJ/mol(3)H2(g)+1/2O2

(g)

=H2O(l)

ΔH3

=

ckJ/mol(4)2H2(g)+O2

(g)

=2H2O(l)

ΔH4

=

dkJ/mol則a、b、c、d的關(guān)系正確的是

。A、a<c<0B、b>d>0C、2a=b<0D、2c=d>0

C課堂練習(xí)高低物質(zhì)所具有的總能量2A(g)+B(g)2C(g)5.分析右面的能量變化示意圖,下列熱化學(xué)方程式正確的是()A.2A(g)+B(g)=2C(g);△H=a(a>0)B.2A(g)+B(g)=2C(g);△H=a(a<0)C.2A+B=2C;△H=a(a<0)D.2C=2A+B;△H=a(a>0)B6、已知白磷和P4O6的分子結(jié)構(gòu)如圖所示,現(xiàn)提供以下化學(xué)鍵的鍵能(kJ·mol1):P—P:

198P—O:360O=O:498則反應(yīng)

P4(白磷)+3O2=P4O6的反應(yīng)熱△H為()A.-1638kJ·mol1

B.+1638kJ·mol1

C.-126kJ·mol1

D.+126kJ·mol1A課堂練習(xí)CO(g)+H2O(g)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)CO2(g)+H2(g)△H=+41

kJ/mol△H=-41

kJ/mol(1)(2)7、根據(jù)下列圖式,寫(xiě)出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式(1)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ/mol(2)CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)△H=+41kJ/mol作業(yè):1、教材P6:第3題、第4題

復(fù)習(xí):熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)注意?(1)必須注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)(若不指明則為25℃、101kPa)(2)必須注明反應(yīng)物、生成物的聚集狀態(tài),不用標(biāo)沉淀和氣體符號(hào)(3)熱化學(xué)方程式中的系數(shù)僅表示物質(zhì)的量,因此可以為整數(shù),也可以為分?jǐn)?shù)。但反應(yīng)熱的值必須與系數(shù)成正比。(4)放熱用“-”,吸熱用“+”,單位kJ/mol(5)反應(yīng)逆向進(jìn)行,其反應(yīng)熱的數(shù)值與正反應(yīng)相等、符號(hào)相反1.(08上海)已知:H2(g)+F2(g)===2HF(g)△H=-270kJ/mol,下列說(shuō)法正確的是()

A.2L氟化氫氣體分解成1L的氫氣和1L的氟氣吸收270kJ熱量

B.1mol氫氣與1mol氟氣反應(yīng)生成2mol液態(tài)氟化氫放出的熱量小于270kJ

C.在相同條件下,1mol氫氣與1mol氟氣的能量總和大于2mol氟化氫氣體的能量

D.1個(gè)氫氣分子與1個(gè)氟氣分子反應(yīng)生成2個(gè)氟化氫分子放出270kJC課前熱身2、在同溫同壓下,下列各組熱化學(xué)方程式中Q2>Q1的是()A.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=-Q11/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g)△H=-Q2B.C(s)+1/2O2(g)=CO(g)△H=-Q1C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-Q2C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-Q12H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-Q2D.S(g)+O2(g)=SO2(g)△H=-Q1S(s)+O2(g)=SO2(g)△H=-Q2B課前熱身3.(08重慶)化學(xué)反應(yīng)N2+3H2

=2NH3的能量變化如右圖所示,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是A、N2(g)+3H2(g)=2NH3(l)⊿H=2(a-b-c)kJ/molB、N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)⊿H=2(b-a)kJ/molC、1/2N2(g)+3/2H2(g)=NH3(l)⊿H=(b+c-a)kJ/mol

D、1/2N2(g)+3/2H2(g)=NH3(g)⊿H=(a+b)kJ/mol

A課前熱身

實(shí)驗(yàn)二中和熱的測(cè)定●實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

測(cè)定強(qiáng)酸、強(qiáng)堿反應(yīng)的中和熱●學(xué)習(xí)重點(diǎn)中和熱的測(cè)定原理和方法?!駥?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/L

NaOH溶液[問(wèn)題]1.我們利用什么原理來(lái)測(cè)定酸、堿反應(yīng)的中和熱呢?

2.中和熱與反應(yīng)熱是否相同?它們之間有什么區(qū)別和聯(lián)系?不同;它們都是指化學(xué)反應(yīng)放出的能量,但中和熱僅指在稀溶液中,酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1mol水時(shí)的反應(yīng)熱。任何一個(gè)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生所放出的熱量都叫反應(yīng)熱,但卻不一定是中和熱。本節(jié)課,我們?nèi)∫欢康柠}酸和氫氧化鈉溶液發(fā)生中和反應(yīng),哪些數(shù)據(jù)可以幫助我們測(cè)出它們的反應(yīng)熱呢?請(qǐng)大家討論回答。Q=mcΔt

①Q(mào):中和反應(yīng)放出的熱量。m:反應(yīng)混合液的質(zhì)量。c:反應(yīng)混合液的比熱容。Δt:反應(yīng)前后溶液溫度的差值。我們?nèi)绾蔚玫缴鲜鰯?shù)據(jù)呢?m的質(zhì)量為所用酸、堿的質(zhì)量和,測(cè)出參加反應(yīng)的酸、堿質(zhì)量相加即可;c需要查閱,Δt可用溫度計(jì)測(cè)出反應(yīng)前后的溫度相減得到。[問(wèn)]酸、堿反應(yīng)時(shí),我們用的是它的稀溶液,它們的質(zhì)量應(yīng)怎樣得到?量出它們的體積,再乘以它們的密度即可。Q=(V酸ρ酸+V堿ρ堿)·c·(t2-t1)

本實(shí)驗(yàn)中,我們所用一元酸、一元堿的體積均為50mL,它們的濃度分別為0.50mol/L和0.55mol/L。由于是稀溶液,且為了計(jì)算簡(jiǎn)便,我們近似地認(rèn)為,所用酸、堿溶液的密度均為1g/cm3,且中和后所得溶液的比熱容為4.18J/(g·℃)已知

V酸=V堿=50mL。

c酸=0.50mol/Lc堿=0.55mol/L。

ρ酸=ρ堿=1g/cm3c=4.18J/(g·℃)請(qǐng)把以上數(shù)據(jù)代入式②,得出Q的表示式。其中熱量的單位用kJ。得出結(jié)果。

Q=0.418(t2-t1)kJ③思考:③式表示的是不是該反應(yīng)的反應(yīng)熱?是中和熱嗎?為什么?③式不是該反應(yīng)的反應(yīng)熱,因?yàn)榉磻?yīng)熱是有正負(fù)的,中和反應(yīng)放熱,故其ΔH為“-”。中和熱是稀的酸、堿中和生成1mol水的反應(yīng)熱,而50mL0.50mol/L的鹽酸與50mL0.55mol/L氫氧化鈉反應(yīng)后生成的水只有0.025mol,故③式表示的也不是中和熱。

[問(wèn)題]該反應(yīng)的中和熱應(yīng)怎樣表示呢?ΔH=

-0.418(t2-t1)0.025kJ/mol實(shí)驗(yàn)步驟:1.在大燒杯底部墊泡沫塑料(或紙條),使放入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(kāi)兩個(gè)小孔,正好使溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒通過(guò),如下圖所示。中和熱的測(cè)定大、小燒杯放置時(shí),為何要使兩杯口相平?填碎紙條的作用是什么?對(duì)此裝置,你有何更好的建議?答案:.兩杯口相平,可使蓋板把杯口盡量蓋嚴(yán),從而減少熱量損失;填碎紙條的作用是為了達(dá)到保溫隔熱、減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中熱量損失的目的。若換用隔熱、密封性能更好的裝置(如保溫杯)會(huì)使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確。2.用一個(gè)量筒最取50mL0.50mol/L鹽酸,倒入小燒杯中,并用溫度計(jì)測(cè)量鹽酸的溫度,記入下表。然后把溫度計(jì)上的酸用水沖洗干凈。溫度計(jì)上的酸為何要用水沖洗干凈?沖洗后的溶液能否倒入小燒杯?為什么?

因?yàn)樵摐囟扔?jì)還要用來(lái)測(cè)堿液的溫度,若不沖洗,溫度計(jì)上的酸會(huì)和堿發(fā)生中和反應(yīng)而使熱量散失,故要沖洗干凈;沖洗后的溶液不能倒入小燒杯,若倒入,會(huì)使總?cè)芤旱馁|(zhì)量增加,而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差。3.用另一個(gè)量筒量取50mL0.55mol/LNaOH溶液,并用溫度計(jì)測(cè)量NaOH溶液的溫度,記入下表。.酸、堿混合時(shí),為何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯而不能緩緩倒入?.

因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是測(cè)反應(yīng)的反應(yīng)熱,若動(dòng)作遲緩,將會(huì)使熱量損失而使誤差增大。4.把溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒放入小燒杯的鹽酸中,并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯(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,記為終止溫度,記入下表。

實(shí)驗(yàn)中所用HCl和NaOH的物質(zhì)的量比為何不是1∶1而是NaOH過(guò)量?若用HCl過(guò)量行嗎?為了保證0.50mol/L的鹽酸完全被NaOH中和,采用0.55mol/LNaOH溶液,使堿稍稍過(guò)量。若使鹽酸過(guò)量,亦可。5.重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次,取測(cè)量所得數(shù)據(jù)的平均值作為計(jì)算依據(jù)。若其中有一次數(shù)據(jù)與其它相差太大,應(yīng)刪除。[議一議]你所測(cè)得的數(shù)據(jù)是否為57.3kJ/mol,若不是,分析產(chǎn)生誤差的原因??赡艿脑蛴校?.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(guò)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.隔熱操作不到位,致使實(shí)驗(yàn)過(guò)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。H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kJ·mol-1討論下列問(wèn)題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(méi)有失誤)?答案:1.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。2.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(wú)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(wú)誤,且無(wú)熱量損失,則二者結(jié)果相同)。3、寫(xiě)出下列表示中和熱的熱化學(xué)方程式。稀鹽酸與稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)稀硫酸與稀氫氧化鉀溶液反應(yīng)AHCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ·mol-1

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