《化學反應與能量的變化》

新課標人教版化學選修4第一章化學反應與能量第一節(jié)化學反應與能量的變化

這是一幅幅多么撩人的自然美景，然而，如今的地球正在遭受著前所未有的災難：大氣污染加劇、水污染嚴重，固體廢棄物與日俱增、臭氧空洞、酸雨、赤潮、溫室效應、水土流失、土地沙漠化等。歸根結底，都和化學反應有著密切的關系，我們這一章研究的主要是物質的能量變化，這種能量變化常以熱能、電能、光能等形式表現(xiàn)出來。讓我們共同學習、研究化學反應與能量，做好保護地球，保護環(huán)境的工作。?；貞?/p>

氫原子和氫原子分開時，化學鍵怎么變？能量怎么變化？多了？少了？化學鍵的變化與能量的變化有什么關系？外力做功時能量如何變化回憶

氫原子和氫原子靠近時，化學鍵怎么變？能量怎么變化？多了？少了？化學鍵的變化與能量的變化有什么關系？思考H2O(l)H2O(g)

液態(tài)水變成氣態(tài)水時，能量是如何變化的？能否從微觀角度解釋能量變化的原因？物質的變化常伴隨著能量變化結論一、反應熱焓變1、定義：2、符號：△H3、單位：kJ·mol-1

在恒壓的條件下，反應熱等于焓變。反應熱：4、規(guī)定：吸熱反應:△H>0或者值為“+”

放熱反應:△H<0或者值為“-”焓焓變

化學反應過程中放出或吸收的能量叫做化學反應的反應熱。是表示物質所具有的能量的物理量；是反應物與生成物的焓值差，決定一個化學反應是吸熱反應還是放熱反應。1.吸熱反應2.放熱反應化學反應中

熱量的反應化學反應中

熱量的反應二、放熱反應和吸熱反應吸收放出放熱反應吸熱反應所有的燃燒反應酸堿中和反應金屬與酸大多數(shù)化合反應C+CO2,C+H2OBa(OH)2.8H2O+NH4Cl鹽類水解大多數(shù)分解反應常見的放熱反應和吸熱反應

為什么有的反應會放出熱量有的需要吸收熱量呢？

一個確定的化學反應在發(fā)生過程中是吸收能量還是放出能量，決定于

反應物的總能量與生成物的總能量的相對大小。問題探究一☆從反應物和生成物具有的能量去考慮放熱反應吸熱反應能量反應過程反應物總能量生成物總能量能量反應過程E反>E生E反<E生反應物總能量生成物總能量反應物的能量之和

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熱反應吸熱反應規(guī)律總結:總結:

△H=∑E(生成物)-∑E(反應物)觀察下列示意圖：1、從該圖你獲得什么信息？2、你能計算出該反應過程中能量的變化為多少嗎？化學反應的本質是什么？化學鍵的斷裂和形成舊鍵斷裂需要

能量，新鍵形成會

能量。放出吸收問題探究二所以：一個化學反應是放熱還是吸熱取決于所有斷鍵吸收的總能量與所有形成新鍵放出的總能量的相對大小規(guī)律總結:

△H=∑E(吸收)-∑E(放出)你能否計算出H2+Cl2=2HCl是吸熱還是放熱反應？吸收或者放出的熱量是多少？微觀解釋：1molH-H鍵斷裂時吸收436kJ的能量1molCl-Cl鍵鍵斷裂時吸收243kJ的能量1molH-Cl形成時放出431kJ的能量所以，1molH2和1molCl2反應生成2molHCl時，放出431kJ×2－（436kJ+243kJ）=183kJ的能量。如實驗測得1molH2和1molCl2反應生成2molHCl時放出184.6kJ的能量，該反應的反應熱為：184.6kJ/mol體系的能量如何變化？升高還是降低？環(huán)境的能量如何變化？升高還是降低？規(guī)定放熱反應的ΔH

為“－”，是站在誰的角度？體系還是環(huán)境？放熱反應中體系環(huán)境＋－思考1:

降低

升高

體系思考2:△H＜0時反應

熱放吸△H＞0時反應

熱△H=E(吸)－E(放)△H=E(生成物總能量)－E(反應物總能量)微觀角度----從本質上認識E(吸)代表反應物斷鍵時吸收的總能量E(放)代表生成物成鍵時放出的總能量總結：對化學反應中能量變化的認識宏觀角度-----從物質內能上認識△H為“+”或△H>0△H為“-”或△H<0放熱反應：吸熱反應：概念辨析下列說法正確的是:()A.需要加熱才能發(fā)生的反應一定是吸熱反應;B.任何放熱反應在常溫下一定能發(fā)生反應;C.反應物和生成物所具有的總能量決定了是放熱還是吸熱;D.吸熱反應在一定條件下(如常溫、加熱等)也能發(fā)生反應.CD2、下列變化中，屬于吸熱反應的是()A.氮氣與氫氣合成氨

B.酸堿中和

C.二氧化硫與氧氣反應生成三氧化硫

D.焦炭與高溫水蒸氣反應D[練習]1、下列變化中，屬于放熱反應的是()A.Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應

B.點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

D.氯化鋁的水解B[課題二]

如何在化學方程式中反映其熱量變化？H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(g)△H=-241.8kJ/molH2(g)十1/2O2(g)＝H2O(l)△H=-285.8kJ/molH2

(g)＋I2(g)

====2HI(g)

ΔH=－14.9kJ/mol200℃101kPa2H2(g)十O2(g)＝2H2O(g)△H=-483.6kJ/mol與化學方程式相比，以上方程式有哪些不同？H2O(l)＝H2(g)十1/2O2

(g)△H=+285.8kJ/mol二、熱化學方程式能表示參加反應物質的量和反應熱的關系的化學方程式H2(g)+I2(g)======2HI(g)△H=－14.9kJ/mol200℃101kPa1、熱化學方程式包含物質變化和能量變化兩個部分，二者缺一不可。

物質變化能量變化2.正確書寫熱化學方程式應注意哪幾點？1)注明反應物和生成物的聚集狀態(tài)，常用s、l、g表示固體、液體、氣體。溶液用aq。2)在方程式后寫下ΔH的數(shù)值和單位，注明△H的“＋”、“—”，方程式與ΔH用空格隔開。3)系數(shù)的意義——物質的量（整數(shù)或者分數(shù)）,不表示微粒個數(shù)。同一化學反應中，熱化學方程式中物質的化學計量數(shù)不同，△H也不同?；瘜W計量數(shù)加倍，△H也要加倍。 4)一般不寫反應條件；不標明生成沉淀“↓”或氣體“↑”符號。5)當反應逆向進行時,其ΔH與正反應的數(shù)值相等，符號相反。1、1molC與1mol水蒸氣反應生成1molCO和1molH2，需要吸收131.5kJ的熱量。寫出此反應的熱化學方程式。S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH1=－akJ/mol

S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH2=－bkJ/mol則a

b

ΔH1ΔH2＞＜C(石墨s)C(金剛石s)

ΔH

=

+700

kJ/mol

石墨與金剛石哪個能量高？石墨與金剛石哪個更穩(wěn)定？物質的性質與具有的能量的關系?(2003·江蘇)已知在25℃、101kPa下，1gC8H18(辛烷)燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時放出48.40kJ熱量。表示上述反應的熱化學方程式正確的是()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-1B課堂練習已知（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的關系正確的是

。A、a<c<0B、b>d>0C、2a=b<0D、2c=d>0

C1.定義：在稀溶液中，強酸和強堿發(fā)生中和反應生成1molH2O(l),這時的反應熱叫做中和熱。2.單位:KJ/mol3.注意①必須是稀溶液,如濃硫酸稀釋或NaOH固體溶解時放熱；②強酸和強堿反應③標準:生成1molH2O(l)放出的熱量

實踐活動中和反應反應熱的測定NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H=－57.3KJ/molKOH(aq)+HNO3(aq)=KNO3(aq)+H2O(l)△H=－57.3KJ/molBa(OH)2(aq)+2HCl(aq)=BaCl2(aq)+2H2O(l)△H=－114.6KJ/molH＋

(aq)+OH－

(aq)=H2O(l)△H=－57.3KJ/mol②若反應過程中有其他物質生成（沉淀、難電離物質等），這部分反應熱不屬于中和熱4、①有弱酸（或弱堿）參加中和反應，中和熱一般低于57.3kJ/mol，因為電離吸熱?！駥嶒災康?/p>

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溶液實驗步驟：P4-5并回答問題1.中和熱的測定大、小燒杯放置時，為何要使兩杯口相平？填碎紙條的作用是什么？對此裝置，你有何更好的建議？答案：1.兩杯口相平，可使蓋板把杯口盡量蓋嚴，從而減少熱量損失；填碎紙條的作用是為了達到保溫隔熱、減少實驗過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）會使實驗結果更準確。因為該溫度計還要用來測堿液的溫度，若不沖洗，溫度計上的酸會和堿發(fā)生中和反應而使熱量散失，故要沖洗干凈；沖洗后的溶液不能倒入小燒杯，若倒入，會使總溶液的質量增加，而導致實驗結果誤差。

2.溫度計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？

實驗中實驗數(shù)據(jù)怎樣處理？怎樣計算本實驗的中和熱

實驗原理:Q=mc△tQ:中和反應放出的熱量m:反應混合液的質量c:混合液的比熱容常用4.18J/

(g·℃)△t:反應前后的溫度差［議一議］你所測得的數(shù)據(jù)是否為57.3kJ/mol，若不是，分析產生誤差的原因?？赡艿脑蛴校?.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。

討論下列問題

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）？答案：1.會有所變化。因為醋酸為弱電解質，其電離時要吸熱，故將使測得結果偏小。2.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