化學(xué)《第一章第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量變化》課件(人教版選修)

第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量的變化1、化學(xué)反應(yīng)的特征物質(zhì)變化能量變化質(zhì)量守恒能量守恒2、化學(xué)反應(yīng)中能量的變化（吸收和放出），可以

、

、

及其它形式的能量表現(xiàn)出來。光能熱能電能

當(dāng)能量變化以熱能的形式表現(xiàn)時(shí)，化學(xué)反應(yīng)可以分為：3、放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)反高生低生高反低放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)（熟記常見反應(yīng)）3一、反應(yīng)熱化學(xué)反應(yīng)過程中所釋放或吸收的能量,都可以用熱量(或換算成相應(yīng)的熱量)來表述,叫做反應(yīng)熱,在恒壓條件下又稱為焓變。（焓是與內(nèi)能有關(guān)的物理量，符號(hào)為H）

（焓變）PS：

1、符號(hào)：△H單位：kJ/mol或kJ·mol-12、反應(yīng)熱描述的是化學(xué)反應(yīng)前后的熱量變化

3、反應(yīng)熱描述的是一定溫度下的熱量變化

4、任何化學(xué)反應(yīng)都有反應(yīng)熱，表現(xiàn)為吸熱反應(yīng)或者放熱反應(yīng)影響焓變的主要因素a.其他條件一定時(shí)，焓變與變化的物質(zhì)的物質(zhì)的量成正比b.焓變與反應(yīng)物生成物之間的溫度壓強(qiáng)有關(guān)，在298k，101kpa的條件下的焓變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)焓變C.反應(yīng)體系中物質(zhì)的聚集狀態(tài)，由于物質(zhì)在固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)化時(shí)也伴隨著能量的變化，所以焓變與物質(zhì)的聚集狀態(tài)有關(guān)ΔH＝反應(yīng)物總鍵能－生成物總鍵能＝反應(yīng)物分子斷裂時(shí)所吸收的總能量－生成物分子形成時(shí)所釋放的總能量⒋反應(yīng)熱產(chǎn)生的原因：反應(yīng)物：生成物：化學(xué)鍵斷裂化學(xué)鍵形成克服原子間的相互作用吸收能量原子重新組合釋放能量為吸熱反應(yīng)。當(dāng)ΔH＜0或

ΔH為“－”時(shí)，當(dāng)ΔH＞0或ΔH為“＋”時(shí)，為放熱反應(yīng)。二者差值即為反應(yīng)熱⒌反應(yīng)熱的計(jì)算公式和放（吸）熱反應(yīng)的判斷：例題：CH3CH3→CH2＝CH2＋H2；有關(guān)化學(xué)鍵的鍵能如下。

化學(xué)鍵C－HC＝CC－CH－H

鍵能（kJ/mol）414.4615.3347.4435.3試計(jì)算該反應(yīng)的反應(yīng)熱。解：ΔH=[6E(C-H)＋E(C-C)]－[E(C=C)＋4E(C-H)＋E(H-H)]=(6×414.4＋347.4)kJ/mol－(615.3＋4×414.4＋435.3)kJ/mol=＋125.6kJ/mol化學(xué)鍵Si－ClSi－SiH－ClH－H鍵能（kJ/mol）360176431436試計(jì)算反應(yīng)SiCl4+2H2=Si+4HCl的反應(yīng)熱。練習(xí)：化學(xué)鍵H－NN≡NH－H鍵能（kJ/mol）391946436試計(jì)算反應(yīng)N2+3H2=2NH3的反應(yīng)熱。－92kJ/mol＋236kJ/mol⒌化學(xué)反應(yīng)中的能量變化反應(yīng)物生成物能量反應(yīng)過程ΔH＝生成物的焓－反應(yīng)物的焓反應(yīng)物生成物能量反應(yīng)過程放熱△H＜0吸熱△H＞0課堂小結(jié)⒈在恒壓條件下進(jìn)行的反應(yīng)，反應(yīng)熱等于焓變。單位：kJ/mol或kJ?mol-1符號(hào)：△H⒉反應(yīng)熱產(chǎn)生的原因：ΔH＝反應(yīng)物總鍵能－生成物總鍵能

反應(yīng)物：生成物：化學(xué)鍵斷裂化學(xué)鍵形成克服原子間的相互作用吸收能量原子重新組合釋放能量為吸熱反應(yīng)。當(dāng)ΔH＜0或

ΔH為“－”時(shí)，當(dāng)ΔH＞0或ΔH為“＋”時(shí)，為放熱反應(yīng)。二者差值即為反應(yīng)熱⒊反應(yīng)熱的計(jì)算公式和放（吸）熱反應(yīng)的判斷：1、氫氣在氧氣中燃燒產(chǎn)生藍(lán)色火焰，在反應(yīng)中，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>4Q3

B.2Q1+Q2<4Q3C.Q1+Q2<Q3D.Q1+Q2=Q3B2、已知反應(yīng)A＋B＝C＋D為放熱反應(yīng)，對(duì)該反應(yīng)的下列說法中正確的是（）A.A的能量一定高于CB.B的能量一定高于DC.A和B的總能量一定高于C和D的總能量D.該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故不必加熱就一定能發(fā)生C復(fù)習(xí)

化學(xué)反應(yīng)過程中吸收或放出的熱量，叫做反應(yīng)熱。在恒壓條件下進(jìn)行的反應(yīng)，反應(yīng)熱等于焓變。單位：kJ/mol或kJ?mol-1ΔH＝生成物的焓－反應(yīng)物的焓

＝反應(yīng)物總鍵能－生成物總鍵能

為吸熱反應(yīng)。當(dāng)ΔH＜0或

ΔH為“－”時(shí)，當(dāng)ΔH＞0或ΔH為“＋”時(shí)，為放熱反應(yīng)。任何一個(gè)化學(xué)反應(yīng)都包括物質(zhì)的變化和能量的變化。那么，有什么表達(dá)式能把這兩種變化都表示出來？思考H2+I2==2HI只表示物質(zhì)變化【例1】在200℃、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：ΔH=H2(g)+I2(g)====2HI(g)200℃101kPa－14.9kJ/mol二、熱化學(xué)方程式

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。H2(g)+O2(g)＝H2O(g)△H=－241.8kJ/mol121、定義：H2(g)+I2(g)2HI(g)△H=－14.9kJ/mol200℃101kPa2、表示方法和意義：表示在200℃、101kPa條件下，1molH2(g)和1molI2(g)反應(yīng)生成2molHI(g)，放熱14.9kJ。表示在25℃、101kPa條件下，1molH2(g)和1/2molO2(g)反應(yīng)生成1molH2O(g)，放熱241.8kJ。1mol反應(yīng)H2(g)+O2(g)＝

H2O(g)△H=－241.8kJ/mol12H2(g)+O2(g)＝H2O(l)△H=－285.8kJ/mol12H2O(g)=H2O(l)△H=－44kJ/molH2(g)+O2(g)＝

H2O(g)△H=－241.8kJ/mol122H2(g)+O2(g)＝2H2O(g)△H=－483.6kJ/mol3、書寫要點(diǎn)①H2

(g)+O2(g)=H2O(g)；△H=–241.8kJ/mol②H2

(g)+O2(g)=H2O(l)；△H=–285.8kJ/mol③2H2

(g)+O2(g)=2H2O(l)；△H=–571.6kJ/mol④2H2O(l)=2H2

(g)+O2(g)；△H=+571.6kJ/mol⑴一般應(yīng)注明反應(yīng)的溫度、壓強(qiáng)；△H與實(shí)驗(yàn)的條件、物質(zhì)的狀態(tài)有關(guān)?。?50C，101kPa時(shí)不注明）⑵一定標(biāo)明各物質(zhì)的狀態(tài)（s、l、g、aq）

；H2O(l)H2O(g)△H=+44kJ/mol⑶ΔH只放右邊，以空格與標(biāo)有物質(zhì)狀態(tài)的化學(xué)方程式隔開(數(shù)值及單位)

放熱：ΔH<0；吸熱：ΔH>0；⑷系數(shù)僅僅表示物質(zhì)的量，不表示分子或原子個(gè)數(shù)；故系數(shù)可以是整數(shù)、分?jǐn)?shù)、小數(shù)；⑸ΔH的值與系數(shù)相匹配。系數(shù)加倍，ΔH值也加倍。正逆反應(yīng)的ΔH絕對(duì)值相等，符號(hào)相反。⑹

反應(yīng)物完全變成生成物，所釋放或吸收的熱量。⑺

熱化學(xué)方程式一般不要寫反應(yīng)條件。例題1：依據(jù)事實(shí)，寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。1molN2（氣態(tài)）與適量H2（氣態(tài)）起反應(yīng)，生成NH3（氣態(tài)），放出92.2kJ的熱量。N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H＝－92.2kJ/mol例題2：1克甲烷在空氣中燃燒，恢復(fù)常溫下測(cè)得放出熱量55.63KJ，試寫出熱化學(xué)方程式。CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(l)ΔH=－890kJ/mol例題3：已知：S(固)+O2(氣)=SO2(氣)ΔH=－290.6kJ/mol，求1.6克硫燃燒成為SO2氣體放出多少熱量？14.53kJ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/mol1、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：（）A2、今有如下三個(gè)熱化學(xué)方程式：H2(g)+?O2(g)=H2O(g)；△H=akJ/molH2(g)+?O2(g)=H2O(l)；△H=bkJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)；△H=ckJ/mol關(guān)于它們的下列表述，正確的是（）它們都是吸熱反應(yīng)a、b和c均為正值C.反應(yīng)熱的關(guān)系：a=bD.反應(yīng)熱的關(guān)系：2b=cD3、0.3mol氣態(tài)高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧氣中完全燃燒生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水，放出649.5kJ熱量。寫出乙硼烷燃燒的熱化學(xué)方程式。B2H6(g)＋3O2(g)＝B2O3(s)＋3H2O(l)△H=－2165kJ/molB4、已知：C(s)+O2(g)=CO2(g)；△H=－393.5kJ/molH2(g)+?O2(g)=H2O(l)；△H=－241.8kJ/mol欲得到相同的熱量，需分別燃燒固體碳和氫氣的質(zhì)量比約為()A.2:3.25 B.12:3.25C.1:1D.393.5:241.8

跟蹤練習(xí)1下列各組熱化學(xué)方程式中，化學(xué)反應(yīng)的ΔH前者大于后者的是(

)

①C(s)＋O2(g)＝CO2(g)

ΔH1，

C(s)＋O2(g)＝CO(g)

ΔH2

②S(s)＋O2(g)＝SO2(g)

ΔH3，

S(g)＋O2(g)＝SO2(g)

ΔH4

③H2(g)＋O2(g)＝H2O(l)

ΔH5，

2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)

ΔH6

④CaCO3(s)＝CaO(s)＋CO2(g)

ΔH7，

CaO(s)＋H2O(l)＝Ca(OH)2(s)

ΔH8

A．①

B．④

C．②③④

D．①②③

答案

C

2.

已知1mol白磷轉(zhuǎn)化成紅磷，放出18.39kJ的熱量，又知：P4(白，s)＋5O2(g)===2P2O5(s)

ΔH1,4P(紅，s)＋5O2(g)===2P2O5(s)

ΔH2

。則ΔH1和ΔH2的關(guān)系正確的是(

)

A．ΔH1＞ΔH2 B．ΔH1＜ΔH2

C．ΔH1＝ΔH2 D．無法確定

解析

由于白磷轉(zhuǎn)化為紅磷時(shí)放出熱量，所以白磷和紅磷與等量O2反應(yīng)生成等量的P2O5時(shí)，白磷放出的熱量更多，又因ΔH1＜0，ΔH2＜0，故ΔH1＜ΔH2。

答案B

化學(xué)方程式

熱化學(xué)方程式化學(xué)計(jì)量數(shù)是整數(shù)，即表示微粒個(gè)數(shù)，又表示物質(zhì)的量整數(shù)也可以是分?jǐn)?shù)，只表示物質(zhì)的物質(zhì)的量狀態(tài)不要求表明必須在分子式后表明正負(fù)號(hào)及單位無必須表明意義表示化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化不僅表示化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化，還表明化學(xué)反應(yīng)中能量的變化小結(jié)：化學(xué)方程式與熱化學(xué)方程式的比較中和熱1、中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)：H++OH－＝H2O

在稀溶液中，酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O(l)時(shí)所釋放的熱量稱為中和熱。2、中和熱的定義：H＋(aq)+OH－(aq)

＝H2O(l)ΔH=－57.3kJ／mol3、中和熱的表示：4、中和熱的測(cè)定：實(shí)踐活動(dòng)

酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時(shí)所釋放的熱量稱為中和熱。如果要通過實(shí)驗(yàn)來測(cè)定鹽酸與氫氧化鈉反應(yīng)的中和熱，你認(rèn)為在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置和操作時(shí)應(yīng)該注意哪些問題？你準(zhǔn)備如何設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？請(qǐng)與同學(xué)討論、交流。⑴用隔熱裝置，盡量減少熱量散失；⑵酸堿的量要準(zhǔn)確：n＝C×V⑸溫度計(jì)越精確越好⑹注意控制反應(yīng)時(shí)間⑺多做幾次，取平均值⑷攪拌使反應(yīng)充分進(jìn)行，使混合液溫度均衡。⑶鹽酸跟氫氧化鈉溶液混合后液面上方的空間盡可能?。?/p>

［特別提醒］

①中和熱的測(cè)量中堿稍過量的原因是保證酸能完全反應(yīng)，計(jì)算時(shí)應(yīng)以不足的酸作為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)。

②實(shí)驗(yàn)中使用的酸和堿不能是濃酸或濃堿，若用濃酸或濃堿，由于稀釋過程中放出熱量，會(huì)使測(cè)得的中和熱數(shù)值偏高。

3．導(dǎo)致測(cè)定誤差的因素求算出的中和熱是否接近57.3kJ·mol－1，取決于溶液的濃度、溶液的體積及溫度的變化。引起中和熱測(cè)定有較大誤差的因素主要有：①溶液濃度不準(zhǔn)確；②溶液量取不準(zhǔn)確；③隔熱較差；④室溫太低；⑤溫度未讀取到最高點(diǎn)等。實(shí)踐活動(dòng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康臏y(cè)定強(qiáng)酸與強(qiáng)堿反應(yīng)的反應(yīng)熱，體驗(yàn)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)用品中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定大燒杯（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（為了保證0.50mol／L鹽酸完全被NaOH中和，采用0.55mol／LNaOH溶液，使堿稍稍過量）。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，在板中間開兩個(gè)小孔，正好使溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒通過，以達(dá)到保溫、隔熱、減少實(shí)驗(yàn)過程中熱量損失的目的，如圖所示。該實(shí)驗(yàn)也可在保溫杯中進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)步驟2．用一個(gè)量筒量取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。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。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。重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟2~4三次。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。思考1：大、小燒杯放置時(shí)，為何要使兩杯口相平？填碎泡沫塑料（或碎紙條）的作用是什么？對(duì)此裝置，你有何更好的建議？思考2：為什么不用環(huán)形鐵攪拌棒？鐵與鹽酸之間會(huì)發(fā)生反應(yīng)，另外鐵的導(dǎo)熱性好，這樣都會(huì)造成熱量的損失。思考4：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？

答：因?yàn)樵摐囟扔?jì)還要用來測(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)使溶液的總質(zhì)量增加，而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差。思考3：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。

溫度實(shí)驗(yàn)次數(shù)實(shí)驗(yàn)次數(shù)起始溫度t1／℃終止溫度t2／℃溫度差（t2－t1）／℃HClNaOH平均值126.426.226.330.4227.027.427.233.3325.925.925.929.8實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理⒈取三次測(cè)量所得數(shù)據(jù)的平均值作為計(jì)算依據(jù)。t1／℃t2／℃（t2－t1）／℃⒉根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算中和熱。為了使計(jì)算簡(jiǎn)便一些，我們近似地認(rèn)為：如果某一次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)與另外兩次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)差異明顯，怎么辦？生成1molH2O時(shí)的中和熱為：△H＝KJ／mol0.418（t2－t1）0.025mol鹽酸的質(zhì)量m1=50g，NaOH溶液的質(zhì)量m2＝50g。⑴鹽酸和NaOH溶液的密度都是1g／cm3⑵中和后生成的溶液的比熱容c＝4.18J／（g·℃）50mL0.50mol／L鹽酸和50mL0.55mol／LNaOH溶液發(fā)生中和反應(yīng)時(shí)放出的熱量為：（m1+m2）·c·（t2℃－t1℃）＝100g×4.18J／（g·℃