化学选修四-第一章化学反应与能量 课件

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第一章 化学反应与能量第一节化学反应与能量的变化赵成娟化学反应的特征：有新物质生成，还伴随能量变化热能电能光能当能量变化以热能的形式表现时：化学反应放热反应吸热反应2022/10/22思考与交流1、你所知道的化学反应中有哪些是放热反应？活泼金属与水或酸的反应、酸碱中和反应、燃烧反应、多数化合反应2、你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应？多数的分解反应、氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应、水煤气的生成反应、炭与二氧化碳生成一氧化碳3、放热反应4、吸热反应化学反应中存在能量变化的主要原因是：1.从化学键的角度加以分析2.从能量守恒的角度加以分析从化学键角度（微观）：Q1>Q2,Q1 0，∆H为“ + ”注：单位中的每mol是与整个反应对应的，即反应热表示每mol反应放出或吸收的热量。我们可以发现：∆H＝E（反应物键能）- E（生成物键能）这两个计算公式中已经包含了∆H的“+”或“-”号键能越大，物质能量越低，越稳定，反之键能越小，物质能量越高，越不稳定石墨、金刚石哪个更稳定？活学活用 判断物质的稳定性2.计算反应热的大小C H（生成物总能量）—H（反物总能量） 已知几种共价键的键能：P—O 360 kJ·mol－1；P===O 585 kJ·mol－1；P—P 198 kJ·mol－1；O===O 498 kJ·mol－1。请问：在P4(s)＋5O2(g)===P4O10(s)中，ΔH＝______________。2. 白磷在空气中燃烧生成十氧化四磷(P4O10)，在十氧化四磷分子里只存在P—O和P===O两种共价键。 答案　－2 982 kJ·mol－1例 1：1mol C与 1mol H2O(g) 反应生成 lmol CO(g) 和1mol H2(g)，需要吸收131.5kJ的热量，该反应的反应热为△H = kJ/mol。例 2：拆开 1mol H－H键、1mol N－H键、1mol N≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则1mol N2生成NH3的反应热为 ，则1mol H2生成NH3的反应热为 。 相当于 1/3 mol N2＋131.5－92.0 kJ/mol－30.67 kJ/mol任何一个化学反应都包括物质的变化和能量的变化。那么，有什么表达式能把这两种变化都表示出来？思考只表示物质变化【例1】 在200℃、101kPa时，1 mol H2与碘蒸气作用生成HI的反应，科学文献上表示为：二、热化学方程式： 能表示参加反应物质的量和反应热的 关系的化学方程式。1、定义：2、含义：表示1mol气态H2与1mol气态碘完全反应，生成2mol气态HI时，放出14.9kJ的热量。H2(g)+I2(g)======2HI(g) △H=－14.9kJ/mol200℃101kPa热化学方程式包含物质变化和能量变化两个部分，二者缺一不可。 普通化学方程式只包含物质变化一个部分。物质变化能量变化观察书写热化学方程式的注意事项1、需注明反应的温度和压强，如不注明条件，即指: 25℃ 1.01×105Pa；2、化学方程的右边必须写上△H，并用“空格”隔开,△H：吸热用“+”，放热用：“－”，单位是kJ/mol或J/mol;3、物质后需标聚集状态（s、l、g、aq）4、热化学方程式中化学计量数表示参加反应的各物质的物质的量，可为整数或分数。 普通化学方程式中化学计量数宏观上表示各物质的物质的量，微观上表示原子分子数目，只能为整数，不能为分数。5、根据焓的性质，若化学方程式中各物质的系数加倍，则△H的数值也加倍；若反应逆向进行，则△H改变符号，但绝对值不变3、书写要点：⑴ 一般应注明反应的温度、压强；（250C ，101kPa时不注明）⑵ 一定标明各物质的状态（s、l、g、aq） ；(5) ΔH只放右边（数值及单位）； 放热： ΔH < 0； 吸热： ΔH > 0； (3) 系数仅仅表示物质的量，不表示分子或原子个数；故系数可以是整数、分数、小数； (4)ΔH的值与系数相匹配。系数加倍，ΔH值也加倍。正逆反应的ΔH绝对值相等，符号相反。101、当1mol气态H2与1mol气态Cl2反应生成2mol气态HCl，放出184.6KJ的热量，请写出该反应的热化学方程式。H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ∆H =-184.6KJ/mol练习：而这些书写也是对的！！！写出下列反应的热化学方程式（1）1molC(固态)与适量H2O(气态) 反应,生成CO(气态)和H2(气态),吸收131.3kJ的热量（2）0.5molCu(固态) 与适量O2(气态) 反应, 生成CuO(固态), 放出78.5 kJ的热量C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H=+131.3KJ/mol2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s) △H= － 314KJ/mol3. H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) △H= –184.6kJ/mol 则反应 HCl(g) = H2(g) + Cl2(g) 的△H为（ ）DA、 +184.6 kJ/mol B、 -92.3 kJ/molC、 -369.2 kJ/mol D、 +92.3 kJ/mol4、沼气的主要成分是甲烷。0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445 kJ的热量。则下列热化学方程式中正确的是（ ）A、2CH4( g ) ＋ 4O2( g ) ＝ 2CO2( g ) ＋ 4H2O ( l ) ΔH = + 890 kJ/mol B、CH4 ＋ 2O2 ＝ CO2 ＋ H2O ΔH = – 890 kJ/mol C、CH4 ( g ) ＋ 2 O2 ( g ) ＝ CO2 ( g ) ＋ 2 H2O ( l ) ΔH = – 890 kJ/mol D、 1/2CH4 ( g ) ＋ O2 ( g ) ＝ 1/2CO2 ( g ) ＋ H2O ( l ) ΔH = – 890 kJ/mol C状态ΔH = – 445 kJ/mol点拨：热化学方程式书写正误的判断可从物质的聚集状态、△H的正负号、物质的量的大小、单位等主要方面入手思考1： 在同温、同压下，比较下列反应放出热量△H1、 △H2的大小A：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)；△H1= -­483.6KJ/mol­­­­­­ 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); △H2=-571.6KJ/mol数量的分析：反应物的状态、数量和生成物的数量都相同，但由于气态水转化为液态要放出一定热量∴ △H1 ＞ △H2B: S(g) + O2(g) = SO2(g) ; △H1=－297.3kJ/mol S(s) + O2(g) = SO2(g) ; △H2= -296.8KJ/mol思考２： 在同温、同压下，比较下列反应放出热量△H1、 △H2的大小两式数量相同，S由固态吸收热量转化为气态，在氧化燃烧生成SO2。其放出热量的总和小于由气态S直接燃烧所放出的热量， △H1< △H2 。C: C(S) + 1/2O2(g) = CO(g) ; △H1=+110.5 kJ/mol C(S) + O2(g) = CO2(g) ; △H2=-393.5KJ/mol思考３:在同温、同压下，比较下列反应放出热量△H1、 △H2的大小固态C氧化为CO，释放出热量Q1，CO是气体燃料，和O2反应生成CO2，又释放热量Q3，两次释放热量的总和Q1+Q3，等于固态C氧化为气态CO2释放的热量Q2，∴ △H1＞ △H2D: H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) ; △H1=-184.6KJ/mol1/2H2(g) + 1/2Cl2(g) = HCl(g) ; △H2=-92.3KJ/mol状态相同，但数量后式仅是前式的一半，释放的热量也应是前式的一半， △H1 ＜ △H2结论：反应热的大小△H与反应物前的系数成正比1.反应物的状态、数量和生成物的数量都相同，但由于气态水转化为液态要放出一定热量，反应热生成物气态大于液态2.两式数量相同，反应物固态放出热量的总和小于由气态直接燃烧所放出的热量3.反应热的大小△H与反应物前的系数成正比1、已知 （1）H2( g )＋1/2O2 ( g ) ＝ H2O ( g ) ΔH1 = a kJ/mol（2）2H2( g )＋O2 ( g ) ＝2H2O ( g ) ΔH2 = b kJ/mol（3） H2( g )＋1/2O2 ( g ) ＝ H2O ( l ) ΔH3 = c kJ/mol（4） 2H2( g )＋O2 ( g ) ＝2H2O ( l ) ΔH4 = d kJ/mol则a、b、c、d的关系正确的是 。A、a0 C、2a=b< 0 D、2c=d>0 C巩 固 练 习中和热的测定中和热1、定义：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应，生成1molH2O时的反应热叫做中和热。2、单位：kJ/mol 或 kJ•mol-1中和热的表示： H+(aq) + OH-(aq) = H2O(1) △H=-57.3kJ／mol注意：（1）、条件：稀溶液。（2）、反应物： （强）酸与（强）碱。（3）、生成1mol水。（中和反应的实质是H+和OH-化合生成H20，若反应过程中有其他物质生成，这部分反应热也不在中和热之内）3、中和热的表示方法：“文字叙述” 或“△H”NaOH(aq)＋1/2H2SO4(aq)=1/2Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH=－57.3 kJ／mol NaOH与H2SO4的中和热为57.3 kJ／mol 或ΔH=－57.3 kJ／mol 4.书写中和热的热化学方程式时，以1molH2O为基准配平中和热测定课本实验P4-5注意事项：（1）、不能用浓酸或浓碱，因为浓酸或浓碱溶于水会放热，导致放出热量数值偏大，ΔH偏小。（2）、不能用弱酸或弱碱，因为弱电解质电离要吸热，导致放出热量数值偏小，ΔH偏大。（3）中和热是固定值，与酸碱的用量无关。（即：酸碱的用量只影响反应放出的热量，不影响中和热的大小）（4）酸或碱要稍过量，为了保证碱或酸被完全中和。（5）泡沫塑料作用：保温、隔热，减少热量损失。 环形玻璃搅拌棒：使溶液混合均匀，反应充分。结果分析Q=mCΔt因为m = V酸ρ酸＋V碱ρ碱 、V酸=V碱 =50mL；而酸的浓度是0.50 mol/L 、碱的浓度是0.55mol/L；且ρ酸=ρ碱=1 g/cm3 、C=4.18 J/（g·℃）。所以 Q = 0.418（t2－t1）kJ。（3）中和热计算公式：第一章 化学反应与能量第二节燃烧热 能源课前练习：若2.6 g 乙炔（C2H2，气态）完全燃烧生成液态水和CO2（g）时放热130 kJ。则乙炔燃烧的热化学方程式为 C2H2（g）＋5/2O2（g）＝2CO2（g）＋H2O（l）ΔH=－1300 kJ/mol2C2H2（g）＋5O2（g） ＝4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH=－2600 kJ/mol1.定义2、单位一、燃烧热在101KPa时,1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。KJ/mol3、意义 H2的燃烧热为 285.8 KJ/mol： 在 101 KPa时,1 mol H2完全燃烧生成液态水时所放出的热量为 285.8 KJ 。4、注意事项一、燃烧热(1)反应条件：25°C和101 kPa(书中给出的燃烧热数值均为此条件下测得)。(2)可燃物量：1 mol纯物质（纯净物，为单质或化合物）。书写燃烧热的热化学方程式时，可燃物的系数为1。(3)“完全燃烧生成稳定的氧化物”是指单质或化合物燃烧后变为最稳定的氧化物。如： C→CO2，H→H2O（l），S→SO2 ，N→N2 。(4)文字叙述燃烧热时，用“正值”或“ΔH”表示，如，CH4燃烧热为890.3 kJ/mol或ΔH＝－890.3 kJ/mol。(5)并非所有燃烧放出的热量都叫燃烧热，如：H2+Cl2【思考】燃烧热△H与反应热△H有何关系？ 中和热：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应，生 成1mol 水时的反应热叫做中和热。　H＋(aq)+OH－(aq)＝H2O (l)　 △H＝－57.3kJ/mol ①反应热范围广，包括中和热、燃烧热、溶解热等，燃烧热只是反应热 的一种形式； ②反应热有吸热与放热之分，而燃烧只能放热，其△H