人教版 (新课标)高中化学选修4 第一章《化学反应与能量的变化》课件

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第一节 化学反应与能量的变化第一课时复习回忆 我们知道：一个化学反应过程中，除了生成了新物质外，还有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复习思考1、你所知道的化学反应中有哪些是放热反应？能作一个简单的总结吗？2、你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应？能作一个简单的总结吗？活泼金属与水或酸的反应、酸碱中和反应、燃烧反应、大多数化合反应氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应、以C为还原剂的氧化还原反应、大多数分解反应复习思考化学反应过程中为什么会有能量的变化？（用学过的知识回答）1.从化学键的角度分析（微观）取决于旧键断键所吸收的能量和新键形成所放出能量的相对大小复习思考化学反应过程中为什么会有能量的变化？（用学过的知识回答）2.从能量守恒角度分析（宏观）取决于反应物和生成物的总能量的相对大小放热反应吸热反应下表中的数据是破坏1 mol化学键所消耗的能量（kJ）： 根据上述数据回答（１）～（3）题． （1）下列物质本身具有的能量最低的是（　　）Ａ．Ｈ２　　Ｂ．Ｃl2 Ｃ．Ｂr2 Ｄ．Ｉ２（2）下列氢化物中，最稳定的是（　　）Ａ．ＨＣl Ｂ．ＨＢr Ｃ．ＨＩＡＡ低稳定小高不稳定，新知我们知道：一个化学反应同时遵守质量守恒和能量守恒定律，那么一个反应中的质量与能量有没有关系呢？一、焓、焓变1.焓：物质本身所具有的能量（内能），符号：H决定因素：2.焓变：生成物与反应物的焓值差 符号：△H △H=H生成物－H反应物反应物本身的性质物质的状态： s < l< g温度：T↑→H↑压强：P↑→H↑二、反应热1.定义：化学反应中所放出或吸收的能量，在恒压条件下又称为焓变2.符号：ΔH3.单位kJ/mol 或 kJ • mol–14.规定放热反应(体系能量降低)：∆H < 0，为“－”吸热反应(体系能量升高)：∆H > 0，为“ + ”5.注意比较∆H大小时一定要带正负号比较 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。 2、拆开 lmol H—H键、lmol N－H键、lmolN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则1mol N2生成NH3的反应热为 ，1mol H2生成NH3的反应热为 。 ＋131.5-92KJ/mol-30.6KJ/mol新知任何一个化学反应都包括物质的变化和能量的变化。【例1】 在200℃、101kPa时，1 mol H2与碘蒸气作用生成HI同时放出14.9KJ/mol的能量。只表示物质变化科学文献上表示为：那么，有什么表达式能把这两种变化都表示出来？三、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：思考交流与化学方程式相比，热化学方程式有哪些不同？正确书写热化学方程式应注意哪几点？请看以下几个例子，再思考！热化学方程式与化学方程式不同之处【例2】在25℃、101kPa时，有H2和O2合成1molH2O的反应，一个生成气态水，一个生成液态水，其热化学方程式可表示为：【例1】 在200℃、101kPa时，1 mol H2与碘蒸气作用生成HI同时放出14.9KJ/mol的能量。结论：书写热化学方程式注意：（2）需注明反应的温度和压强，如不注明条件，即指: 25℃ 1.01×105Pa（3）每种物质后需标聚集状态（s、l、g、aq）（1）化学方程的右边必须写上△H，并用“空格”隔开,△H用“+”、“－”表示吸热放热，单位是kJ/mol或J/mol;三、热化学方程式热化学方程式与化学方程式不同之处结论：书写热化学方程式注意：（4）系数仅表示物质的量并不表示分子数，因此化学计量数可以是整数也可以是分数。所以系数加倍时， △H也应相应加倍。-483.6kJ/mol+241.8kJ/mol（5）若反应逆向进行，则△H改变符号，但绝对值不变1、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而这些书写也是对的！！！1.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/mol （3） 2.00gC2H2完全燃烧生成液态水和CO2放出的热量为99.6KJ，写出C2H2燃烧的热化学方程式。2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H=－2589.6KJ/mol（4） 1mol C与1mol 水蒸气反应生成1mol CO 和1mol H2，需要吸收 131.5 kJ的热量。写出此反应的热化学方程式。（5）氢氧化钾稀溶液与硝酸稀溶液发生中和反应生成1mol水,放出57.3KJ的热量.写出此反应的热化学方程式。2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H=-4b kJ2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H=-4b kJ/molC. C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(g) △H=-4b kJ/molD. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H=+4b kJ/molE. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H=-2b kJ/mol2、已知充分燃烧a g 乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量bkJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是B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符号、 △H与计量数是否对应等入手。3.已知在1×105Pa，298K条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，下列热化学方程式正确的是 ( )A. H2O（g）＝H2（g）＋1/2O2（g） ΔH＝＋242kJ·mol－1B. 2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（l）ΔH＝－484kJ·mol－1C. H2（g）＋1/2O2（g）＝H2O（g）ΔH＝＋242kJ·mol－1D. 2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（g） ΔH＝＋484kJ·mol－1 A思考1. 在同温、同压下，比较下列反应放出热量ΔH1 、 ΔH2的大小 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)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∴Q2＞Q1ΔH1 = -Q1ΔH 2= -Q2ΔH2 ΔH1＜2、在同温同压下，下列各组热化学方程式中 △H1 > △H2的是 ( )A、2H2(g)+02(g) =2H20(g)；△H1 2H2(g)+02(g)=2H20(1)；△H2B、S(g)+O2(g)=S02(g)； △H1 S(s)+02(g)=S02(g)； △H2C、C(s)+1/2O2 (g)=CO(g)；△H1 C(s)+02(g)=C02(g)； △H2D、H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)； △H1 1/2H2(g)+ 1/2Cl2(g)= HCl(g)； △H2C第一节 化学反应与能量 的变化第二课时知识储备1.中和热： 在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1molH20，这时的反应热叫做中和热2.请你判断：１mol H2SO4 与 2 mol NaOH 完全反应放出114.6 KJ 的热量，此反应的中和热为114.6 KJ /mol。对吗？Ｗｈｙ？答：不对，不是生成1 mol 水，中和热是-57.3 KJ /mol实验 中和热的测定一、实验原理带着问题来探究1、请大家观察简易量热计的构造，分析一下，量热计直接测定的数据是什么？是焓变的数值吗？2、根据体系温度变化可以求得什么物理量？实验 中和热的测定一、实验原理3、酸、碱反应时，我们用的是它的稀溶液，它们的质量应怎样得到？4、由以上探究你能归纳出中和热测定的公式原理吗？实验 中和热的测定二、实验仪器和药品1、实验仪器： 大烧杯（500 mL）、小烧杯（100 mL）、温度计、量筒（50 mL）两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板 或硬纸板 （中心有两个小孔）、环形玻璃搅拌棒。 2、实验药品： 0.50 mol/L 盐酸、 0.55 mol/L NaOH溶液。实验 中和热的测定三、实验步骤1.在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，如下图所示。大、小烧杯放置时，为何要使两杯口相平？填碎纸条的作用是什么？对此装置，你有何更好的建议？答案：.两杯口相平，可使盖板把杯口尽量盖严，从而减少热量损失；填碎纸条的作用是为了达到保温隔热、减少实验过程中热量损失的目的。若换用隔热、密封性能更好的装置（如保温杯）会使实验结果更准确。实验 中和热的测定三、实验步骤2.用一个量筒最取50 mL 0.50 mol/L盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。　　温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗后的溶液能否倒入小烧杯？为什么？ 因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗，温度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失，故要冲洗干净；冲洗后的溶液不能倒入小烧杯，若倒入，会使总溶液的质量增加，而导致实验结果误差。实验 中和热的测定三、实验步骤3.用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。　实验中所用HCl和NaOH的物质的量比为何不是1∶1而是NaOH过量？若用HCl过量行吗？　　为了保证0.50 mol/L的盐酸完全被NaOH中和，采用0.55 mol/L NaOH溶液，使碱稍稍过量。若使盐酸过量，亦可。4.把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯（注意不要洒到外面）。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记为终止温度，记入下表。实验 中和热的测定三、实验步骤.酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？.　　因为本实验的关键是测反应的反应热，若动作迟缓，将会使热量损失而使误差增大。5.重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。 实验 中和热的测定四、误差分析［议一议］你所测得的数据是否为57.3 kJ/mol，若不是，分析产生误差的原因。可能的原因有：1.量取溶液的体积有误差2.温度计的读数有误。3.实验过程中有液体洒在外面。4.混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。5.隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。6.测了酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的温度，致使热量损失而引起误差。 ［练习］50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L －1NaOH溶液在图示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题：（1）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是 。（2）烧杯间填满碎纸条的作用是 。（3）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值 （填“偏大”“偏小”“无影响”）。（4）实验中改用60 mL 0.50 mol/L盐酸跟50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量 （填“相等”“不相等”），所求中和热 （填“相等”“不相等”），简述理由： 。（5）用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会 ；用50 mL 0.50mol/L NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会 。（均填“偏大”“偏小”“无影响”）环形玻璃搅拌棒减少实验过程中的热量损失偏小不相等相等 1 mol H2O所放出的能量，与酸碱的用量无关偏小偏小 因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成