选修4化学反应与能量的变化课件

第一章化学反应与能量第一节化学反应与能量的变化人教版新课程选修4化学反应原理思考与交流1、你所知道的化学反应中有哪些是放热反应？2、你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应？放热反应1.金属与酸的反应2.所有的燃烧反应3.酸碱中和反应4.大多数化合反应吸热反应1.氢氧化钙与氯化铵晶体的反应2.C(s)+CO2(g)==2CO(g)3.C(s)+H2O(g)＝＝CO(g)+H2(g)4.大多数分解反应△高温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）：Q1Q2,Q1Q2,反应吸热反应放热1.从化学键的角度加以分析能量能量反应物反应物生成物生成物反应过程（I）反应过程（II）E1E2E1E22.从能量守恒的角度加以分析从物质总能量守恒角度（宏观）：E1E2,E1E2,反应放热反应吸热一、反应热焓变1、反应热化学反应中所吸收或放出的热量。恒温恒压下，反应热称“焓变”。2、焓变1）符号：2）单位：kJ/mol或kJ•mol–1ΔH如：aA(g)+bB(g)pC(g)ΔH=–mkJ/mol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。放热反应物生成物能量反应过程△H＜0ΔH＝生成物能量－反应物能量（宏观）吸热反应物生成物能量反应过程△H＞03)、规定：放热反应(体系能量降低)：∆H0，∆H为“－”吸热反应(体系能量升高)：∆H0，∆H为“+”所谓体系是指被研究的物质系统；而体系以外的其他部分就称为环境4）化学反应中能量变化的原因1molC(s)与1molH2O(g)反应生成1molCO(g)和1molH2(g),需要吸收131.5kJ的热量，该反应的反应热为△H＝。＋131.5kJ／mol4）化学反应中能量变化的原因旧键断裂—吸收能量新键形成—放出能量==679kJ/mol862kJ/molH=679kJ/mol－862kJ/mol=－183kJ/molΔH＝反应物总键能－生成物总键能（微观）石墨、金刚石哪个更稳定？C(石墨s)C(金刚石s)ΔH=+1.9kJ/mol活学活用判断物质的稳定性2.判断反应热的大小ΔH=∑E生成物∑E反应物–ΔH=反应物的键能总和生成物的键能总和–例1：1molC与1molH2O(g)反应生成lmolCO(g)和1molH2(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1molH－H键、1molN－H键、1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则1molN2生成NH3的反应热为，则1molH2生成NH3的反应热为。相当于1/3molN2＋131.5－92.0kJ/mol－30.67kJ/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？H2+I2==2HI只表示物质变化【例1】在200℃、101kPa时，1molH2与碘蒸气作用生成HI的反应，科学文献上表示为：ΔH=H2(g)+I2(g)====2HI(g)200℃101kPa－14.9kJ/mol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物质变化能量变化3、书写要点①H2(g)+O2(g)=H2O(g)；△H=–241.8kJ/mol21②H2(g)+O2(g)=H2O(l)；△H=–285.8kJ/mol21③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)；△H=–571.6kJ/mol④2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)；△H=+571.6kJ/mol⑴一般应注明反应的温度、压强；△H与实验的条件、物质的状态有关！（250C，101kPa时不注明）⑵一定标明各物质的状态（s、l、g、aq）；H2O(l)H2O(g)△H=+44kJ/mol⑶ΔH只放右边，以空格与标有物质状态的化学方程式隔开(数值及单位)放热：ΔH0；吸热：ΔH0；⑷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；⑸ΔH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。⑹反应物完全变成生成物，所释放或吸收的热量。⑺热化学方程式一般不要写反应条件。例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/mol2H2(g)+2Cl2(g)=4HCl(g)∆H=－369.2kJ/molH2(g)+Cl2(g)=HCl(g)∆H=－92.3kJ/mol1212例2：1molN2(g)与适量O2(g)反应生成NO2(g)，需吸收68kJ的热量；写出热化学方程式。N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)∆H=+68kJ/mol例3、沼气的主要成分是甲烷。0.5molCH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445kJ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=+890kJ/molB、CH4＋2O2＝CO2＋H2OΔH=–890kJ/molC、CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)ΔH=–890kJ/molD、1/2CH4(g)＋O2(g)＝1/2CO2(g)＋H2O(l)ΔH=–890kJ/molC状态ΔH=–445kJ/mol化学方程式热化学方程式化学计量数是整数，即表示微粒个数，又表示物质的量整数也可以是分数，只表示物质的物质的量状态不要求表明必须在分子式后表明正负号及单位无必须表明意义表示化学反应中的物质变化不仅表示化学反应中的物质变化，还表明化学反应中能量的变化小结：化学方程式与热化学方程式的比较1、下列热化学方程式书写正确的是（）A．2SO2+O2====2SO3△H=－196.6kJ/molB．H2(g)+O2(g)===H2O(g)△H=－241.8kJC．2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)△H=－571.6kJ/molD．C(s)+O2(g)===CO2(g)△H=+393.5kJ/molC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78.5kJ的热量C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131.3KJ/mol2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s)△H=－314KJ/mol1、1molC与1mol水蒸气反应生成1molCO和1molH2，需要吸收131.5kJ的热量。写出此反应的热化学方程式。2、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。练习3、4.0g硫粉完全燃烧时放出37KJ热量，写出此反应的热化学方程式。4、沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。1克CH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出QkJ的热量。写出此反应的热化学方程式。已知：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=–184.6kJ/mol则反应HCl(g)=H2(g)+Cl2(g)的△H为（）21DA、+184.6kJ/molB、-92.3kJ/molC、-369.2kJ/molD、+92.3kJ/mol21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=-Q1ΔH2=-Q2ΔH2ΔH1＜1、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则a、b、c、d的关系正确的是。A、ac0B、bd0C、2a=b0D、2c=d0C巩固练习5、在同温同压下，下列各组热化学方程式中Q2Ql的是()A、2H2(g)+02(g)=2H20(g)；△H1=-Q12H2(g)+02(g)=2H20(1)；△H2=-Q2B、S(g)+O2(g)=S02(g)；△H1=-Q1S(s)+02(g)=S02(g)；△H2=-Q2C、C(s)+1/2O2(g)=CO(g)；△H1=-Q1C(s)+02(g)=C02(g)；△H2=-Q2D、H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)；△H1=-Q11/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g)；△H2=-Q2思考1.在同温、同压下，比较下列反应放出热量Q1、Q2的大小A：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)+Q12H2(g)+O2(g)=2H2O(l)+Q2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＞Q1B:S(g)+O2(g)=SO2(g)+Q1S(S)+O2(g)=SO2(g)+Q2思考２.在同温、同压下，比较下列反应放出热量Q1、Q2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，Q1Q2。C:C(S)+1/2O2(g)=CO(g)+Q1C(S)+O2(g)=CO2(g)+Q2思考３.在同温、同压下，比较下列反应放出热量Q1、Q2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，∴Q2＞Q1D:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)+Q11/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g)+Q2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，Q2＜Q1三、中和反应反应热的测定测定强酸与强碱反应的反应热，体验化学反应的热效应。大烧杯（500ml）、小烧杯（100ml）、温度计、量筒（50ml)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）﹑环形玻璃搅拌棒实验目的实验用品中和热：在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1mol水所产生的反应热1.保温。在大烧杯底部垫泡沫塑料，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，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，如图所示。实验步骤答案：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。思考1：大、小烧杯放置时，为何要使两杯口相平？填碎泡沫塑料（或碎纸条）的作用是什么？对此装置，你有何更好的建议？思考2：为什么不用环形铁搅拌棒？铁与盐酸之间会发生反应，另外铁的导热性好，这样都会造成热量的损失。2.用一个量筒最取50mL0.50mol/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。思考3：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？答：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，会使溶液的总质量增加，而导致实验结果误差。3.用另一个量筒量取50mL0.55mol/LNaOH溶液，并用温度计测量Na