高中化學選修4第一章課件(PPT 67頁)

1、第一章 化學反應與能量第一節(jié)、化學反應與能量的變化第1頁，共67頁。化學反應特征：生成新物質 變化熱能電能光能能 量熱能熱能吸熱反應放熱反應反應物的能量之和 生成物的量能之和反應物的能量之和 生成物的量能之和第2頁，共67頁?；瘜W反應同時遵守兩大守恒第3頁，共67頁。一、焓變 反應熱焓(H)： .焓變(H)：1、焓變 反應熱反應熱物質所具有的能量第4頁，共67頁。常見的吸熱反應常見的放熱反應二、反應熱的分析方法第5頁，共67頁。從焓變的角度H = H生成物H反應物二、反應熱的分析方法第6頁，共67頁。從能量的角度能量能量反應物反應物生成物生成物反應過程（I）反應過程（II）反應熱（H）=生成物

2、的總能量-反應物的總能量二、反應熱的分析方法第7頁，共67頁。從化學鍵的角度分析化學反應的實質：舊鍵斷裂： 能量 新鍵形成： 能量舊鍵的斷裂，新鍵的形成破壞1mol化學鍵所吸收的能量(或形成1mol化學鍵所放出的能量)。鍵能：二、反應熱的分析方法物質能量越低,則物質越穩(wěn)定，鍵能越大，則物質越穩(wěn)定 第8頁，共67頁。H = E斷鍵吸收E成鍵放出從化學鍵的角度分析二、反應熱的分析方法第9頁，共67頁。小 結求反應熱的方法從焓變角度看：H生成物的焓反應物的焓從能量的角度看：H生成物能量反應物能量從鍵能角度看：H反應物總鍵能生成物總鍵能放熱反應：吸熱反應：H0或 H為“”H0 或H為“”能量越低,物質

3、越穩(wěn)定，鍵能也越大 第10頁，共67頁。例 1：1molC與1molH2O(g)反應生成lmol CO(g)和1mol H2(g)，需要吸收131.5kJ的熱量，該反應的反應熱為H = 。練 習第11頁，共67頁。例 2：拆開 lmol HH鍵、lmol NH鍵、lmolNN鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946KJ，則1mol N2和3molH2完全生成NH3的反應熱為 ；1mol H2生成NH3的反應熱為： ；第12頁，共67頁。200C101kP二、熱化學方程式例1：在200C、101kP時，1molH2與碘蒸氣作用生成HI的反應，科學文獻上表示為：指明反應條件指明物質的狀態(tài)指

4、明物質的量與熱量的關系H2(g)+I2(g) 2HI(g) H=-14.9KJ/mol這個方程式與我們通常所見的方程式有何不同？指明反應物與生成物的同時，還指明了：第13頁，共67頁。書寫熱化學方程式的注意事項1、化學方程式的 邊寫上H，用 隔開，H：吸熱用“+”，放熱用：“”，單位是kJ/mol1、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 2、熱化學方程式需注明測定時的溫度和壓強。對于 25 101kPa時進行的反應可不注明。熱化學方程式作用：既能表示化學反應中的物質變化，也能表示化學反應中的能量變化。第14頁，共67頁。H2(g)+I2(g)=2HI(g) H=14.

5、9kJ/mol200101kPa第15頁，共67頁。例2在250C、101KPa時，有兩個由氫氣和氧氣化合成1mol水的反應，一個生成氣態(tài)水，一個生成液態(tài)水，其熱化學方程式可表示為H2（）+1/2O2（）=H2O（g） H=一241.8KJ/molH2（）+1/2O2（）=H2O（l） H=一285.8KJ/mol請同學們分析為什么二者的產(chǎn)物同樣是水，而釋出的能量卻不同？3、相同化學反應中物質狀態(tài)不同，反應熱也不同，所以熱化學方程式中物質后面要標明物質的狀態(tài)s(固體)、l (液體) 、g (氣體) 、aq (稀溶液)第16頁，共67頁。1g液態(tài)水1g氣態(tài)水 能量增加熔化蒸發(fā)1g 冰吸收能量吸收

6、能量同一物質，能量：固體液態(tài)Q257.3CQ1Q257.3 D無法確定第32頁，共67頁。已知反應：101 kPa時，2C(s)O2(g)=2CO(g)H221 kJ/mol；稀溶液中，H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJ/mol。下列結論正確的是()A稀硫酸與稀NaOH溶液的中和熱為57.3 kJ/molB稀硫酸與稀NaOH溶液反應的中和熱為57.3 kJ/molC 的反應熱為221 kJ/molD稀醋酸與稀NaOH溶液反應生成1 mol水，放出57.3 kJ熱量第33頁，共67頁。中和反應反應熱的測定2、中和熱的測定 原理：H=m.c.t/n(H2O)比熱容C=4.18J/

7、(g.C) 0.0418kJ/ /(g.C) m:溶液的總質量 t反應前后的溫度差。第34頁，共67頁。實驗用品：大燒杯、小燒杯、溫度計、量筒、泡沫塑料、環(huán)形玻璃攪拌棒0.50 mol/L 鹽酸、0.55 mol/L NaOH溶液(3)實驗步驟：第35頁，共67頁。練習1：0.50 mol/L鹽酸與0.55 mol/L NaOH溶液在圖示的裝置中進行中和反應。通過測定反應過程中所放出的熱量可計算中和熱?；卮鹣铝袉栴}：（1）從實驗裝置上看，圖中尚缺少的一種玻璃用品是 。（2）燒杯間填滿碎紙條的作用 。（3）大燒杯上如不蓋硬紙板，求得的中和熱數(shù)值 （填“偏大”“偏小”“無影響”）。第36頁，共67

8、頁。已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) H=-57.3kJ/mol，計算下列反應中放出的熱量。（1）用0.1molBa(OH)2配成稀溶液跟足量稀硝酸反應，放出熱量為 kJ。（2）用1mol醋酸稀溶液和足量NaOH溶液反應，放出的熱量 （大于、小于、等于）57.3kJ，理由是 。小于醋酸是弱電解質，只是少部分電離，發(fā)生電離時要吸熱，中和時放熱較少 第37頁，共67頁。中和反應的反應熱的測定實驗中要注意以下問題1、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？為了達到保溫隔熱、減少實驗過程中熱量損失的目的。2、測量酸的溫度后，為何要用水沖洗干凈溫度計上的酸？沖洗后的溶液

9、能否倒入小燒杯？為什么？ 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。第38頁，共67頁。中和反應的反應熱的測定實驗中要注意以下問題.3、酸、堿混合時，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？4、實驗中所用HCl和NaOH的物質的量比為何不是11而是NaOH過量？若用HCl過量行嗎？為了保證0.50 mol/L的鹽酸完全被NaOH中和，采用0.55 mol/L NaOH溶液，使堿稍稍過量。若使鹽酸過量，亦可。第39頁，共67頁。反應熱可分為多

10、種，如燃燒熱， 中和熱，溶解熱等。2、燃燒熱 能源第40頁，共67頁。一、燃燒熱1.燃燒熱的概念: 2、燃燒熱 能源在25、101kPa時,1mol純物質完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量。為什么指定溫度和壓強?限定燃料的物質的量單位: kJ/mol穩(wěn)定的氧化物完全燃燒第41頁，共67頁。燃燒熱H0。物質在O2中燃燒。文字敘述燃燒熱,可用“正值”或“H ”兩種方法表示。例如：CH4的燃燒熱為890.3KJ/mol或H = 890.3KJ/mol.第42頁，共67頁。2C8H18（l）+25O2(g)=16CO2+18H2O(l) H=11036KJ/molC8H18的燃燒熱是多少? 第43

11、頁，共67頁。(1)H2(g)+O2(g)=H2O(g) H=- 241.8kJ/mol (2)H2(g)+ O2(g)=H2O(l) H =- 285.8kJ/mol(3)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=- 571.6kJ/mol 哪一個是H2的燃燒熱？ 第44頁，共67頁。燃燒熱與中和熱的區(qū)別與聯(lián)系相同點 燃燒熱中和熱能量變化H不同點反應物的量 生成物的量反應熱的含義 酸堿中和生成1molH2O時放出的熱量,強酸強堿間的中和反應中和熱大致相同,均約為57.3kJ/mol1mol反應物完全燃燒時放出的熱量;不同的物質燃燒熱不同第45頁，共67頁。10 g硫磺在 O2中完全燃燒生

12、成氣態(tài) SO2 ，放出的熱量能使 500 g H2O溫度由18升至62.4；則硫磺的燃燒熱為 ，熱化學方程式為 。第46頁，共67頁。二、能源 化石燃料（煤，石油，天然氣）， 陽光， 風力， 流水， 朝汐 以及柴草等 1.定義：能提供能量的自然資源能源包括第47頁，共67頁。能源 化石燃料煤、石油、天然氣陽光風力流水潮汐柴草蘊藏量有限不能再生污染嚴重太陽能 氫能風能 地熱能海洋能 生物質能資源豐富可以再生污染少提高能源利用率燃料的充分燃燒第48頁，共67頁。能源的分類：能否再生可再生不可再生煤，石油，天然氣水，電，風能，太陽能等是否常規(guī)常規(guī)能源新能源化石燃料，水，電太陽能，氫能，風能，地熱能，

13、海洋能，生物能等第49頁，共67頁。中 國 現(xiàn) 在 的能 源 構 成煤 76.2%石油 16.6%水電 5.1%天然氣 2.1%第50頁，共67頁。C(s) + O2(g)=CO(g) H =？ 如何測定H 能直接測定嗎？若不能直接測，怎么辦？想一想第51頁，共67頁。?化學反應中反應熱（H）與反應途徑有關系嗎？ 1840年瑞士化學家蓋斯通過大量實驗事實證明，不管化學反應是一步完成或分幾步完成，其反應熱是相同的。能量生成物反應物化學反應的反應熱只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關，而與反應的途徑無關。第52頁，共67頁。一、蓋斯定律 化學反應不管是一步完成還是分幾步完成，其反應熱（ H ）總是相同的。

14、第三節(jié) 化學反應熱的計算化學反應的反應熱只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關，而與反應的途徑無關。BA閱讀教材P12第53頁，共67頁。已知： C(s)+O2(g)=CO2(g) H1= -393.5kJ/mol CO(g)+ O2(g)= CO2(g) H2= -283.0kJ/molC(s)+1/2O2(g)=CO(g) 反應的反應熱H3=? 第54頁，共67頁。例1、查燃燒熱表知：C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) H1=-393.5kJ/molC(金剛石，s)+O2(g)=CO2(g) H2=-395.0kJ/mol蓋斯定律的應用寫出石墨變成金剛石的熱化學式方程(25,101kPa時)第

15、55頁，共67頁。應用蓋斯定律需要注意的問題:1. H只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關始態(tài)H1終態(tài)aH2HbcH5H4H32.計量數(shù)的變化與反應熱數(shù)值的變化要對應方法：先確定目標方程式，然后對已知熱化學方程式同側相加，異側相減，消去“過渡物質” ，根據(jù)目標方程式計量數(shù)擴大或縮小幾倍，且反應熱也相應的擴大或縮小幾倍第56頁，共67頁。已知CH3COOH(l)+2O2(g) =2CO2(g)+2H2O(l) H1=870.3kJ/molC(s)O2(g) =CO2(g) H2=3935 kJmolH2(g)+O2(g)=H2O(l) H3=285.8kJ/mol求：2C(s)+2H2(g)O2(g)

16、= CH3COOH(l) H=？第57頁，共67頁。例2：已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=-571.6KJ/molCO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H=-283.0KJ/mol求：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) H=?第58頁，共67頁。例3：已知 CO(g) + 1/2 O2(g) = CO2(g) H1= 283.0 kJ/mol H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l) H2= 285.8 kJ/mol C2H5OH(l) + 3 O2(g) = 2CO2(g) + 3 H2O(l) H3= 1370 kJ/mol計算:2CO(

17、g) 4 H2(g)= H2O(l) C2H5OH(l) 的H第59頁，共67頁。 討論2. 在同溫同壓下，下列各組熱化學方程式中H1 H2 的有 ( )A、2H2(g)+O2(g) =2H2O(g)； H1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)； H2B、S(g)+O2(g)=SO2(g)； H1 S(s)+O2(g)=SO2(g)； H2第60頁，共67頁。H1 H2 的是 ( )C、C(s)+1/2O2 (g)=CO(g)； H1 C(s)+O2(g)=CO2(g)； H2D、H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)； H1 1/2H2(g)+ 1/2Cl2(g)= HCl(g)；

18、H2第61頁，共67頁。同素異形體相互轉化但反應熱相當小而且轉化速率慢，有時還很不完全，測定反應熱很困難。已知：P4(白磷、 s)+5O2(g)=P4O10(s) H1=-2983.2 kJ/molP(紅磷、 s)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s) H2= -738.5 kJ/mol試寫出白磷轉化為紅磷的熱化學方程式。 第62頁，共67頁。已知: Zn ( s )+1/2O2 ( g ) ZnO ( s ) H = -351.1 kJ/molHg ( l) 1/2O2 ( g ) Hg O ( s ) H = -90.7 kJ/mol求：Zn( s ) Hg O( s ) = ZnO( s ) Hg( l) H 3= ？第63頁，共67頁。 已知：2C(s)O2( g ) =2CO(g) H = -221 kJ/mol 2H2 (g) O2 (g)2H2O (