高中化學(xué)選修4第一章課件(PPT 67頁)

1、第一章 化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)、化學(xué)反應(yīng)與能量的變化第1頁，共67頁。化學(xué)反應(yīng)特征：生成新物質(zhì) 變化熱能電能光能能 量熱能熱能吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)反應(yīng)物的能量之和 生成物的量能之和反應(yīng)物的能量之和 生成物的量能之和第2頁，共67頁?；瘜W(xué)反應(yīng)同時遵守兩大守恒第3頁，共67頁。一、焓變 反應(yīng)熱焓(H)： .焓變(H)：1、焓變 反應(yīng)熱反應(yīng)熱物質(zhì)所具有的能量第4頁，共67頁。常見的吸熱反應(yīng)常見的放熱反應(yīng)二、反應(yīng)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(yīng)物二、反應(yīng)熱的分析方法第6頁，共67頁。從能量的角度能量能量反應(yīng)物反應(yīng)物生成物生成物反應(yīng)過程（I）反應(yīng)過程（II）反應(yīng)熱（H）=生成物

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

3、越穩(wěn)定，鍵能也越大 第10頁，共67頁。例 1：1molC與1molH2O(g)反應(yīng)生成lmol CO(g)和1mol H2(g)，需要吸收131.5kJ的熱量，該反應(yīng)的反應(yīng)熱為H = 。練 習(xí)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(yīng)熱為 ；1mol H2生成NH3的反應(yīng)熱為： ；第12頁，共67頁。200C101kP二、熱化學(xué)方程式例1：在200C、101kP時，1molH2與碘蒸氣作用生成HI的反應(yīng)，科學(xué)文獻(xiàn)上表示為：指明反應(yīng)條件指明物質(zhì)的狀態(tài)指

4、明物質(zhì)的量與熱量的關(guān)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(yīng)物與生成物的同時，還指明了：第13頁，共67頁。書寫熱化學(xué)方程式的注意事項1、化學(xué)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(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 2、熱化學(xué)方程式需注明測定時的溫度和壓強。對于 25 101kPa時進(jìn)行的反應(yīng)可不注明。熱化學(xué)方程式作用：既能表示化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化，也能表示化學(xué)反應(yīng)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(yīng)，一個生成氣態(tài)水，一個生成液態(tài)水，其熱化學(xué)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(xué)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(xué)反應(yīng)中物質(zhì)狀態(tài)不同，反應(yīng)熱也不同，所以熱化學(xué)方程式中物質(zhì)后面要標(biāo)明物質(zhì)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(zhì)，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(yīng)：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(jié)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(yīng)的中和熱為57.3 kJ/molC 的反應(yīng)熱為221 kJ/molD稀醋酸與稀NaOH溶液反應(yīng)生成1 mol水，放出57.3 kJ熱量第33頁，共67頁。中和反應(yīng)反應(yīng)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(zhì)量 t反應(yīng)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(xí)1：0.50 mol/L鹽酸與0.55 mol/L NaOH溶液在圖示的裝置中進(jìn)行中和反應(yīng)。通過測定反應(yīng)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(yīng)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(yīng)，放出熱量為 kJ。（2）用1mol醋酸稀溶液和足量NaOH溶液反應(yīng)，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(zhì)，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(yīng)的反應(yīng)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(dá)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(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，會使總?cè)芤旱馁|(zhì)量增加，而導(dǎo)致實驗結(jié)果誤差。第38頁，共67頁。中和反應(yīng)的反應(yīng)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(zhì)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(yīng)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(zhì)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(zhì)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(zhì)在O2中燃燒。文字?jǐn)⑹鋈紵裏?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(yīng)物的量 生成物的量反應(yīng)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(yīng)中和熱大致相同,均約為57.3kJ/mol1mol反應(yīng)物完全燃燒時放出的熱量;不同的物質(zhì)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(xué)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(fēng)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(fēng)力流水潮汐柴草蘊藏量有限不能再生污染嚴(yán)重太陽能 氫能風(fēng)能 地?zé)崮芎Ｑ竽?生物質(zhì)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(fēng)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(fēng)能，地?zé)崮埽?/p>

13、海洋能，生物能等第49頁，共67頁。中 國 現(xiàn) 在 的能 源 構(gòu) 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(xué)反應(yīng)中反應(yīng)熱（H）與反應(yīng)途徑有關(guān)系嗎？ 1840年瑞士化學(xué)家蓋斯通過大量實驗事實證明，不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的。能量生成物反應(yīng)物化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。第52頁，共67頁。一、蓋斯定律 化學(xué)反應(yīng)不管是一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)熱（ H ）總是相同的。

14、第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)熱的計算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。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(yīng)的反應(yīng)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(yīng)用寫出石墨變成金剛石的熱化學(xué)式方程(25,101kPa時)第

15、55頁，共67頁。應(yīng)用蓋斯定律需要注意的問題:1. H只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)始態(tài)H1終態(tài)aH2HbcH5H4H32.計量數(shù)的變化與反應(yīng)熱數(shù)值的變化要對應(yīng)方法：先確定目標(biāo)方程式，然后對已知熱化學(xué)方程式同側(cè)相加，異側(cè)相減，消去“過渡物質(zhì)” ，根據(jù)目標(biāo)方程式計量數(shù)擴(kuò)大或縮小幾倍，且反應(yīng)熱也相應(yīng)的擴(kuò)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(xué)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(zhuǎn)化但反應(yīng)熱相當(dāng)小而且轉(zhuǎn)化速率慢，有時還很不完全，測定反應(yīng)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(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)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 (