《化學(xué)反應(yīng)與能量的變化》

新課標(biāo)人教版化學(xué)選修4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

這是一幅幅多么撩人的自然美景，然而，如今的地球正在遭受著前所未有的災(zāi)難：大氣污染加劇、水污染嚴(yán)重，固體廢棄物與日俱增、臭氧空洞、酸雨、赤潮、溫室效應(yīng)、水土流失、土地沙漠化等。歸根結(jié)底，都和化學(xué)反應(yīng)有著密切的關(guān)系，我們這一章研究的主要是物質(zhì)的能量變化，這種能量變化常以熱能、電能、光能等形式表現(xiàn)出來(lái)。讓我們共同學(xué)習(xí)、研究化學(xué)反應(yīng)與能量，做好保護(hù)地球，保護(hù)環(huán)境的工作。?；貞?/p>

氫原子和氫原子分開(kāi)時(shí)，化學(xué)鍵怎么變？能量怎么變化？多了？少了？化學(xué)鍵的變化與能量的變化有什么關(guān)系？外力做功時(shí)能量如何變化回憶

氫原子和氫原子靠近時(shí)，化學(xué)鍵怎么變？能量怎么變化？多了？少了？化學(xué)鍵的變化與能量的變化有什么關(guān)系？思考H2O(l)H2O(g)

液態(tài)水變成氣態(tài)水時(shí)，能量是如何變化的？能否從微觀角度解釋能量變化的原因？物質(zhì)的變化常伴隨著能量變化結(jié)論一、反應(yīng)熱焓變1、定義：2、符號(hào)：△H3、單位：kJ·mol-1

在恒壓的條件下，反應(yīng)熱等于焓變。反應(yīng)熱：4、規(guī)定：吸熱反應(yīng):△H>0或者值為“+”

放熱反應(yīng):△H<0或者值為“-”焓焓變

化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中放出或吸收的能量叫做化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱。是表示物質(zhì)所具有的能量的物理量；是反應(yīng)物與生成物的焓值差，決定一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)。1.吸熱反應(yīng)2.放熱反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)中

熱量的反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)中

熱量的反應(yīng)二、放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)吸收放出放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)所有的燃燒反應(yīng)酸堿中和反應(yīng)金屬與酸大多數(shù)化合反應(yīng)C+CO2,C+H2OBa(OH)2.8H2O+NH4Cl鹽類(lèi)水解大多數(shù)分解反應(yīng)常見(jiàn)的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)

為什么有的反應(yīng)會(huì)放出熱量有的需要吸收熱量呢？

一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)在發(fā)生過(guò)程中是吸收能量還是放出能量，決定于

反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的相對(duì)大小。問(wèn)題探究一☆從反應(yīng)物和生成物具有的能量去考慮放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)能量反應(yīng)過(guò)程反應(yīng)物總能量生成物總能量能量反應(yīng)過(guò)程E反>E生E反<E生反應(yīng)物總能量生成物總能量反應(yīng)物的能量之和

E反生成物的能量之和

E生（1）若E反>E生，（2）若E反<E生，放出能量吸收能量放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)規(guī)律總結(jié):總結(jié):

△H=∑E(生成物)-∑E(反應(yīng)物)觀察下列示意圖：1、從該圖你獲得什么信息？2、你能計(jì)算出該反應(yīng)過(guò)程中能量的變化為多少嗎？化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是什么？化學(xué)鍵的斷裂和形成舊鍵斷裂需要

能量，新鍵形成會(huì)

能量。放出吸收問(wèn)題探究二所以：一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是放熱還是吸熱取決于所有斷鍵吸收的總能量與所有形成新鍵放出的總能量的相對(duì)大小規(guī)律總結(jié):

△H=∑E(吸收)-∑E(放出)你能否計(jì)算出H2+Cl2=2HCl是吸熱還是放熱反應(yīng)？吸收或者放出的熱量是多少？微觀解釋?zhuān)?molH-H鍵斷裂時(shí)吸收436kJ的能量1molCl-Cl鍵鍵斷裂時(shí)吸收243kJ的能量1molH-Cl形成時(shí)放出431kJ的能量所以，1molH2和1molCl2反應(yīng)生成2molHCl時(shí)，放出431kJ×2－（436kJ+243kJ）=183kJ的能量。如實(shí)驗(yàn)測(cè)得1molH2和1molCl2反應(yīng)生成2molHCl時(shí)放出184.6kJ的能量，該反應(yīng)的反應(yīng)熱為：184.6kJ/mol體系的能量如何變化？升高還是降低？環(huán)境的能量如何變化？升高還是降低？規(guī)定放熱反應(yīng)的ΔH

為“－”，是站在誰(shuí)的角度？體系還是環(huán)境？放熱反應(yīng)中體系環(huán)境＋－思考1:

降低

升高

體系思考2:△H＜0時(shí)反應(yīng)

熱放吸△H＞0時(shí)反應(yīng)

熱△H=E(吸)－E(放)△H=E(生成物總能量)－E(反應(yīng)物總能量)微觀角度----從本質(zhì)上認(rèn)識(shí)E(吸)代表反應(yīng)物斷鍵時(shí)吸收的總能量E(放)代表生成物成鍵時(shí)放出的總能量總結(jié)：對(duì)化學(xué)反應(yīng)中能量變化的認(rèn)識(shí)宏觀角度-----從物質(zhì)內(nèi)能上認(rèn)識(shí)△H為“+”或△H>0△H為“-”或△H<0放熱反應(yīng)：吸熱反應(yīng)：概念辨析下列說(shuō)法正確的是:()A.需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng);B.任何放熱反應(yīng)在常溫下一定能發(fā)生反應(yīng);C.反應(yīng)物和生成物所具有的總能量決定了是放熱還是吸熱;D.吸熱反應(yīng)在一定條件下(如常溫、加熱等)也能發(fā)生反應(yīng).CD2、下列變化中，屬于吸熱反應(yīng)的是()A.氮?dú)馀c氫氣合成氨

B.酸堿中和

C.二氧化硫與氧氣反應(yīng)生成三氧化硫

D.焦炭與高溫水蒸氣反應(yīng)D[練習(xí)]1、下列變化中，屬于放熱反應(yīng)的是()A.Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)

B.點(diǎn)燃的鎂條在二氧化碳中繼續(xù)燃燒

C.灼熱的碳與二氧化碳的反應(yīng)

D.氯化鋁的水解B[課題二]

如何在化學(xué)方程式中反映其熱量變化？H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(g)△H=-241.8kJ/molH2(g)十1/2O2(g)＝H2O(l)△H=-285.8kJ/molH2

(g)＋I(xiàn)2(g)

====2HI(g)

ΔH=－14.9kJ/mol200℃101kPa2H2(g)十O2(g)＝2H2O(g)△H=-483.6kJ/mol與化學(xué)方程式相比，以上方程式有哪些不同？H2O(l)＝H2(g)十1/2O2

(g)△H=+285.8kJ/mol二、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H2(g)+I2(g)======2HI(g)△H=－14.9kJ/mol200℃101kPa1、熱化學(xué)方程式包含物質(zhì)變化和能量變化兩個(gè)部分，二者缺一不可。

物質(zhì)變化能量變化2.正確書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式應(yīng)注意哪幾點(diǎn)？1)注明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)，常用s、l、g表示固體、液體、氣體。溶液用aq。2)在方程式后寫(xiě)下ΔH的數(shù)值和單位，注明△H的“＋”、“—”，方程式與ΔH用空格隔開(kāi)。3)系數(shù)的意義——物質(zhì)的量（整數(shù)或者分?jǐn)?shù)）,不表示微粒個(gè)數(shù)。同一化學(xué)反應(yīng)中，熱化學(xué)方程式中物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)不同，△H也不同?；瘜W(xué)計(jì)量數(shù)加倍，△H也要加倍。 4)一般不寫(xiě)反應(yīng)條件；不標(biāo)明生成沉淀“↓”或氣體“↑”符號(hào)。5)當(dāng)反應(yīng)逆向進(jìn)行時(shí),其ΔH與正反應(yīng)的數(shù)值相等，符號(hào)相反。1、1molC與1mol水蒸氣反應(yīng)生成1molCO和1molH2，需要吸收131.5kJ的熱量。寫(xiě)出此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH1=－akJ/mol

S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH2=－bkJ/mol則a

b

ΔH1ΔH2＞＜C(石墨s)C(金剛石s)

ΔH

=

+700

kJ/mol

石墨與金剛石哪個(gè)能量高？石墨與金剛石哪個(gè)更穩(wěn)定？物質(zhì)的性質(zhì)與具有的能量的關(guān)系?(2003·江蘇)已知在25℃、101kPa下，1gC8H18(辛烷)燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時(shí)放出48.40kJ熱量。表示上述反應(yīng)的熱化學(xué)方程式正確的是()A、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g)△H=-48.40kJ·mol-1B、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=-5518kJ·mol-1C、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=+5518kJ·mol-1D、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=-48.40kJ·mol-1B課堂練習(xí)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則a、b、c、d的關(guān)系正確的是

。A、a<c<0B、b>d>0C、2a=b<0D、2c=d>0

C1.定義：在稀溶液中，強(qiáng)酸和強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O(l),這時(shí)的反應(yīng)熱叫做中和熱。2.單位:KJ/mol3.注意①必須是稀溶液,如濃硫酸稀釋或NaOH固體溶解時(shí)放熱；②強(qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng)③標(biāo)準(zhǔn):生成1molH2O(l)放出的熱量

實(shí)踐活動(dòng)中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H=－57.3KJ/molKOH(aq)+HNO3(aq)=KNO3(aq)+H2O(l)△H=－57.3KJ/molBa(OH)2(aq)+2HCl(aq)=BaCl2(aq)+2H2O(l)△H=－114.6KJ/molH＋

(aq)+OH－

(aq)=H2O(l)△H=－57.3KJ/mol②若反應(yīng)過(guò)程中有其他物質(zhì)生成（沉淀、難電離物質(zhì)等），這部分反應(yīng)熱不屬于中和熱4、①有弱酸（或弱堿）參加中和反應(yīng)，中和熱一般低于57.3kJ/mol，因?yàn)殡婋x吸熱?！駥?shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

測(cè)定強(qiáng)酸與強(qiáng)堿反應(yīng)的反應(yīng)熱●實(shí)驗(yàn)用品大燒杯（500mL）、小燒杯（100mL）溫度計(jì)、量筒（50mL）兩個(gè)、泡沫塑料或紙條、泡沫塑料板或硬紙板（中心有兩個(gè)小孔）、環(huán)形玻璃攪拌棒。0.50mol/L鹽酸、0.55mol/LNaOH溶液實(shí)驗(yàn)步驟：P4-5并回答問(wèn)題1.中和熱的測(cè)定大、小燒杯放置時(shí)，為何要使兩杯口相平？填碎紙條的作用是什么？對(duì)此裝置，你有何更好的建議？答案：1.兩杯口相平，可使蓋板把杯口盡量蓋嚴(yán)，從而減少熱量損失；填碎紙條的作用是為了達(dá)到保溫隔熱、減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中熱量損失的目的。若換用隔熱、密封性能更好的裝置（如保溫杯）會(huì)使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確。因?yàn)樵摐囟扔?jì)還要用來(lái)測(cè)堿液的溫度，若不沖洗，溫度計(jì)上的酸會(huì)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(huì)使總?cè)芤旱馁|(zhì)量增加，而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差。

2.溫度計(jì)上的酸為何要用水沖洗干凈？沖洗后的溶液能否倒入小燒杯？為什么？

實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)怎樣處理？怎樣計(jì)算本實(shí)驗(yàn)的中和熱

實(shí)驗(yàn)原理:Q=mc△tQ:中和反應(yīng)放出的熱量m:反應(yīng)混合液的質(zhì)量c:混合液的比熱容常用4.18J/

(g·℃)△t:反應(yīng)前后的溫度差［議一議］你所測(cè)得的數(shù)據(jù)是否為57.3kJ/mol，若不是，分析產(chǎn)生誤差的原因?？赡艿脑蛴校?.量取溶液的體積有誤差（測(cè)量結(jié)果是按50mL的酸、堿進(jìn)行計(jì)算，若實(shí)際量取時(shí)，多于50mL或小于50mL都會(huì)造成誤差）。2.溫度計(jì)的讀數(shù)有誤。3.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有液體灑在外面。4.混合酸、堿溶液時(shí)，動(dòng)作緩慢，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差。5.隔熱裝置不到位，致使實(shí)驗(yàn)過(guò)程中熱量損失而導(dǎo)致誤差。6.測(cè)了酸后的溫度計(jì)未用水清洗而便立即去測(cè)堿的溫度，致使熱量損失而引起誤差。

討論下列問(wèn)題

1.本實(shí)驗(yàn)中若把50mL0.50mol/L的鹽酸改為50mL0.50mol/L醋酸，所測(cè)結(jié)果是否會(huì)有所變化？為什么？2.若改用100mL0.50mol/L的鹽酸和100mL0.55mol/L的NaOH溶液，所測(cè)中和熱的數(shù)值是否約為本實(shí)驗(yàn)結(jié)果的二倍（假定各步操作沒(méi)有失誤）？答案：1.會(huì)有所變化。因?yàn)榇姿釣槿蹼娊赓|(zhì)，其電離時(shí)要吸熱，故將使測(cè)得結(jié)果偏小。2.否。因中和熱是指酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時(shí)放出的熱量，其數(shù)值與反應(yīng)物的量的多少無(wú)關(guān)，故所測(cè)結(jié)果應(yīng)基本和本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同（若所