化學《第一章第一節(jié)化學反應與能量變化》課件(人教版選修)

第一節(jié)化學反應與能量的變化1、化學反應的特征物質變化能量變化質量守恒能量守恒2、化學反應中能量的變化（吸收和放出），可以

、

、

及其它形式的能量表現出來。光能熱能電能

當能量變化以熱能的形式表現時，化學反應可以分為：3、放熱反應與吸熱反應反高生低生高反低放熱反應吸熱反應（熟記常見反應）3一、反應熱化學反應過程中所釋放或吸收的能量,都可以用熱量(或換算成相應的熱量)來表述,叫做反應熱,在恒壓條件下又稱為焓變。（焓是與內能有關的物理量，符號為H）

（焓變）PS：

1、符號：△H單位：kJ/mol或kJ·mol-12、反應熱描述的是化學反應前后的熱量變化

3、反應熱描述的是一定溫度下的熱量變化

4、任何化學反應都有反應熱，表現為吸熱反應或者放熱反應影響焓變的主要因素a.其他條件一定時，焓變與變化的物質的物質的量成正比b.焓變與反應物生成物之間的溫度壓強有關，在298k，101kpa的條件下的焓變?yōu)闃藴熟首僀.反應體系中物質的聚集狀態(tài)，由于物質在固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)進行轉化時也伴隨著能量的變化，所以焓變與物質的聚集狀態(tài)有關ΔH＝反應物總鍵能－生成物總鍵能＝反應物分子斷裂時所吸收的總能量－生成物分子形成時所釋放的總能量⒋反應熱產生的原因：反應物：生成物：化學鍵斷裂化學鍵形成克服原子間的相互作用吸收能量原子重新組合釋放能量為吸熱反應。當ΔH＜0或

ΔH為“－”時，當ΔH＞0或ΔH為“＋”時，為放熱反應。二者差值即為反應熱⒌反應熱的計算公式和放（吸）熱反應的判斷：例題：CH3CH3→CH2＝CH2＋H2；有關化學鍵的鍵能如下。

化學鍵C－HC＝CC－CH－H

鍵能（kJ/mol）414.4615.3347.4435.3試計算該反應的反應熱。解：ΔH=[6E(C-H)＋E(C-C)]－[E(C=C)＋4E(C-H)＋E(H-H)]=(6×414.4＋347.4)kJ/mol－(615.3＋4×414.4＋435.3)kJ/mol=＋125.6kJ/mol化學鍵Si－ClSi－SiH－ClH－H鍵能（kJ/mol）360176431436試計算反應SiCl4+2H2=Si+4HCl的反應熱。練習：化學鍵H－NN≡NH－H鍵能（kJ/mol）391946436試計算反應N2+3H2=2NH3的反應熱。－92kJ/mol＋236kJ/mol⒌化學反應中的能量變化反應物生成物能量反應過程ΔH＝生成物的焓－反應物的焓反應物生成物能量反應過程放熱△H＜0吸熱△H＞0課堂小結⒈在恒壓條件下進行的反應，反應熱等于焓變。單位：kJ/mol或kJ?mol-1符號：△H⒉反應熱產生的原因：ΔH＝反應物總鍵能－生成物總鍵能

反應物：生成物：化學鍵斷裂化學鍵形成克服原子間的相互作用吸收能量原子重新組合釋放能量為吸熱反應。當ΔH＜0或

ΔH為“－”時，當ΔH＞0或ΔH為“＋”時，為放熱反應。二者差值即為反應熱⒊反應熱的計算公式和放（吸）熱反應的判斷：1、氫氣在氧氣中燃燒產生藍色火焰，在反應中，破壞1molH－H鍵消耗的能量為Q1kJ，破壞1molO=O鍵消耗的能量為Q2kJ，形成1molH－O鍵釋放的能量為Q3kJ。下列關系式中正確的是（）

A.2Q1+Q2>4Q3

B.2Q1+Q2<4Q3C.Q1+Q2<Q3D.Q1+Q2=Q3B2、已知反應A＋B＝C＋D為放熱反應，對該反應的下列說法中正確的是（）A.A的能量一定高于CB.B的能量一定高于DC.A和B的總能量一定高于C和D的總能量D.該反應為放熱反應，故不必加熱就一定能發(fā)生C復習

化學反應過程中吸收或放出的熱量，叫做反應熱。在恒壓條件下進行的反應，反應熱等于焓變。單位：kJ/mol或kJ?mol-1ΔH＝生成物的焓－反應物的焓

＝反應物總鍵能－生成物總鍵能

為吸熱反應。當ΔH＜0或

ΔH為“－”時，當ΔH＞0或ΔH為“＋”時，為放熱反應。任何一個化學反應都包括物質的變化和能量的變化。那么，有什么表達式能把這兩種變化都表示出來？思考H2+I2==2HI只表示物質變化【例1】在200℃、101kPa時，1molH2與碘蒸氣作用生成HI的反應，科學文獻上表示為：ΔH=H2(g)+I2(g)====2HI(g)200℃101kPa－14.9kJ/mol二、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。H2(g)+O2(g)＝H2O(g)△H=－241.8kJ/mol121、定義：H2(g)+I2(g)2HI(g)△H=－14.9kJ/mol200℃101kPa2、表示方法和意義：表示在200℃、101kPa條件下，1molH2(g)和1molI2(g)反應生成2molHI(g)，放熱14.9kJ。表示在25℃、101kPa條件下，1molH2(g)和1/2molO2(g)反應生成1molH2O(g)，放熱241.8kJ。1mol反應H2(g)+O2(g)＝

H2O(g)△H=－241.8kJ/mol12H2(g)+O2(g)＝H2O(l)△H=－285.8kJ/mol12H2O(g)=H2O(l)△H=－44kJ/molH2(g)+O2(g)＝

H2O(g)△H=－241.8kJ/mol122H2(g)+O2(g)＝2H2O(g)△H=－483.6kJ/mol3、書寫要點①H2

(g)+O2(g)=H2O(g)；△H=–241.8kJ/mol②H2

(g)+O2(g)=H2O(l)；△H=–285.8kJ/mol③2H2

(g)+O2(g)=2H2O(l)；△H=–571.6kJ/mol④2H2O(l)=2H2

(g)+O2(g)；△H=+571.6kJ/mol⑴一般應注明反應的溫度、壓強；△H與實驗的條件、物質的狀態(tài)有關?。?50C，101kPa時不注明）⑵一定標明各物質的狀態(tài)（s、l、g、aq）

；H2O(l)H2O(g)△H=+44kJ/mol⑶ΔH只放右邊，以空格與標有物質狀態(tài)的化學方程式隔開(數值及單位)

放熱：ΔH<0；吸熱：ΔH>0；⑷系數僅僅表示物質的量，不表示分子或原子個數；故系數可以是整數、分數、小數；⑸ΔH的值與系數相匹配。系數加倍，ΔH值也加倍。正逆反應的ΔH絕對值相等，符號相反。⑹

反應物完全變成生成物，所釋放或吸收的熱量。⑺

熱化學方程式一般不要寫反應條件。例題1：依據事實，寫出下列反應的熱化學方程式。1molN2（氣態(tài)）與適量H2（氣態(tài)）起反應，生成NH3（氣態(tài)），放出92.2kJ的熱量。N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H＝－92.2kJ/mol例題2：1克甲烷在空氣中燃燒，恢復常溫下測得放出熱量55.63KJ，試寫出熱化學方程式。CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(l)ΔH=－890kJ/mol例題3：已知：S(固)+O2(氣)=SO2(氣)ΔH=－290.6kJ/mol，求1.6克硫燃燒成為SO2氣體放出多少熱量？14.53kJ練習：A.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=－4bkJ/molB.C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)△H=+2bkJ/molC.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=－2bkJ/molD.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=+bkJ/mol1、已知充分燃燒ag乙炔氣體時生成1mol二氧化碳氣體和液態(tài)水，并放出熱量bkJ，則乙炔燃燒的熱化學方程式正確的是：（）A2、今有如下三個熱化學方程式：H2(g)+?O2(g)=H2O(g)；△H=akJ/molH2(g)+?O2(g)=H2O(l)；△H=bkJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)；△H=ckJ/mol關于它們的下列表述，正確的是（）它們都是吸熱反應a、b和c均為正值C.反應熱的關系：a=bD.反應熱的關系：2b=cD3、0.3mol氣態(tài)高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧氣中完全燃燒生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水，放出649.5kJ熱量。寫出乙硼烷燃燒的熱化學方程式。B2H6(g)＋3O2(g)＝B2O3(s)＋3H2O(l)△H=－2165kJ/molB4、已知：C(s)+O2(g)=CO2(g)；△H=－393.5kJ/molH2(g)+?O2(g)=H2O(l)；△H=－241.8kJ/mol欲得到相同的熱量，需分別燃燒固體碳和氫氣的質量比約為()A.2:3.25 B.12:3.25C.1:1D.393.5:241.8

跟蹤練習1下列各組熱化學方程式中，化學反應的ΔH前者大于后者的是(

)

①C(s)＋O2(g)＝CO2(g)

ΔH1，

C(s)＋O2(g)＝CO(g)

ΔH2

②S(s)＋O2(g)＝SO2(g)

ΔH3，

S(g)＋O2(g)＝SO2(g)

ΔH4

③H2(g)＋O2(g)＝H2O(l)

ΔH5，

2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)

ΔH6

④CaCO3(s)＝CaO(s)＋CO2(g)

ΔH7，

CaO(s)＋H2O(l)＝Ca(OH)2(s)

ΔH8

A．①

B．④

C．②③④

D．①②③

答案

C

2.

已知1mol白磷轉化成紅磷，放出18.39kJ的熱量，又知：P4(白，s)＋5O2(g)===2P2O5(s)

ΔH1,4P(紅，s)＋5O2(g)===2P2O5(s)

ΔH2

。則ΔH1和ΔH2的關系正確的是(

)

A．ΔH1＞ΔH2 B．ΔH1＜ΔH2

C．ΔH1＝ΔH2 D．無法確定

解析

由于白磷轉化為紅磷時放出熱量，所以白磷和紅磷與等量O2反應生成等量的P2O5時，白磷放出的熱量更多，又因ΔH1＜0，ΔH2＜0，故ΔH1＜ΔH2。

答案B

化學方程式

熱化學方程式化學計量數是整數，即表示微粒個數，又表示物質的量整數也可以是分數，只表示物質的物質的量狀態(tài)不要求表明必須在分子式后表明正負號及單位無必須表明意義表示化學反應中的物質變化不僅表示化學反應中的物質變化，還表明化學反應中能量的變化小結：化學方程式與熱化學方程式的比較中和熱1、中和反應的實質：H++OH－＝H2O

在稀溶液中，酸與堿發(fā)生中和反應生成1molH2O(l)時所釋放的熱量稱為中和熱。2、中和熱的定義：H＋(aq)+OH－(aq)

＝H2O(l)ΔH=－57.3kJ／mol3、中和熱的表示：4、中和熱的測定：實踐活動

酸與堿發(fā)生中和反應生成1molH2O時所釋放的熱量稱為中和熱。如果要通過實驗來測定鹽酸與氫氧化鈉反應的中和熱，你認為在設計實驗裝置和操作時應該注意哪些問題？你準備如何設計并進行實驗？請與同學討論、交流。⑴用隔熱裝置，盡量減少熱量散失；⑵酸堿的量要準確：n＝C×V⑸溫度計越精確越好⑹注意控制反應時間⑺多做幾次，取平均值⑷攪拌使反應充分進行，使混合液溫度均衡。⑶鹽酸跟氫氧化鈉溶液混合后液面上方的空間盡可能小；

［特別提醒］

①中和熱的測量中堿稍過量的原因是保證酸能完全反應，計算時應以不足的酸作為計算標準。

②實驗中使用的酸和堿不能是濃酸或濃堿，若用濃酸或濃堿，由于稀釋過程中放出熱量，會使測得的中和熱數值偏高。

3．導致測定誤差的因素求算出的中和熱是否接近57.3kJ·mol－1，取決于溶液的濃度、溶液的體積及溫度的變化。引起中和熱測定有較大誤差的因素主要有：①溶液濃度不準確；②溶液量取不準確；③隔熱較差；④室溫太低；⑤溫度未讀取到最高點等。實踐活動實驗目的測定強酸與強堿反應的反應熱，體驗化學反應的熱效應。實驗用品中和反應反應熱的測定大燒杯（500mL）、小燒杯（100mL）、溫度計、量筒（50mL）兩個、泡沫塑料或紙條、泡沫塑料板或硬紙板（中心有兩個小孔）、環(huán)形玻璃攪拌棒。0.50mol／L鹽酸、0.55mol／LNaOH溶液（為了保證0.50mol／L鹽酸完全被NaOH中和，采用0.55mol／LNaOH溶液，使堿稍稍過量）。1．在大燒杯底部墊泡沫塑料（或紙條），使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平。然后再在大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑料（或紙條），大燒杯上用泡沫塑料板（或硬紙板）作蓋板，在板中間開兩個小孔，正好使溫度計和環(huán)形玻璃攪拌棒通過，以達到保溫、隔熱、減少實驗過程中熱量損失的目的，如圖所示。該實驗也可在保溫杯中進行。實驗步驟2．用一個量筒量取50mL0.50mol／L鹽酸，倒入小燒杯中，并用溫度計測量鹽酸的溫度，記入下表。然后把溫度計上的酸用水沖洗干凈。3．用另一個量筒量取50mL0.55mol／LNaOH溶液，并用溫度計測量NaOH溶液的溫度，記入下表。4．把溫度計和環(huán)形玻璃攪拌棒放入小燒杯的鹽酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯（注意不要灑到外面）。用環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕攪動溶液，并準確讀取混合溶液的最高溫度，記為終止溫度，記入下表。重復實驗步驟2~4三次。答案：兩杯口相平，可使蓋板把杯口盡量蓋嚴，從而減少熱量損失；填碎紙條的作用是為了達到保溫隔熱、減少實驗過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）會使實驗結果更準確。思考1：大、小燒杯放置時，為何要使兩杯口相平？填碎泡沫塑料（或碎紙條）的作用是什么？對此裝置，你有何更好的建議？思考2：為什么不用環(huán)形鐵攪拌棒？鐵與鹽酸之間會發(fā)生反應，另外鐵的導熱性好，這樣都會造成熱量的損失。思考4：溫度計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？

答：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，會使溶液的總質量增加，而導致實驗結果誤差。思考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？因為本實驗的關鍵是測反應的反應熱，若動作遲緩，將會使熱量損失而使誤差增大。

溫度實驗次數實驗次數起始溫度t1／℃終止溫度t2／℃溫度差（t2－t1）／℃HClNaOH平均值126.426.226.330.4227.027.427.233.3325.925.925.929.8實驗數據處理⒈取三次測量所得數據的平均值作為計算依據。t1／℃t2／℃（t2－t1）／℃⒉根據實驗數據計算中和熱。為了使計算簡便一些，我們近似地認為：如果某一次實驗的數據與另外兩次實驗的數據差異明顯，怎么辦？生成1molH2O時的中和熱為：△H＝KJ／mol0.418（t2－t1）0.025mol鹽酸的質量m1=50g，NaOH溶液的質量m2＝50g。⑴鹽酸和NaOH溶液的密度都是1g／cm3⑵中和后生成的溶液的比熱容c＝4.18J／（g·℃）50mL0.50mol／L鹽酸和50mL0.55mol／LNaOH溶液發(fā)生中和反應時放出的熱量為：（m1+m2）·c·（t2℃－t1℃）＝100g×4.18J／（g·℃