化學(xué)反應(yīng)與能量的變化課件

化學(xué)反應(yīng)與能量的變化課件第1頁/共43頁1、化學(xué)反應(yīng)的特征物質(zhì)變化能量變化質(zhì)量守恒能量守恒2、化學(xué)反應(yīng)中能量的變化（吸收和放出），可以

、

、

及其它形式的能量表現(xiàn)出來。光能熱能電能

當(dāng)能量變化以熱能的形式表現(xiàn)時(shí)，化學(xué)反應(yīng)可以分為：3、放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)反高生低生高反低放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)（熟記常見反應(yīng)）第2頁/共43頁反高(1)放熱反應(yīng)①化學(xué)反應(yīng)中放出熱量的反應(yīng)。②③E(反應(yīng)物)E(生成物)>生低常見的放熱反應(yīng)：a.物質(zhì)與O2的氧化反應(yīng)（燃燒，生銹等）；b.中和反應(yīng)（酸堿）；c.金屬與水or酸的反應(yīng)；d.絕大多數(shù)化合反應(yīng)（CaO與H2O）。C+CO2===2CO吸熱反應(yīng)

放熱反應(yīng)有時(shí)也需要

加熱才能發(fā)生！高溫第3頁/共43頁生高(2)吸熱反應(yīng)①化學(xué)反應(yīng)中吸收熱量的反應(yīng)。②③E(反應(yīng)物)E(生成物)<反低常見的吸熱反應(yīng)：a.Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl晶體反應(yīng)；b.H2與CuO等還原反應(yīng)；c.C作還原劑的反應(yīng)；d.絕大多數(shù)分解反應(yīng)。C+CO2==2COC+H2O==CO+H2水煤氣e.水解反應(yīng)。第4頁/共43頁一、反應(yīng)熱和焓變1、反應(yīng)熱化學(xué)反應(yīng)中所吸收或放出的熱量。恒溫恒壓下，反應(yīng)熱稱“焓變”。2、焓變1）符號(hào)：2）單位：ΔHkJ/mol或kJ?mol–1注：單位中的每mol是與整個(gè)反應(yīng)對(duì)應(yīng)的，即反應(yīng)熱表示每mol反應(yīng)放出或吸收的熱量。第5頁/共43頁3）表示方法放熱反應(yīng)(體系能量降低)：?H<0，?H為“－”吸熱反應(yīng)(體系能量升高)：?H>0，?H為“+”所謂體系是指被研究的物質(zhì)系統(tǒng)；而體系以外的其他部分就稱為環(huán)境第6頁/共43頁4）化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因舊鍵斷裂—

吸收能量新鍵形成—

放出能量==679kJ/mol862kJ/molH=679kJ/mol－862kJ/mol=－183kJ/mol反應(yīng)物的鍵能總和生成物的鍵能總和第7頁/共43頁5）焓變與鍵能的關(guān)系（微觀）ΔH

=反應(yīng)物的鍵能總和生成物的鍵能總和–例1：1molC與1molH2O(g)反應(yīng)生成lmolCO(g)和1molH2(g)，需要吸收131.5kJ的熱量，該反應(yīng)的反應(yīng)熱為△H=

kJ/mol。＋131.5例2：拆開1molH－H鍵、1molN－H鍵、1molN≡N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，則1molN2生成NH3的反應(yīng)熱為

，則1molH2生成NH3的反應(yīng)熱為

。－92kJ/mol－30.67kJ/mol相當(dāng)于1/3molN2第8頁/共43頁6）焓變與物質(zhì)能量的關(guān)系（宏觀）ΔH

=∑

E生成物∑

E反應(yīng)物–第9頁/共43頁任何一個(gè)化學(xué)反應(yīng)都包括物質(zhì)的變化和能量的變化。那么，有什么表達(dá)式能把這兩種變化都表示出來？思考H2+I2==2HI只表示物質(zhì)變化【例1】在200℃、101kPa時(shí)，1molH2與碘蒸氣作用生成HI的反應(yīng)，科學(xué)文獻(xiàn)上表示為：ΔH

=H2(g)+I2(g)====2HI(g)200℃101kPa－14.9kJ/mol第10頁/共43頁二、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。1、定義2、含義表示1mol氣態(tài)H2與1mol氣態(tài)碘完全反應(yīng)，生成2mol氣態(tài)HI時(shí)，放出14.9kJ的熱量。ΔH

=H2(g)+I2(g)====2HI(g)200℃101kPa－14.9kJ/mol第11頁/共43頁200℃101kPa物質(zhì)變化H2(g)+I2(g)======2HI(g)△H=－14.9kJ/mol能量變化◆方程式包含物質(zhì)變化和能量變化兩個(gè)部分。◆注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)?！粑镔|(zhì)后標(biāo)注物質(zhì)狀態(tài)。◆化學(xué)計(jì)量數(shù)可為整數(shù)或分?jǐn)?shù)。H2(g)+O2(g)===H2O(g)△H=－241.8kJ/mol21200℃101kPaH2(g)+I2(g)======2HI(g)△H=－14.9kJ/mol熱化學(xué)反應(yīng)方程式第12頁/共43頁3、書寫要點(diǎn)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(yīng)注明反應(yīng)的溫度、壓強(qiáng)；△H與實(shí)驗(yàn)的條件、物質(zhì)的狀態(tài)有關(guān)！（250C，101kPa時(shí)不注明）⑵一定標(biāo)明各物質(zhì)的狀態(tài)（s、l、g、aq）；H2O(l)H2O(g)△H=+44kJ/mol第13頁/共43頁⑶ΔH只放右邊，以空格與標(biāo)有物質(zhì)狀態(tài)的化學(xué)方程式隔開(數(shù)值及單位)

放熱：ΔH<0；吸熱：ΔH>0；⑷系數(shù)僅僅表示物質(zhì)的量，不表示分子或原子個(gè)數(shù)；故系數(shù)可以是整數(shù)、分?jǐn)?shù)、小數(shù)；⑸ΔH的值與系數(shù)相匹配。系數(shù)加倍，ΔH值也加倍。正逆反應(yīng)的ΔH絕對(duì)值相等，符號(hào)相反。⑹

反應(yīng)物完全變成生成物，所釋放或吸收的熱量。⑺

熱化學(xué)方程式一般不要寫反應(yīng)條件。第14頁/共43頁例1：當(dāng)1mol氣態(tài)H2與1mol氣態(tài)Cl2反應(yīng)生成2mol氣態(tài)HCl，放出184.6kJ的熱量，請(qǐng)寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)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)與適量O2(g)反應(yīng)生成NO2

(g)，需吸收68kJ的熱量；寫出熱化學(xué)方程式。N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)

?H=+

68kJ/mol第15頁/共43頁例3、沼氣的主要成分是甲烷。0.5molCH4完全燃燒生成CO2和H2O時(shí)，放出445kJ的熱量。則下列熱化學(xué)方程式中正確的是（）A、2CH4(g)＋4O2(g)＝2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH=+890kJ/mol

B、CH4

＋2O2

＝CO2

＋H2OΔH=–890kJ/mol

C、CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)ΔH=–

890kJ/mol

D、1/2CH4(g)＋O2(g)＝1/2CO2(g)＋H2O(l)ΔH=–890kJ/mol

C狀態(tài)ΔH=–445kJ/mol第16頁/共43頁

化學(xué)方程式

熱化學(xué)方程式化學(xué)計(jì)量數(shù)是整數(shù)，即表示微粒個(gè)數(shù)，又表示物質(zhì)的量整數(shù)也可以是分?jǐn)?shù)，只表示物質(zhì)的物質(zhì)的量狀態(tài)不要求表明必須在分子式后表明正負(fù)號(hào)及單位無必須表明意義表示化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化不僅表示化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化，還表明化學(xué)反應(yīng)中能量的變化小結(jié)：化學(xué)方程式與熱化學(xué)方程式的比較第17頁/共43頁1.已知反應(yīng)A＋B＝C＋D為放熱反應(yīng)，對(duì)該反應(yīng)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(yīng)為放熱反應(yīng)，故不必加熱就一定能發(fā)生C鞏固練習(xí)1第18頁/共43頁影響焓因素：物質(zhì)本身性質(zhì)和狀態(tài)⑴1gH2O(l)變成水蒸氣需要升溫還是降溫？⑵液態(tài)水變成水蒸氣需要吸熱還是放熱？⑶1g液態(tài)H2O和1g氣態(tài)H2O所具有的能量是否相同？哪個(gè)大？隨堂練習(xí)2第19頁/共43頁隨堂練習(xí)3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>0C第20頁/共43頁鞏固練習(xí)44.氫氣在氧氣中燃燒產(chǎn)生藍(lán)色火焰，在反應(yīng)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(guān)系式中正確的是（）A.2Q1+Q2>4Q3

B.2Q1+Q2<4Q3

C.Q1+Q2<Q3

D.Q1+Q2=Q3B第21頁/共43頁==H2O(l)H2O(g)△H=－44.0kJ/mol物質(zhì)狀態(tài)第22頁/共43頁2．白磷與氧可發(fā)生如下反應(yīng)：P4+5O2=P4O10。已知斷裂下列化學(xué)鍵需要吸收的能量分別為：P—PakJ·mol-1、P—ObkJ·mol-1、P=OckJ·mol-1、O=OdkJ·mol-1。據(jù)圖示的分子結(jié)構(gòu)和有關(guān)數(shù)據(jù)估算該反應(yīng)的△H，其中正確的是（

）A（6a+5d－4c－12b）kJ·mol-1

B（4c+12b－6a－5d）kJ·mol-1

C（4c+12b－4a－5d）kJ·mol-1

D（4a+5d－4c－12b）kJ·mol-1

A第23頁/共43頁3

（2011重慶理綜。）SF6是一種優(yōu)良的絕緣氣體,分子結(jié)構(gòu)中只存在S—F鍵。已知:1molS(s)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)硫原子吸收能量280kJ,斷裂1molF—F、S—F鍵需吸收的能量分別為160kJ、330kJ。則S(s)+3F2(g)=SF6(g)的反應(yīng)熱ΔH為(

)-1780kJ/mol

B.-1220kJ/mol

C.-450kJ/mol

D.+430kJ/mol

B第24頁/共43頁2.00gC2H2完全燃燒生成液態(tài)水和CO2放出的熱量為99.6KJ，寫出C2H2燃燒的熱化學(xué)方程式。2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=－2589.6KJ/mol25第25頁/共43頁2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=-4bkJ2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=-4bkJ/molC.C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(g)△H=-4bkJ/molD.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=+4bkJ/molE.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=-2bkJ/mol2、已知充分燃燒ag乙炔氣體時(shí)生成1mol二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水，并放出熱量bkJ，則乙炔燃燒的熱化學(xué)方程式正確的是B點(diǎn)撥：熱化學(xué)方程式書寫正誤的判斷可從物質(zhì)的聚集狀態(tài)、△H的正負(fù)號(hào)、物質(zhì)的量的大小、單位等主要方面入手26第26頁/共43頁一、燃燒熱1.燃燒熱的的概念:

在25℃、101kPa時(shí),1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時(shí)所放出的熱量。為什么指定溫度和壓強(qiáng)?

生成物不能繼續(xù)燃燒C--CO2（g）S–SO2（g）H–H2O（l）單位:kJ/mol限定燃料的物質(zhì)的量2C8H18（l）+25O2(g)=16CO2+18H2O(l)△H=－11036KJ/mol思考:①C8H18的燃燒熱是多少?

△H=－5518KJ/mol②1molC8H18燃燒時(shí)放出了多少熱?5518KJ27第27頁/共43頁【例1】

在101kPa時(shí)，1molCH4

完全燃燒生成CO2和液態(tài)H2O，放出890kJ的熱量，CH4

的燃燒熱為多少？1000LCH4（標(biāo)準(zhǔn)狀況）燃燒后所產(chǎn)生的熱量為多少？28第28頁/共43頁二、中和熱1、酸和堿的中和反應(yīng)有熱量放出，可以通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得中和反應(yīng)的反應(yīng)熱。當(dāng)1L1mol／L的稀鹽酸跟1L1mol／L的NaOH溶液起中和反應(yīng)時(shí)，能放出57.3kJ的熱量。

NaOH(aq)＋HCI(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH=－57.3kJ／mol2、如果用1L1mol／L的KOH溶液中和1L1mol／L的HNO3溶液，也能放出57.3kJ的熱量。

KOH(aq)＋HNO3(aq)=KNO3(aq)＋H2O(l)ΔH=－57.3kJ／mol29第29頁/共43頁二、中和熱1．定義：在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)（嚴(yán)格說是1molH+和1molOH-反應(yīng))生成1mol水時(shí)的反應(yīng)熱叫做中和熱。2.H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1)△H=-57.3kJ／mol3.要點(diǎn)：

Ⅰ、條件：稀溶液。稀溶液是指溶于大量水的離子

Ⅱ、反應(yīng)物：（強(qiáng)）酸與（強(qiáng)）堿。中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、電解質(zhì)電離的吸熱所伴隨的熱效應(yīng)

Ⅲ、生成1mol水。中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是H+和OH-化合生成H20，若反應(yīng)過程中有其他物質(zhì)生成，這部分反應(yīng)熱也不在中和熱之內(nèi)

Ⅳ、放出的熱量：57.3kJ/mol30第30頁/共43頁★燃燒熱與中和熱的區(qū)別與聯(lián)系相同點(diǎn)

燃燒熱中和熱能量變化放熱反應(yīng)ΔHΔH<0,單位kJ/mol不同點(diǎn)反應(yīng)物的量1mol可燃物

可能是1mol也可以是0.5mol(不限)離子必須是1mol生成物的量不限量1molH2O反應(yīng)熱的含義1mol反應(yīng)物完全燃燒時(shí)放出的熱量;不同的物質(zhì)燃燒熱不同

酸堿中和生成1molH2O時(shí)放出的熱量,強(qiáng)酸強(qiáng)堿間的中和反應(yīng)中和熱大致相同,均約為57.3kJ/mol31第31頁/共43頁3、下列各組物質(zhì)的燃燒熱相等的是：（）A.碳和一氧化碳B.1moL碳和2moL碳C.1moL乙炔和2moL碳D.淀粉和纖維素BH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)=-285.8kJ/molHH2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)=-241.8kJ/molH2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)=-483.6kJ/molH2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)=-571.6kJ/molH4.已知熱化學(xué)方程式：則氫氣的燃燒熱為：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿285.8kJ/mol32第32頁/共43頁三、中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定測(cè)定強(qiáng)酸與強(qiáng)堿反應(yīng)的反應(yīng)熱，體驗(yàn)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)。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)形玻璃攪拌棒實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

實(shí)驗(yàn)用品

中和熱：在稀溶液中，酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol水所產(chǎn)生的反應(yīng)熱第33頁/共43頁1.保溫。在大燒杯底部墊泡沫塑料，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，大燒杯上用泡沫塑料板（或硬紙板）作蓋板，在板中間開兩個(gè)小孔，正好使溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒通過，如圖所示。實(shí)驗(yàn)步驟

第34頁/共43頁答案：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。思考1：大、小燒杯放置時(shí)，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(duì)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(huì)發(fā)生反應(yīng)，另外鐵的導(dǎo)熱性好，這樣都會(huì)造成熱量的損失。第35頁/共43頁2.用一個(gè)量筒最取50mL0.50mol/L鹽酸，倒入小燒杯中，并用溫度計(jì)測(cè)量鹽酸的溫度，記入下表。然后把溫度計(jì)上的酸用水沖洗干凈。思考3：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？

答：因?yàn)樵摐囟扔?jì)還要用來測(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)使溶液的總質(zhì)量增加，而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差。第36頁/共43頁3.用另一個(gè)量筒量取50mL0.55m