11化学反应与能量.ppt

第一章第一章 化学反应与能量化学反应与能量第一节第一节 化学反应与能量的变化化学反应与能量的变化第一课时第一课时教学目标：教学目标：1、了解化学反应中能量转化的原因和常见的能、了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式。量转化形式。2、认识化学反应过程中同时存在着物质和能量、认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的变化，而且能量的释放或吸收是以发生变化的的变化，而且能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础，能量的多少取决于反应物与生成物物质为基础，能量的多少取决于反应物与生成物的质量。的质量。3、了解反应热和焓变的涵义。、了解反应热和焓变的涵义。4、认识热化学方程式的意义，并能正确书写热、认识热化学方程式的意义，并能正确书写热化学方程式。化学方程式。教学重点：教学重点：化学反应中的能量变化，热化学方程式的书写。化学反应中的能量变化，热化学方程式的书写。教学重点：教学重点：焓变，焓变，H的的“”与与“”，热化学方程，热化学方程式的书写。式的书写。复习：复习：1、化学反应的本质、化学反应的本质化学反化学反应的本应的本质质从物质的角度：从物质的角度：有新物质生成。有新物质生成。从微粒的角度：从微粒的角度：原子重新组合的过程。原子重新组合的过程。从化学键的角度：从化学键的角度：旧键的断裂和新键的旧键的断裂和新键的形成。形成。从能量的角度：从能量的角度：释放或贮存能量的过释放或贮存能量的过程。程。2、键能：、键能：断开断开1mol化学键（或形成化学键（或形成1mol化学键）所化学键）所需要吸收的能量（或放出的能量）。需要吸收的能量（或放出的能量）。3、吸热反应和放热反应的判断、吸热反应和放热反应的判断 在任何一个化学反应中，都遵循质量守恒定在任何一个化学反应中，都遵循质量守恒定律和能量守恒定律。律和能量守恒定律。例：例：A +B =C +DmA +mB =mC +mDEA +EB +E吸吸=EC +ED+E放放质量守恒：质量守恒：能量守恒能量守恒:（1）从键能判断）从键能判断化学键断裂吸收的总能量形成化学键放出的总能量化学键断裂吸收的总能量形成化学键放出的总能量 吸热反应：吸热反应：放热反应放热反应：化学键断裂吸收的总能量形成化学键放出的总能量化学键断裂吸收的总能量形成化学键放出的总能量（2）从反应物和生成物的能量判断）从反应物和生成物的能量判断反应物的总能量生成物的总能量反应物的总能量生成物的总能量 吸热反应：吸热反应：放热反应放热反应：反应物的总能量生成物的总能量反应物的总能量生成物的总能量 一、焓变一、焓变 反应热反应热1、反应热、反应热（1）反应热的概念：）反应热的概念：在化学反应过程中放出或吸收的热量。在化学反应过程中放出或吸收的热量。（2）反应热的测定环境）反应热的测定环境 恒（等）压环境：恒（等）压环境：反应前后压强不变，但体积改变。如在敞反应前后压强不变，但体积改变。如在敞口容器、针筒、活塞等的反应。口容器、针筒、活塞等的反应。恒（等）容环境：恒（等）容环境：反应前后体积不变，压强改变。如在密闭容反应前后体积不变，压强改变。如在密闭容器、体积不变容器中的反应。器、体积不变容器中的反应。2、焓变、焓变（1）焓（）焓（H）的概念：）的概念：焓（焓（H）是与内能有关的物理量。）是与内能有关的物理量。（2）焓变（）焓变（H）：）：某一化学反应，在一定条件下（恒压）的反某一化学反应，在一定条件下（恒压）的反应热，由生成物与反应物的焓值差（应热，由生成物与反应物的焓值差（H）决定。）决定。H =H反应物反应物H生成物生成物说明：说明：焓变的符号：焓变的符号：kJ/mol 或或kJmol1。恒压下，一般为敞口容器、针恒压下，一般为敞口容器、针筒、活塞等的反应。筒、活塞等的反应。测量方法：测量方法：H。焓变的单位：焓变的单位：测量条件：测量条件：通过实验直接测量。通过实验直接测量。例：例：实验测得：实验测得：1 mol H2 与与1mol Cl2反应生成反应生成2 mol HCl时放出时放出184.6 kJ 热量，试从微观的角度热量，试从微观的角度进行分析。（已知进行分析。（已知H2的键能为的键能为436 kJ/mol，Cl2的键能为的键能为243 kJ/mol，HCl的键能为的键能为431 kJ/mol）任何化学反应都有反应热，这是因为在发生任何化学反应都有反应热，这是因为在发生化学反应的过程中，当反应物分子的化学键断裂化学反应的过程中，当反应物分子的化学键断裂时，需要克服原子间的相互作用，即吸收能量；时，需要克服原子间的相互作用，即吸收能量；当原子重新结合成生成物分子，即形成新的化学当原子重新结合成生成物分子，即形成新的化学键时，要释放能量。吸收的能量与释放的能量的键时，要释放能量。吸收的能量与释放的能量的差值，就是化学反应的反应热。差值，就是化学反应的反应热。分析：分析：说明：说明：焓变的符号：焓变的符号：H。焓变的单位：焓变的单位：kJ/mol 或或kJmol1。测量条件：恒压下，一般为敞口容器、针筒、测量条件：恒压下，一般为敞口容器、针筒、活塞等的反应。活塞等的反应。测量方法：通过实验直接测量。测量方法：通过实验直接测量。化学键断裂化学键断裂吸热；化学键形成吸热；化学键形成放热。放热。产生原因：产生原因：表示方法表示方法吸热反应：吸热反应：H为为“”或或H0；即环境对体系做功，；即环境对体系做功，环境能量降低，体系能量升高。环境能量降低，体系能量升高。放热反应：放热反应：H为为“”或或H0；即体系对环境做功，；即体系对环境做功，体系能量减少，环境能量升高。体系能量减少，环境能量升高。1、已知拆开、已知拆开1mol H2中的化学键要吸收中的化学键要吸收436 kJ的的能量，拆开能量，拆开1mol O2中的化学键要吸收中的化学键要吸收496 kJ的的能量，形成水分子中的能量，形成水分子中的1mol HO键要放出键要放出463 kJ的能量，试说明的能量，试说明 2H2+O2=2H2O中的能量变中的能量变化。化。课堂练习：课堂练习：（答案：（答案：H=484kJ/mol）2、1molC（s）与与1molH2O（g）反应生成）反应生成lmol CO（g）和和1mol H2（g），需要吸收，需要吸收131.5kJ的的热量，该反应的反应热为热量，该反应的反应热为H=kJ/mol。131.5H=4362 496463 4=484kJ/mol分析：分析：3、拆开、拆开 lmol HH键、键、lmol NH键、键、lmolNN键分别需要的能量是键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则，则1mol N2生成生成NH3的反应热为的反应热为，1mol H2生成生成NH3的反应热为的反应热为 。92kJ/mol30.7kJ/mol分析：分析：N 2（g）+3H 2（g）=2NH 3（g）H=946 4363 391 6=92kJ/mol 1/3N 2（g）+H 2（g）=2/3NH 3（g）H=946 1/3 436391 2=30.7kJ/mol小结：小结：这一节，我们首先复习了化学反应的本质、这一节，我们首先复习了化学反应的本质、键能、吸热反应和放热反应的判断等知识，在此键能、吸热反应和放热反应的判断等知识，在此基础上介绍了反应热和焓变的相关知识。基础上介绍了反应热和焓变的相关知识。下一节课，我们将学习有关热化学方程式下一节课，我们将学习有关热化学方程式的概念及书写方法。的概念及书写方法。第一章第一章 化学反应与能量化学反应与能量第一节第一节 化学反应与能量的变化化学反应与能量的变化第二课时第二课时二、热化学方程式二、热化学方程式1、热化学方程式的定义：、热化学方程式的定义：表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式。表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式。2、书写热化学方程式的注意事项、书写热化学方程式的注意事项H=14.9 kJ/mol（1）要注明反应的温度和压强。）要注明反应的温度和压强。因温度和压强不同时，其因温度和压强不同时，其H也不同，如不也不同，如不注明，则一般是指注明，则一般是指101kPa和和25。H2（g）I2（g）2HI（g）200101kPa例例1：点燃点燃25，101kPaH2（g）1/2O2（g）H2O（g）例例2：点燃点燃25，101kPaH2（g）1/2O2（g）H2O（l）H=241.8 kJ/molH=285.8 kJ/mol（2）要注明反应物和生成物的状态。）要注明反应物和生成物的状态。因物质的聚集状态不同时，其因物质的聚集状态不同时，其H也不同。也不同。气体用气体用g表示；液体用表示；液体用l表示；固体用表示；固体用s表示；溶表示；溶液用液用aq表示。表示。（3）热化学方程式中各物质的化学计量数表示）热化学方程式中各物质的化学计量数表示物质的量，而不是分子个数。所以，在热化学方物质的量，而不是分子个数。所以，在热化学方程式中，化学计量数可以是整数，也可以是分数程式中，化学计量数可以是整数，也可以是分数。点燃点燃25，101kPa2H2（g）O2（g）2H2O（g）例例3：H=483.6 kJ/mol（4）热化学方程式中化学计量数与）热化学方程式中化学计量数与H成正比，成正比，当化学计量数不同时，其当化学计量数不同时，其H不同。不同。（5）在热化学方程式中右端标注热量数值和符号。）在热化学方程式中右端标注热量数值和符号。H：吸热用：吸热用“”表示，放热用表示，放热用“”表示。表示。1、1克甲烷在空气中燃烧，恢复常温下测得放出克甲烷在空气中燃烧，恢复常温下测得放出热量热量55.625KJ，试写出热化学方程式。试写出热化学方程式。课堂练习：课堂练习：2、同温、同压下，比较、同温、同压下，比较Q1与与Q2的大小：的大小：S（g）+O2（g）=SO2（g）H=Q1 kJ/molS（s）+O2（g）=SO2（g）H=Q2 kJ/mol答案：答案：Q1Q2CH4（g）2O2（g）2H2O（g）点燃点燃25，101kPa CO2（g）H=890 kJ/mol答案：答案：3、已知：、已知：C（s）O2（g）=CO2（g）；）；H=393.5 kJ/mol，要获得，要获得1000千焦热量，需千焦热量，需燃烧多少克碳？燃烧多少克碳？答案：答案：30.5克克4、已知：、已知：S（s）+O2（g）=SO2（g）；）；H=290.6 kJ/mol，求，求1.6克硫燃烧成为克硫燃烧成为SO2气气体放出多少热量？体放出多少热量？答案：答案：14.53kJ 5 5、已已知知在在2525，101kpa101kpa下下，1gC1gC8 8H H1818(辛辛烷烷)燃燃烧烧生生成成二二氧氧化化碳碳和和液液态态水水时时放放出出48.40kJ48.40kJ热热量量，表表示示上上述述反反应应的热化学方程式正确的是的热化学方程式正确的是 A AC C8 8H H1818(1)+25/2O(1)+25/2O2 2(g)=8CO(g)=8CO2 2(g)+9H(g)+9H2 2O(g)O(g)H=-48.40 kJH=-48.40 kJmolmol-1-1B BC C8 8H H1818(1)+25/2O(1)+25/2O2 2(g)=8CO(g)=8CO2 2(g)+9H(g)+9H2 2O(1)O(1)H=-5518 kJH=-5518 kJmolmol-1-1C CC C8 8H H1818(1)+25/2O(1)+25/2O2 2(g)=8CO(g)=8CO2 2(g)+9H(g)+9H2 2O(1)O(1)H=+5518 kJH=+5518 kJmolmol-1-1D DC C8 8H H1818(1)+25/2O(1)+25/2O2 2(g)=8CO(g)=8CO2 2(g)+9H(g)+9H2 2O(1)O(1)H=-48.40 kJH=-48.40 kJmolmol-1-1答案：答案：B 6、常温下、常温下14克克CO在足量氧气中充分燃烧，放出在足量氧气中充分燃烧，放出141.3KJ热量，写出该热化学方程式。热量，写出该热化学方程式。答案：答案：CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)H=-282.6 kJ/mol7、比较比较Q1和和Q2的大小、的大小、H1和和H2的大小的大小2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)，H1=Q1kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)，H2=Q2kJ/mol答案：答案：Q1 Q2；H1 H2注意：热量比较比数值，注意：热量比较比数值，H比较带符号比较带符号8 8、已知某温度下的热化学方程式：已知某温度下的热化学方程式：2SO2SO2 2(g)(g)O O2 2(g)2SO(g)2SO3 3(g)H=(g)H=-197kJ/molkJ/mol试写出试写出SOSO3 3分解的热化学反应方程式。分解的热化学反应方程式。2SO3(g)2SO2(g)O2(g)H=+197kJ/mol注意：注意：对于可逆反应，对于可逆反应，当反应逆向进行时，其反应热与正反应的当反应逆向进行时，其反应热与正反应的数值相等，符号相反。数值相等，符号相反。其反应热是指反应物完全转变成生成物其反应热是指反应物完全转变成生成物放出或吸收的热量。放出或吸收的热量。三、中和反应反应热的测定三、中和反应反应热的测定1、中和热、中和热 酸与碱反应生成酸与碱反应生成1mol H2O时释放的热量称中时释放的热量称中和热。和热。数值：稀溶液中，强酸和强碱中和时数值：稀溶液中，强酸和强碱中和时 H=-57.3kJ/mol2、中和反应反应热的测定、中和反应反应热的测定 原理：原理：Q=mct大烧杯（大烧杯（500mL）、小烧杯（）、小烧杯（100mL）、温度计、）、温度计、量筒（量筒（50mL）两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑）两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料或纸板（中心有两个小孔）、环形玻璃搅拌棒、料或纸板（中心有两个小孔）、环形玻璃搅拌棒、0.50mol/L盐酸、盐酸、0.55 mol/LNaOH溶液。溶液。仪器及药品仪器及药品：a、在在大烧杯底部垫泡沫大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入塑料（或纸条），使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用（或纸条），大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，形玻璃搅拌棒通过，以达以达到保温、隔热、减少实验到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的过程中热量损失的目的，如左图如左图所示。该实验也可所示。该实验也可在保温杯中进行。在保温杯中进行。实验步骤实验步骤b b、用一个量筒量取、用一个量筒量取50mL 50mL 0.5mol/L0.5mol/L盐酸，盐酸，倒入倒入 小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记录小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记录。把温度计上的酸用水冲洗干净。把温度计上的酸用水冲洗干净。c c、用另一个量筒量取、用另一个量筒量取50mL 50mL 0.55mol/L0.55mol/L氢氧化氢氧化钠，并用温度计测量氢氧化钠的温度，记录。钠，并用温度计测量氢氧化钠的温度，记录。d d、把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放、把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯中，并把量筒中的入小烧杯中，并把量筒中的NaOHNaOH溶液一次倒入溶液一次倒入小烧杯（注意不要洒在外面），盖好盖板。用小烧杯（注意不要洒在外面），盖好盖板。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确量取混环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确量取混合溶液的合溶液的最高温度最高温度，记为终止温度，记录。，记为终止温度，记录。e e、重复重复实验步骤实验步骤2 24 4三次三次3、如何提高中和热测定的准确度呢？、如何提高中和热测定的准确度呢？（1）增强保温、隔热措施，减少实验过程中热）增强保温、隔热措施，减少实验过程中热量的损失。量的损失。（2）不断搅动，使热量分散均匀。）不断搅动，使热量分散均匀。（3）使用稀酸溶液和稀碱溶液，减少溶解热的）使用稀酸溶液和稀碱溶液，减少溶解热的干扰。干扰。（4）使用强酸和强碱溶液，减少电离热效应的）使用强酸和强碱溶液，减少电离热效应的干扰。干扰。