化学反应与能量第一课时焓变反应热.ppt

绪言绪言一一、有效碰撞模型、有效碰撞模型活化分子活化分子活化能活化能化学反应的充要条件化学反应的充要条件二、催化剂二、催化剂普通分子普通分子活化分子活化分子有效碰撞有效碰撞新物质新物质能量能量活化能活化能合理取向合理取向第一章 化学反应与能量第一节 化学反应与能量的变化第一课时 焓变焓变 反应热反应热高二化学备课组高二化学备课组2011-9-22011-9-2 阅读课本阅读课本P2，认识下列名词，以及了解，认识下列名词，以及了解它们之间的关系：它们之间的关系：反应热反应热 焓焓 焓变焓变阅阅 读读一、反应热一、反应热 化学反应过程中所化学反应过程中所吸收或释放吸收或释放的热量的热量,叫做叫做化学反应的热效应化学反应的热效应,一般称为反应热一般称为反应热。二、焓二、焓 焓是焓是物体的一个热力学能状态函数，物体的一个热力学能状态函数，符号：符号：H。系统的状态一定系统的状态一定,焓的值就定了。焓的值就定了。三、焓变三、焓变 生成物与反应物的焓值差生成物与反应物的焓值差 符号：符号：H。在恒压条件下，焓变等于反应热。在恒压条件下，焓变等于反应热。反应热反应热焓变焓变含义含义化学反应过程中所吸化学反应过程中所吸收或释放的热量收或释放的热量生成物的焓与反生成物的焓与反应物的焓的差应物的焓的差符号符号QH单位单位KJ/molKJ/mol反应吸热反应吸热H0反应放热反应放热H0二者的联二者的联系系在恒压条件下，反应热就是焓变。在恒压条件下，反应热就是焓变。化学反应过程中为什么会有能化学反应过程中为什么会有能量的变化？量的变化？一、宏观上，从反应物和生成物具有的能量一、宏观上，从反应物和生成物具有的能量去考虑：去考虑：反应物的总能量反应物的总能量 生成物的总能量生成物的总能量放热反应放热反应1 1、从该图你获得什么信息？、从该图你获得什么信息？2 2、你能计算出该反应过程中能量的变化为多、你能计算出该反应过程中能量的变化为多少吗？少吗？二、从微观角度去考虑：二、从微观角度去考虑：反应物分子断键时吸收的能量反应物分子断键时吸收的能量 生成物分子生成物分子成键时释放的能量成键时释放的能量H为为“+”，或，或H0从微观角度去考虑：从微观角度去考虑：反应物分子断键时吸收的能量反应物分子断键时吸收的能量 生成物分子成生成物分子成键时释放的能量键时释放的能量 H为为“-”，或，或H 0 放热反应放热反应吸热反应吸热反应一、反应热、焓变一、反应热、焓变从焓变角度看：从焓变角度看：H生成物的焓反应物的焓生成物的焓反应物的焓从键能角度看：从键能角度看：H （生成物总键能反应物总（生成物总键能反应物总键能）键能）放热反应：放热反应：吸热反应：吸热反应：H0或或 H为为“”H0 或或H为为“”1.下列变化过程中会放出热量的是下列变化过程中会放出热量的是 （）灼热的碳与二氧化碳的反应灼热的碳与二氧化碳的反应 物质的燃烧物质的燃烧 苛性钠溶于水苛性钠溶于水 生石灰放入水中生石灰放入水中 Ba(OH)28H2O与与NH4Cl的反应的反应 A仅仅 B仅仅 C仅仅 DD 2 2、1mol C1mol C与与1mol H1mol H2 2O(g)O(g)反应生成反应生成lmollmol CO(g)CO(g)和和1mol H1mol H2 2(g)(g)，需要吸收需要吸收131.5kJ131.5kJ的热量，的热量，该反应的该反应的H=H=kJ/molkJ/mol。3 3、拆开、拆开 lmollmol H HH H键键、lmollmol N NH H键键、lmolNNlmolNN键键分分别别需要的能量是需要的能量是436kJ436kJ、391kJ391kJ、946kJ946kJ，则则1mol N1mol N2 2生成生成NHNH3 3的的H=H=，1mol H1mol H2 2生成生成NHNH3 3的的H=H=。131.5131.5-92KJ/mol-92KJ/mol-30.7KJ/mol-30.7KJ/mol4、已知：、已知：H+H H2；H=436KJ/mol，则，则下列叙述正确的是（下列叙述正确的是（）A、2个个H原子的能量高于原子的能量高于1个个H2的能量的能量 B、2个个H原子的能量低于原子的能量低于1个个H2的能量的能量C、H原子比原子比H2分子稳定分子稳定 D、H2分子比分子比H原子稳定原子稳定A D物质的能量越低越稳定。物质的能量越低越稳定。5、下列叙述不正确的是（、下列叙述不正确的是（）A、化学反应一定伴随热量的变化、化学反应一定伴随热量的变化 B、在化学反应过程中，吸收或放出的热量、在化学反应过程中，吸收或放出的热量称为反应热称为反应热 C、若、若H0，则反应物的能量高于生成物，则反应物的能量高于生成物的能量的能量D6 6、下列说法正确的是（、下列说法正确的是（）A A、需要加热方能发生的反应一定是吸热反应需要加热方能发生的反应一定是吸热反应B B、放热的反应在常温下一定很易发生放热的反应在常温下一定很易发生C C、反应是放热的还是吸热的必须看反应物和反应是放热的还是吸热的必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小生成物所具有的总能量的相对大小D D、吸热反应在一定的条件下也能发生吸热反应在一定的条件下也能发生C D7 7、下列说法不正确的是（、下列说法不正确的是（)A、放热反应不需加热即可发生、放热反应不需加热即可发生C、需要加热才能进行的化学反应不一定是吸、需要加热才能进行的化学反应不一定是吸热反应热反应AB、化学反应过程中的能量变化除了热能外，也、化学反应过程中的能量变化除了热能外，也可以是光能、电能等可以是光能、电能等D、化学反应反应热数值与参加反应的物质多少、化学反应反应热数值与参加反应的物质多少有关有关第二课时第二课时热化学方程式热化学方程式二、热化学方程式二、热化学方程式什么是什么是热化学方程式热化学方程式？表示参加反应表示参加反应物质的量物质的量和和反应热反应热的关的关系的化学方程式，叫做系的化学方程式，叫做热化学方程式。热化学方程式。思考思考交流交流与化学方程式相比，热化学方与化学方程式相比，热化学方程式有哪些不同？程式有哪些不同？正确书写热化学方程式应注意正确书写热化学方程式应注意哪几点？哪几点？请看以下请看以下几个例子几个例子，再思考！，再思考！H H2 2(g)+I(g)+I2 2(g)=2HI(g)H=(g)=2HI(g)H=14.9kJ/mol14.9kJ/mol200200101kPa101kPa 热化学方程式包含物质变化和能量变化两热化学方程式包含物质变化和能量变化两部分，部分，二者缺一不可二者缺一不可。普通化学方程式只包含物质变化一部分。普通化学方程式只包含物质变化一部分。物质变化物质变化能量变化能量变化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1 1、化学方程的、化学方程的右边右边必须写上必须写上H H，并并用用“空格空格”隔开隔开，H H：吸热用：吸热用“+”，放热用：，放热用：“”，单位是单位是kJ/molkJ/mol或或J/molJ/molH H2 2(g)+I(g)+I2 2(g)=2HI(g)H=(g)=2HI(g)H=14.9kJ/mol14.9kJ/mol200200101kPa101kPa2 2、热化学方程式需注明反应时的温度和压、热化学方程式需注明反应时的温度和压强。强。对于对于 25 101kPa25 101kPa时进行的反应可时进行的反应可不注明。不注明。H H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g)H=O(g)H=241.8kJ/mol241.8kJ/mol1 12 23 3、热化学方程式需热化学方程式需注明各物质的状态注明各物质的状态。普通化学方程式不需注明物质的状态。普通化学方程式不需注明物质的状态。H H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g)H=O(g)H=241.8kJ/mol241.8kJ/mol1 12 2H H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l)H=O(l)H=285.8kJ/mol285.8kJ/mol1 12 24 4、热化学方程式中化学计量数热化学方程式中化学计量数表示参加反应的各表示参加反应的各物质的物质的量，可为整数或分数物质的物质的量，可为整数或分数。H H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g)H=O(g)H=241.8kJ/mol241.8kJ/mol1 12 22H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(g)H=O(g)H=483.6kJ/mol483.6kJ/mol阅读阅读 P4 资料卡片资料卡片kJ/mol的含义：的含义：每每mol反应的焓变反应的焓变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1 1、化学方程的、化学方程的右边右边必须写上必须写上H H，并用并用“空格空格”隔开隔开，H H：吸热用：吸热用“+”，放热用：，放热用：“”，单位是，单位是kJ/molkJ/mol2 2、需注明反应的温度和压强，需注明反应的温度和压强，如不注明条件，如不注明条件，即指即指:25 1.0125 1.0110105 5PaPa；3 3、物质后需物质后需标聚集状态标聚集状态（s s、l l、g g、aqaq）4 4、热化学方程式中化学计量数、热化学方程式中化学计量数仅仅表示物质的量，表示物质的量，并不能表示物质的分子数或原子数，因此并不能表示物质的分子数或原子数，因此可以是可以是整数也可以是分数整数也可以是分数5 5、根据焓的性质，若化学方程式中各物质的系数、根据焓的性质，若化学方程式中各物质的系数加倍，则加倍，则H H的的数值也加倍数值也加倍；若反应逆向进行，则；若反应逆向进行，则H H改变符号，但绝对值不变改变符号，但绝对值不变1 1、当、当1mol1mol气态气态H H2 2与与1mol1mol气态气态ClCl2 2反应反应生成生成2mol2mol气态气态HClHCl，放出，放出184.6KJ184.6KJ的热的热量，请写出该反应的热化学方程式。量，请写出该反应的热化学方程式。H H2 2(g)+Cl(g)+Cl2 2(g)=2HCl(g)(g)=2HCl(g)H H=-184.6KJ/mol=-184.6KJ/mol而这些书写也是对的！而这些书写也是对的！2.写出下列反应的热化学方程式写出下列反应的热化学方程式（1）1molC(固态固态)与适量与适量H2O(气态气态)反应反应,生成生成CO(气态气态)和和H2(气态气态),吸收吸收131.3kJ的的热量热量（2）0.5molCu(固态固态)与适量与适量O2(气态气态)反应反应,生成生成CuO(固态固态),放出放出78.5 kJ的热量的热量C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)H=+131.3KJ/mol2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s)H=314KJ/mol3、沼气是一种能源，它的主要成分是、沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃烧生成完全燃烧生成CO2和和H2O时，放出时，放出445 kJ的热量。则下列热化学方程式中正确的是的热量。则下列热化学方程式中正确的是A、2CH4(g)4O2(g)2CO2(g)4H2O(l)H=+890 kJ/molB、CH4 2 O2 CO2 H2O H=890 kJ/molC、CH4(g)2 O2(g)CO2(g)2 H2O(l)H=890 kJ/molD、1/2CH4(g)O2(g)1/2CO2(g)H2O(l)H=-890 kJ/molC4、已知在、已知在1105Pa，298K条件下，条件下，2mol氢气燃烧生成氢气燃烧生成水蒸气放出水蒸气放出484kJ热量，下列热化学方程式正确的是热量，下列热化学方程式正确的是 ()A.H2O（g）H2（g）1/2O2（g）H242kJmol1B.2H2（g）O2（g）2H2O H484kJmol1C.H2（g）1/2O2（g）H2O（g）H242kJmol1D.2H2（g）O2（g）2H2O（g）H484kJmol1 A5 5、热化学方程式：、热化学方程式：S(g)+OS(g)+O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(g)H=(g)H=297.3kJ/mol297.3kJ/mol分析下列说法中正确的是（分析下列说法中正确的是（）A AS(g)+OS(g)+O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(l)H297.3KJ/mol(l)H297.3KJ/mol B BS(g)+OS(g)+O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(l)H297.3KJ/mol(l)H297.3KJ/mol C C1molSO1molSO2 2的键能总和大于的键能总和大于1molS1molS和和1molO1molO2 2键能之键能之和和D D1molSO1molSO2 2的键能总和小于的键能总和小于1molS1molS和和1molO1molO2 2键能之键能之和和B DB D三、中和热三、中和热1 1定义：定义：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应，生在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应，生 成成1mol1mol水时的反应热叫做中和热。水时的反应热叫做中和热。2.2.中和热的表示：中和热的表示：H+(aq)+OH-(aqH+(aq)+OH-(aq)=H)=H2 2O(1)H=-57.3kJO(1)H=-57.3kJmolmol3.3.要点要点：、条件：、条件：稀溶液稀溶液。稀溶液是指溶于大量水的离子稀溶液是指溶于大量水的离子 、反应物：、反应物：（强）酸与（强）碱（强）酸与（强）碱。中和热。中和热不包括离不包括离子在水溶液中的生成热、电解质电离的吸热所伴随的热子在水溶液中的生成热、电解质电离的吸热所伴随的热效应效应 、生成、生成1mol1mol水。水。中和反应的中和反应的实质实质是是H H+和和OHOH-化合生成化合生成H H2 20 0，若反应过程中有其他物质生成，这部分反应热也若反应过程中有其他物质生成，这部分反应热也不在中和热之内不在中和热之内 、放出的热量：、放出的热量：57.3kJ/mol57.3kJ/mol例：已知例：已知H H+(aq)+OH(aq)+OH-(aq(aq)=H)=H2 2O(l)O(l)；H=-57.3kJ/mol H=-57.3kJ/mol，求下列中和反应中放出的，求下列中和反应中放出的热量。热量。（1 1）用）用0.5molNaOH0.5molNaOH配稀溶液跟足量稀盐酸反配稀溶液跟足量稀盐酸反应放出应放出_ kJ_ kJ的热量。的热量。（2 2）用）用28gKOH28gKOH配稀溶液跟足量稀硝酸反应，配稀溶液跟足量稀硝酸反应，放出放出_kJ_kJ的热量。的热量。28.728.728.728.74、实验探究：、实验探究：中和热的测定中和热的测定1 1）测定原理）测定原理H=H=c=4.18 J/(g c=4.18 J/(g)=4.18)=4.181010-3-3 kJ/(g kJ/(g)2 2）测量装置）测量装置套烧杯简易量热计。套烧杯简易量热计。说明：双孔泡沫塑料板、碎泡说明：双孔泡沫塑料板、碎泡沫塑料的作用是：保温、隔热、沫塑料的作用是：保温、隔热、减少实验过程中的热量损失。减少实验过程中的热量损失。3 3）操作步骤）操作步骤（实验过程演示）（实验过程演示）c c m mt tn(Hn(H2 2O)O)注意事项注意事项1.大、小烧杯放置时，为何要使两杯口相平？填大、小烧杯放置时，为何要使两杯口相平？填碎纸条的作用是什么？对此装置，你有何更好碎纸条的作用是什么？对此装置，你有何更好的建议？的建议？答案：两杯口相平，可使盖板把杯口尽量盖严，答案：两杯口相平，可使盖板把杯口尽量盖严，从而减少热量损失；填碎纸条的作用是为了达从而减少热量损失；填碎纸条的作用是为了达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的。若换用隔热、密封性能更好的装置（如保的。若换用隔热、密封性能更好的装置（如保温杯）会使实验结果更准确。温杯）会使实验结果更准确。注意事项注意事项2.温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗后的温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗后的溶液能否倒入小烧杯？为什么？溶液能否倒入小烧杯？为什么？答案：因为该温度计还要用来测碱液的温度，若答案：因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗，温度计上的酸会和碱发生中和反应而不冲洗，温度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失，故要冲洗干净；冲洗后的溶液不使热量散失，故要冲洗干净；冲洗后的溶液不能倒入小烧杯，若倒入，会使总溶液的质量增能倒入小烧杯，若倒入，会使总溶液的质量增加，而导致实验结果误差。加，而导致实验结果误差。注意事项注意事项3.酸、碱混合时，为何要把量筒中的酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOH溶液一溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？答案：因为本实验的关键是测反应的反应热，若动答案：因为本实验的关键是测反应的反应热，若动作迟缓，将会使热量损失而使误差增大。作迟缓，将会使热量损失而使误差增大。注意事项注意事项4.实验中所用实验中所用HCl和和NaOH的物质的量比为何不的物质的量比为何不是是1 1而是而是NaOH过量？若用过量？若用HCl过量行吗？过量行吗？答案：为了保证答案：为了保证0.50 mol/L的盐酸完全被的盐酸完全被NaOH中和，采用中和，采用0.55 mol/L NaOH溶液，使碱稍稍溶液，使碱稍稍过量。若使盐酸过量，亦可。过量。若使盐酸过量，亦可。可能产生误差的原因：可能产生误差的原因：1.量取溶液的体积有误差（测量结果是按量取溶液的体积有误差（测量结果是按50 mL的酸、的酸、碱进行计算，若实际量取时，多于碱进行计算，若实际量取时，多于50 mL或小于或小于50 mL都会造成误差）。都会造成误差）。2.温度计的读数有误。温度计的读数有误。3.实验过程中有液体洒在外面。实验过程中有液体洒在外面。4.混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。5.隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而导致误隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。差。6.测了酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的温度，测了酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的温度，致使热量损失而引起误差。致使热量损失而引起误差。思考：思考：1.本实验中若把本实验中若把50 mL 0.50 mol/L的盐酸改为的盐酸改为50 mL 0.50 mol/L醋酸，所测结果是否会有所变醋酸，所测结果是否会有所变化？为什么？化？为什么？会有所变化。因为醋酸为弱电解质，其电离时会有所变化。因为醋酸为弱电解质，其电离时要吸热，故将使测得结果偏小。要吸热，故将使测得结果偏小。思考：思考：1.若改用若改用100 mL 0.50 mol/L的盐酸和的盐酸和100 mL 0.55 mol/L的的NaOH溶液，所测中和热的数值溶液，所测中和热的数值是否约为本实验结果的二倍（假定各步操作没是否约为本实验结果的二倍（假定各步操作没有失误）？有失误）？否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时放出的热量，其数值与反应物的量时放出的热量，其数值与反应物的量的多少无关，故所测结果应基本和本次实验结的多少无关，故所测结果应基本和本次实验结果相同（若所有操作都准确无误，且无热量损果相同（若所有操作都准确无误，且无热量损失，则二者结果相同）。失，则二者结果相同）。【实验探究练习实验探究练习】用用50 50 mLmL 0.50 mol/L 0.50 mol/L的盐酸与的盐酸与50 50 mLmL 0.55 mol/L 0.55 mol/L的氢氧化钠溶液在如上图所示的装置中的氢氧化钠溶液在如上图所示的装置中进行中和反应，通过测定反应过程中所放出的热量可进行中和反应，通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题：计算中和热。回答下列问题：（1 1）烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是）烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是 ；（2 2）环形玻璃搅拌棒能否用环形铁质搅拌棒代替？）环形玻璃搅拌棒能否用环形铁质搅拌棒代替？（填（填“能能”或或“不能不能”），其原因是），其原因是 ；（3 3）实验时氢氧化钠溶液的浓度要用）实验时氢氧化钠溶液的浓度要用0.55 mol/L0.55 mol/L的原因的原因是是 实验中若改用实验中若改用60 60 mLmL 0.50 mol/L 0.50 mol/L的盐酸与的盐酸与50 50 mLmL 0.55 mol/L0.55 mol/L的氢氧化钠溶液进行反应，与上述实验相比，的氢氧化钠溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量所放出的热量 （填（填“相等相等”或或“不相等不相等”），若），若实验操作均正确，则所求中和热实验操作均正确，则所求中和热 （填（填“相等相等”或或“不不相等相等”）；）；（4 4）已知在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成）已知在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成1 mol H1 mol H2 2O O时，放出时，放出57.3 kJ57.3 kJ的热量，则上述反应的的热量，则上述反应的热化学方程式为：热化学方程式为：。答案答案 （1 1）减少热量损失）减少热量损失（2 2）不能）不能 铁会和盐酸反应铁会和盐酸反应铁导热性好，热铁导热性好，热量损失较大量损失较大（3 3）为了确保盐酸完全被中和）为了确保盐酸完全被中和 不相等不相等 相等相等（4 4）NaOH(aq)+HCl(aqNaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+HNaCl(aq)+H2 2O(l)O(l)H H=-57.3=-57.3 kJ/molkJ/mol