选修4第一章（11）.ppt

给我一个支点和足够长的杠杆，给我一个支点和足够长的杠杆，我可以撬动地球。我可以撬动地球。知道这句话知道这句话是谁说的呢？是谁说的呢？必修必修2我们学到我们学到：一个化学反应一个化学反应过程中，除了生成新物质外，同时还过程中，除了生成新物质外，同时还伴随着能量的变化伴随着能量的变化热能热能电能电能光能光能放热反应放热反应吸热反应吸热反应回忆1 1、你所知道的化学反应中有哪些是放、你所知道的化学反应中有哪些是放热反应？热反应？2 2、你所知道的化学反应中有哪些是吸热、你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应？反应？回忆燃料的燃烧燃料的燃烧 ,中和反应中和反应 ,活泼金属与酸或水活泼金属与酸或水的反应的反应 ,大多数化合反应大多数化合反应大多数分解反应大多数分解反应,C+CO,C+CO2 ,2 ,H H2 2+C+Cu uO,C+HO,C+H2 2O,O,Ba(OH)Ba(OH)2 2.8H.8H2 2O+NHO+NH4 4Cl ,Cl ,CaCOCaCO3 3高温分解高温分解 为什么有的反应会放出热量有的为什么有的反应会放出热量有的需要吸收热量呢？需要吸收热量呢？一个确定的化学反应在发生过程中是一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量，取决于吸收能量还是放出能量，取决于 。反应物的总能量与生成物的总能反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。量的相对大小。问题探究一问题探究一生成物生成物反应物反应物能能量量图图1 1吸收吸收热量热量放出放出热量热量反应过程中能量变化曲线图：反应过程中能量变化曲线图：生成物生成物图图2 2反应物反应物能能量量吸热反应：吸热反应：E E反反 EEE生生宏观宏观问题探究二问题探究二化学反应的本质是什么？化学反应的本质是什么？化学键的断裂和形成化学键的断裂和形成旧键断裂需要旧键断裂需要 能量，能量，新键形成会新键形成会 能量能量。放放 出出吸吸 收收2HHH Cl Cl断开断开1molHH键要键要吸收吸收436kJ的能量。的能量。2Cl2HClH H2 2+Cl+Cl2 2 2HCl 2HCl断开断开1molCl Cl键要键要吸收吸收243kJ的的能量。能量。形成形成2molH Cl键要键要放出放出2431kJ的能量。的能量。放出放出183kJ的能量的能量所以：一个化学反应是放热还是吸热所以：一个化学反应是放热还是吸热取决于取决于取决于所有取决于所有断键吸收的总能量断键吸收的总能量与所有与所有形成新键放出的总能量形成新键放出的总能量的相对大小的相对大小微观微观一一、反应热、反应热 焓变焓变1 1、反应热、反应热:化学反应过程中化学反应过程中放出或吸收放出或吸收的热量的热量叫做化学反应的叫做化学反应的反应热反应热.在在恒压恒压的条件下，化学反应的的条件下，化学反应的反应热反应热就就等于等于焓变焓变。符号：符号：H H单位：单位：kJmol-1kJmol-1从焓变角度看：从焓变角度看：HH（生成物）生成物）H（反应物反应物)从反应热角度看：从反应热角度看：H生成物的总能量反应物的总能量生成物的总能量反应物的总能量2 2、焓和焓变、焓和焓变焓：是与内能有关的物理量焓：是与内能有关的物理量焓变：生成物与反应物的焓值差焓变：生成物与反应物的焓值差符号：符号：H两个概念：环境和体系。两个概念：环境和体系。【学生阅读学生阅读】课本课本P3【思考思考】为何放热反应为何放热反应H0，吸热反应吸热反应H0？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“”放热放热反应物反应物生成物生成物能能量量反应过程反应过程H H为为“-”或或 H H0 0吸热吸热反应物反应物生成物生成物能能量量反应过程反应过程H H为为“+”+”或或 H H0 03 3、规定：、规定：反应热反应热.焓变焓变.键能的概念及其关系键能的概念及其关系 反应热反应热 焓变焓变 键能键能 化学反化学反应过程中应过程中所吸收或所吸收或者放出的者放出的热量。热量。恒压条件下的反恒压条件下的反应热应热符号符号:H:H H0:H0:H0:吸热反吸热反应应 破坏破坏1 1molmol化学键所吸化学键所吸收的能量收的能量(或或形成形成1 1molmol化学键所放出的化学键所放出的能量能量)三者的关系三者的关系:H=H=生成物的总能量反应物的总能量生成物的总能量反应物的总能量（宏观）（宏观）H=H=反应物的键能总和生成物的键能总和反应物的键能总和生成物的键能总和（微观）（微观）例例 1 1：1molC1molC与与1molH1molH2 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，该反应的反应热为该反应的反应热为H=H=kJ/molkJ/mol。例例 2 2：拆开：拆开 lmollmol H HH H键、键、lmollmol N NH H键、键、lmolNNlmolNN键分别需要的能量是键分别需要的能量是436kJ436kJ、391kJ391kJ、946kJ946kJ，则，则1mol N1mol N2 2生成生成NHNH3 3的反应热为的反应热为 1mol H1mol H2 2生成生成NHNH3 3的反应热为的反应热为。131.5131.5-92KJ/mol-92KJ/mol-30.7KJ/mol-30.7KJ/mol练练 习习3、下列、下列说说法中正确的是（法中正确的是（）A.需要加需要加热热才能才能发发生的反生的反应应一定是吸一定是吸热热反反应应。B.放放热热的反的反应应在常温下一定很易在常温下一定很易发发生生。C.反反应应是放是放热热的的还还是吸是吸热热的必的必须须看反看反应应物和生成物物和生成物 所具有的所具有的总总能量的相能量的相对对大小大小。D.吸吸热热反反应应在一定的条件下也能在一定的条件下也能发发生生。4、下列、下列说说法中正确的是（法中正确的是（）A.焓变焓变是指是指1mol 物物质质参加反参加反应时应时的能量的能量变变化化。B.当反当反应应放放热时热时H 0，反反应应吸吸热时热时H 0。C.在加热条件下发生的反应均为吸热反应。在加热条件下发生的反应均为吸热反应。D.一个化学反应中，当反应物能量大于生成物能量一个化学反应中，当反应物能量大于生成物能量 时，反应放热，时，反应放热，H 为为“”。C DD练习练习第二课时第二课时思考：一个化学反应同时遵守质量守恒定思考：一个化学反应同时遵守质量守恒定 律律 和能量守恒，那么一个反应中和能量守恒，那么一个反应中 的质的质 量与能量有没有关系呢？量与能量有没有关系呢？一个化学反应过程中能量的释放或吸收是以一个化学反应过程中能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础，二者密不可分，但发生变化的物质为基础，二者密不可分，但以物质为主。能量的多少则以反应物和产物以物质为主。能量的多少则以反应物和产物的质量为基础。的质量为基础。那么，有什么表达式能把那么，有什么表达式能把物质的变化物质的变化和和能量的变化能量的变化这这两种变化都表示出来？两种变化都表示出来？H2+I2 =2HI只表示只表示物质的变化物质的变化【例例1】在在200、101kPa时，时，1 mol H2与碘蒸气作用生与碘蒸气作用生成成 HI的反应，科学文献上表示为：的反应，科学文献上表示为：H2(g)+I2(g)=2HI(g)200 101kPa H=14.9 kJ/mol物质变化物质变化能量变化能量变化通过以上两个反应，说说通过以上两个反应，说说热化学方程式热化学方程式与与一般的化学方程式一般的化学方程式的书写的书写有什么不同有什么不同？H H2 2(g)+I(g)+I2 2(g)=2HI(g)H=(g)=2HI(g)H=14.9kJ/mol14.9kJ/mol200200101kPa101kPa 热化学方程式需注明反应时的温度和压强。热化学方程式需注明反应时的温度和压强。对于对于 25 101kPa25 101kPa时进行的反应可不注明。时进行的反应可不注明。普通化学方程式不需注明温度和压强。普通化学方程式不需注明温度和压强。2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(g)H=O(g)H=483.6kJ/mol483.6kJ/mol区别区别12H2（g)+O2(g)=2H2O(l)H=571.6 kJ/mol2H2（g)+O2(g)=2H2O(g)H=483.6 kJ/mol 据此，你能得到什么结论？据此，你能得到什么结论？热化学方程式要标注各物质的聚集状态，因为热化学方程式要标注各物质的聚集状态，因为反应热与反应物及生成物的状态有关。反应热与反应物及生成物的状态有关。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。区别区别2 热化学方程式中化学计量数可为整数或分数，热化学方程式中化学计量数可为整数或分数，表示参加反应的各物质的物质的量，其表示参加反应的各物质的物质的量，其H H与系与系数对应成比例。数对应成比例。普通化学方程式中化学计量数宏观上表示各普通化学方程式中化学计量数宏观上表示各物质的物质的量，微观上表示原子或分子的数目，物质的物质的量，微观上表示原子或分子的数目，只能为整数，不能为分数。只能为整数，不能为分数。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据此，你能得到什么结论？据此，你能得到什么结论？区别区别3区别区别4二、热化学方程式二、热化学方程式 能表示参加反应的能表示参加反应的物质的量物质的量和和反应热反应热 关系关系的化学方程式。的化学方程式。1 1、定义：、定义：2 2、含义：、含义：表示表示1 mol1 mol气态气态H H2 2与与1 mol1 mol气态碘完全反应，气态碘完全反应，生成生成2 mol2 mol气态气态HIHI时，放出时，放出14.9 kJ14.9 kJ的热量。的热量。H2(g)+I2(g)=2HI(g)200101kPaH=14.9 kJ/mol3 3、书写热化学方程式注意事项、书写热化学方程式注意事项:（1 1）书写热化学方程式要）书写热化学方程式要注明反应的温度和压强注明反应的温度和压强，而常，而常温、常压可以不注明，即不注明则是常温、常压。温、常压可以不注明，即不注明则是常温、常压。（2 2）反应物和生成物要标明其聚集状态，用）反应物和生成物要标明其聚集状态，用g g、l l、s s分别代表气态、液态、固态。分别代表气态、液态、固态。（3 3）方程式右端用）方程式右端用H H 标明恒压条件下反应放出或标明恒压条件下反应放出或吸收的热量，吸收的热量，放热为放热为“-”，吸热为，吸热为“+”。（4 4）热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分）热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数，子个数，只表示物质的量只表示物质的量，因此可以是整数或分数。，因此可以是整数或分数。（5 5）对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其）对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其H H 也不同，即也不同，即H H 的值与的值与计量数成正比计量数成正比。练练1、当、当1mol气态气态H2与与1mol气态气态Cl2反反应生成应生成2mol气态气态HCl，放出放出184.6KJ的的热量，请写出该反应的热化学方程式。热量，请写出该反应的热化学方程式。H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)H=-184.6KJ/mol H2(g)+Cl2(g)=HCl(g)H=92.3 kJ/mol12122H2(g)+2Cl2(g)=4HCl(g)H=369.2 kJ/mol练练2、沼气的主要成分是甲烷。、沼气的主要成分是甲烷。0.5 mol CH4完全燃烧完全燃烧生成生成CO2和和H2O时，放出时，放出445 kJ的热量。则下列热化的热量。则下列热化学方程式中正确的是（学方程式中正确的是（）A、2CH4(g)4O2(g)2CO2(g)4H2O(l)H=+1780 kJ/mol B、CH4 2O2 CO2 2H2O H=890 kJ/mol C、CH4(g)2 O2(g)CO2(g)2 H2O(l)H=890 kJ/mol D、1/2CH4(g)O2(g)1/2CO2(g)H2O(l)H=890 kJ/mol C练练3 3、已知在、已知在298K298K时时,由氢气和氮气反应生成由氢气和氮气反应生成1molNH1molNH3 3(g)(g)放热放热46.11kJ,46.11kJ,将下列化学方程式写将下列化学方程式写成热化学方程式。成热化学方程式。3/2H2+1/2N2=NH33H2+N2=2NH3NH3=3/2H2+1/2N23/2H3/2H2 2(g)+1/2N(g)+1/2N2 2(g)=NH(g)=NH3 3(g)(g)H(298K)=-46.11kJH(298K)=-46.11kJmolmol-1-13H3H2 2(g)+N(g)+N2 2(g)=2NH(g)=2NH3 3(g)(g)H(298K)=-92.22kJH(298K)=-92.22kJmolmol-1-1NHNH3 3(g)=3/2H(g)=3/2H2 2(g)+1/2N(g)+1/2N2 2(g)(g)H(298)=+46.11kJH(298)=+46.11kJmolmol-1-1练练4、已知、已知：（1）H2(g)1/2O2(g)H2O(g)H1=a kJ/mol（2）2H2(g)O2(g)2H2O(g)H2=b kJ/mol（3）H2(g)1/2O2(g)H2O(l)H3=c kJ/mol（4）2H2(g)O2(g)2H2O(l)H4=d kJ/mol则则a、b、c、d的关系正确的是的关系正确的是 。A、acd0 C、2a=b0 C 实践活动实践活动 中和反应反应热的测定中和反应反应热的测定实验目的实验目的 测定强酸与强碱反应的反应热测定强酸与强碱反应的反应热学习重点学习重点 中和反应反应热的测定原理和方法。中和反应反应热的测定原理和方法。实验用品实验用品 大烧杯（大烧杯（500 500 mLmL）、小烧杯（）、小烧杯（100 100 mLmL）温度计、量筒（温度计、量筒（50 50 mLmL）两个、泡沫塑料）两个、泡沫塑料 或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个小孔）、小孔）、环形玻璃搅拌棒环形玻璃搅拌棒。0.50 mol/L 0.50 mol/L 盐酸、盐酸、0.55 mol/L0.55 mol/L NaOHNaOH溶液溶液实验步骤：阅读实验步骤：阅读P4-5并回答问题并回答问题中和热的测定中和热的测定 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，你有何更好的建碎纸条的作用是什么？对此装置，你有何更好的建议？议？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：答案：1 1、两杯口相平，可使盖板把杯口尽量盖、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严，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的。若到保温隔热、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（如保温杯）会使换用隔热、密封性能更好的装置（如保温杯）会使实验结果更准确。实验结果更准确。2、因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗，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放热使温度计温度计上的酸会和碱发生中和反应而放热使温度计测量碱的温度不准确，故要冲洗干净；冲洗后的溶测量碱的温度不准确，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液不能倒入小烧杯，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。实验数据处理：实验数据处理：1、取三次测量所得数据平均值作为计取三次测量所得数据平均值作为计算依据。算依据。2、计算反应热计算反应热50ml 0.50 mol/L 盐酸与50ml 0.55 mol/L NaOH溶液发生中和反应时放出的热量为：（m1+m2）c (t2-t1)kJ=o.418(t2-t1)kJ生成1mol水时的反应热为：o.418(t2-t1)0.025t1t1(t2-t1)kJmol H=H+(aq)+OH(aq)=H2O(l)；=-57.3 kJ/molH 在在稀溶液稀溶液中，酸和碱发生中和反应中，酸和碱发生中和反应生成生成1mol水水时放出的热量。时放出的热量。研究条件：研究条件：稀溶液稀溶液 反应物反应物：强酸与强碱：强酸与强碱 水：水：1mol 反应热反应热：-57.3kJ/mol 中和热：中和热：57.3kJ/mol 中和热：中和热：讨论下列问题讨论下列问题 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化？醋酸，所测结果是否会有所变化？为什么？为什么？会有所变化。因为醋酸为弱电解质，其电离时要吸会有所变化。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。热，故将使测得结果偏小。2.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，所测中和热的数值是否约为本溶液，所测中和热的数值是否约为本实验结果的二倍（假定各步操作没有失误）？实验结果的二倍（假定各步操作没有失误）？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 1 mol H H2 2O O时放出的热量，其数值与反应物的量的多少无时放出的热量，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果相同（若关，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，且无热量损失，则二者结所有操作都准确无误，且无热量损失，则二者结果相同）。果相同）。议一议如果你所测得的数据不是议一议如果你所测得的数据不是57.3 57.3 kJ/molkJ/mol，分析产生误差的原因可能有哪些？，分析产生误差的原因可能有哪些？1.1.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 50 mLmL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 50 mLmL或小于或小于50 50 mLmL都会造成误差）都会造成误差）2.2.温度计的读数有误。温度计的读数有误。3.3.实验过程中有液体洒在外面。实验过程中有液体洒在外面。4.4.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。5.5.隔热装置不到位，致使实验过程中热量损失而导隔热装置不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。致误差。6.6.测了酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的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。温度，致使热量损失而引起误差。练习练习50 mL 0.50 mol/L盐酸与盐酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液在图示的装置中进行中溶液在图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）从实验装置上看，图中尚缺少的）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是一种玻璃用品是 。（2）烧杯间填满碎纸条的作用是）烧杯间填满碎纸条的作用是 。（3）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值数值 （填（填“偏大偏大”“偏小偏小”“无影无影响响”）环形玻璃搅拌棒环形玻璃搅拌棒减少实验过程中的热量损失减少实验过程中的热量损失偏小偏小（4）实验中改用）实验中改用60 mL 0.50 mol/L盐酸跟盐酸跟50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液进行反应，与上述实验相溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量比，所放出的热量 （填（填“相等相等”“不相等不相等”），所求中和热），所求中和热 （填（填“相等相等”“不相等不相等”），简述理由：），简述理由：。（5）用相同浓度和体积的氨水代替）用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会行上述实验，测得的中和热的数值会 ；用用50 mL 0.50mol/L NaOH溶液进行上述实验，溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会测得的中和热的数值会 。（均填。（均填“偏大偏大”“偏小偏小”“无影响无影响”）因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O所放出的热量，与酸碱的用量无关所放出的热量，与酸碱的用量无关偏小偏小偏小偏小 不等不等 相等相等