化学反应与能量的变化(选修4)课件教学提纲.ppt

化学反应与能量的变化化学反应与能量的变化(选修选修4)4)课件课件【知知识识回回顾顾】1、化学反、化学反应应与与热热能能微微观观：化学反化学反应应的的实质实质旧旧键键断裂断裂 新新键键形成形成吸收能量吸收能量E(吸吸)放出能量放出能量E(放放)E(吸吸)E(放放)：E(吸吸)E(放放)：化学反化学反应为应为_反反应应化学反化学反应为应为_反反应应吸吸热热放放热热【思考思考】实验测实验测得得1mol H2与与1 mol Cl2反反应应生成生成2 mol HCl时时放出放出184.6 kJ的的热热量，从微量，从微观观角度角度应应如何解如何解释释？宏宏观观：化学反化学反应应反反应应物物生成物生成物E(反反)E(生生)E(反反)E(生生)：E(反反)E(生生)：化学反化学反应为应为_反反应应化学反化学反应为应为_反反应应自身能量自身能量放放热热吸吸热热2、常、常见见放放热热反反应应和吸和吸热热反反应应常常见见的吸的吸热热反反应应：Ba(OH)28H2O(s)2NH4Cl(s)=BaCl2(aq)2NH3(g)10H2O(l)高温高温C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)高温高温 C(s)CO2(g)=2CO(g)常常见见的放的放热热反反应应：物物质质的燃的燃烧烧大多数氧化大多数氧化还还原反原反应应酸碱中和反酸碱中和反应应金属与酸（或金属与酸（或H2O）生成）生成H2的反的反应应易爆物的爆炸反易爆物的爆炸反应应大多数化合反大多数化合反应应 例外：例外：CCO2 2CuOC=2CuCO2大多数分解反大多数分解反应应【乐乐学七中学七中】P10定定义义：在一定条件下，某一化学反在一定条件下，某一化学反应应中生成物与反中生成物与反应应物的物的焓焓（即内能，（即内能，H）之差）之差符号符号：H单单位：位：kJ/mol【思考思考】根据根据焓变焓变的定的定义义思考，思考，焓变焓变研究的研究的对对象是反象是反应应体系体系还还是是环环境体系？境体系？为为什么？什么？一、一、焓变焓变、反、反应热应热 1、焓变焓变定定义义：在一定条件下，某一化学反在一定条件下，某一化学反应应中生成物与反中生成物与反应应物的物的焓焓（即内能，（即内能，H）之差）之差符号符号：H单单位：位：kJ/mol研究研究对对象：象：反反应应体系中的能量体系中的能量变变化化一、一、焓变焓变、反、反应热应热 1、焓变焓变【问题问题探究探究】焓变焓变是反是反应应中生成物与反中生成物与反应应物的内能之差，那么，物的内能之差，那么，焓变焓变的增加的增加或减少与反或减少与反应应体系中能量的体系中能量的变变化是什么关系？化是什么关系？HH当生成物能量高于反当生成物能量高于反应应物物时时，反，反应应体系从体系从环环境中境中_能量，物能量，物质质内能增加内能增加，_当反当反应应物的能量高于生成物物的能量高于生成物时时，反，反应应体系向体系向环环境境_能量，物能量，物质质内能减少内能减少，_吸收吸收H0释释放放H0定定义义：在一定条件下，某一化学反在一定条件下，某一化学反应应中生成物与反中生成物与反应应物的物的焓焓（即内能，（即内能，H）之差）之差符号符号：H单单位：位：kJ/mol研究研究对对象：象：反反应应体系中的能量体系中的能量变变化化焓变焓变与体系能量与体系能量变变化关系：化关系：H0时时，体系从，体系从环环境中境中吸吸收能量，体系中能量增收能量，体系中能量增加加H0时时，体系向，体系向环环境中境中释释放放能量，体系中能量能量，体系中能量减减少少 一、一、焓变焓变、反、反应热应热 1、焓变焓变【阅读阅读】焓变焓变与反与反应热应热都是衡量反都是衡量反应应体系中能量体系中能量变变化的物理量，那么，化的物理量，那么，焓变焓变与反与反应热应热之之间间有什么关系？有什么关系？在化学在化学实验实验和生和生产产中，通常遇到的反中，通常遇到的反应应是在敞开容器中是在敞开容器中进进行的，反行的，反应应体系的体系的压压力与外加力与外加压压力（大气力（大气压压）相等。也就是）相等。也就是说说，反反应应是在恒是在恒压压条件下条件下进进行的，此行的，此时时反反应应的的热热效效应应等于等于焓变焓变。所。所以，我以，我们们就用就用H表示反表示反应热应热，单单位也相同位也相同一、一、焓变焓变、反、反应热应热 1、焓变焓变定定义义：在一定条件下，某一化学反在一定条件下，某一化学反应应中生成物与反中生成物与反应应物的物的焓焓（即内能，（即内能，H）之差）之差符号符号：H单单位：位：kJ/mol研究研究对对象：象：反反应应体系中的能量体系中的能量变变化化焓变焓变与体系能量与体系能量变变化关系：化关系：H0时时，体系从，体系从环环境中境中吸吸收能量，体系中能量增收能量，体系中能量增加加H0时时，体系向，体系向环环境中境中释释放放能量，体系中能量能量，体系中能量减减少少 焓变焓变与反与反应热应热的关系的关系恒恒压压条件下：条件下：反反应热应热等于等于焓变焓变2、物、物质质能量高低与反能量高低与反应热应热的关系的关系放放热热反反应应：吸吸热热反反应应：体系体系环环境境体系体系环环境境【结论结论2】反反应热应热（H）与吸）与吸热热反反应应和放和放热热反反应应的关系：的关系：吸吸热热反反应应：放放热热反反应应：H0，反，反应应体系中能量增加，符号体系中能量增加，符号为为“”H0，反，反应应体系中能量减少，符号体系中能量减少，符号为为“”【讨论讨论】根据前面的分析根据前面的分析总结总结出出计计算反算反应热应热的两种方法的两种方法微微观观：宏宏观观：HE(反反键键)E(生生键键)HH(生成物生成物)H(反反应应物物)【练习练习】1 mol C与与1 mol H2O(g)反反应应失成失成1 mol CO(g)和和1 mol H2(g)，需要吸，需要吸收收131.5 kJ的的热热量，量，该该反反应应的反的反应热为应热为H_kJ/mol。【练习练习】HH键键、NH键键、NN键键键键能分能分别别是是436 kJ/mol、391 kJ/mol、946 kJ/mol，则则1 mol N2生成生成NH3的反的反应热为应热为_，1 mol H2生成生成NH3的反的反应热为应热为_。【练习练习】预测预测生成生成2 mol HF和和2 mol HCl时时，哪个反，哪个反应应放出的放出的热热量多？并量多？并说说出出你的理由你的理由【乐乐学七中学七中】P11【思考思考】我我们现们现在知道在化学反在知道在化学反应应中除了有新的物中除了有新的物质质生成外，生成外，还还伴随有能量伴随有能量的的变变化，而化，而这这个能量主要是反个能量主要是反应热应热，那么我，那么我们现们现在所在所书书写的化学方写的化学方程式是否是完整的表示了一个化学反程式是否是完整的表示了一个化学反应应呢？呢？【问题问题探究探究】能否将能否将热热量的量的变变化也表示在化学方程式中呢？化也表示在化学方程式中呢？二、二、热热化学方程式化学方程式1、定、定义义：能表示参加反能表示参加反应应物物质质的量和反的量和反应热应热的关系的化学方程式的关系的化学方程式指明了反指明了反应时应时的温度和的温度和压压强强常温常常温常压时压时不需要注明不需要注明参加反参加反应应的物的物质质都用括号注明了状都用括号注明了状态态在方程式的右在方程式的右边边有反有反应热应热【结论结论】物物质质所具有的能量与它所具有的能量与它们们的的聚集状聚集状态态有关。即有关。即化学反化学反应应放出放出热热量量的多少与反的多少与反应应物、物、产产物的状物的状态态有关有关H2O(g)H2O(l)H44 kJ/mol反反应热应热H跟反跟反应应中参加反中参加反应应的物的物质质的量也是成正比的量也是成正比【问题问题探究】探究】通通过过上面两个反上面两个反应应的分析，的分析，请请思考：在反思考：在反应应中，反中，反应热应热的的单单位位中的中的“mol1”是否是指是否是指“每摩每摩尔尔反反应应物物”或或“每摩每摩尔尔生成物生成物”？这这个个“mol1”究竟指的是什么？究竟指的是什么？每一摩尔的反应每一摩尔的反应【思考思考】通通过过上面的分析，上面的分析，请请你你归纳归纳出出书书写写热热化学方程式化学方程式应应当注意哪几点？当注意哪几点？2、书书写写热热化学方程式的注意事化学方程式的注意事项项需要注明反需要注明反应应的温度和的温度和压压强强 在在25、101 kPa则则不注明不注明需要注明反需要注明反应应物和生成物的状物和生成物的状态态各物各物质质前的系数只表示物前的系数只表示物质质的量，可以是整数、分数；的量，可以是整数、分数；H与系数成正比与系数成正比方程式与方程式与“H”之之间间要有要有间间隔，隔，H中的中的“”和和“”都必都必须须写写【练习练习】P6习题习题3：写出反：写出反应应的的热热化学方程式化学方程式【练习练习】已知已知0.5 mol甲甲烷烷和和0.5 mol水蒸气在水蒸气在t，p kPa时时，完全反，完全反应应生成一生成一氧化碳和氧化碳和氢氢气（合成气），吸收了气（合成气），吸收了a kJ热热量。量。该该反反应应的的热热化学方程化学方程式是：式是：【乐乐学七中学七中】P11【乐乐学七中学七中】P10【乐乐学七中学七中】P12三、中和反三、中和反应热应热的的测测定定1、中和、中和热热定定义义：在稀溶液中，（在稀溶液中，（强强）酸跟（）酸跟（强强）碱）碱发发生中和反生中和反应应生成生成1 mol H2O时时的的反反应热应热标标准：准：生成生成1 mol H2O数数值值：H(aq)OH(aq)H2O(l)H57.3 kJ/mol【练习练习】已知已知H(aq)OH(aq)H2O(l)H57.3 kJ/mol，计计算下列算下列反反应应中放出的中放出的热热量。量。用用20 g NaOH 配成稀溶液跟足量稀配成稀溶液跟足量稀盐盐酸反酸反应应，放出，放出热热量量为为_kJ。用用0.1 mol Ba(OH)2配成稀溶液跟足量稀硝酸反配成稀溶液跟足量稀硝酸反应应，放出，放出热热量量为为_kJ用用1mol醋酸稀溶液和足量醋酸稀溶液和足量NaOH溶液反溶液反应应，放出的，放出的热热量量_（大于、小于、（大于、小于、等于）。等于）。100 mL 0.1 kJ/mol的的Ba(OH)2溶液与溶液与100 mL 0.1 kJ/mol的的H2SO4溶液反溶液反应应，放出的放出的热热量是否量是否为为1.146 kJ？为为什么？什么？2H(aq)SO42(aq)Ba2(aq)2OH(aq)BaSO4(s)2H2O(l)2、中和、中和热热的的测测定定原理：原理：由由强强酸酸与与强强碱碱溶液反溶液反应应前后溶液温度的前后溶液温度的变变化，化，计计算出生成算出生成 1 mol H2O放出的放出的热热量量设盐设盐酸的酸的质质量量为为m1，氢氢氧化氧化钠钠溶液的溶液的质质量量为为m2，起始温度，起始温度为为t1，比，比热热容容为为c4.18 J/(g)，终终止温度止温度为为t2，则则关系式关系式为为：H实验实验步步骤骤（见见教材教材P4，【乐乐学七中学七中】P4）【问题问题探究探究】实验实验装置中，碎泡沫塑料的作用是什么？泡沫塑料板呢？装置中，碎泡沫塑料的作用是什么？泡沫塑料板呢？隔隔热热、防止、防止热热的散失的散失【问题问题探究探究】环环形玻璃形玻璃搅搅拌棒的作用是什么？可不可以用拌棒的作用是什么？可不可以用铜丝铜丝代替？代替？为为什么？什么？环环形玻璃形玻璃搅搅拌棒的作用是拌棒的作用是搅搅拌，使反拌，使反应应液混液混合均匀，合均匀，由于由于铜丝铜丝是是热热的良的良导导体，会引起体，会引起热热量的量的损损失，因此不能用失，因此不能用铜丝铜丝代替代替【问题问题探究探究】为为什么所用什么所用NaOH的量比的量比HCl略多一些？略多一些？使使NaOH比比HCl略多的目的是略多的目的是为为了了使使HCl全部参加反全部参加反应应，使生成的，使生成的H2O的量准确的量准确【问题问题探究探究】选选用的用的试剂试剂有什么要求？是有什么要求？是浓浓些好些好还还是是稀溶液好？稀溶液好？为为什么？什么？选选用的用的试剂试剂的的浓浓度宜小度宜小不宜大，不宜大，这样这样能保能保证证溶溶液中的液中的电电解解质质全部全部电电离离；各溶液的；各溶液的浓浓度必度必须须要准确要准确数据数据处处理理【乐乐学七中学七中】P13【乐乐学七中学七中】P13结束结束