人教版化学选修四—化学反应与能量的变化-PPT.ppt

一飞冲天：一飞冲天：“神舟神舟”五号发射实况回放五号发射实况回放 这一烟火表演消耗了大量的化学能，烟火中不同的色彩是这一烟火表演消耗了大量的化学能，烟火中不同的色彩是燃烧不同的化学物质产生的。燃烧不同的化学物质产生的。第一章 化学反应与能量 第一节 化学反应与能量的变化一、焓、焓变一、焓、焓变1 1、焓：与内能有关的物理量、焓：与内能有关的物理量 符号：符号：H H 2 2、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 H 单位：单位：kJ/mol kJ/mol 或或 kJkJmol-1mol-13 3、在一定条件下，判断某一化学反应是吸热反应、在一定条件下，判断某一化学反应是吸热反应还是放热反应，由生成物与反应物的焓值差即焓还是放热反应，由生成物与反应物的焓值差即焓变变(H)(H)决定决定 H=HH=H生成物生成物H H反应物反应物二、反应热二、反应热 化学反应过程中所释放或吸收的能量化学反应过程中所释放或吸收的能量,都可以用热都可以用热量量(或换算成相应的热量或换算成相应的热量)来表述来表述,叫做反应热叫做反应热,（焓变）（焓变）符号：符号：H H 单位：单位：kJ/mol kJ/mol 或或 kJkJmolmol-1-1 在恒温、恒压的条件下在恒温、恒压的条件下:反应热反应热=焓变焓变化学反应有新物质生成化学反应有新物质生成,反应物的总能量与生成反应物的总能量与生成物的总能量不可能完全相等物的总能量不可能完全相等.本质：本质：H生成物能量反应物能量生成物能量反应物能量实验测得实验测得1molH1molH2 2与与1molCl1molCl2 2反应生成反应生成2molHCl2molHCl时放出时放出184.6kJ184.6kJ的热量，从键能角度应如何解释？的热量，从键能角度应如何解释？679 kJ/mol 862 kJ/mol=-183 kJ/mol生成物分子成健所释放的总能量生成物分子成健所释放的总能量 431kJ/mol X 2=862kJ/mol431kJ/mol X 2=862kJ/mol反应物分子断键所吸收的总能量反应物分子断键所吸收的总能量436kJ/mol+243kJ/mol=679kJ/mol436kJ/mol+243kJ/mol=679kJ/mol(吸收能量吸收能量)旧分子旧分子拆开拆开 原子原子(放出能量放出能量)新分子新分子结合结合吸收能量吸收能量 放出能量放出能量放热反应放热反应吸热反应吸热反应决定决定化学反应的的实质化学反应的的实质:旧化学键断裂和新化学键形成旧化学键断裂和新化学键形成化学反应中能量变化的主要原因化学反应中能量变化的主要原因:化学键的形成和断裂所释放和吸收的能量差化学键的形成和断裂所释放和吸收的能量差 H=E断键断键E形成形成 放热反应：放热反应：H为为“”或或 H0生成物生成物能能量量放热反应放热反应能能量量放出放出热量热量反应物反应物 H为为“”或或 H0放热反应放热反应吸热反应吸热反应燃料的燃烧燃料的燃烧酸碱中和反应酸碱中和反应金属与酸金属与酸大多数化合反应大多数化合反应C+COC+CO2 ,2 ,H H2 2+CuO+CuOC+HC+H2 2O OBa(OH)Ba(OH)2 2.8H.8H2 2O+NHO+NH4 4ClClCaCOCaCO3 3高温分解高温分解大多数分解反应大多数分解反应常见的放热反应和吸热反应常见的放热反应和吸热反应小小 结结一、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反应热角度看：从反应热角度看：H生成物能量反应物能量生成物能量反应物能量从键能角度看：从键能角度看：H反应物总键能生成物总键能反应物总键能生成物总键能放热反应：放热反应：吸热反应：吸热反应：H0或或 H为为“”H0 或或H为为“”这两个方程式与我们通常所见的方程式这两个方程式与我们通常所见的方程式有何不同？有何不同？1 1 1 12 2 2 2CO(g)+OCO(g)+O2 2(g)(g)COCO2 2(g)(g)H H-283.0kJ/mol-283.0kJ/molCHCH4 4(g)+2O(g)+2O2 2(g)(g)COCO2 2(g)+H(g)+H2 2O(l)O(l)H H-890.31kJ/mol-890.31kJ/mol热化学方程式热化学方程式 能表示参加反应物质的量和反应热的关系能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式的化学方程式物质变化物质变化能量变化能量变化H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)=-184.6 kJ/molHCH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)=-890.3 kJ/molHNaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)=-57.3 kJ/molH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、化学方程的右边必须写上、化学方程的右边必须写上HH，并用并用“空格空格”隔开，隔开，HH：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/mol注意：注意：“+”不能省写不能省写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测定时的温度和压强。对热化学方程式需注明测定时的温度和压强。对于于 25 101kPa25 101kPa时进行的反应可不注明。时进行的反应可不注明。H H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g)H=O(g)H=241.8kJ/mol241.8kJ/mol1 12 2如不注明条件，即指如不注明条件，即指:25 1.01:25 1.0110105 5PaPa；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例例22在在25250 0C C、101KPa101KPa时，有两个由氢气和氧气时，有两个由氢气和氧气化合成化合成1mol1mol水的反应，一个生成气态水，一个水的反应，一个生成气态水，一个生成液态水，其化学方程式可表示为生成液态水，其化学方程式可表示为H H2 2（）（）+1/2O+1/2O2 2（）（）=H=H2 2O O（g g）H=H=一一241.8KJ/mol241.8KJ/molH H2 2（）（）+1/2O+1/2O2 2（）（）=H=H2 2O O（l l）H=H=一一285.8KJ/mol285.8KJ/mol请同学们分析为什么二者的产物同样是水，而释出的能量却不请同学们分析为什么二者的产物同样是水，而释出的能量却不同？同？结论：物质所具有的能量与它们的聚集状态有关。结论：物质所具有的能量与它们的聚集状态有关。1g1g液态水液态水液态水液态水1g1g气态水气态水气态水气态水 能能能能量量量量增增增增加加加加熔熔熔熔化化化化蒸蒸蒸蒸发发发发1g 1g 冰冰冰冰吸收能量吸收能量吸收能量吸收能量液态水变成水蒸气要吸收热量液态水变成水蒸气要吸收热量注：物质后需标聚集状态注：物质后需标聚集状态s(s(固体固体)、l(l(液体液体)、g(g(气体气体)、aq(稀溶液稀溶液)例例22在在25250 0C C、101KPa101KPa时，有两个由氢气和氧气化合成时，有两个由氢气和氧气化合成1mol1mol水的水的反应，一个生成气态水，一个生成液态水，其化学方程式可表反应，一个生成气态水，一个生成液态水，其化学方程式可表示为示为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若化学方程式中各物质的系数加倍，则若化学方程式中各物质的系数加倍，则HH的数值的数值也加倍；若反应逆向进行，则也加倍；若反应逆向进行，则H H改变符号，但绝改变符号，但绝对值不变对值不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、化学方程的右边必须写上、化学方程的右边必须写上HH，并用，并用“空格空格”隔开，隔开，HH：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/mol2 2、需注明反应的温度和压强，如不注明条件，即指、需注明反应的温度和压强，如不注明条件，即指:25:25 1.011.0110105 5PaPa；3 3、物质后需标聚集状态（、物质后需标聚集状态（s s、l l、g g、aqaq）4 4、热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示物质的、热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示物质的量并不能表示物质的分子数或原子数，因此化学计量数可以是整量并不能表示物质的分子数或原子数，因此化学计量数可以是整数也可以是分数数也可以是分数5 5、根据焓的性质，若化学方程式中各物质的系数加倍，则、根据焓的性质，若化学方程式中各物质的系数加倍，则HH的的数值也加倍；若反应逆向进行，则数值也加倍；若反应逆向进行，则H H改变符号，但绝对值不变改变符号，但绝对值不变热化学方程式表示的意义热化学方程式表示的意义 1 1）表示什么物质参加反应，结果生成什么物质）表示什么物质参加反应，结果生成什么物质2 2）反应物和生成物之间的质量比、物质的量比）反应物和生成物之间的质量比、物质的量比3 3）反应物完全变成生成物后所放出或吸收的热量。）反应物完全变成生成物后所放出或吸收的热量。质质能能总结：总结：热化学方程式既表明了化学反应中的热化学方程式既表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。H H2 2（g)+Og)+O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g)O(g)H H=241.8 KJ/mol 241.8 KJ/mol 4 4）热化学方程式具有加和性，化学式前面的计量数必须与）热化学方程式具有加和性，化学式前面的计量数必须与H H 相对应；反应逆向进行时，相对应；反应逆向进行时，H H 值不变，符号相反。值不变，符号相反。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！(1)(1)正确写出配平的化学方程式正确写出配平的化学方程式;(2)(2)注明反应物和生成物的状态注明反应物和生成物的状态;(3)(3)标明反应的焓变标明反应的焓变H(H(注意单位和注意单位和+、-）;(4)(4)注明反应的温度和压强注明反应的温度和压强(若不注明则表若不注明则表示在示在298K298K、101kPa101kPa下下););书写步骤书写步骤: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,生生成成CO(气态气态)和和H2(气态气态),吸收吸收131.3kJ的热量的热量（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/mol250C (1.01105)Pa下，下，4g CO在氧气中燃烧生成在氧气中燃烧生成CO2，放出放出 9.6kJ热量，写出热量，写出CO燃烧的热化学反应方程式。燃烧的热化学反应方程式。2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)H=-134.4 kJ/mol2CO +O2 =2CO2228g/molH-9.6kJ4 g228g/mol:4g=H:-9.6 kJ H=-134.4 kJ/mol放热放热A.A.2C2C2 2H H2 2(g)+5O(g)+5O2 2(g)=4CO(g)=4CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l)H=-4b kJO(l)H=-4b kJB.B.2C2C2 2H H2 2(g)+5O(g)+5O2 2(g)=4CO(g)=4CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l)H=-4b kJ/molO(l)H=-4b kJ/molC.C.C.CC.C2 2H H2 2(g)+5/2O(g)+5/2O2 2(g)=2CO(g)=2CO2 2(g)+H(g)+H2 2O(g)H=-4b kJ/molO(g)H=-4b kJ/molD.D.D.2CD.2C2 2H H2 2(g)+5O(g)+5O2 2(g)=4CO(g)=4CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l)H=+4b kJ/molO(l)H=+4b kJ/molE.E.E.2CE.2C2 2H H2 2(g)+5O(g)+5O2 2(g)=4CO(g)=4CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l)H=-b kJ/molO(l)H=-b kJ/mol已知充分燃烧已知充分燃烧 a g a g 乙炔气体时生成乙炔气体时生成1mol1mol二氧化二氧化碳气体和液态水，并放出热量碳气体和液态水，并放出热量 b kJb kJ，则乙炔，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是燃烧的热化学方程式正确的是()()B B点拨：热化学方程式书写正误的判断可从点拨：热化学方程式书写正误的判断可从HH的正负号、的正负号、物质的聚集状态、物质的量的大小、单位等主要方面入物质的聚集状态、物质的量的大小、单位等主要方面入手手沼气是一种能源，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，放时，放出出445 kJ的热量。则下列热化学方程式中正的热量。则下列热化学方程式中正确的是确的是()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/molC实验：中和热的测定实验：中和热的测定整个装置：整个装置：量热计量热计主要仪器：主要仪器：温度计温度计环形玻璃搅拌棒环形玻璃搅拌棒大小烧杯大小烧杯辅助用品：辅助用品：碎泡沫塑料泡沫碎泡沫塑料泡沫塑料板塑料板录像实验注意事项：实验注意事项：保温效果一定要好保温效果一定要好,小烧杯和大烧杯的杯口要相平小烧杯和大烧杯的杯口要相平.盐酸和氢氧化钠溶液的浓度要准确盐酸和氢氧化钠溶液的浓度要准确.所用所用NaOHNaOH溶液稍过溶液稍过量量宜用有宜用有0.10.1分度的温度计分度的温度计,温度计水解球应浸没在溶液中温度计水解球应浸没在溶液中测量完盐酸的温度后测量完盐酸的温度后,应将温度计用蒸馏水洗后应将温度计用蒸馏水洗后,再去测再去测NaOHNaOH溶液的温度溶液的温度.每次实验仅可能测得反应混合液的最高温度每次实验仅可能测得反应混合液的最高温度;平行做平行做次实验，其温度采用平均值进行计算；次实验，其温度采用平均值进行计算；