11化学反应与能量变化.ppt

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1、yyyyyyyy年年MM月月d d日星期日星期【思考思考】1.化化学学反反应应都都有有新新物物质质产产生生，同同时时还还伴伴随随着着能能量量变变化化，请列举学过的有热量变化的相关反应。请列举学过的有热量变化的相关反应。Mg、P、S、Fe、H2、C、煤煤、石石油油、天天然然气气等等燃燃烧烧；活活泼泼金金属属与与酸酸反反应应；酸酸碱碱中中和和反反应应等等要要放放出出热量。热量。氢氢氧氧化化钡钡晶晶体体与与氯氯化化铵铵晶晶体体迅迅速速搅搅拌拌下下反反应应；CO2与与C的的反反应应，CaCO3受受热热分分解解，盐盐类类水水解解反反应应等等要吸收热量。要吸收热量。2.在这些反应中，哪些是我们日常生活中利

2、用到的？在这些反应中，哪些是我们日常生活中利用到的？化化学学反反应应中中所所释释放放的的能能量量当当今今世世界界最最重重要要的能源。的能源。在化学反应过程中放出或吸收的热量，反应过程中放出或吸收的热量，通常叫做反应热。又称焓变。通常叫做反应热。又称焓变。1.1.符号符号：H 2.2.单位单位：一般采用一般采用kJ/mol 一.反应热 焓变3.3.研究对象：研究对象：一定压强下，敞口容器中一定压强下，敞口容器中 发生的反应。发生的反应。4.4.产生原因：产生原因：化学键断裂化学键断裂吸热吸热 化学键形成化学键形成放热放热go1molH1molH2 2与与1molCl1molCl2 2反应生成反应

3、生成2molHCl2molHCl时的反应热时的反应热【结论结论】反应完成时，生成物中形成新化学键时释放的反应完成时，生成物中形成新化学键时释放的总能量（总能量（862 kJ）比断裂反应物中旧化学键时吸收的比断裂反应物中旧化学键时吸收的总能量（总能量（679 kJ）大，故为放热反应大，故为放热反应.该反应的反应热计算为（放热反应）：该反应的反应热计算为（放热反应）：H=E（反（反应应物物总键总键能）能）-E（生成物（生成物总键总键能）能）=（436+243）-（431+431）=-184.6（kJmol）放热反应：放热反应：当生成物分子总键能大于反当生成物分子总键能大于反应物分子中总键能时。应物

4、分子中总键能时。H 为为“-”或或H 0图示可知：图示可知：如果反应物所具有的总能量大于生成物所如果反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量，反应物转化为生成物时放出热量，这具有的总能量，反应物转化为生成物时放出热量，这是放热反应。反之，如果反应物所具有的总能量小于是放热反应。反之，如果反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量，反应物就需要吸收热量才能生成物所具有的总能量，反应物就需要吸收热量才能转化为生成物，这是吸热反应。转化为生成物，这是吸热反应。6.6.反应热计算反应热计算【例例 1 1】1molC与与1molH2O(g)反应生成反应生成lmol CO(g)和和1mol H2(g

5、)，需要吸收，需要吸收131.5kJ的热量，该反应的反应热为的热量，该反应的反应热为H=kJ/mol。【例例 2 2】拆开拆开 lmol H-H键、键、lmol N-H键、键、lmolNN键分键分别需要的能量是别需要的能量是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 。分析：分析：N2(g)3H2(g)2NH3(g)，因拆开，因拆开 lmol N-H键和键和生成生成 lmol N-H键吸收和释放出的能量相等，所以此反应键吸收和释放出的能量相等，所以此反应的反应热计算如下：的反应热计算如下：H=(

6、946kJ/mol+3436kJ/mol)-23391kJ/mol =-92kJ/mol而而 lmol H2只与只与1/3mol N2反应反应.所以此题所以此题lmolN2生成生成NH3的反应热的反应热H=-92kJ/mol。lmolH2生成生成NH3的的反应热反应热H=-30.67kJ/mol，131.51.1.定义：定义：表明反应所放出或吸收的热量表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式，叫做热化学方程式。的化学方程式，叫做热化学方程式。例如：例如：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)H=-483.6kJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=-571.6kJ/mol注：气体

7、用注：气体用g；液体用液体用l；固体用固体用s;溶液用溶液用aq二二.热化学方程式热化学方程式2.2.书写热化学方程式要点：书写热化学方程式要点：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)注明物质的聚集状态注明物质的聚集状态（s、l、g）右端标热量数值和符号，右端标热量数值和符号，H：吸热用吸热用“+”，放热用：，放热用：“-”。系数单位是系数单位是“摩摩”，而不是，而不是“个个”。它。它可以是整数也可以是分数，对于同一反应，可以是整数也可以是分数，对于同一反应，当化学计量数不同时，其当化学计量数不同时，其H也不同。也不同。H=+131.3kJ/mol 同一反应采用不同系数，热量值同一反应

8、采用不同系数，热量值H要相要相应变化。应变化。如：如：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=-571.6kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=1H2O(l)H=-285.8kJ/mol需注明反应的温度和压强需注明反应的温度和压强，不注明条，不注明条件，既指件，既指:(250C，1.01105Pa)【例例1 1】已已知知在在2525，101101kpakpa下下，1 1克克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48.4048.40kJkJ热热量量，表示上述反应的热化学方程式正确的是表示上述反应的热化学方程式正确的是()()A AC C8 8H H1818

9、(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 kJmol

10、mol-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-1-1B3 3热化学方程式的应用热化学方程式的应用【练习【练习1 1】1克甲烷在空气中燃烧，恢复克甲烷在空气中燃烧，恢复常温下测得放出热量常温下测得放出热量55.625 KJ，试写出热试写出热化学方程式。化学方程式。CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)H=-890 kJmol-1【答案【答案】【练习【练习2 2】同温、同压下，比较同温、同压下，比较Q1

11、与与Q2的大小：的大小：S(g)+O2(g)=SO2(g)H=-Q1 kJ/mol S(s)+O2(g)=SO2(g)H=-Q2 kJ/molQ1Q2【练习练习3 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，需燃烧多少千焦热量，需燃烧多少克碳？克碳？30.5克克【练习练习4 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气体放出多少热气体放出多少热量？量？14.53kJ【小结】一.反应热 焓变 在化学反应过程中放出或吸收的热量，通常叫做反反应过程中放出或

12、吸收的热量，通常叫做反应热。又称焓变。应热。又称焓变。1.1.符号符号：H 2.2.单位单位：一般采用一般采用kJ/mol 3.3.研究对象：研究对象：一定压强下，敞口容器中发生的反应。一定压强下，敞口容器中发生的反应。4.4.产生原因：产生原因：化学键断裂化学键断裂吸热吸热，化学键形成，化学键形成放热。放热。5.5.反应热表示方法：反应热表示方法：吸热反应；吸热反应；放热反应。放热反应。6.6.反应热计算反应热计算二二.热化学方程式热化学方程式1.1.定义：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，叫做热化学方程式。叫做热化学方程式。2.2.书写热

13、化学方程式要点：书写热化学方程式要点：注明物质的聚集状态注明物质的聚集状态（s s、l l、g g）右端标热量数值和符号，右端标热量数值和符号，H H：吸热用吸热用“+”，放热用：，放热用：“-”。系数单位是系数单位是“摩摩”，而不是，而不是“个个”。它可以是整数也。它可以是整数也可以是分数，对于同一反应，当化学计量数不同时，其可以是分数，对于同一反应，当化学计量数不同时，其H H也不同。也不同。同一反应采用不同系数，热量值同一反应采用不同系数，热量值H H要相应变化。要相应变化。2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l);H=-571.6kJ/molO(l

14、);H=-571.6kJ/mol H H2 2(g)+1/2O(g)+1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l);O(l);H=-285.8kJ/molH=-285.8kJ/mol需注明反应的温度和压强，不注明条件，既指需注明反应的温度和压强，不注明条件，既指:25:250 0C C，1.01101.01105 5Pa)Pa)二、中和二、中和热热及其及其实验测实验测定定1中和中和热热(1)定定义义：在稀溶液中，酸跟碱：在稀溶液中，酸跟碱发发生中和反生中和反应应生成生成 H2O时时的反的反应热应热(即所放出的即所放出的热热量量)。(2)表示方法表示方法H(aq)OH(aq)=H2O(l)H

15、 kJ/mol。1 mol57.32中和中和热热的的实验测实验测定定(1)装置及装置及仪仪器：器：(2)测测定定过过程：程：3注意事注意事项项 (1)为为了保了保证证酸、碱完全中和，常采用酸、碱完全中和，常采用 稍稍过过量的方法。量的方法。(2)量量热热装置中需用碎泡沫塑料装置中需用碎泡沫塑料对对其其进进行行 ，以减少，以减少实验过实验过程中程中热热量的量的损损失，减小失，减小误误差。差。(3)读读取中和反取中和反应应的的终终止温度是反止温度是反应应混合液的混合液的 温度。温度。保温、隔保温、隔热热最高最高碱碱 1 1实验实验关关键键 (1)(1)迅速反迅速反应应，防止，防止热热量散失量散失实

16、验实验的关的关键键是温度，是温度，包括准确包括准确测测量温度和防止量温度和防止热热量散失。量散失。(2)(2)在在测测量反量反应应混合液的温度混合液的温度时时要随要随时读时读取温度取温度值值，记录记录下最高温度下最高温度值值；(3)(3)温度温度计悬计悬挂，使水挂，使水银银球球处处于溶液的中央位置，于溶液的中央位置，温度温度计计不要靠在容器壁上或插入容器底部；不要靠在容器壁上或插入容器底部；(4)(4)不可将温度计当搅拌棒使用；环形玻璃搅拌棒不可将温度计当搅拌棒使用；环形玻璃搅拌棒应上下移动；应上下移动；(5)(5)简易量热计的保温效果要好。简易量热计的保温效果要好。2 2误差分析误差分析 本

17、实验误差的主要来源除了热量的散失外，还有反本实验误差的主要来源除了热量的散失外，还有反应体系的温度没有达到最高就读数、搅拌不充分、温度应体系的温度没有达到最高就读数、搅拌不充分、温度差不够适中等。差不够适中等。例例2(2012天津新华中天津新华中学检测学检测)50 mL 0.50 molL1盐盐酸与酸与50 mL 0.55 molL1NaOH溶液在如溶液在如图图所示的装置中所示的装置中进进行行中和反中和反应应。通。通过测过测定反定反应过应过程程中所放出的中所放出的热热量可量可计计算中和反算中和反应应的反的反应热应热。回答下列。回答下列问题问题：(1)(1)从从实验实验装置上看，装置上看，图图中

18、尚缺少的一种玻中尚缺少的一种玻璃用品是璃用品是_。(2)(2)烧烧杯杯间间填填满满碎碎纸纸条的作用是条的作用是_。(3)(3)大大烧烧杯上如不盖硬杯上如不盖硬纸纸板，求得的中和板，求得的中和热热的数的数值值_(_(填填“偏大偏大”“”“偏小偏小”或或“无影响无影响”)。环环形玻璃形玻璃搅搅拌棒拌棒减少减少实验过实验过程中的程中的热热量量损损失失偏小偏小 (4)实验实验中改用中改用60 mL 0.50 molL1盐盐酸跟酸跟50 mL 0.55 molL1NaOH溶液溶液进进行反行反应应，与上，与上述述实验实验相比，所放出的相比，所放出的热热量量_(填填“相等相等”或或“不相等不相等”)，所求中

19、和，所求中和热热_(填填“相等相等”或或“不相等不相等”)；简简述理由：述理由：_。不相等不相等相等相等因因为为中和中和热热是指酸跟碱是指酸跟碱发发生中和反生中和反应应生成生成1 mol H2O所放出的能量，与酸碱所放出的能量，与酸碱的用量无关的用量无关 (5)用相同用相同浓浓度和体度和体积积的氨水代替的氨水代替NaOH溶液溶液进进行上述行上述实验实验，测测得的中和反得的中和反应应的反的反应热应热的数的数值值会会_；用；用50 mL 0.50 molL1NaOH溶液溶液进进行上述行上述实验实验，测测得的中和反得的中和反应应的反的反应热应热的数的数值值会会_(填填“偏大偏大”“偏小偏小”或或“无

20、影响无影响”)。偏小偏小偏小偏小课堂练习：分析：分析：由于生成物由于生成物H2O的状的状态态不同，不同，H2O(g)H2O(l)要放出能量，因此在要放出能量，因此在书书写写热热化学方程式化学方程式时时要注明各物要注明各物质质的状的状态态。答案：答案：因因为为由气由气态态水水变为变为液液态态水要放水要放热热，放，放热热越多越多焓焓变变越小越小分析：分析：A项项中反中反应应物和生成物都未物和生成物都未标标明聚集状明聚集状态态；C项项中中H的的单单位不正确；位不正确；D项项中中为为放放热热反反应应，H应为应为“”号。号。答案：答案：B3判断正判断正误误。(1)中和中和热热一定是一定是强强酸跟酸跟强强

21、碱反碱反应应放出的放出的热热量。量。()(2)1 mol酸与酸与1 mol碱完全反碱完全反应应放出的放出的热热量是中和量是中和热热。()(3)在稀溶液中，酸与碱在稀溶液中，酸与碱发发生中和反生中和反应应生成生成1 mol H2O(l)时时的反的反应热应热叫做中和叫做中和热热。()(4)表示中和表示中和热热的离子方程式的离子方程式为为：HOH=H2OH57.3 kJ/mol。()答案：答案：(1)(2)(3)(4)4实验实验中中为为何使用何使用0.55 mol/L NaOH溶液而不用溶液而不用0.50 mol/L NaOH溶液？溶液？答案：答案：为为了使酸完全反了使酸完全反应应，减小，减小误误差

22、差 (1)热热化学方程式不化学方程式不仅仅表明了化学反表明了化学反应应中的物中的物质变质变化，也表明了化学反化，也表明了化学反应应中的能量中的能量变变化。化。书书写写热热化学方化学方程式程式时时必必须须注明物注明物质质的聚集状的聚集状态态(s、l、g)，并在方程，并在方程式的右式的右边边注明反注明反应热应热的符号、数的符号、数值值及其及其单单位。位。(2)判断判断热热化学方程式的正化学方程式的正误误要注意：物要注意：物质质的聚集的聚集状状态态，H的符号和的符号和单单位以及反位以及反应热应热数数值值与化学与化学计计量量数是否相数是否相对应对应。课后小结：(3)中和中和热测热测定定实验实验中要注意以下两方面的中要注意以下两方面的问题问题：防止防止热热量散失的方法：量散失的方法：a.两个两个烧烧杯口要相平；杯口要相平；b.在两个在两个烧烧杯之杯之间间填充碎泡沫塑料或碎填充碎泡沫塑料或碎纸纸片；片；c.用玻用玻璃棒璃棒搅搅拌，而不能用金属棒拌，而不能用金属棒(丝丝)搅搅拌；拌；d.实验时动实验时动作作要迅速。要迅速。加加过过量碱液使酸完全反量碱液使酸完全反应应，碱，碱过过量量对对中和中和热测热测定没有影响。定没有影响。作业作业:P6 1.2.3.4