化学选修四人教版全套课件.ppt
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1、第一章第一章 化学反应与能量化学反应与能量第一节第一节 化学反应与能量的变化化学反应与能量的变化 从物质的角度:从物质的角度:有新物质生成有新物质生成从微粒的角度:从微粒的角度:原子重新组合的过程原子重新组合的过程从化学键的角度:从化学键的角度:旧键的断裂和新键的形成旧键的断裂和新键的形成从能量的角度从能量的角度:释放或贮存能量的过程释放或贮存能量的过程化学反应的本质化学反应的本质一、焓变一、焓变 反应热反应热1 1、反应热、反应热 恒恒(等等)压过程:反应前后压强不变,体积改变压过程:反应前后压强不变,体积改变 敞口、针筒、活塞敞口、针筒、活塞在化学反应过程中放出或吸收的热量在化学反应过程中
2、放出或吸收的热量恒恒(等等)容过程:反应前后体积不变,压强改变容过程:反应前后体积不变,压强改变 密闭容器、体积不变容器密闭容器、体积不变容器2 2、焓变、焓变 焓:热力学状态函数。焓:热力学状态函数。焓变:在一定条件下(恒压)的反应热焓变:在一定条件下(恒压)的反应热生成物与反应物的焓值差生成物与反应物的焓值差焓变符号焓变符号:H焓变单位焓变单位:kJ/mol 测量条件测量条件:恒压下,一般为敞口容器中恒压下,一般为敞口容器中“+”“+”:吸热:吸热,环境对体系做功自身能量增加,环境对体系做功自身能量增加 “-”“-”:放热:放热,体系对环境做功自身能量减少,体系对环境做功自身能量减少3 3
3、、反应热产生的原因、反应热产生的原因 从物质所具有的能量角度从物质所具有的能量角度 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生成物的总能量生成物的总能量反应物的总能量反应物的总能量H0H0放热反应:放热反应:吸热反应:吸热反应:-183kJ/mol(理论值)(理论值)H=-184.6kJ/mol(实验值)(实验值)H=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从化学键的角度从化学键的角度 4 4、常见吸热反应与放热反应、常见吸热反应与放热反应 放热反应放热反应 放出热量的化学反应。放出热量的化学反应。H为为“-”或或H0常见的吸热反应:常见的吸热反应:大多数分解反
4、应大多数分解反应某些金属氧化物的还原反应某些金属氧化物的还原反应C+CO2C+H2OBa(OH)28H2O+NH4Cl 已知拆开已知拆开1mol H1mol H2 2中的化学键要吸收中的化学键要吸收436 kJ436 kJ的能的能量,拆开量,拆开1mol O1mol O2 2中的化学键要吸收中的化学键要吸收496 kJ496 kJ的能的能量,形成水分子中的量,形成水分子中的1mol HO1mol HO键要放出键要放出463 kJ463 kJ的能量,试说明的能量,试说明 2H 2H2 2+O+O2 2=2H=2H2 2O O中的能量变化。中的能量变化。H=-484kJ/mol=-484kJ/mo
5、l1 1、1molC1molC与与1molH1molH2 2O(g)O(g)反应生成反应生成lmol CO(g)lmol CO(g)和和1mol H1mol H2 2(g)(g),需要吸收,需要吸收131.5kJ131.5kJ的热量,该反的热量,该反应的反应热为应的反应热为H=H=kJ/molkJ/mol。2 2、拆开、拆开 lmol HH lmol HH键键、lmol Nlmol 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的反的反应热为应热
6、为,1mol H1mol H2 2生成生成NHNH3 3的反的反应热为应热为。131.5131.5-92KJ/mol-92KJ/mol-30.7KJ/mol-30.7KJ/mol练练 习习二、热化学方程式二、热化学方程式表示参加表示参加反应物质的量反应物质的量和和反应热反应热的的关系关系的的化学方程式。化学方程式。H2(g)+I2(g)2HI(g)200200101KPaH=14.9kJ/mol热化学方程式书写要点热化学方程式书写要点需注明反应的温度和压强需注明反应的温度和压强如在如在25、101KPa下进行的反应,可不注下进行的反应,可不注明温度和压强明温度和压强应注明反应物和生成物的状态应
7、注明反应物和生成物的状态气体用气体用g;液体用;液体用l;固体用;固体用s;溶液用;溶液用aq2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)H1=-Q1kJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H2=-Q2kJ/mol化学计量数表示物质的量,而不是分子个数。化学计量数表示物质的量,而不是分子个数。化学计量数可以是整数,可以是分数。化学计量数可以是整数,可以是分数。化学计量数与化学计量数与H成正比,当化学计量数不成正比,当化学计量数不同时,其同时,其H不同不同H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l),H=-285.8kJ/mol右端标注热量数值和符号,右端标注热量数值和符号,H:吸热用:吸
8、热用“+”,放热用:,放热用:“-”。2H2(g)+O2(g)=2H2O(l),H=-571.6kJ/mol1 1、已已知知在在2525,101kpa101kpa下下,1gC1gC8 8H H1818(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48.40kJ48.40kJ热热量,表示上述反应的热化学方程式正确的是量,表示上述反应的热化学方程式正确的是 A AC C8 8H H1818(1)+25/2O(1)+25/2O2 2(g)=8CO(g)=8CO2 2(g)+9H(g)+9H2 2O(g)O(g)H=-48.40 kJmol H=-48.40 kJmol-1-
9、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 kJmol H=-5518 kJmol-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 kJmol H=+5518 kJmol-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.
10、40 kJmol H=-48.40 kJmol-1-12 2、1 1克甲烷在空气中燃烧,恢复常温下测得克甲烷在空气中燃烧,恢复常温下测得放出热量放出热量55.625KJ55.625KJ,试写出热化学方式。,试写出热化学方式。CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)H=-890kJ/mol3 3、常温下、常温下1414克克COCO在足量氧气中充分燃烧,在足量氧气中充分燃烧,放出放出141.3KJ141.3KJ热量,写出该热化学方程式。热量,写出该热化学方程式。CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)H=-282.6kJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O(l),H1=-Q
11、1kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l),H2=-Q2kJ/mol4 4、比较、比较Q Q1 1和和Q Q2 2的大小、的大小、HH1 1和和HH2 2的大小的大小Q1 Q2H1H2注意:热量比较比数值,注意:热量比较比数值,H H比较带符号比较带符号 练:练:比较比较Q Q1 1Q Q2 2的大小、的大小、H1H2的大小的大小S(g)+OS(g)+O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(g)H(g)H1 1=-Q=-Q1 1 kJ/mol kJ/molS(s)+OS(s)+O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(g)H(g)H2 2=-Q=-Q2 2 kJ/mol kJ/mo
12、lQ1Q2H1H25 5、已知某温度下的热化学方程式:、已知某温度下的热化学方程式:2SO2SO2 2(g)(g)O O2 2(g)2SO(g)2SO3 3(g)H=(g)H=-197kJ/molkJ/mol试写出试写出SOSO3 3分解的热化学反应方程式。分解的热化学反应方程式。2SO3(g)2SO2(g)O2(g)H=+197kJ/mol注意:注意:对于可逆反应,对于可逆反应,当反应逆向进行时,其反应热与正反应的当反应逆向进行时,其反应热与正反应的数值相等,符号相反。数值相等,符号相反。其反应热是指反应物完全转变成生成物其反应热是指反应物完全转变成生成物放出或吸收的热量。放出或吸收的热量。
13、6 6、已知:、已知:C(s)+OC(s)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)H=-393.5 kJ/mol(g)H=-393.5 kJ/mol要获得要获得1000kg1000kg热量,需燃烧多少克碳?热量,需燃烧多少克碳?30.5g备用:备用:已知:已知:S(s)+OS(s)+O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(g)H=-290.6 kJ/mol(g)H=-290.6 kJ/mol求求1.6g1.6g硫燃烧成为硫燃烧成为SOSO2 2气体气体,放出多少热量?放出多少热量?14.53kJ三、中和反应反应热的测定三、中和反应反应热的测定1 1、中和热、中和热酸与碱反应生成酸与碱反应
14、生成1molH2O时释放的热量时释放的热量称中和热。称中和热。数值:数值:稀稀溶液中,溶液中,强酸强酸和和强碱强碱中和时中和时H=-57.3kJ/mol2 2、中和反应反应热的测定、中和反应反应热的测定 原理:原理:Q=mct仪器及药品仪器及药品实验步骤实验步骤实验步骤:实验步骤:a、在大烧杯底部垫泡沫塑、在大烧杯底部垫泡沫塑料(或纸条),使放入的料(或纸条),使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料杯之间填满碎泡沫塑料(或纸条),大烧杯上用(或纸条),大烧杯上用泡沫塑料板(或硬纸板)泡沫塑料板(或硬纸板)作盖板,在板
15、中间开两个作盖板,在板中间开两个小孔,正好使温度计和环小孔,正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过,形玻璃搅拌棒通过,以达以达到保温、隔热、减少实验到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的过程中热量损失的目的,如上图所示。该实验也可如上图所示。该实验也可在保温杯中进行。在保温杯中进行。b b、用一个量筒量取、用一个量筒量取50mL 50mL 0.5mol/L0.5mol/L盐酸,盐酸,倒入倒入 小烧杯中,并用温度计测量盐酸的温度,记录小烧杯中,并用温度计测量盐酸的温度,记录。把温度计上的酸用水冲洗干净。把温度计上的酸用水冲洗干净。c c、用另一个量筒量取、用另一个量筒量取50mL 50mL 0.5
16、5mol/L0.55mol/L氢氧化氢氧化钠,并用温度计测量氢氧化钠的温度,记录。钠,并用温度计测量氢氧化钠的温度,记录。d d、把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放、把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯中,并把量筒中的入小烧杯中,并把量筒中的NaOHNaOH溶液一次倒入溶液一次倒入小烧杯(注意不要洒在外面),盖好盖板。用小烧杯(注意不要洒在外面),盖好盖板。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液,并准确量取混环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液,并准确量取混合溶液的合溶液的最高温度最高温度,记为终止温度,记录。,记为终止温度,记录。e e、重复重复实验步骤实验步骤2424三次三次如何提高中和热测定的准确
17、度呢?如何提高中和热测定的准确度呢?增强保温、隔热措施,减少实验过程中热量增强保温、隔热措施,减少实验过程中热量的损失。的损失。不断搅动,使热量分散均匀不断搅动,使热量分散均匀使用稀酸溶液和稀碱溶液,减少溶解热的干使用稀酸溶液和稀碱溶液,减少溶解热的干扰扰使用强酸和强碱溶液,减少电离热效应的干使用强酸和强碱溶液,减少电离热效应的干扰扰第一章第一章 化学反应与能量化学反应与能量第二节第二节 燃烧热燃烧热 能源能源 若若2.6g乙炔(乙炔(C2H2,气态)完全燃烧生,气态)完全燃烧生成液态水和成液态水和CO2(g)时放热)时放热130kJ。则乙。则乙炔燃烧的热化学方程式为炔燃烧的热化学方程式为:C
18、2H2(g)5/2O2(g)=2CO2(g)H2O(l)H=1300 kJ/mol2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)H=2600 kJ/mol反应热反应热燃烧热燃烧热中和热中和热。溶解热溶解热一、燃烧热一、燃烧热 1 1、定义、定义101kPa时,时,1mol纯物质完全纯物质完全燃烧生燃烧生成成稳定的氧化物稳定的氧化物时所放出的热量,时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。叫做该物质的燃烧热。例子:例子:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)H=-890.3kJ/mol890.31kJ/mol就是甲烷的燃烧热就是甲烷的燃烧热2 2、注意问题:、注意问题:研
19、究内容:放出的热量(研究内容:放出的热量(H0H0,单,单kJ/molkJ/mol)研究条件:研究条件:2525、101 kPa 101 kPa反应程度:完全燃烧,产物是稳定的氧化物。反应程度:完全燃烧,产物是稳定的氧化物。燃烧物的物质的量:燃烧物的物质的量:1 mol1 molCO2(g)H2O(l)SO2(g)如如:CHS名称名称化学式化学式H/kJH/kJmolmol-1-1名称名称化学式化学式H/kJH/kJmolmol-1-1石墨石墨C(s)C(s)-393.5-393.5乙烷乙烷C C2 2H H6 6(g)(g)-1559.8-1559.8金刚石金刚石C(s)C(s)-395.0
20、-395.0乙烯乙烯C C2 2H H4 4(g)(g)-1411.0-1411.0氢气氢气H H2 2(g)(g)-285.8-285.8乙炔乙炔C C2 2H H2 2(g)(g)-1299.6-1299.6一氧化碳一氧化碳 CO(g)CO(g)-283.0-283.0乙醇乙醇C C2 2H H5 5OH(l)OH(l)-1366.8-1366.8甲烷甲烷CHCH4 4(g)(g)-890.31-890.31丙烷丙烷C C3 3H H8 8(g)(g)-2219.9-2219.9甲醇甲醇CHCH3 3OH(l)OH(l)-726.51-726.51苯苯C C6 6H H6 6(l)(l)-
21、3267.5-3267.5一些物质燃烧热一些物质燃烧热1、能否根据式子、能否根据式子1/2CH4(g)+O2(g)=1/2CO2(g)+H2O(l)H=-445.15kJ/mol认为甲烷的燃烧热是认为甲烷的燃烧热是445.15kJ/mol?2 2、已知:、已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=-571.6kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)H=-241.8kJ/mol求氢气的燃烧热。求氢气的燃烧热。答答:H=-285.8kJ/mol2 2、请分别写出石墨和金刚石燃烧的热化学方程、请分别写出石墨和金刚石燃烧的热化学方程式。式。C(石墨石墨s)+O2(g)=CO2(g
22、)H=-393.5kJ/molC(金刚石金刚石s)+O2(g)=CO2(g)H=-395.0kJ/mol因为石墨与金刚石的晶体结构不同因为石墨与金刚石的晶体结构不同,其具有其具有的能量也不相同的能量也不相同石墨与金刚石的燃烧热为什么不相同?石墨与金刚石的燃烧热为什么不相同?燃烧热与中和热的区别与联系燃烧热与中和热的区别与联系相相同同点点 燃烧热燃烧热中和热中和热能量变化能量变化HH不不同同点点反应物的量反应物的量 生成物的量生成物的量反应热反应热的含义的含义放热反应放热反应H(4)(2)=(3)练习:在练习:在25时,向时,向100mL含含HCl14.6g的盐酸中,放入的盐酸中,放入5.6g铁
23、粉,反应进行到铁粉,反应进行到2s时收集到氢气时收集到氢气1.12L(标况标况),之后反应又进,之后反应又进行了行了4s,铁粉全溶解。若不考虑体积变化,铁粉全溶解。若不考虑体积变化,则:则:(1)前前2s内用内用FeCl2表示的平均反应速率为表示的平均反应速率为;(2)后后4s内用内用HCl表示的平均反应速率为表示的平均反应速率为;(3)前前2s与后与后4s比较,反应速率比较,反应速率较较快,其原因可能快,其原因可能。0.25mol/(Ls)0.25mol/(Ls)前前2s前前2s时段盐酸浓度比后时段盐酸浓度比后4s时段大时段大练习:练习:1、在、在2L的密闭容器中,发生下列的密闭容器中,发生
24、下列反应:反应:3A(g)+B(g)=2C(g)+D(g)。若最初。若最初加入的加入的A和和B都是都是4mol,在前,在前10sA的平均的平均反反应速率为应速率为0.12mol/Ls,则,则10s时,容器中时,容器中B的物质的量为的物质的量为。2、一定温度下,向一容积为、一定温度下,向一容积为2L的真空的真空容器中加入容器中加入1mol氮气,氮气,3mol氢气,氢气,3min后后测得容器内的压强是起始时压强的测得容器内的压强是起始时压强的0.9倍,倍,在此时间内用氢气的变化来表示反应速率在此时间内用氢气的变化来表示反应速率为为。3.2mol0.1mol/(Lmin)根据下图填空:(1)反应物是
25、反应物是_;生成物是生成物是_。(2)2min内内A、B、C三者的反应速率是多少三者的反应速率是多少?该反应的化学方程式是?该反应的化学方程式是_、二、化学反应速率模型二、化学反应速率模型 1 1、有效碰撞、有效碰撞并不是每次碰撞都能发生化学反应,只有并不是每次碰撞都能发生化学反应,只有其中的部分气体的碰撞能发生化学反应其中的部分气体的碰撞能发生化学反应有效碰撞有效碰撞活化分子、正确取向活化分子、正确取向(1)碰撞过轻)碰撞过轻(2)碰撞取向不好)碰撞取向不好(3)活化分子的有效碰撞)活化分子的有效碰撞HI分子的几种可能的碰撞模式分子的几种可能的碰撞模式分子分子运动运动相互相互碰撞碰撞分子具有
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