人教版高中化学选修四全套课件省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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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 化学反应与能量改变化学反应与能量改变 第1页从物质角度:从物质角度:有新物质生成有新物质生成从微粒角度:从微粒角度:原子重新组合过程原子重新组合过程从化学键角度:从化学键角度:旧键断裂和新键形成旧键断裂和新键形成从能量角度从能量角度:释放或贮存能量过程释放或贮存能量过程化学反应本质化学反应本质第2页一、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热量在化学反应过程中放出或吸收热量恒恒(等等)容过
2、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、体积不变容器第3页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)反应热焓变:在一定条件下(恒压)反应热生成物与反应物焓值差生成物与反应物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,普通为敞口容器中恒压下,普通为敞口容器中“+”“+”:吸热:吸热,环境对体系做功本身能量增加,环境对体系做功本身能量增加 “-”“-”:放热:放热,体系对环境做功本身能量降低,体系对环境做功本身能量降低第4页3 3、反应热产生原因、反应热产生
3、原因 第5页从物质所含有能量角度从物质所含有能量角度 反应物总能量反应物总能量生成物总能量生成物总能量生成物总能量生成物总能量反应物总能量反应物总能量H0H0放热反应:放热反应:吸热反应:吸热反应:第6页-183kJ/mol(理论值)(理论值)H=-184.6kJ/mol(试验值)(试验值)H=第7页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角度从化学键角度 第8页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 放出热量化学反应。放出热量化学反应。H为为“-”或或H0常见吸热反应:常见吸热反应:大多数分解反应大多数分解反应一些金属氧化物还原反应一
4、些金属氧化物还原反应C+CO2C+H2OBa(OH)28H2O+NH4Cl第10页 已知拆开已知拆开1mol H1mol H2 2中化学键要吸收中化学键要吸收436 kJ436 kJ能量,能量,拆开拆开1mol O1mol O2 2中化学键要吸收中化学键要吸收496 kJ496 kJ能量,形成能量,形成水分子中水分子中1mol HO1mol HO键要放出键要放出463 kJ463 kJ能量,试说能量,试说明明 2H 2H2 2+O+O2 2=2H=2H2 2O O中能量改变。中能量改变。练习H=-484kJ/mol=-484kJ/mol第11页1 1、1molC1molC与与1molH1mol
5、H2 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热量,该反应热量,该反应反应热为反应热为H=H=kJ/molkJ/mol。2 2、拆开、拆开 lmol HH lmol HH键键、lmol Nlmol NH H键键、lmolNNlmolNN键键分分别别需要能量是需要能量是436kJ436kJ、391kJ391kJ、946kJ946kJ,则则1mol N1mol N2 2生成生成NHNH3 3反反应热为应热为,1mol H1mol H2 2生成生成NHNH3 3反反应热为应
6、热为。131.5131.5-92KJ/mol-92KJ/mol-30.7KJ/mol-30.7KJ/mol练练 习习第12页第13页二、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量反应物质量和和反应热反应热关系关系化学方化学方程式。程式。H2(g)+I2(g)2HI(g)200200101KPaH=14.9kJ/mol第14页热化学方程式书写关键点热化学方程式书写关键点需注明反应温度和压强需注明反应温度和压强如在如在25、101KPa下进行反应,可不注明下进行反应,可不注明温度和压强温度和压强应注明反应物和生成物状态应注明反应物和生成物状态气体用气体用g;液体用;液体用l;固体用;固
7、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第15页化学计量数表示物质量,而不是分子个数。化学计量数表示物质量,而不是分子个数。化学计量数能够是整数,能够是分数。化学计量数能够是整数,能够是分数。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,当化学计量数不一样时,其一样时,其H不一样不一样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:吸热用“+”,放热用:,放热用:“-”。2H2(g)+O2
8、(g)=2H2O(l),H=-571.6kJ/mol第16页1 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,表示上述反应热化学方程式正确是量,表示上述反应热化学方程式正确是 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-1-1B BC C8 8H H1818(1)+25/2O(1
9、)+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=-48.40 kJmol H=-48.40 kJmol-1-1B
10、第17页2 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/mol第18页2H2(g)+O2(g)=2H2O(l),H1=-Q1kJ/molH2(g)+1/2O2(
11、g)=H2O(l),H2=-Q2kJ/mol4 4、比较、比较Q Q1 1和和Q Q2 2大小、大小、HH1 1和和HH2 2大小大小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大小、大小、H1H2大小大小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/molQ1Q2H1H2第19页5 5、已知某温度下热化学方
12、程式:、已知某温度下热化学方程式: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分解热化学反应方程式。分解热化学反应方程式。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,其反应热与正反应数当反应逆向进行时,其反应热与正反应数值相等,符号相反。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热量。放出或吸收热量。第20页6 6、已知:、已知:C(s)+OC(s)+O2 2(
13、g)=CO(g)=CO2 2(g)H=-393.5 kJ/mol(g)H=-393.5 kJ/mol要取得要取得1000kg1000kg热量,需燃烧多少克碳?热量,需燃烧多少克碳?30.5g第21页备用: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第22页三、中和反应反应热测定三、中和反应反应热测定1 1、中和热、中和热酸与碱反应生成酸与碱反应生成1molH2O时释放热量称时释放热量称
14、中和热。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/mol第23页2 2、中和反应反应热测定、中和反应反应热测定 原理:原理:Q=mct仪器及药品仪器及药品试验步骤试验步骤第24页试验步骤:试验步骤: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),使放入小料(或纸条),使放入小烧杯杯口与大烧杯杯口相烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料(或之间填满碎泡沫塑料(或纸条),大烧杯上用泡沫纸条),大烧杯上用泡沫塑料板(或硬纸板)作盖塑料板(或硬纸板)作盖板,在板中间开两个小孔,板,在板中间开两个
15、小孔,恰好使温度计和环形玻璃恰好使温度计和环形玻璃搅拌棒经过,搅拌棒经过,以到达保温、以到达保温、隔热、降低试验过程中热隔热、降低试验过程中热量损失目标量损失目标,如上图所表如上图所表示。该试验也可在保温杯示。该试验也可在保温杯中进行。中进行。第25页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温度,统计小烧杯中,并用温度计测量盐酸温度,统计。把温度计上酸用水冲洗洁净。把温度计上酸用水冲洗洁净。c c、用另一个量筒量取、用另一个量筒量取50mL 50mL 0.55mol/L0.55mol/L氢氧化氢
16、氧化钠,并用温度计测量氢氧化钠温度,统计。钠,并用温度计测量氢氧化钠温度,统计。d d、把套有盖板温度计和环形玻璃搅拌棒放入、把套有盖板温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯中,并把量筒中小烧杯中,并把量筒中NaOHNaOH溶液一次倒入小烧溶液一次倒入小烧杯(注意不要洒在外面),盖好盖板。用环形杯(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,并准确量取混合溶玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液,并准确量取混合溶液液最高温度最高温度,记为终止温度,统计。,记为终止温度,统计。e e、重复重复试验步骤试验步骤2424三次三次第26页怎样提升中和热测定准确度呢?怎样提升中和热测定准确度呢?增强保温、隔热
17、办法,降低试验过程中热量增强保温、隔热办法,降低试验过程中热量损失。损失。不停搅动,使热量分散均匀不停搅动,使热量分散均匀使用稀酸溶液和稀碱溶液,降低溶解热干扰使用稀酸溶液和稀碱溶液,降低溶解热干扰使用强酸和强碱溶液,降低电离热效应干扰使用强酸和强碱溶液,降低电离热效应干扰第27页第一章第一章 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 第28页若若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。则乙炔燃烧热化学方程式为炔燃烧热化学方程式为:C2H2(g)5/2O2(g)=2CO2(g)H2O
18、(l)H=1300 kJ/mol2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)H=2600 kJ/mol第29页反应热反应热燃烧热燃烧热中和热中和热。溶解热溶解热第30页一、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氧化物稳定氧化物时所放出热量,叫做时所放出热量,叫做该物质燃烧热。该物质燃烧热。例子:例子:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)H=-890.3kJ/mol890.31kJ/mol就是甲烷燃烧热就是甲烷燃烧热第31页2 2、注意问题:、注意问题:研究内容:放出热量(研究内容:放出热量(H0
19、H0,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,产物是稳定氧化物。反应程度:完全燃烧,产物是稳定氧化物。燃烧物物质量:燃烧物物质量:1 mol1 molCO2(g)H2O(l)SO2(g)如如:CHS第32页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)-395.0-395.0乙烯乙烯C C2 2H H4 4(g)
20、(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)-3267.5-3267.5一些物质燃烧热一些物质燃
21、烧热第33页1、能否依据式子、能否依据式子1/2CH4(g)+O2(g)=1/2CO2(g)+H2O(l)H=-445.15kJ/mol认为甲烷燃烧热是认为甲烷燃烧热是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求氢气燃烧热。求氢气燃烧热。答答:H=-285.8kJ/mol第34页2 2、请分别写出石墨和金刚石燃烧热化学方程式。、请分别写出石墨和金刚石燃烧热化学方程式。C(石墨石墨s)+O2(g)=CO2(g)H=-393.5kJ/molC(金刚石金刚石
22、s)+O2(g)=CO2(g)H=-395.0kJ/mol因为石墨与金刚石晶体结构不一样因为石墨与金刚石晶体结构不一样,其含有其含有能量也不相同能量也不相同石墨与金刚石燃烧热为何不相同?石墨与金刚石燃烧热为何不相同?第35页燃烧热与中和热区分与联络燃烧热与中和热区分与联络相相同同点点 燃烧热燃烧热中和热中和热能量改变HH不不同同点点反应物量 生成物量反应热含义放热反应放热反应H(4)(2)=(3)第53页练习:在练习:在25时,向时,向100mL含含HCl14.6g盐酸中,放入盐酸中,放入5.6g铁粉,反应进行到铁粉,反应进行到2s时搜时搜集到氢气集到氢气1.12L(标况标况),之后反应又进行
23、了,之后反应又进行了4s,铁粉全溶解。若不考虑体积改变,则:,铁粉全溶解。若不考虑体积改变,则:(1)前前2s内用内用FeCl2表示平均反应速率为表示平均反应速率为;(2)后后4s内用内用HCl表示平均反应速率为表示平均反应速率为;(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时段大时段大第54页练习:练习:1、在、在2L密闭容器中,发生以下反密闭容器中,发生以下反应:应:3A(g)+B(g)=2C(g)+D(g)。若最初加。若最初加入入A和和B都是都是
24、4mol,在前,在前10sA平均反平均反应速应速率为率为0.12mol/Ls,则,则10s时,容器中时,容器中B物质物质量为量为。2、一定温度下,向一容积为、一定温度下,向一容积为2L真空容真空容器中加入器中加入1mol氮气,氮气,3mol氢气,氢气,3min后测后测得容器内压强是起始时压强得容器内压强是起始时压强0.9倍,在此时倍,在此时间内用氢气改变来表示反应速率为间内用氢气改变来表示反应速率为。3.2mol0.1mol/(Lmin)第55页依据下列图填空:(1)反应物是反应物是_;生成物是生成物是_。(2)2min内内A、B、C三者反应速率是多少?该三者反应速率是多少?该反应化学方程式是
25、反应化学方程式是_、第56页二、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,只有其中部分气体碰撞能发生化学反应其中部分气体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、正确取向第57页(1)碰撞过轻)碰撞过轻(2)碰撞取向不好)碰撞取向不好(3)活化分子有效碰撞)活化分子有效碰撞HI分子几个可能碰撞模式分子几个可能碰撞模式第58页分子分子运动运动相互相互碰撞碰撞分子含有分子含有足够能量足够能量有适当取向有适当取向有效碰撞有效碰撞化学反应化学反应n活活=n总总活活%活化分子活化分子有效碰撞理论
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