第一节化学反应与能量的变化gsl.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第 一 章,化学反应与能量,江苏省海安高级中学 高二化学备课组,引 言,我们知道,：一个化学反应过程中，,除了生成了新物质外，还有,能量变化,热能,电能,光能,当,能量变化以热能的形式表现时：,化学反应,放热反应：例如,吸热反应：例如,我们知道：,一个化学反应同时遵守质量,守恒定律和能量守恒，那么,一个反应中的质量与能量有,没有关系呢？,有,能量,的释放或吸收是以发生变化的,物质,为基础,，二者密不可分，但以,物质为主,。,能量的,多少,则以反应物和产物的,质量为,基础,。,那么化学反应中能量到底怎样变化,第一节 化学反应与能量的变化,一、反应热 焓变,问题：,化学反应过程中为什么会有能量的,变化？（用学过的知识回答）,化学反应的,实质,就是反应物分子中,化学键,断裂,，形成,新的化学键,，从新组合成生成,物的分子的过程。旧键,断裂,需要,吸收能量,，,新键,形成,需要,放出能量,。而一般化学反应,中，旧键的断裂所吸收的总能量与新键形,成所放出的总能量是不相等的，而这个差,值就是反应中能量的变化。所以化学反应,过程中会有能量的变化。,你从图中发现了什么？,1,、,2,、,3,、,观察下列示意图：,你发现了吗？,假想中的,物质,实验测得,1molH,2,与,1molCl,2,反应生成,2molHCl,时放出,184.6kJ,的热量，从微观角度应如何解释？,化学键断裂时吸收总能量,=,化学键形成时放出总能量,=,679kJ,862kJ,反应热的计算：,H=679kJ/mol 862kJ/mol=,183kJ/mol,思考,能量如何转换的,？,能量从哪里转移到哪里？,体系的能量如何变化？升高还是降低？,环境的能量如何变化？升高还是降低？,规定放热反应的,H,为“”，,是站在谁的角度,？体系还是环境？,放热反应中,体系,环境,1,、定义：,化学反应过程中所释放或吸收的能量，,都可以热量（或换算成相应的热量）来表,述，叫做,反应热,，又称为“,焓变,”。,2,、符号：,H,3,、单位：,KJ/mol,4,、规定：,(1),反应,体系,的能量,降低,（即,放热反应），则,H,为“,”；,(2),反应,体系,的能量,升高,（即,吸热反应），则,H,为“,”；,即：,当,H,为“”（,H0,）,时，为吸热反应,通过此图大家还能发现这反应热,H,有什么规律,？,我们可以发现：其实,H,E,（,生成物,的总能量）,E,（,反应物,的总能量）,H,E,（反应物分子化学键断裂时,所吸收,的总能量）,E,（生成物分子化学键形成时,所释放,的总能量）,我们认识了反应热，那么,怎样书写,表示化学反应热的化学方程式？,例,1,：,1molC,与,1molH,2,O(g),反应生成,lmol,CO(g),和,1mol H,2,(g),，,需要吸收,131.5kJ,的热量，该反应的反应热为,H=,kJ/mol,。,例,2,：拆开,lmol,HH,键、,lmol,N,H,键、,lmolNN,键分别需要的能量是,436kJ,、,391kJ,、,946kJ,，则,1mol N,2,生成,NH,3,的反应热为,，,1mol H,2,生成,NH,3,的反应热为,。,131.5,-92KJ/mol,-30.6KJ/mol,练 习,二、学会热化学方程式的书写,什么是,热化学方程式？,表示参加反应,物质的量,和,反应热,的,关系,的化学方程式，叫做,热化学方,程式。,请看以下,两个例子,，再思考！,问题：,意义,:,热化学方程式不仅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。,通过以上两个例子，说明一下,热化学方程式,与,一般的化学方程式,的书写,有什么不同,？,(1),书写热化学方程式要,注明反应的温度和压强,，,(,为什么？,),而常温、常压可以不注明，即不注明则是常温、常压。,(2),标出了,反应物与生成物的状态,：,固体,-,s,，液体,-,l,，气体,-,g,；,(,为什么,要标出？,),(3),写出了反应热，还注明了“,”，“,”,(4),方程式中的,计量系数,可以是,整数,也可以是,分数,。,问题：,反应物和生成物前的,系数,它,代表了什么,？,在方程式中,H,它表示了,什么意义,？,H,它的,值与什么有关系,？,热化学方程式中各物质前的,化学计量数不,表示,分子个数,，表示对应物质的,物质的量,。,H(,单位：,kJ/mol),的值与方程式中的计量系数有关，即对于相同的反应，当,化学计量数不同时,，其,H,不同,。,例 题,1,、当,1mol,气态,H,2,与,1mol,气态,Cl,2,反应,生成,2mol,气态,HCl,，,放出,184.6KJ,的热,量，请写出该反应的热化学方程式。,H,2,(,g,)+Cl,2,(,g,)=2HCl(,g,),H,=-184.6KJ/mol,而这些书写也是对的,写出下列反应的热化学方程式,课堂练习,1,、,1molN,2,(g),与适量,O,2,(g),反应生成,NO,(g),，,需吸收,68kJ,的热量；,2,、,2molCu(s),与适量,O,2,(g),反应生成,CuO(s,),，,放出,314kJ,热量；,3,、,1g,硫粉在氧气中充分燃烧放出,9.36kJ,热量，写出硫燃烧的热化学方程式。,4,、,4g CO,在氧气中燃烧生成,CO,2,，,放出,9.6kJ,热量，写出,CO,燃烧的热化学方程式。,5,、已知,(1)H,2(g),1/2O,2,(g),H,2,O,(g),H,1,=,a kJ/mol,(2)2H,2(g),O,2,(g),2H,2,O,(g),H,2,=,b kJ/mol,(3)H,2(g),1/2O,2,(g),H,2,O,(l),H,3,=,c kJ/mol,(4)2H,2(g),O,2,(g),2H,2,O,(l),H,4,=,d kJ/mol,则,a,、,b,、,c,、,d,的关系正确的是,。,A,、,acd0 C,、,2a=b0,C,6,、在一定条件下，氢气和甲烷燃烧的化学方程式为：,2H,2,(g)+O,2,(g)=2H,2,O(l);,H=,572,kJ/mol,CH,4,(g)+2O,2,(g)=CO,2,(g)+2H,2,O(l);,H=890,kJ/mol,由,1mol,氢气和,2mol,甲烷组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时放出的热量为多少。,2066,KJ,7.,在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为：,2H,2,(g)+O,2,(g)=2H,2,O(l)H=-571.6 kJ/mol,C,3,H,8,(g)+5O,2,(g)=3CO,2,(g)+4H,2,O(l)H=-2220 kJ/mol,5mol,氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热,3847kJ,，,则,氢气和甲烷的体积比为,(A)1:3 (B)3:1 (C)1:4 (D)1:1,解,：设,H,2,、,C,3,H,8,的物质的量分别为,x,，,y,答：氢气和丙烷的体积比为,3,：,1,x+y=5,(571.6/2)(x)+2220y=3847,V,(H,2,):,V,(C,3,H,8,)=,n,(H,2,):,n,(C,3,H,8,)=3.75:1.25=3:1,x=3.75 mol,y=1.25 mol,实践活动,中和反应 反应热的测定,实验目的,测定强酸与强碱反应的反应热，体验化学反应的热效应。,学习重点,中和反应反应热的测定原理和方法。,实验用品,大烧杯（,500,mL,）、小烧杯（,100,mL,）,温度计、量筒（,50,mL,）两个、泡沫塑料 或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个小孔）、,环形玻璃搅拌棒,。,0.50 mol/L,盐酸、,0.55 mol/L,NaOH,溶液,Q,=,m,c,t,Q,：中和反应放出的热量。,m,：反应混合液的质量。,c,：反应混合液的比热容。,t,：反应前后溶液温度的差值。,我们如何得到上述数据呢？,m,的质量为所用酸、碱的质量和，测出参加反应的酸、碱质量相加即可；,c,需要查阅，,t,可用温度计测出反应前后的温度相减得到。,问酸、碱反应时，我们用的是它的稀溶液，它们的质量应怎样得到？,量出它们的体积，再乘以它们的密度即可。,实验原理,Q,=,（,V,酸,酸,V,碱,碱,）,c,（,t,2,t,1,）,本实验中，我们所用一元酸、一元碱的体积均为,50,mL,，它 们的浓度分别为,0.50 mol/L,和,0.55 mol/L,。由于是稀溶液，且为了计算简便，我们近似地认为，所用酸、碱溶液的密度均为,1 g/cm,3,，且中和后所得溶液的比热容为,4.18 J/,（,g),已知,V,酸,=,V,碱,=50,mL,。,c,酸,=0.50 mol/L,c,碱,=0.55 mol/L,。,酸,=,碱,=1 g/cm,3,c,=4.18 J/,（,g,）,请把以上数据代入式,得出,Q,的表示式。其中热量的单位用,kJ,。得出结果。,Q,=0.418,（,t,2,t,1,）,kJ ,思考：,式表示的是不是该反应的反应热？是中和热吗？为什么？,式不是该反应的反应热，因为反应热是有正负的，中和反应放热，故其,H,为“”。中和热是稀的酸、碱中和生成,1 mol,水的反应热，而,50,mL,0.50 mol/L,的盐酸与,50,mL,0.55 mol/L,氢氧化钠反应后生成的水只有,0.025 mol,，故,式表示的也不是中和热。,问题该反应的中和热应怎样表示呢？,H,=,0.418,（,t,2,t,1,）,0.025,kJ/mol,1.,在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），,使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平,。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，如下图所示。,大、小烧杯放置时，为何要使两杯口相平？填碎纸条的作用是什么？对此装置，你有何更好的建议？,实验步骤,答：两杯口相平，可使盖板把杯口尽量盖严，从而减少热量损失；填碎纸条的作用是为了达到保温隔热、减少实验过程中热量损失的目的。若换用隔热、密封性能更好的装置（如保温杯）会使实验结果更准确。,2.,用一个量筒最取,50,mL,0.50 mol/L,盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。,然后把温度计上的酸用水冲洗干净,。,温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗后的溶液能否倒入小烧杯？为什么？,答：,因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗，温度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失，故要冲洗干净；冲洗后的溶液不能倒入小烧杯，若倒入，会使总溶液的质量增加，而导致实验结果误差。,3.,用另一个量筒量取,50,mL,0.55 mol/L,NaOH,溶液，并用温度计测量,NaOH,溶液的温度，记入下表。,.,酸、碱混合时，为何要把量筒中的,NaOH,溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？,.,因为本实验的关键是测反应的反应热，若动作迟缓，将会使热量损失而使误差增大。,4.,把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并,把量筒中的,NaOH,溶液一次倒入小烧杯（注意不要洒到外面）,。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记为终止温度，记入下表。,实验中所用,HCl,和,NaOH,的物质的量比为何不是,11,而是,NaOH,过量？若用,HCl,过量行吗？,答：,为了保证,0.50 mol/L,的盐酸完全被,NaOH,中和，采用,0.55 mol/L,NaOH,溶液，使碱稍稍过量。若使盐酸过量，亦可。,5.,重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。,议一议,你所测得的数据是否为,57.3 kJ/mol,，若不是，分析产生误差的原因。,可能的原因有：,1.,量取溶液的体积有误差（测量结果是按,50,mL,的酸、碱进行计算，若实际量取时，多于,50,mL,或小于,50,mL,都会造成误差）,2.,温度计的读数有误。,3.,实验过程中有液体洒在外面。,4.,混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。,5.,隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。,6.,测了酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的温度，致使热量损失而引起误差。,讨论下列问题：,1.,本实验中若把,50,mL,0.50 mol/L,的盐酸改为,50,mL,0.50 mol/L,醋酸，所测结果是否会有所变化？为什么？,2.,若改用,100,mL,0.50 mol/L,的盐酸和,100,mL,0.55 mol/L,的,NaOH,溶液，所测中和热的数值是否约为本实验结果的二倍（假定各步操作没有失误）？,答：,1.,会有所变化。因为醋酸为弱电解质，其电离时要吸热，故将使测得结果偏小。,2.,否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成,1 mol H,2,O,时放出的热量，其数值与反应物的量的多少无关，故所测结果应基本和本次实验结果相同（若所有操作都准确无误，且无热量损失，则二者结果相同）。,练习,50,mL,0.50 mol/L,盐酸与,50,mL,0.55 mol/L,1NaOH,溶液在图示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题：,（,1,）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是,。,（,2,）烧杯间填满碎纸条的作用是,。,（,3,）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值,（填“偏大”“偏小”“无影响”）。,（,4,）实验中改用,60,mL,0.50 mol/L,盐酸跟,50,mL,0.55 mol/L,NaOH,溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量,（填“相等”“不相等”），所求中和热,（填“相等”“不相等”），简述理由：,。,（,5,）用相同浓度和体积的氨水代替,NaOH,溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会,；用,50,mL,0.50mol/L,NaOH,溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会,。（均填“偏大”“偏小”“无影响”）,环形玻璃搅拌棒,减少实验过程中的热量损失,偏小,不等,相等,因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成,1 mol H,2,O,所放出的能量，与酸碱的用量无关,）,偏小,）,偏小,再 见,