化学反应和能量的变化选修省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

1-1 化学反应与能量改变第1页【知知识识回回顾顾】1、化学反、化学反应应与与热热能能微微观观：化学反化学反应实质应实质旧旧键键断裂断裂 新新键键形成形成吸收能量吸收能量E(吸吸)放出能量放出能量E(放放)E(吸吸)E(放放)：E(吸吸)E(放放)：化学反化学反应为应为_反反应应化学反化学反应为应为_反反应应吸吸热热放放热热第2页【思索思索】试验测试验测得得1mol H2与与1 mol Cl2反反应应生成生成2 mol HCl时时放出放出184.6 kJ热热量，量，从微从微观观角度角度应应怎怎样样解解释释？第3页宏宏观观：化学反化学反应应反反应应物物生成物生成物E(反反)E(生生)E(反反)E(生生)：E(反反)E(生生)：化学反化学反应为应为_反反应应化学反化学反应为应为_反反应应本身能量本身能量放放热热吸吸热热第4页2、常、常见见放放热热反反应应和吸和吸热热反反应应常常见见吸吸热热反反应应：Ba(OH)28H2O(s)2NH4Cl(s)=BaCl2(aq)2NH3(g)10H2O(l)高温高温C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)高温高温 C(s)CO2(g)=2CO(g)常常见见放放热热反反应应：物物质质燃燃烧烧大多数氧化大多数氧化还还原反原反应应酸碱中和反酸碱中和反应应金属与酸（或金属与酸（或H2O）生成）生成H2反反应应易爆物爆炸反易爆物爆炸反应应大多数化合反大多数化合反应应 例外：例外：CCO2 2CuOC=2CuCO2大多数分解反大多数分解反应应 第5页【乐乐学七中学七中】P10第6页定定义义：在一定条件下，某一化学反在一定条件下，某一化学反应应中生成物与反中生成物与反应应物物焓焓（即内能，（即内能，H）之）之差差符号符号：H单单位：位：kJ/mol【思索思索】依据依据焓变焓变定定义义思索，思索，焓变焓变研究研究对对象是反象是反应应体系体系还还是是环环境体系？境体系？为为何何？一、一、焓变焓变、反、反应热应热 1、焓变焓变第7页定定义义：在一定条件下，某一化学反在一定条件下，某一化学反应应中生成物与反中生成物与反应应物物焓焓（即内能，（即内能，H）之）之差差符号符号：H单单位：位：kJ/mol研究研究对对象：象：反反应应体系中能量改体系中能量改变变一、一、焓变焓变、反、反应热应热 1、焓变焓变第8页【问题问题探究探究】焓变焓变是反是反应应中生成物与反中生成物与反应应物内能之差，那么，物内能之差，那么，焓变焓变增加或降增加或降低与反低与反应应体系中能量改体系中能量改变变是什么关系？是什么关系？HH当生成物能量高于反当生成物能量高于反应应物物时时，反，反应应体系从体系从环环境中境中_能量，物能量，物质质内能增加内能增加，_当反当反应应物能量高于生成物物能量高于生成物时时，反，反应应体系向体系向环环境境_能量，物能量，物质质内能降低内能降低，_吸收吸收H0释释放放H0第9页定定义义：在一定条件下，某一化学反在一定条件下，某一化学反应应中生成物与反中生成物与反应应物物焓焓（即内能，（即内能，H）之）之差差符号符号：H单单位：位：kJ/mol研究研究对对象：象：反反应应体系中能量改体系中能量改变变焓变焓变与体系能量改与体系能量改变变关系：关系：H0时，体系从环境中吸收能量，体系中能量增加H0时，体系向环境中释放能量，体系中能量降低 一、一、焓变焓变、反、反应热应热 1、焓变焓变第10页【阅读阅读】焓变焓变与反与反应热应热都是衡量反都是衡量反应应体系中能量改体系中能量改变变物理量，那么，物理量，那么，焓变焓变与与反反应热应热之之间间有什么关系？有什么关系？在化学在化学试验试验和生和生产产中，通常碰到反中，通常碰到反应应是在敞开容器中是在敞开容器中进进行，行，反反应应体系体系压压力与外加力与外加压压力（大气力（大气压压）相等。也就是）相等。也就是说说，反，反应应是是在恒在恒压压条件下条件下进进行，此行，此时时反反应热应热效效应应等于等于焓变焓变。所以，我。所以，我们们就就用用H表示反表示反应热应热，单单位也相同位也相同第11页一、一、焓变焓变、反、反应热应热 1、焓变焓变定定义义：在一定条件下，某一化学反在一定条件下，某一化学反应应中生成物与反中生成物与反应应物物焓焓（即内能，（即内能，H）之）之差差符号符号：H单单位：位：kJ/mol研究研究对对象：象：反反应应体系中能量改体系中能量改变变焓变焓变与体系能量改与体系能量改变变关系：关系：H0时，体系从环境中吸收能量，体系中能量增加H0时，体系向环境中释放能量，体系中能量降低 焓变焓变与反与反应热应热关系关系恒恒压压条件下：条件下：反反应热应热等于等于焓变焓变第12页2、物、物质质能量高低与反能量高低与反应热应热关系关系放放热热反反应应：吸吸热热反反应应：体系体系环环境境体系体系环环境境【结论结论2】反反应热应热（H）与吸）与吸热热反反应应和放和放热热反反应应关系：关系：吸吸热热反反应应：放放热热反反应应：H0，反，反应应体系中能量增加，符号体系中能量增加，符号为为“”H0，反，反应应体系中能量降低，符号体系中能量降低，符号为为“”第13页【讨论讨论】依据前面分析依据前面分析总结总结出出计计算反算反应热应热两种方法两种方法微微观观：宏宏观观：HE(反反键键)E(生生键键)HH(生成物生成物)H(反反应应物物)【练习练习】1 mol C与与1 mol H2O(g)反反应应失成失成1 mol CO(g)和和1 mol H2(g)，需要吸，需要吸收收131.5 kJ热热量，量，该该反反应应反反应热为应热为H_kJ/mol。第14页【练习练习】HH键键、NH键键、NN键键键键能分能分别别是是436 kJ/mol、391 kJ/mol、946 kJ/mol，则则1 mol N2生成生成NH3反反应热为应热为_，1 mol H2生生成成NH3反反应热为应热为_。第15页【练习练习】预测预测生成生成2 mol HF和和2 mol HCl时时，哪个反，哪个反应应放出放出热热量多？并量多？并说说出你出你理由理由第16页【乐乐学七中学七中】P11第17页【思索思索】我我们现们现在知道在化学反在知道在化学反应应中除了有新物中除了有新物质质生成外，生成外，还还伴随有能量改伴随有能量改变变，而，而这这个能量主要是反个能量主要是反应热应热，那么我，那么我们现们现在所在所书书写化学方程式是写化学方程式是否是完整表示了一个化学反否是完整表示了一个化学反应应呢？呢？【问题问题探究探究】能否将能否将热热量改量改变变也表示在化学方程式中呢？也表示在化学方程式中呢？第18页二、二、热热化学方程式化学方程式1、定、定义义：能表示参加反能表示参加反应应物物质质量和反量和反应热应热关系化学方程式关系化学方程式指明了反指明了反应时应时温度和温度和压压强强常温常常温常压时压时不需要注明不需要注明参加反参加反应应物物质质都用括号注明了状都用括号注明了状态态在方程式右在方程式右边边有反有反应热应热 第19页【结论结论】物物质质所含有能量与它所含有能量与它们们聚集聚集状状态态相关。即相关。即化学反化学反应应放出放出热热量多少量多少与反与反应应物、物、产产物状物状态态相关相关H2O(g)H2O(l)H44 kJ/mol第20页反反应热应热H跟反跟反应应中参加反中参加反应应物物质质量也是成正比量也是成正比【问题问题探究】探究】经过经过上面两个反上面两个反应应分析，分析，请请思索：在反思索：在反应应中，反中，反应热单应热单位中位中“mol1”是否是指是否是指“每摩每摩尔尔反反应应物物”或或“每摩每摩尔尔生成物生成物”？这这个个“mol1”终终究指是什么？究指是什么？每一摩尔反应每一摩尔反应第21页【思索思索】经过经过上面分析，上面分析，请请你你归纳归纳出出书书写写热热化学方程式化学方程式应该应该注意哪几点？注意哪几点？2、书书写写热热化学方程式注意事化学方程式注意事项项需要注明反需要注明反应应温度和温度和压压强强在在25、101 kPa则则不注明不注明需要注明反需要注明反应应物和生成物状物和生成物状态态各物各物质质前系数只表示物前系数只表示物质质量，能量，能够够是整数、分数；是整数、分数；H与系数成正比与系数成正比方程式与方程式与“H”之之间间要有要有间间隔，隔，H中中“”和和“”都必都必须须写写 第22页【练习练习】P6习题习题3：写出反：写出反应热应热化学方程式化学方程式第23页【练习练习】已知已知0.5 mol甲甲烷烷和和0.5 mol水蒸气在水蒸气在t，p kPa时时，完全反，完全反应应生成一生成一氧化碳和氧化碳和氢氢气（合成气），吸收了气（合成气），吸收了a kJ热热量。量。该该反反应热应热化学方程式化学方程式是：是：第24页【乐乐学七中学七中】P11第25页第26页第27页【乐乐学七中学七中】P10第28页【乐乐学七中学七中】P12第29页三、中和反三、中和反应热测应热测定定1、中和、中和热热定定义义：在稀溶液中，（在稀溶液中，（强强）酸跟（）酸跟（强强）碱）碱发发生中和反生中和反应应生成生成1 mol H2O时时反反应热应热标标准：准：生成生成1 mol H2O数数值值：H(aq)OH(aq)H2O(l)H57.3 kJ/mol 第30页【练习练习】已知已知H(aq)OH(aq)H2O(l)H57.3 kJ/mol，计计算以下算以下反反应应中放出中放出热热量。量。用用20 g NaOH 配成稀溶液跟足量稀配成稀溶液跟足量稀盐盐酸反酸反应应，放出，放出热热量量为为_kJ。用用0.1 mol Ba(OH)2配成稀溶液跟足量稀硝酸反配成稀溶液跟足量稀硝酸反应应，放出，放出热热量量为为_kJ用用1mol醋酸稀溶液和足量醋酸稀溶液和足量NaOH溶液反溶液反应应，放出，放出热热量量_（大于、小于、（大于、小于、等于）。等于）。100 mL 0.1 kJ/molBa(OH)2溶液与溶液与100 mL 0.1 kJ/molH2SO4溶液反溶液反应应，放出，放出热热量是否量是否为为1.146 kJ？为为何？何？2H(aq)SO42(aq)Ba2(aq)2OH(aq)BaSO4(s)2H2O(l)第31页2、中和、中和热测热测定定原理：原理：由由强强酸酸与与强强碱碱溶液反溶液反应应前后溶液温度改前后溶液温度改变变，计计算出生成算出生成 1 mol H2O放出放出热热量量设盐设盐酸酸质质量量为为m1，氢氢氧化氧化钠钠溶液溶液质质量量为为m2，起始温度，起始温度为为t1，比，比热热容容为为c4.18 J/(g)，终终止温度止温度为为t2，则则关系式关系式为为：H试验试验步步骤骤（见见教材教材P4，【乐乐学七中学七中】P4）第32页【问题问题探究探究】试验试验装置中，碎泡沫塑料作用是什么？泡沫塑料板呢？装置中，碎泡沫塑料作用是什么？泡沫塑料板呢？隔隔热热、预预防防热热散失散失【问题问题探究探究】环环形玻璃形玻璃搅搅拌棒作用是什么？可不能拌棒作用是什么？可不能够够用用铜丝铜丝代替？代替？为为何？何？环环形玻璃形玻璃搅搅拌棒作用是拌棒作用是搅搅拌，使反拌，使反应应液混合液混合均匀，均匀，因因为铜丝为铜丝是是热热良良导导体，会引体，会引发热发热量量损损失，失，所以不能用所以不能用铜丝铜丝代替代替【问题问题探究探究】为为何所用何所用NaOH量比量比HCl略多一些？略多一些？使使NaOH比比HCl略多目略多目标标是是为为了了使使HCl全全部参加反部参加反应应，使生成，使生成H2O量准确量准确【问题问题探究探究】选选取取试剂试剂有什么要求？是有什么要求？是浓浓些好些好还还是稀是稀溶液好？溶液好？为为何？何？选选取取试剂试剂浓浓度宜小度宜小不宜大，不宜大，这这么能确保溶液中么能确保溶液中电电解解质质全部全部电电离离；各溶液；各溶液浓浓度必度必须须要准确要准确第33页数据数据处处理理第34页【乐乐学七中学七中】P13第35页【乐乐学七中学七中】P13第36页