化学反应与能量-PPT.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,*,第一节 化学反应与能量的变化,1,思考,1,、你所知道的化学反应中有哪些是放热反应？,活泼金属与水或酸的反应、酸碱中和反应、燃烧反应、多数化合反应,反应物具有的总能量 生成物具有的总能量,2,、你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应？,反应物具有的总能量 生成物具有的总能量,多数的分解反应、氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应、水煤气的生成反应、炭与二氧化碳生成一氧化碳,2,一、焓变 反应热,反应热：化学反应过程中所释放或吸收的热量。,单位：,kJ/mol,或,kJmol,-1,焓：是与内能有关的物理量,符号：,H,焓变：生成物与反应物的焓值差,符号：,H,在恒压条件下，化学反应的反应热等于焓变。,H,生成物的焓反应物的焓,反应热产生的原因：,3,H,（,kJ/mol,）,H,2,+Cl,2,2H,+2Cl,2HCl,H=,183 kJ/mol,436 kJ/mol(H,2,),243kJ/mol(Cl,2,),2,431 kJ/mol,=862 kJ/mol,以,H,2,+Cl,2,=,2HCl,反应为例,:,反应历程,4,H,反应物总键能生成物总键能,反应物分子断裂时所吸收的总能量,生成物分子形成时所释放的总能量,反应热产生的原因：,反应物：,生成物：,化学键断裂,化学键形成,克服原子间的相互作用,吸收能量,原子重新组合,释放能量,为吸热反应。,当,H,0,或,H,为“”时，,当,H,0,或,H,为“”时，,为放热反应。,二者差值即为反应热,反应热的计算公式和放（吸）热反应的判断：,5,例题：,CH,3,CH,3,CH,2,CH,2,H,2,；有关化学键的键能如下。化学键,C,H C,C C,C H,H,键能（,kJ/mol,）,414.4 615.3 347.4 435.3,试计算该反应的反应热。,解：,H=6E(C-H),E(C-C),E(C=C),4E(C-H),E(H-H),=(6414.4,347.4)kJ/mol,(615.3,4414.4,435.3)kJ/mol,=,125.6 kJ/mol,6,化学键,Si,Cl Si,Si H,Cl H,H,键能（,kJ/mol,）,360 176 431 436,试计算反应,SiCl,4,+2 H,2,=Si +4HCl,的反应热。,练习：,化学键,H,N NN H,H,键能（,kJ/mol,）,391 946 436,试计算反应,N,2,+3H,2,=2 NH,3,的反应热。,92 kJ/mol,236 kJ/mol,7,化学反应中的能量变化,反应物,生成物,能量,反应过程,H,生成物的焓反应物的焓,反应物,生成物,能量,反应过程,放热,H,0,吸热,H,0,8,大家有疑问的，可以询问和交流,可以互相讨论下，但要小声点,9,课堂小结,在恒压条件下进行的反应，反应热等于焓变。,单位：,kJ/mol,或,kJmol,-1,符号：,H,反应热产生的原因：,H,反应物总键能生成物总键能,反应物：,生成物：,化学键断裂,化学键形成,克服原子间的相互作用,吸收能量,原子重新组合,释放能量,为吸热反应。,当,H,0,或,H,为“”时，,当,H,0,或,H,为“”时，,为放热反应。,二者差值即为反应热,反应热的计算公式和放（吸）热反应的判断：,10,1,、氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，在反应中，,破坏,1molH,H,键消耗的能量为,Q,1,kJ,，,破坏,1molO=O,键消耗的能量为,Q,2,kJ,，,形成,1molH,O,键释放的能量为,Q,3,kJ,。,下列关系式中正确的是（）,A.2Q,1,+Q,2,4Q,3,B.2Q,1,+Q,2,4Q,3,C.Q,1,+Q,2,Q,3,D.Q,1,+Q,2,=Q,3,B,11,2,、已知反应,A,B,C,D,为放热反应，对该反应,的下列说法中正确的是（）,A.A,的能量一定高于,C,B.B,的能量一定高于,D,C.A,和,B,的总能量一定高于,C,和,D,的总能量,D.,该反应为放热反应，故不必加热就一定能发 生,C,12,复习,化学反应过程中吸收或放出的热量，叫做反应热。在恒压条件下进行的反应，反应热等于焓变。,单位：,kJ/mol,或,kJmol,-1,H,生成物的焓反应物的焓,反应物总键能生成物总键能,为吸热反应。,当,H,0,或,H,为“”时，,当,H,0,或,H,为“”时，,为放热反应。,13,二、热化学方程式,能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。,H,2,(g)+O,2,(g),H,2,O(g)H=,241.8kJ/mol,1,2,1,、定义：,H,2,(g)+I,2,(g)2HI(g)H=,14.9kJ/mol,200,101kPa,2,、表示方法和意义：,表示在,200,、,101kPa,条件下，,1 mol,H,2,(g),和,1 mol,I,2,(g),反应生成,2 mol,HI(g),，放热,14.9kJ,。,表示在,25,、,101kPa,条件下，,1 mol,H,2,(g),和,1/2 mol,O,2,(g),反应生成,1 mol,H,2,O(g),，放热,241.8kJ,。,1mol,反应,14,二、热化学方程式,需注明反应时的温度和压强。对于,25,、,101kPa,时进行的反应可不注明。,H,2,(g)+O,2,(g),H,2,O(g)H=,241.8kJ/mol,1,2,1,、定义：,3,、书写要点：,H,2,(g)+I,2,(g)2HI(g)H=,14.9kJ/mol,200,101kPa,需注明各物质的状态（,s,、,l,、,g,），因物质所处的状态不同时，,H,不同。,2,、表示方法和意义：,H,写在化学方程式的右边，以“,+”,表示吸热，以“,-”,表示放热。,15,H,2,(g)+O,2,(g),H,2,O(g)H=,241.8kJ/mol,1,2,H,2,(g)+O,2,(g),H,2,O(l)H=,285.8kJ/mol,1,2,H,2,O(g)=H,2,O(l),H=,44kJ/mol,H,2,(g)+O,2,(g),H,2,O(g)H=,241.8kJ/mol,1,2,2 H,2,(g)+O,2,(g),2 H,2,O(g)H=,483.6kJ/mol,16,需注明反应时的温度和压强。对于,25,、,101kPa,时进行的反应可不注明。,3,、书写要点：,需注明各物质的状态（,s,、,l,、,g,），物质所处的状态不同时，,H,不同。,H,写在化学方程式的右边，以“,+”,表示吸热，以“,-”,表示放热。,化学计量数只表示各物质的物质的量，可为整数或分数。当化学计量数不同时，,H,不同。,17,例题,1,：依据事实，写出下列反应的热化学方程式。,1molN,2,（气态）与适量,H,2,（气态）起反应，生成,NH,3,（气态），放出,92.2kJ,的热量。,N,2,(g)+3H,2,(g)=2 NH,3,(g)H,92.2kJ/mol,例题,2,：,1,克甲烷在空气中燃烧，恢复常温下测得放出热量,55.63 KJ,，试写出热化学方程式。,CH,4,(g)+2O,2,(g)CO,2,(g)+2H,2,O(l)H=,890 kJ/mol,例题,3,：已知：,S(,固,)+O,2,(,气,)=SO,2,(,气,)H=,290.6 kJ/mol,，求,1.6,克硫燃烧成为,SO,2,气体放出多少热量？,14.53kJ,18,练习：,A.2C,2,H,2,(g)+5O,2,(g)=4CO,2,(g)+2H,2,O(l)H=,4b kJ/mol,B.C,2,H,2,(g)+5/2O,2,(g)=2CO,2,(g)+H,2,O(l)H=+2b kJ/mol,C.2C,2,H,2,(g)+5O,2,(g)=4CO,2,(g)+2H,2,O(l)H=,2b kJ/mol,D.2C,2,H,2,(g)+5O,2,(g)=4CO,2,(g)+2H,2,O(l)H=+b kJ/mol,1,、已知充分燃烧,a g,乙炔气体时生成,1mol,二氧化碳气体和液态水，并放出热量,bkJ,，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是：（）,A,19,2,、今有如下三个热化学方程式：,H,2,(g)+O,2,(g)=H,2,O(g),；,H=a kJ/mol,H,2,(g)+O,2,(g)=H,2,O(l),；,H=b kJ/mol,2H,2,(g)+O,2,(g)=2 H,2,O(l),；,H=c kJ/mol,关于它们的下列表述，正确的是（）,它们都是吸热反应,a,、,b,和,c,均为正值,C.,反应热的关系：,a=b,D.,反应热的关系：,2b=c,D,20,3,、,0.3mol,气态高能燃料乙硼烷（,B,2,H,6,）在氧气中完全燃烧生成固态三氧化二硼和液态水，放出,649.5kJ,热量。写出乙硼烷燃烧的热化学方程式。,B,2,H,6,(g),3 O,2,(g),B,2,O,3,(s),3 H,2,O(l)H=,2165kJ/mol,B,4,、已知：,C(s)+O,2,(g)=CO,2,(g),；,H=,393.5 kJ/mol,H,2,(g)+O,2,(g)=H,2,O(l),；,H=,241.8 kJ/mol,欲得到相同的热量，需分别燃烧固体碳和氢气的质量比约为,(),A.2:3.25 B.12:3.25 C.1:1 D.393.5:241.8,21,中和热,1,、中和反应的实质：,H,+,+OH,H,2,O,在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成,1molH,2,O(l),时所释放的热量称为中和热。,2,、中和热的定义：,H,(aq)+OH,(aq),H,2,O(l)H=,57.3 kJ,mol,3,、中和热的表示：,4,、中和热的测定：,22,实践活动,酸与碱发生中和反应生成,1molH,2,O,时所释放的热量称为中和热。如果要通过实验来测定盐酸与氢氧化钠反应的中和热，你认为在设计实验装置和操作时应该注意哪些问题？你准备如何设计并进行实验？请与同学讨论、交流。,用隔热装置，尽量减少热量散失；,酸碱的量要准确：,n,CV,温度计越精确越好,注意控制反应时间,多做几次，取平均值,搅拌使反应充分进行，使混合液温度均衡。,盐酸跟氢氧化钠溶液混合后液面上方的空间尽可能小；,23,实践活动,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。,实验用品,中和反应 反应热的测定,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（为了保证,0.50 mol,L,盐酸完全被,NaOH,中和，采用,0.55 mol,L NaOH,溶液，使碱稍稍过量）。,24,1,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，以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的，如图所示。该实验也可在保温杯中进行。,实验步骤,25,2,用一个量筒量取,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。,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。,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。,重复实验步骤,24,三次。,26,实验数据处理,取三次测量所得数据的平均值作为计算依据。,根据实验数据计算中和热。,为了使计算简便一些，我们近似地认为：,27,生成,1molH,2,O,时的中和热为：,H,KJ,mol,0.418,（,t,2,t,1,）,0.025 mol,盐酸的质量,m,1,=50 g,，,NaOH,溶液的质量,m,2,50 g,。,盐酸和,NaOH,溶液的密度都是,1g,cm,3,中和后生成的溶液的比热容,c,4.18J,（,g,）,50 mL 0.50 mol,L,盐酸和,50 mL 0.55 mol,L NaOH,溶液发生中和反应时放出的热量为：,（,m,1,+m,2,）,c,（,t,2,t,1,）,100g4.18J,（,g,）（,t,2,t,1,）,0.418,（,t,2,t,1,）,KJ,生成的水的物质的量：,n,=0.050 L0.50 mol,L,=0.025 mol,28,问题讨论：,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,（均填“偏大”、“偏小”、“无影响”）。为什么？,NH,3,H,2,O,是弱碱，弱碱电离时要吸热，会使中和热的数值偏小。,偏小,能否根据：,H,2,SO,4,(aq),+2NaOH,(aq),=Na,2,SO,4,(aq),+2H,2,O(l),H=,114.6kJ/mol,H,2,SO,4,和,NaOH,中和热是,114.6kJ/mol,？,不能，中和热是在稀溶液中酸碱反应生成,1mol,水所放出的热量。,29,5.,理解中和热注意的问题,高效,P9,30,