人教版選修4 第1章第1節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量的變化 課件（54張）.ppt

第一章化學(xué)反應(yīng)與能量 第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量的變化 復(fù)習(xí)與思考 1 化學(xué)反應(yīng)過程中 除有物質(zhì)的變化以外還有 的變化 這種變化常以 等形式表現(xiàn)出來 熱能 能量 電能 光能 2 當(dāng)能量變化以熱的形式表現(xiàn)時(shí) 我們把反應(yīng)分為 放熱反應(yīng) 吸熱反應(yīng) 常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng) 放熱反應(yīng) 所有的燃燒中和反應(yīng)溶液里的置換多數(shù)的化合反應(yīng) 吸熱反應(yīng) 強(qiáng)堿與銨鹽多數(shù)分解反應(yīng) 問題 反應(yīng)中為什么會(huì)有能量的變化 c co h2的還原反應(yīng) 反應(yīng)物的總能量高 生成物的總能量低 生成物的總能量高 反應(yīng)物的總能量低 放熱反應(yīng) 吸熱反應(yīng) 化學(xué)反應(yīng)的過程 可以看成是能量的 貯存 或 釋放 的過程 宏觀 能量守恒作用 實(shí)驗(yàn)測得1molh2與1molcl2反應(yīng)生成2molhcl時(shí)放出184 6kj的熱量 從鍵能角度應(yīng)如何解釋 862kj mol 679kj mol 183kj mol 生成物分子成健所釋放的總能量431kj molx2 862kj mol 反應(yīng)物分子斷鍵所吸收的總能量436kj mol 243kj mol 679kj mol 化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì) 反應(yīng)物分子中化學(xué)鍵斷裂 形成新的化學(xué)鍵 重新組合成生成物的分子的過程 舊鍵斷裂需要吸收能量 新鍵形成需要放出能量 而一般化學(xué)反應(yīng)中 舊鍵的斷裂所吸收的總能量與新鍵形成所放出的總能量是不相等的 而這個(gè)差值就是反應(yīng)中能量的變化 所以化學(xué)反應(yīng)過程中都會(huì)有能量的變化 一 焓 焓變 1 焓 與內(nèi)能有關(guān)的物理量符號(hào) h2 焓變 生成物與反應(yīng)物的焓值差符號(hào) h單位 kj mol或kj mol 13 在一定條件下 判斷某一化學(xué)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng) 由生成物與反應(yīng)物的焓值差即焓變 h 決定 h e 生成物的總能量 e 反應(yīng)物的總能量 h e 反應(yīng)物分子化學(xué)鍵斷裂時(shí)所吸收的總能量 e 生成物分子化學(xué)鍵形成時(shí)所釋放的總能量 二 反應(yīng)熱 化學(xué)反應(yīng)過程中所釋放或吸收的能量 都可以用熱量 或換算成相應(yīng)的熱量 來表述 叫做反應(yīng)熱 在恒壓條件下等于為焓變 焓變 1 定義 恒壓條件下的熱效應(yīng)2 符號(hào) h單位 kj mol或kj mol 1 放熱反應(yīng) h為 或 h0 生成物 能量 小于 大于 大 低 穩(wěn)定 小 高 不穩(wěn)定 小結(jié) 一 反應(yīng)熱 焓變 從焓變角度看 h 生成物的焓 反應(yīng)物的焓 從反應(yīng)熱角度看 h 生成物能量 反應(yīng)物能量 從鍵能角度看 h 反應(yīng)物總鍵能 生成物總鍵能 能夠表示化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的化學(xué)方程式 閱讀p3 4 三 熱化學(xué)方程式 能表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式 1 定義 2 含義 熱化學(xué)方程式不僅表示物質(zhì)變化 還表示了能量變化 問題探究 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol h2 g o2 g h2o l h 285 8kj mol 請(qǐng)觀察下列表示氫氣在氧氣中燃燒生成水的反應(yīng)熱效應(yīng)的化學(xué)方程式 分析其在書寫上與化學(xué)方程式有何不同 1 熱化學(xué)方程式包含物質(zhì)變化和能量變化兩個(gè)部分 普通化學(xué)方程式只包含物質(zhì)變化一個(gè)部分 2 熱化學(xué)方程式需注明反應(yīng)時(shí)的溫度和壓強(qiáng) 對(duì)于25 101kpa時(shí)進(jìn)行的反應(yīng)可不注明 普通化學(xué)方程式不需注明溫度和壓強(qiáng) 3 熱化學(xué)方程式需注明各物質(zhì)的狀態(tài) 普通化學(xué)方程式不需注明物質(zhì)的狀態(tài) 4 熱化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)可為整數(shù)或分?jǐn)?shù) 普通化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)宏觀上表示各物質(zhì)的物質(zhì)的量 微觀上表示原子分子數(shù)目 只能為整數(shù) 不能為分?jǐn)?shù) 問題探究 在熱化學(xué)方程式中 物質(zhì)前的計(jì)量數(shù)為什么可以用分?jǐn)?shù)或小數(shù)表示呢 它們表示的含義是什么 熱化學(xué)方程式的意義 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol 據(jù)此 你能得到什么結(jié)論 h2 g o2 g h2o l h 285 8kj mol 1 反應(yīng)熱與物質(zhì)前的計(jì)量數(shù)有關(guān) 2 同一化學(xué)反應(yīng) 熱化學(xué)方程式中同一物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)和 h成正比 問題探究 在熱化學(xué)方程式中 物質(zhì)的后面為什么要標(biāo)明該物質(zhì)的聚集狀態(tài)呢 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol 2h2 g o2 g 2h2o g h 483 6kj mol 據(jù)此 你能得到什么結(jié)論 反應(yīng)熱與反應(yīng)物及生物物的狀態(tài)有關(guān)反應(yīng)熱還與溫度 壓強(qiáng)有關(guān) 熱化學(xué)方程式的書寫步驟 1 寫出化學(xué)反應(yīng)方程式2 注明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)3 標(biāo)明反應(yīng)熱 h 注意單位和 4 注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng) 不注明指常溫常壓 5 檢查 例1 當(dāng)1mol氣態(tài)h2與1mol氣態(tài)cl2反應(yīng)生成2mol氣態(tài)hcl 放出184 6kj的熱量 請(qǐng)寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 h2 g cl2 g 2hcl g h 184 6kj mol 2h2 g 2cl2 g 4hcl g h 369 2kj mol 例2 1moln2 g 與適量o2 g 反應(yīng)生成no2 g 需吸收68kj的熱量 寫出熱化學(xué)方程式 n2 g 2o2 g 2no2 g h 68kj mol 例3 沼氣的主要成分是甲烷 0 5molch4完全燃燒生成co2和h2o時(shí) 放出445kj的熱量 則下列熱化學(xué)方程式中正確的是 a 2ch4 g 4o2 g 2co2 g 4h2o l h 890kj mol b ch4 2o2 co2 h2o h 890kj mol c ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o l h 890kj mol d 1 2ch4 g o2 g 1 2co2 g h2o l h 890kj mol c h 445kj mol a 例4 已知在1 105pa 298k條件下2mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484kj熱量 下列熱化學(xué)方程式正確的是 a h2o g h2 g 1 2o2 g h 242kj mol 1b 2h2 g o2 g 2h2o l h 484kj mol 1c h2 g 1 2o2 g h2o g h 242kj mol 1d 2h2 g o2 g 2h2o g h 484kj mol 1 寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 1 1molc 固態(tài) 與適量h2o 氣態(tài) 反應(yīng) 生成co 氣態(tài) 和h2 氣態(tài) 吸收131 3kj的熱量 2 0 5molcu 固態(tài) 與適量o2 氣態(tài) 反應(yīng) 生成cuo 固態(tài) 放出78 5kj的熱量 c s h2o g co g h2 g h 131 3kj mol 2cu s o2 g 2cuo s h 314kj mol a 2c2h2 g 5o2 g 4co2 g 2h2o l h 4bkj molb c2h2 g 5 2o2 g 2co2 g h2o l h 2bkj molc 2c2h2 g 5o2 g 4co2 g 2h2o l h 2bkj mold 2c2h2 g 5o2 g 4co2 g 2h2o l h bkj mol 1 已知充分燃燒ag乙炔氣體時(shí)生成1mol二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水 并放出熱量bkj 則乙炔燃燒的熱化學(xué)方程式正確的是 a 課堂練習(xí) 2 氫氣在氧氣中燃燒產(chǎn)生藍(lán)色火焰 已知破壞1molh h鍵消耗的能量為q1kj 破壞1molo o鍵消耗的能量為q2kj 形成1molh o鍵釋放的能量為q3kj 下列關(guān)系式中正確的是 a2q1 q2 4q3b 2q1 q2 4q3c q1 q2 q3d q1 q2 q3 b 課堂練習(xí) 課堂練習(xí) 3 已知 1 h2 g 1 2o2 g h2o g h1 akj mol 2 2h2 g o2 g 2h2o g h2 bkj mol 3 h2 g 1 2o2 g h2o l h3 ckj mol 4 2h2 g o2 g 2h2o l h4 dkj mol則a b c d的關(guān)系正確的是 a ad 0c 2a b0 c 第三課時(shí) 中和熱燃燒熱能源 反應(yīng)熱 燃燒熱 中和熱 溶解熱 一中和熱 1 定義 在稀溶液中 酸和堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molh2o l 這時(shí)的反應(yīng)熱叫做中和熱 2 單位 kj mol 3 注意 必須是稀溶液 如濃硫酸稀釋或naoh固體溶解時(shí)放熱 酸和堿反應(yīng) 標(biāo)準(zhǔn) 生成1molh2o l 放出的熱量 naoh aq hcl aq nacl aq h2o l h 57 3kj molkoh aq hno3 aq kno3 aq h2o l h 57 3kj molba oh 2 aq 2hcl aq bacl2 aq 2h2o l h 114 6kj mol h aq oh aq h2o l h 57 3kj mol 4 1 強(qiáng)酸 強(qiáng)堿的稀溶液 h aq oh aq h2o l h 57 3kj mol 3 若反應(yīng)過程中有其他物質(zhì)生成 沉淀 難電離物質(zhì)等 這部分反應(yīng)熱不屬于中和熱 2 有弱酸 或弱堿 參加中和反應(yīng) 中和熱一般低于57 3kj mol 因?yàn)殡婋x吸熱 中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定 實(shí)驗(yàn)原理 q mc tq 中和反應(yīng)放出的熱量m 反應(yīng)混合液的質(zhì)量c 混合液的比熱容常用4 18j g t 反應(yīng)前后的溫度差 實(shí)驗(yàn)?zāi)康臏y定強(qiáng)酸與強(qiáng)堿反應(yīng)的反應(yīng)熱 學(xué)習(xí)重點(diǎn)中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定原理和方法 實(shí)驗(yàn)用品大燒杯 500ml 小燒杯 100ml 溫度計(jì) 量筒 50ml 兩個(gè) 泡沫塑料或紙條 泡沫塑料板或硬紙板 中心有兩個(gè)小孔 環(huán)形玻璃攪拌棒 0 50mol l鹽酸 0 55mol lnaoh溶液 2實(shí)驗(yàn)步驟 a 在大燒杯底部墊泡沫塑料 或紙條 使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平 然后再在大 小燒杯之間填滿碎泡沫塑料 或紙條 大燒杯上用泡沫塑料板 或硬紙板 作蓋板 在板中間開兩個(gè)小孔 正好使溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒通過 以達(dá)到保溫 隔熱 減少實(shí)驗(yàn)過程中熱量損失的目的 如上圖所示 該實(shí)驗(yàn)也可在保溫杯中進(jìn)行 b 用一個(gè)量筒量取50ml0 5mol l鹽酸 倒入小燒杯中 并用溫度計(jì)測量鹽酸的溫度 記錄 把溫度計(jì)上的酸用水沖洗干凈 c 用另一個(gè)量筒量取50ml0 55mol l氫氧化鈉 并用溫度計(jì)測量氫氧化鈉的溫度 記錄 d 把套有蓋板的溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒放入小燒杯中 并把量筒中的naoh溶液一次倒入小燒杯 注意不要灑在外面 蓋好蓋板 用環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕攪動(dòng)溶液 并準(zhǔn)確量取混合溶液的最高溫度 記為終止溫度 記錄 e 重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟2 4三次 討論下列問題 1 本實(shí)驗(yàn)中若把50ml0 50mol l的鹽酸改為50ml0 50mol l醋酸 所測結(jié)果是否會(huì)有所變化 為什么 2 若改用100ml0 50mol l的鹽酸和100ml0 55mol l的naoh溶液 所測中和熱的數(shù)值是否約為本實(shí)驗(yàn)結(jié)果的二倍 假定各步操作沒有失誤 答案 1 會(huì)有所變化 因?yàn)榇姿釣槿蹼娊赓|(zhì) 其電離時(shí)要吸熱 故將使測得結(jié)果偏小 2 否 因中和熱是指酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molh2o時(shí)放出的熱量 其數(shù)值與反應(yīng)物的量的多少無關(guān) 故所測結(jié)果應(yīng)基本和本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同 若所有操作都準(zhǔn)確無誤 且無熱量損失 則二者結(jié)果相同 二 燃燒熱 1 定義 101kpa時(shí) 1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量 叫做該物質(zhì)的燃燒熱 例子 ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o l h 890 3kj mol890 31kj mol就是甲烷的燃燒熱 2 注意問題 研究內(nèi)容 放出的熱量 h 0 單kj mol 研究條件 25 101kpa 反應(yīng)程度 完全燃燒 產(chǎn)物是穩(wěn)定的氧化物 燃燒物的物質(zhì)的量 1mol co2 g h2o l so2 g 如 chs 一些物質(zhì)燃燒熱 1 能否根據(jù)式子1 2ch4 g o2 g 1 2co2 g h2o l h 445 15kj mol認(rèn)為甲烷的燃燒熱是445 15kj mol 2 已知 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj molh2 g 1 2o2 g h2o g h 241 8kj mol求氫氣的燃燒熱 答 h 285 8kj mol 練習(xí) 2 請(qǐng)分別寫出石墨和金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式 c 石墨s o2 g co2 g h 393 5kj molc 金剛石s o2 g co2 g h 395 0kj mol 因?yàn)槭c金剛石的晶體結(jié)構(gòu)不同 其具有的能量也不相同 石墨與金剛石的燃燒熱為什么不相同 燃燒熱與中和熱的區(qū)別與聯(lián)系 放熱反應(yīng) h 0 單位kj mol 1mol可燃物 可能是1mol也可以是0 5mol 不限 不限量 h2o1mol 1mol反應(yīng)物完全燃燒時(shí)放出的熱量 不同的物質(zhì)燃燒熱不同 酸堿中和生成1molh2o時(shí)放出的熱量 強(qiáng)酸強(qiáng)堿間的中和反應(yīng)中和熱大致相同 均約為57 3kj mol 三 能源 1 能源定義 2 能源種類 3 我國現(xiàn)階段能源構(gòu)成 4 能源研究熱點(diǎn)課題 練習(xí) 50ml0 50mol l鹽酸與50ml0 55mol l 1naoh溶液在圖示的裝置中進(jìn)行中和反應(yīng) 通過測定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計(jì)算中和熱 回答下列問題 1 從實(shí)驗(yàn)裝置上看 圖中尚缺少的一種玻璃用品是 2 燒杯間填滿碎紙條的作用是 3 大燒杯上如不蓋硬紙板 求得的中和熱數(shù)值 填 偏大 偏小 無影響 4 實(shí)驗(yàn)中改用60ml0 50mol l鹽酸跟50ml0 55mol lnaoh溶液進(jìn)行反應(yīng) 與上述實(shí)驗(yàn)相比 所放出的熱量 填 相等 不相等 所求中和熱 填 相等 不相等 簡述理 5 用相同濃度和體積的氨水代替naoh溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn) 測得的中和熱的數(shù)值會(huì) 用50ml0 50mol lnaoh溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn) 測得的中和熱的數(shù)值會(huì) 均填 偏大 偏小 無影響 環(huán)形玻璃攪拌棒 減少實(shí)驗(yàn)過程中的熱量損失 偏小 不等 相等 因?yàn)橹泻蜔崾侵杆岣鷫A發(fā)生中和反應(yīng)生成1molh2o所放出的能量 與酸堿的用量無關(guān) 偏小 偏小 練習(xí) 1 下列性質(zhì)中 能說明乙醇宜作燃料的是 燃燒時(shí)發(fā)生氧化反應(yīng) 充分燃燒的產(chǎn)物不污染環(huán)境 乙醇是一種再生能源 燃燒時(shí)放出大量的熱 a b c d d 2h2 g o2 g 2h2o l h1 q1kj molh2 g 1 2o2 g h2o l h2 q2kj mol 比較q1和q2的大小 h1和 h2的大小 q1 q2 h1 h2 注意 熱量比較比數(shù)值 h比較帶符號(hào) 練 比較q1 q2的大小 h1 h2的大小 s g o2 g so2 g h1 q1kj mols s o2 g so2 g h2 q2kj mol q1 q2 h1 h2 注意 對(duì)于可逆反應(yīng) 當(dāng)反應(yīng)逆向進(jìn)行時(shí) 其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的數(shù)值相等 符號(hào)相反 其反應(yīng)熱是指反應(yīng)物完全轉(zhuǎn)變成生成物放出或吸收的熱量 3 在同溫同壓下 下列各組熱化學(xué)方程式中q2 q1的是 a h2 g cl2 g 2hcl g h q11 2h2 g 1 2cl2 g hcl g h q2b c s 1 2o2 g co g h q1c s o2 g co2 g h q2c 2h2 g o2 g 2h2o l h q12h2 g o2 g 2h2o g h q2d s g o2 g so2 g h q1s s o2 g so2 g h q2 b 4 下列各組熱化學(xué)方程式中 化學(xué)反應(yīng)的 h前者大于后者的是 c s o2 g co2 g h1c s o2 g co g h2 s s o2 g so2 g h3s g o2 g so2 g h4 h2 g o2 g h2o l h52h2 g o2 g 2h2o l h6 caco3 s cao s co2 g h7cao s h2o l ca oh 2 s h8a b c d c 5 已知 l h2o g h1 akj mol 1 2 2h2 g o2 2h2o g h2 bkj mol 1 3 h2o l h3 ckj m