化学：1.1《化学反应与能量的变化》课件(新人教版选修4)

第一章化学反应与能量１.化学反应与能量的变化一、反应热、焓变H-H断键Ｈ+Ｈ++假想的中间物质Cl-Cl断键Cl+ClH-ClH-Cl1、反应热∶化学过程中所释放或吸收的能量，都可以热量来表述，叫做反应热，也称为“焓变”，符号用△Ｈ表示，单位常采KJ/mol。分析与思考参照课本氢气和氯气反应生成氯化氢的反应热应等于生成物分子形成时所释放的总能量与反应物分子断裂时所吸收的总能量的差，即放出１８３千焦每摩的能量。规定放热反应的△Ｈ为“-”，吸热反应的△Ｈ为“+”，分析结果与实验数据很接近。下面我们把之总结∶Ｈ２（ｇ）＋Ｃl２（ｇ）＝２ＨＣl（ｇ）△H=－184.6KJ/mol而C（S）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=+131.5KJ/mol∶∶反应物的总能量高生成物的总能量低生成物的总能量高反应物的总能量低放热反应吸热反应反应物的总能量=生成物的总能量+放出的热量生成物的总能量=反应物的总能量+吸收的热量化学反应的过程,可以看成是能量的“贮存”或“释放”的过程综上所述∶当△Ｈ为“－”或△ＨＯ时，为放热反应；当△Ｈ为“+”或△ＨＯ时，为吸热反应。请同学们分析ｐ３的能量变化图。二、热化学方程式能够表示化学反应热效应的化学方程式应怎样书写？下面我们来讨论和研究∶H2（g）+I2（g）=====2HI（g）△H=一14.9KJ/mol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。200℃101KPa在200℃、101KPa时，１molH2与碘蒸气作用生成HI的反应，科学文献上表示为∶思考1.热化学方程式与普通化学方程式有什么不同。H2（ｇ）+1/2O2（ｇ）=H2O（g）△H=一241.8KJ/molH2（ｇ）+1/2O2（ｇ）=H2O（l）△H=一285.8KJ/mol在25℃、101KPa时，有两个由氢气和氧气化合成1mol水的交反应，一个生成气态水，一个生成液态水，其化学方程式可表示∶思考2.为什么二者的产物同样是水，而释出的能量却不同？反应物的状态、数量和生成物的数量都相同，但由于气态水转化为液态要放出一定热量，所以生成液态水放出的热量多。S(g)+O2(g)=SO2(g)△H=一Q1S(S)+O2(g)=SO2(g)△H=一Q2思考3.在同温、同压下，比较下列反应放出热量Q1、Q2的大小两式数量相同，S由固态吸收热量转化为气态，在氧化燃烧生成SO2。其放出热量的总和小于由气态S直接燃烧所放出的热量，Q2Q1。C(S)+1/2O2(g)=CO(g)△H=一Q1C(S)+O2(g)=CO2(g)△H=一Q2思考4.在同温、同压下，比较下列反应放出热量Q1、Q2的大小固态C氧化为CO，释放出热量Q1，CO是气体燃料，和O2反应生成CO2，又释放热量Q3，两次释放热量的总和Q1+Q3，等于固态C氧化为气态CO2释放的热量Q2，∴Q2＞Q1H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=一Q11/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g)△H=一Q2状态相同，但数量后式仅是前式的一半，释放的热量也应是前式的一半，Q2＜Q1思考5.在同温、同压下，比较下列反应放出热量Q1、Q2的大小思考6.在同温、同压下，下列反应放出热量Q1、Q2的关系2SO2(g)+O2(g)=2SO3（g)△H=Q12SO3（g)=2SO2(g)+O2(g)△H=Q2正反应和逆反应的反应热数值相等符号相反Q2=一Q1思考与交流热化学方程式与普通化学方程式有什么这区别？正确书写其应当注意哪几点？小结∶热化学方程式不单表示了反应物和生成物的关系，而且表示了反应的热效应。书写热化学方程式应注意∶１、需注明反应的温度和压强。如在多少度，多少千帕；如在常温（250c）、常压（101kpa）下，可不注明温度和压强的条件；２、应注明反应物和生成物的状态；固体一s，液体一l，气体一g；３、热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数。化学计量数可以是整数，也可以是分数。对于相同的反应，当计量数不同时，其△H不同。４、在方程式右端要注明△H为多少“+”或“一”kJ/mol。（练习与巩固）依据事实，写出下列反应的热化学方程式∶（１）1mol碳完全燃烧放出393.5KJ的热量；（２）1克甲醇燃烧生成二氧化碳和水（液态）时放热22.68KJ；（３）1mol氯气和水蒸气通过灼热的炭层反应，生成氯化氢和二氧化碳放出145KJ的热量。分析右面的能量变化示意图，确定下列选项中正确的是（）A.2A（g）+B(g)→2C（g）；△H＜0B.2A（g）+B(g)→2C（g）；△H＞0C.2A+B→2C；△H＜0D.2C→2A+B；△H＜0已知充分燃烧ag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A2C2H2(g)＋5O2(g)＝4CO2(g)＋2H2O(l)；ΔH＝－2bkJ/molBC2H2(g)＋5/2O2(g)＝2CO2(g)＋H2O(l)；ΔH＝2bkJ/molC2C2H2(g)＋5O2(g)＝4CO2(g)＋2H2O(l)；ΔH＝－4bkJ/molD2C2H2(g)＋5O2(g)＝4CO2(g)＋2H2O(l)；ΔH＝bkJ/mol在同温同压下，下列三个反应放出的热量分别以a，b，c表示，则a，b，c的关系是（）①2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g)；ΔH=－akJ·mol－1②2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)；ΔH=－bkJ·mol－1③H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(g)；ΔH=－ckJ·mol－1A．a＞b，b=2cB．a=b=cC．a＜b，2c=aD．无法比较已知H2（g）+Cl2（g）＝2HCl（g）；△H=－184．6kJ·mol-1，则反应2HCl（g）=H2（g）+Cl2（g）的△H为（）A．+184．6kJ·mol-1B．－92．3kJ·mol-lC．+92．3kJ·mol-1D．－369．2kJ·mol-1３、(06·江苏)下列各组热化学方程式中，化学反应的△H前者大于后者的是()①C(s)＋O2(g)===CO2(g)；△H1C(s)＋O2(g)===CO(g)；△H2②S(s)＋O2(g)===SO2(g)；△H3S(g)＋O2(g)===SO2(g)；△H4③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)；△H52H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)；△H6④CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g);△H7CaO(s)＋H2O(l)=Ca(OH)2(s);△H8A．①B．④C．②③④D．①②③21c３、(2003·江苏)已知在25℃、101kPa下，1gC8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40kJ热量。表示上述反应的热化学方程式正确的是()A、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g)△H=-48.40kJ·mol-1B、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=-5518kJ·mol-1C、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=+5518kJ·mol-1D、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=-48.40kJ·mol-1B一、中和热中和热：在稀溶液中，酸和碱发生中和反应生成1mol水时反应热;单位为KJ/mol。注意1、条件：稀溶液2、对象：酸、碱3、能量变化：放热ΔH04、产物：1mol水①中和反应的本质是H+和OH-反应生成H2O，所以强酸和强碱的稀溶液反应中和热是相等的，约为57.3kJ/mol。H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3KJ/mol②强酸和弱碱或者弱酸和强碱稀溶液的反应的中和热小于57.3kJ/mol，因为弱电解质的电离是吸热的。③酸碱溶解过程的反应热和反应过程中生成其他物质(如沉淀)的反应热不在中和热内。NaOH(aq)＋1/2H2SO4(aq)=1/2Na2SO4(aq)＋H2O(1)ΔH=－57.3kJ/mol练习：1、写出NaOH和H2SO4稀溶液反应的中和热的热化学方程式。2、强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的反应热：H+(aq)+OH－(aq)=H2O(1)H=-57.3kJ/mol向1L0.5mol/L的NaOH溶液中加入稀醋酸、浓H2SO4、稀HNO3，则恰好完全反应时的反应热H1，H2，H3的关系正确的是:A.H1H2H3B.H1H3H2C.H2H1H3D.H1H3H2D中和热的测定(测定强酸、强碱反应的中和热)实验原理：50mL（大约50g）0.50mol/L的盐酸与50mL（大约50g）0.55mol/L氢氧化钠设t1:反应前两溶液的平均温度。t2:反应后溶液温度c=4.18J/（g·℃）试求Q放的表达式和中和热表达式Q=mc(t2－t1)=0.418（t2－t1）kJΔH=－0.418（t2－t1）0.025kJ/mol实验步骤：1.保温。在大烧杯底部垫泡沫塑料，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，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，如图所示。答案：.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。思考：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？2.用一个量筒最取50mL0.50mol/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。思考：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50mL0.55mol/LNaOH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。思考：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？答：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。思考：实验中所用HCl和NaOH的物质的量比为何不是1∶1而是NaOH过量？若用HCl过量行吗？答：为了保证0.50mol/L的盐酸完全被NaOH中和，采用0.55mol/LNaOH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。（数据相差较大的）若三次平行操作测得终止温度与起始温度差(t2-t1)分别为①2.3℃②2.4℃③2.9℃，则最终代入计算式的温差均值为__________℃。2.35［练习］50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/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”）。环形玻璃搅拌棒减少实验过程中的热量损失偏小（4）实验中改用60mL0.50mol/L盐酸跟50mL0.55mol/LNaOH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