选修4第一节化学反应及能量变化

1、第第 一一 节节 第第1课时课时 焓变焓变 反应热反应热知识回顾知识回顾 一个化学反应过程中，除了生成了一个化学反应过程中，除了生成了新物质外，还伴随什么变化？新物质外，还伴随什么变化？能量变化：能量变化：热能热能电能电能光能光能化学反应化学反应放热反应放热反应吸热反应吸热反应燃料的燃烧燃料的燃烧 中和反应中和反应金属与酸反应金属与酸反应 大多数化合反应大多数化合反应C+COC+CO2 , 2 , H H2 2+CuO C+H+CuO C+H2 2O OBa(OH)Ba(OH)2 28H8H2 2O+NHO+NH4 4ClClCaCOCaCO3 3高温分解高温分解大多数分解反应大多数分解反应2

2、、下列变化中，属于吸热反应的是、下列变化中，属于吸热反应的是( ) A.氮气与氢气合成氨氮气与氢气合成氨 B.酸碱中和酸碱中和 C.二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫 D.焦炭与高温水蒸气反应焦炭与高温水蒸气反应D练习练习1、下列变化中，属于放热反应的是、下列变化中，属于放热反应的是( ) A.Ba(OH)28H2O与与NH4Cl的反应的反应 B.点燃的镁条在二氧化碳中继续燃烧点燃的镁条在二氧化碳中继续燃烧 C.灼热的碳与二氧化碳的反应灼热的碳与二氧化碳的反应 D.氯化铝的水解氯化铝的水解B 为什么有的化学反应会放出热量有的为什么有的化学反应会放出热量有的需要吸收热量

3、呢？需要吸收热量呢？ 一个确定的化学反应在发生过程中是一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量，决定于吸收能量还是放出能量，决定于 反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。从宏观角度从宏观角度问题一：问题一：生成物生成物反应物反应物能能量量图图1 1吸收吸收热量热量放出放出热量热量反应过程中能量变化曲线图：反应过程中能量变化曲线图：生成物生成物图图2 2反应物反应物能能量量（2 2）若）若E E反反 E E生生，放出能量放出能量放热反应放热反应（1 1）若）若E E反反 E(成成 放放 总总 ) H0 吸热反应吸热反应E(断断 吸吸 总总

4、 ) E(成成 放放 总总 ) H E E( (生成物生成物) ) 放热反应放热反应E E( (反应物反应物) ) E E( (生成物生成物) ) 吸热反应吸热反应H0 H0 4.反应热反应热(H)(H)和与反应物、生成物能量的关系和与反应物、生成物能量的关系例例1 1：1molC1molC与与1molH1molH2 2O(g)O(g)反应生成反应生成lmol CO(g)lmol CO(g)和和1mol H1mol H2 2(g)(g)，需要吸收，需要吸收131.5kJ131.5kJ的热量，该的热量，该反应的反应热为反应的反应热为H=H=kJ/molkJ/mol。例例2 2：拆开拆开 lmol

5、 Hlmol HH H键、键、lmol Nlmol NH H键、键、lmolNNlmolNN键分别需要的能量是键分别需要的能量是436kJ436kJ、391kJ391kJ、946kj946kj，则，则1mol N1mol N2 2生成生成NHNH3 3的反应热为的反应热为，1mol H1mol H2 2生成生成NHNH3 3的反应热为的反应热为。 131.5131.5-92KJ/mol-92KJ/mol-30.6KJ/mol-30.6KJ/mol例例 题题课堂练习：课堂练习：1.1.已知：已知：H+HH+HHH2 2；H = H = 436KJ/mol436KJ/mol，则，则下列叙述正确的是

6、（下列叙述正确的是（ ） A. 2A. 2个个H H 原子的能量高于原子的能量高于 HH2 2 的能量的能量 B. H B. H 原子的能量低于原子的能量低于 HH2 2 的能量的能量 C. H C. H 原子比原子比 HH2 2分子稳定分子稳定 D. HD. H2 2分子比分子比 H H 原子稳定原子稳定A D2.2.已知键能已知键能: N: NN: 946KJ/mol, N: 946KJ/mol, H-H :436KJ/mol, H-N :391KJ/mol H-H :436KJ/mol, H-N :391KJ/mol N N2 2（g) + 3Hg) + 3H2 2(g) 2NH(g)

7、2NH3 3(g), (g), 从理论上计算从理论上计算HH为（为（ ）A A+1800KJ/mol B. 1800KJ/mol B. + 92KJ/mol 92KJ/mol C. C. 92KJ/mol D. 92KJ/mol D. 46KJ/mol 46KJ/mol C3下列过程中，需要吸收能量的是（下列过程中，需要吸收能量的是（ ） AH+H=H2 BH+Cl=HCl CI2I+I DS+O2=SO2C小小 结结: :反应热.焓变.键能的概念及其关系 (1)概念反应热 焓变 键能 化学反应中吸收或者放出的热量。恒压条件下的反应热符号: H H0 :吸热反应 破坏1mol化学键所吸收的能量

8、(或形成1mol化学键所放出的能量)从从焓变焓变角度看：角度看：H生成物的焓反应物的焓生成物的焓反应物的焓从从能量能量角度看：角度看：H生成物能量反应物能量生成物能量反应物能量从从键能键能角度看：角度看：H反应物总键能生成物总键能反应物总键能生成物总键能放热反应：放热反应：吸热反应：吸热反应：H0或或 H为为“”H0 或或H为为“”第第 一一 节节 第第2课时课时 热化学方程式热化学方程式能够表示化学反应热效应的化学方程式能够表示化学反应热效应的化学方程式 (阅读阅读P3-4)二、热化学方程式二、热化学方程式能表示参加反应能表示参加反应物质的量物质的量和和反应热反应热的的关关系系的化学方程式。

9、的化学方程式。1、定义：、定义：2、意义： 热化学方程式不仅表示物质变化热化学方程式不仅表示物质变化,还表还表示了能量变化，以及反应热与参加反示了能量变化，以及反应热与参加反应物质的应物质的“量量”的关系。的关系。H2(g) + I2 (g) = 2HI(g)200101kPaH = 14.9 kJ/mol2H2H2 2（g)+Og)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l)O(l)；H H= =571.6 KJ/mol571.6 KJ/mol21H H2 2（g)+ Og)+ O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l)O(l)；H H= =285.8 KJ/mol285.8 KJ/mo

10、l 请观察下列表示氢气在氧气中燃烧请观察下列表示氢气在氧气中燃烧生成水的反应热效应的化学方程式，分生成水的反应热效应的化学方程式，分析其在书写上与化学方程式有何不同。析其在书写上与化学方程式有何不同。 1 1、热化学方程式包含物质变化和能量变化两、热化学方程式包含物质变化和能量变化两个部分个部分. . 普通化学方程式只包含物质变化一个部分。普通化学方程式只包含物质变化一个部分。 2 2、热化学方程式需注明反应时的温度和压强。、热化学方程式需注明反应时的温度和压强。对于对于 25 101kPa25 101kPa时进行的反应可不注明。时进行的反应可不注明。 普通化学方程式不需注明温度和压强。普通化

11、学方程式不需注明温度和压强。 3 3、热化学方程式需注明各物质的状态。、热化学方程式需注明各物质的状态。 普通化学方程式不需注明物质的状态。普通化学方程式不需注明物质的状态。 4 4、热化学方程式中化学计量数可为整数或分、热化学方程式中化学计量数可为整数或分数。数。 普通化学方程式中化学计量数宏观上表示各普通化学方程式中化学计量数宏观上表示各物质的物质的量，微观上表示原子分子数目，物质的物质的量，微观上表示原子分子数目，只能为整数，不能为分数只能为整数，不能为分数。2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=571.6 kJ/mol据此，你能得到什么结论？据此，你能得到什么结论？21H2(g

12、)+ O2(g)=H2O(l) H=285.8 kJ/mol（1 1）反应热与物质前的计量数有关）反应热与物质前的计量数有关（2 2）同一化学反应，热化学方程式中同）同一化学反应，热化学方程式中同一物质的化学计量数和一物质的化学计量数和H H成正比成正比热化学方程式中各物质前的热化学方程式中各物质前的化学计量数不化学计量数不表示表示分子个数分子个数，表示对应，表示对应物质的物质的量物质的物质的量。 H（kJ/mol）它表示）它表示每摩尔反应每摩尔反应所放出所放出的的热量热量， H它的值与方程式中的计量系它的值与方程式中的计量系数有关，即对于相同的反应，当数有关，即对于相同的反应，当化学计量化学

13、计量数不同时数不同时，其，其H不同不同。 在热化学方程式中，物质的后面为什么要在热化学方程式中，物质的后面为什么要标明该物质的聚集状态呢？标明该物质的聚集状态呢？2H2（g)+O2(g)=2H2O(l) H=571.6 kJ/mol2H2（g)+O2(g)=2H2O(g) H=483.6 kJ/mol 据此，你能得到什么结论？据此，你能得到什么结论？反应热与反应物及生物物的状态有关反应热与反应物及生物物的状态有关反应热还与温度、压强有关反应热还与温度、压强有关 液态液态吸热吸热气态气态吸热吸热吸热吸热H H2 2O(l)HO(l)H2 2O(g) O(g) H=+44KJ/molH=+44KJ

14、/mol 3 3、热化学方程式书写要点、热化学方程式书写要点需注明反应的温度和压强需注明反应的温度和压强如在如在25、101KPa下进行的反应，可不注下进行的反应，可不注明温度和压强明温度和压强应注明反应物和生成物的状态应注明反应物和生成物的状态气体用气体用g；液体用；液体用l；固体用；固体用s；溶液用；溶液用aq固态固态化学计量数表示化学计量数表示物质的量物质的量，而不是，而不是分子个数分子个数。化学计量数可以是化学计量数可以是整数整数，可以是，可以是分数分数。化学计量数与化学计量数与H成正比，当化学计量数不成正比，当化学计量数不同时，其同时，其H不同不同H2(g)+1/2O2(g)=H2O

15、(l)，H=-285.8kJ/mol右端标注热量数值和符号，右端标注热量数值和符号， H：吸热用：吸热用“+”，放热用：，放热用：“-”。2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)，H=-571.6kJ/mol例例 题题1、当、当1mol气态气态H2与与1mol气态气态Cl2反应反应生成生成2mol气态气态HCl，放出，放出184.6KJ的的热热量，请写出该反应的热化学方程式。量，请写出该反应的热化学方程式。 H2(g) + Cl2(g) =2HCl(g) H =-184.6KJ/mol1 1、已知在、已知在2525，101kpa101kpa下，下，1gC1gC8 8H H1818( (辛烷辛烷

16、) )燃燃烧生成二氧化碳和液态水时放出烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40kJ48.40kJ热热量，表示上述反应的热化学方程式正确的是量，表示上述反应的热化学方程式正确的是 A AC C8 8H H1818(1)+25/2O(1)+25/2O2 2(g)=8CO(g)=8CO2 2(g)+9H(g)+9H2 2O(g) O(g) H=-48.40 kJmol H=-48.40 kJmol-1-1B BC C8 8H H1818(1)+25/2O(1)+25/2O2 2(g)=8CO(g)=8CO2 2(g)+9H(g)+9H2 2O(1) O(1) H=-5518 kJmol H=-5518

17、 kJmol-1-1C CC C8 8H H1818(1)+25/2O(1)+25/2O2 2(g)=8CO(g)=8CO2 2(g)+9H(g)+9H2 2O(1) O(1) H=+5518 kJmol H=+5518 kJmol-1-1D DC C8 8H H1818(1)+25/2O(1)+25/2O2 2(g)=8CO(g)=8CO2 2(g)+9H(g)+9H2 2O(1) O(1) H=-48.40 kJmol H=-48.40 kJmol-1-12 2、1 1克甲烷在空气中燃烧，恢复常温下测得克甲烷在空气中燃烧，恢复常温下测得放出热量放出热量55.625KJ55.625KJ，试写

18、出热化学方式。，试写出热化学方式。CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H=- 890 kJ/mol3 3、常温下、常温下1414克克COCO在足量氧气中充分燃烧，在足量氧气中充分燃烧，放出放出141.3KJ141.3KJ热量，写出该热化学方程式。热量，写出该热化学方程式。CO(g) + 1/2O2(g)=CO2(g) H=- 282.6 kJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)，H1=-Q1kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)，H2=-Q2kJ/mol4 4、比较、比较Q Q1 1和和Q Q2 2的大小、的大小、 H H1 1和和H H2 2

19、的大小的大小Q1Q2H1 H2注意：热量比较比数值，注意：热量比较比数值， H H比较带符号比较带符号 练：比较练：比较Q Q1 1Q Q2 2的大小、的大小、H1 H2的大小的大小S(g)+OS(g)+O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(g) (g) H H1 1=- Q=- Q1 1 kJ/mol kJ/molS(s)+OS(s)+O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(g) (g) H H2 2=- Q=- Q2 2 kJ/mol kJ/molQ1Q2H1 H25 5、已知某温度下的热化学方程式：、已知某温度下的热化学方程式：2SO2SO2 2(g) (g) O O2 2(g) 2S

20、O(g) 2SO3 3(g) (g) H=H=-197kJ/molkJ/mol试写出试写出SOSO3 3分解的热化学反应方程式。分解的热化学反应方程式。2SO3(g) 2SO2(g) O2(g) H=+197kJ/mol注意：注意：对于可逆反应，对于可逆反应，当反应逆向进行时，其反应热与正反应的当反应逆向进行时，其反应热与正反应的数值相等，符号相反。数值相等，符号相反。其反应热是指反应物完全转变成生成物其反应热是指反应物完全转变成生成物放出或吸收的热量。放出或吸收的热量。6 6、已知：、已知：C(s)+OC(s)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H=-393.5 kJ/m

21、olH=-393.5 kJ/mol要获得要获得1000kg1000kg热量，需燃烧多少克碳？热量，需燃烧多少克碳？30.5g 实践活动实践活动 中和反应中和反应 反应热的测定反应热的测定1.定义：定义：在在稀稀溶液中，酸和碱发生中和反应生成溶液中，酸和碱发生中和反应生成1molH2O(l)时的时的反应热反应热叫做中和热。叫做中和热。3. 注意注意 必须是必须是稀稀溶液溶液,如浓硫酸稀释或如浓硫酸稀释或NaOH固体溶固体溶解时放热；解时放热； 酸和碱反应酸和碱反应 标准标准:生成生成1molH2O(l)放出的热量放出的热量.三、中和热三、中和热2. 单位单位: KJ/mol反应不能生成沉淀反应不

22、能生成沉淀 NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l); H=57.3KJ/mol KOH(aq)+HNO3(aq)=KNO3(aq)+H2O(l); H=57.3KJ/molBa(OH)2(aq)+2HCl(aq)=BaCl2(aq)+2H2O(l); H=114.6KJ/molH (aq) + OH (aq)=H2O(l); H=57.3KJ/mol4.（1）强酸、强碱的稀溶液：）强酸、强碱的稀溶液： H+(aq)+OH- (aq)=H2O(l); H=-57.3 kJ/mol （3）若反应过程中有其他物质生成（沉淀、）若反应过程中有其他物质生成（沉淀、 难电离物质等

23、），这部分反应热不属于中和热难电离物质等），这部分反应热不属于中和热（2）有弱酸（或弱碱）参加中和反应，中和热）有弱酸（或弱碱）参加中和反应，中和热一般低于一般低于57.3 kJ/mol，因为电离吸热，因为电离吸热。实验目的 测定强酸与强碱反应的反应热学习重点学习重点 中和反应反应热的测定中和反应反应热的测定原理和方法原理和方法。实验用品 大烧杯（大烧杯（500 mL500 mL）、小烧杯（）、小烧杯（100 mL100 mL） 温度计、量筒（温度计、量筒（50 mL50 mL）两个、泡沫塑料）两个、泡沫塑料 或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个小孔）、

24、小孔）、环形玻璃搅拌棒环形玻璃搅拌棒。0.50 mol/L 0.50 mol/L 盐酸、盐酸、0.55 mol/L0.55 mol/L NaOH NaOH溶液溶液实验步骤：实验步骤：P4-5并回答问题并回答问题中和热的测定中和热的测定1.大、小烧杯放置时，为何要使两杯口相平？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，你有何填碎纸条的作用是什么？对此装置，你有何更好的建议？更好的建议？2.温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲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？洗后的溶液能否倒入小烧杯？为什么？ 答案：答案：1.1.两杯口相平，可使盖板把杯

25、口尽量盖严，从两杯口相平，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。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）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。会使实验结果更准确。2、因为该温度计还要用来测碱液的温度，若、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

26、总溶液的质量增能倒入小烧杯，若倒入，会使总溶液的质量增加，而导致实验结果误差。加，而导致实验结果误差。实验中实验数据怎样处理？实验中实验数据怎样处理？怎样计算本实验的中和热怎样计算本实验的中和热 实验原理实验原理: Q=mct Q : 中和反应放出的热量中和反应放出的热量 m: 反应混合液的质量反应混合液的质量 c: 混合液的比热容混合液的比热容 常用常用4.18J / (g) t: 反应前后的温度差反应前后的温度差议一议议一议你所测得的数据是否为你所测得的数据是否为57.3 57.3 kJ/molkJ/mol，若不是，分析产生误差的原因。，若不是，分析产生误差的原因。可能的原因有：可能的原因

27、有：1.1.量取溶液的体积有误差（测量结果是按量取溶液的体积有误差（测量结果是按50 mL50 mL的的酸、碱进行计算，若实际量取时，多于酸、碱进行计算，若实际量取时，多于50 mL50 mL或小或小于于50 mL50 mL都会造成误差）都会造成误差）2.2.温度计的读数有误。温度计的读数有误。3.3.实验过程中有液体洒在外面。实验过程中有液体洒在外面。4.4.混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。5.5.隔热装置不到位，致使实验过程中热量损失而导隔热装置不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。致误差。6.6.测了酸后的温度计未用水清洗而便立即去

28、测碱的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。温度，致使热量损失而引起误差。 讨论下列问题讨论下列问题 1.本实验中若把本实验中若把50 mL 0.50 mol/L的盐酸改为的盐酸改为50 mL 0.50 mol/L醋酸，所测结果是否会有所变化？醋酸，所测结果是否会有所变化？为什么？为什么？2.若改用若改用100 mL 0.50 mol/L的盐酸和的盐酸和100 mL 0.55 mol/L的的NaOH溶液，所测溶液，所测中和热中和热的数值是否约为本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）？实验结果的二倍（假定各步操作没有失误）？答案：答案：1.会有所变化。因为醋酸为弱电解质，其电会有所变化。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。离时要吸热，故将使测得结果偏小。2.否。