【化学】第一节《化学反应与能量的变化》课件（人教版选修4）

1、第一章第一章 化学反应与能量化学反应与能量第一节第一节 化学反应与能量的变化化学反应与能量的变化(第一课时第一课时) 焓变、反应热焓变、反应热生活中的放热现象生活中的放热现象生活中的放热现象生活中的放热现象思考与交流思考与交流1 1、你所知道的化学反应中有哪些是放、你所知道的化学反应中有哪些是放热反应？热反应？生活中的吸热现象生活中的吸热现象生活中的吸热现象生活中的吸热现象2 2、你所知道的化学反应中有哪些是吸、你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应？热反应？思考与交流思考与交流一、一、 化学反应中的能量变化化学反应中的能量变化化学化学反应反应按能量变化按能量变化放热反应放热反应:放出热量的化学

2、反应放出热量的化学反应吸热反应吸热反应:吸收热量的化学反应吸收热量的化学反应1 1问题思考问题思考 判断下列反应是放热反应还是吸热反应：判断下列反应是放热反应还是吸热反应：1.1.镁条的燃烧。镁条的燃烧。2.2.高温下木炭与二氧化碳反应生成一氧化碳。高温下木炭与二氧化碳反应生成一氧化碳。3.3.氧化钙与水的反应。氧化钙与水的反应。4.4.高温煅烧石灰石高温煅烧石灰石( (主要成分是主要成分是CaCOCaCO3 3) )制生石灰制生石灰(CaO)(CaO)。5.5.炸药爆炸炸药爆炸6.Ba(OH)6.Ba(OH)2 28H8H2 2O O和和NHNH4 4ClCl的反应的反应放热放热吸热吸热放热

3、放热吸热吸热放热放热吸热吸热1 1. .常见常见的放的放( (吸吸) )热反应热反应放热反应放热反应1.金属与酸的反应金属与酸的反应2.所有的燃烧反应所有的燃烧反应3.酸碱中和反应酸碱中和反应4.大多数化合反应大多数化合反应吸热反应吸热反应1.氢氧化钙与氯化铵晶体的反应氢氧化钙与氯化铵晶体的反应2. C(s) + CO2(g)= 2CO(g) 3. C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g)4.大多数分解反应大多数分解反应高温高温思考：思考：吸热反应一定需要加热吗吸热反应一定需要加热吗? ?放热反应一定不需要加热吗放热反应一定不需要加热吗? ?吸热反应吸热反应不一定不一定需要加热需

4、要加热, ,但但需要需要持续加热持续加热的反应一定是吸的反应一定是吸热反应热反应. .放热反应可能需要加热放热反应可能需要加热, ,如大如大多数的燃烧反应多数的燃烧反应, ,往往需要先往往需要先加热加热. .判断反应是放热还是吸热的判断反应是放热还是吸热的根本依据是根本依据是反应中的能量变化！反应中的能量变化！2.2.放放( (吸吸) )热反应中的能量变化热反应中的能量变化反应物反应物总能量高总能量高生成物生成物总能量低总能量低放热反应放热反应反应物反应物总能量低总能量低生成物生成物总能量高总能量高吸热反应吸热反应+ 放出的能量放出的能量+ 吸收的能量吸收的能量放热反应放热反应: E(反应物反

5、应物) = E(生成物生成物) +能量能量吸热反应吸热反应: E(反应物反应物) +能量能量=E(生成物生成物) 二、反应热二、反应热 焓变焓变 化学反应过程中所释放或吸收的化学反应过程中所释放或吸收的能量，都可以用热量（或转换成相应能量，都可以用热量（或转换成相应的热量）来表述，叫做的热量）来表述，叫做反应热反应热，又称，又称为为“焓变焓变”。符号：符号：H ，单位：，单位：kJ/mol 或或 kJmol-1 吸收吸收 吸收吸收 放出放出 2431 (436243) 183 释放大于 吸收放出降低 1molC(s)与与1molH2O(g)反应生成反应生成1molCO(g)和和1molH1mo

6、lH2 2(g(g),需要吸收需要吸收131.5 kJ 的热量，该反应的反应热为的热量，该反应的反应热为H 。131.5 kJmol【反应热反应热 焓变焓变】产生原因：产生原因： 化学键断裂化学键断裂吸热吸热 化学键形成化学键形成放热放热 放热反应：放热反应： 放出热量的化学反应。放出热量的化学反应。 (放热放热吸热）吸热） H 为为“”或或H 放热）放热） H 为为“+”或或H 0课课 堂堂 小小 结结第一章第一章 化学反应与能量化学反应与能量第一节第一节 化学反应与能量的变化化学反应与能量的变化(第二课时第二课时) 热化学方程式热化学方程式热化学方程式热化学方程式1.1.定义：定义： 能表

7、示化学反应放出或吸收热量多能表示化学反应放出或吸收热量多少的化学方程式，叫做少的化学方程式，叫做热化学方程式热化学方程式。例如：例如：2H2(2H2(g g)+O2()+O2(g g)=2H2O()=2H2O(g g) )，H=-483.6kJ/molH=-483.6kJ/mol2H2(2H2(g g)+O2()+O2(g g)=2H2O()=2H2O(l l) )，H=-571.6kJ/molH=-571.6kJ/mol注：气体用注：气体用g；液体用；液体用l；固体用；固体用s2.2.书写要点：书写要点：标聚集状态标聚集状态（s s、l l、g g）右端标热量数值和符号，右端标热量数值和符号

8、， H H：吸热用：吸热用“+ +”，放热用：，放热用：“- -”。系数单位是系数单位是“摩摩”，而不是，而不是“个个”。H H2 2(g)+I(g)+I2 2(g)=2HI(g) (g)=2HI(g) H=H=14.9kJ/mol14.9kJ/mol200200101kPa101kPa物质变化物质变化能量变化能量变化系数可用分数，但热量值要系数可用分数，但热量值要 相应变化。如：相应变化。如：2H2H2 2( (g g)+O)+O2 2( (g g)=2H)=2H2 2O(O(l l) )，H=-571.6kJ/molH=-571.6kJ/molH H2 2( (g g)+1/2O)+1/2

9、O2 2( (g g)=1H)=1H2 2O(O(l l) )，H=-285.8kJ/molH=-285.8kJ/mol不注明条件，既指不注明条件，既指: : ( (25250 0C C ， 1.011.0110105 5PaPa) )1、下列热化学方程式书写正确的是（、下列热化学方程式书写正确的是（ ）A2SO2 + O2 = 2SO3 H= 196.6 kJ/molBH2(g)+O2(g)= H2O (g) H= 241.8 kJC2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l) H= 571.6 kJ/molDC(s) + O2(g) = CO2(g) H= + 393.5 kJ/mol 练

10、习：练习： C2 2 、已知在已知在2525，101kpa101kpa下，下，1gC1gC8 8H H1818( (辛烷辛烷) )燃烧生燃烧生成二氧化碳和液态水时放出成二氧化碳和液态水时放出48.40kJ48.40kJ热量，表示上热量，表示上述反应的热化学方程式正确的是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-1-1 B BC C8 8H H1818(1)+25/2O(1)+2

11、5/2O2 2(g)=8CO(g)=8CO2 2(g)+9H(g)+9H2 2O(1) O(1) H=-5518 kJmol H=-5518 kJmol-1-1 C 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-1-1 D 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

12、-1-1B 自我检测自我检测 1.1.3mol CH3mol CH4 4燃烧时，生成液态水和燃烧时，生成液态水和COCO2 2 同时同时 放出放出2670.9KJ2670.9KJ的热。请写出热化学方程式。的热。请写出热化学方程式。2.2.常温下常温下1414克克COCO在足量氧气中充分燃烧，放在足量氧气中充分燃烧，放出出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。 自我检测题答案：自我检测题答案： 1. 1. CHCH4 4(g)+2O(g)+2O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l) O(l) H=- 890.3 kJ/

13、molH=- 890.3 kJ/mol 2. 2. CO(g)+OCO(g)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H=H= 282.6 kJ/mol282.6 kJ/mol第一章第一章 化学反应与能量化学反应与能量第一节第一节 化学反应与能量的变化化学反应与能量的变化(第三课时第三课时) 中和热中和热中和反应中和反应 反应热的测量反应热的测量实践活动实践活动 中和热中和热 在在稀稀溶液中溶液中, ,酸与碱中和反应时生酸与碱中和反应时生成成1mol H2O(I), ,这时的反应热叫中和热这时的反应热叫中和热.测定原理测定原理方法方法: 通过先测量稀的强酸与强碱发生中和反通过先测

14、量稀的强酸与强碱发生中和反应的应的反应热反应热，然后计算酸碱反应的，然后计算酸碱反应的中和热中和热。 H+ (aq) + OH- (aq) = H2O(l) 0.025mol 0.025mol 0.025mol 测定值测定值H11mol 中和热中和热H=?思考：思考： 我们取一定量的盐酸和氢氧化钠我们取一定量的盐酸和氢氧化钠溶液发生中和反应，哪些数据可以帮溶液发生中和反应，哪些数据可以帮助我们测出它们的反应热呢？助我们测出它们的反应热呢？Q Q = =m c m c t t QQ: :中和反应放出的热量。中和反应放出的热量。mm：反应混合液的质量。：反应混合液的质量。c c：反应混合液的比热容

15、。：反应混合液的比热容。 t t：反应前后溶液温度的差值。：反应前后溶液温度的差值。我们如何得到上述数据呢？我们如何得到上述数据呢？m的质量为所用酸、碱的质量和，测出参加反应的的质量为所用酸、碱的质量和，测出参加反应的酸、碱质量相加即可；酸、碱质量相加即可；c 需要查阅，需要查阅，t可用温度计可用温度计测出反应前后的温度相减得到。测出反应前后的温度相减得到。 酸、碱反应时，我们用的是它的稀溶液，它们的质酸、碱反应时，我们用的是它的稀溶液，它们的质量应怎样得到？量应怎样得到？量出它们的体积，再乘以它们的密度即可。量出它们的体积，再乘以它们的密度即可。 Q =（V酸酸酸酸V碱碱碱碱）c（t2t1）

16、 本实验中，我们所用一元酸、一元碱的体积均为本实验中，我们所用一元酸、一元碱的体积均为50 mL,它它 们的浓度分别为们的浓度分别为0.50 mol/L和和0.55 mol/L。由于是稀溶液，。由于是稀溶液，且为了计算简便，我们近似地认为，所用酸、碱溶液的密度且为了计算简便，我们近似地认为，所用酸、碱溶液的密度均为均为1 g/cm3，且中和后所得溶液的比热容为，且中和后所得溶液的比热容为 4.18 J/（g)已知已知 V酸酸=V碱碱=50 mL 酸酸=碱碱=1 g/cm3 c酸酸=0.50 mol/L c碱碱=0.55 mol/L c=4.18 J/（g）请把以上数据代入式，得出请把以上数据代

17、入式，得出Q的表示式。其中热的表示式。其中热量的单位用量的单位用kJ。Q = 0.418（t2t1）kJ 思考：式表示的是不是该反应的反应热？是中和思考：式表示的是不是该反应的反应热？是中和热吗？为什么？热吗？为什么？式不是该反应的反应热，因为反应热是有正负的，式不是该反应的反应热，因为反应热是有正负的，中和反应放热，故其中和反应放热，故其H为为“”。中和热是稀的。中和热是稀的酸、碱中和生成酸、碱中和生成 1 mol水的反应热，而水的反应热，而50 mL 0.50 mol/L的盐酸与的盐酸与50 mL 0.55mol/L 氢氧化钠反应后生氢氧化钠反应后生成的水只有成的水只有0.025 mol，

18、故式表示的也不是中和热。，故式表示的也不是中和热。 问题：问题： 该反应的中和热应怎样表示呢？该反应的中和热应怎样表示呢？H= 0.418 （t2t1）0.025kJ/mol问题讨论问题讨论 为什么不直接用为什么不直接用100mL 10molL的的 HCl 和和100mL 10molL的的NaOH反应或用反应或用1000mL 1.0molL的的HCl和和1000mL 1.0molL的的NaOH反应得到反应得到1mol的的H2O，从，从而直接测得中和热呢而直接测得中和热呢? 答答: 10molL的的 HCl 浓度太大。浓度太大。 1000mL 1.0molL的的 体积太大，既浪费体积太大，既浪费

19、,而而且体积太大热耗大，使测量值偏小。且体积太大热耗大，使测量值偏小。仪器：仪器：大烧杯（大烧杯（500 mL）、小烧杯（）、小烧杯（100 mL）、）、 温度计、量筒（温度计、量筒（50 mL）两个、泡沫）两个、泡沫塑料塑料 或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个小孔）、两个小孔）、环形玻璃搅拌棒环形玻璃搅拌棒。 药品：药品：0.50 mol/L 盐酸、盐酸、 0.55 mol/L NaOH溶液溶液实验室测定反应热的简易装置及注意事项实验室测定反应热的简易装置及注意事项实实 验验 步步 骤骤1.1.在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），在大烧杯底部垫泡沫塑料（或

20、纸条），使放使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），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，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，如下图所示。璃搅拌棒通过，如下图所示。中和热的测定中和热的测定大、小烧杯放置时，为大、小烧杯放置时，为何要使两杯口相平？填何要使两杯口相平？填碎纸条的作用是什么？碎纸条的作用是什么？对此装置，你有何更好对此装置，你有何更好的建议？的建议？ 两杯口相平，

21、可使盖板把杯口尽量盖严，从而两杯口相平，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、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）会使实验结果更密封性能更好的装置（如保温杯）会使实验结果更准确。准确。2.用一个量筒最取用一个量筒最取50 mL 0.50 mol/L盐酸，倒入小盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。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然后把温度计上的酸用水冲洗干净。温度计上的酸为

22、何要用水冲洗干净？冲洗后的溶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？液能否倒入小烧杯？为什么？ 因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗，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，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，而导致实验结果误倒入，会使总溶液的质量增加，而导致实验结果误差。差。3.用另一个量筒量取用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液，溶液，并用温度计测量并用温度计测

23、量NaOH溶液的温度，记入下表。溶液的温度，记入下表。.酸、碱混合时，为何要把量筒中的酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOHNaOH溶液一次倒溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？入小烧杯而不能缓缓倒入？.因为本实验的关键是测反应的反应热，若动作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。迟缓，将会使热量损失而使误差增大。4.4.把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并并把量筒中的把量筒中的NaOHNaOH溶液一次倒入小烧杯（注意不要溶液一次倒入小烧杯（注意不要洒到外面）洒到外面）。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并用环

24、形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的准确读取混合溶液的最高温度最高温度，记为终止温度，记，记为终止温度，记入下表。入下表。实验中所用实验中所用HClHCl和和NaOHNaOH的物质的量比为何不的物质的量比为何不是是1111而是而是NaOHNaOH过量？若用过量？若用HClHCl过量行吗？过量行吗？为了保证为了保证0.50 mol/L的盐酸完全被的盐酸完全被NaOH中和，中和，采用采用0.55 mol/L NaOH溶液，使碱稍稍过量。若使溶液，使碱稍稍过量。若使盐酸过量，亦可。盐酸过量，亦可。5.重复实验三次，取测量所得数据的平均值作为重复实验三次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。

25、计算依据。 你所测得的数据是否为你所测得的数据是否为57.3 kJ/mol57.3 kJ/mol，若不是，若不是，分析产生误差的原因。分析产生误差的原因。可能的原因有：可能的原因有：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 mL的酸、碱进的酸、碱进行计算，若实际量取时，多于行计算，若实际量取时，多于50 mL或小于或小于50 mL都会造成都会造成误差）误差）2.温度计的读数有误。温度计的读数有误。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.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.隔热操作不到位，

26、致使实验过程中热量损失而导致误差。隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。6.测了酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的温度，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。致使热量损失而引起误差。 讨讨 论论讨讨 论论 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，所测中和热的数值是否溶液，所测中和热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）？约为本实验结果的二倍（假定各步操作没有失误）？ 否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时放出的热量，其数值与反应物的量时放出的热量，其数值与反应物