高中化学选修4第一章课件(PPT 67页)

1、第一章 化学反应与能量第一节、化学反应与能量的变化第1页，共67页。化学反应特征：生成新物质 变化热能电能光能能 量热能热能吸热反应放热反应反应物的能量之和 生成物的量能之和反应物的能量之和 生成物的量能之和第2页，共67页。化学反应同时遵守两大守恒第3页，共67页。一、焓变 反应热焓(H)： .焓变(H)：1、焓变 反应热反应热物质所具有的能量第4页，共67页。常见的吸热反应常见的放热反应二、反应热的分析方法第5页，共67页。从焓变的角度H = H生成物H反应物二、反应热的分析方法第6页，共67页。从能量的角度能量能量反应物反应物生成物生成物反应过程（I）反应过程（II）反应热（H）=生成物

2、的总能量-反应物的总能量二、反应热的分析方法第7页，共67页。从化学键的角度分析化学反应的实质：旧键断裂： 能量 新键形成： 能量旧键的断裂，新键的形成破坏1mol化学键所吸收的能量(或形成1mol化学键所放出的能量)。键能：二、反应热的分析方法物质能量越低,则物质越稳定，键能越大，则物质越稳定 第8页，共67页。H = E断键吸收E成键放出从化学键的角度分析二、反应热的分析方法第9页，共67页。小 结求反应热的方法从焓变角度看：H生成物的焓反应物的焓从能量的角度看：H生成物能量反应物能量从键能角度看：H反应物总键能生成物总键能放热反应：吸热反应：H0或 H为“”H0 或H为“”能量越低,物质

3、越稳定，键能也越大 第10页，共67页。例 1：1molC与1molH2O(g)反应生成lmol CO(g)和1mol H2(g)，需要吸收131.5kJ的热量，该反应的反应热为H = 。练 习第11页，共67页。例 2：拆开 lmol HH键、lmol NH键、lmolNN键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946KJ，则1mol N2和3molH2完全生成NH3的反应热为 ；1mol H2生成NH3的反应热为： ；第12页，共67页。200C101kP二、热化学方程式例1：在200C、101kP时，1molH2与碘蒸气作用生成HI的反应，科学文献上表示为：指明反应条件指明物质的状态指

4、明物质的量与热量的关系H2(g)+I2(g) 2HI(g) H=-14.9KJ/mol这个方程式与我们通常所见的方程式有何不同？指明反应物与生成物的同时，还指明了：第13页，共67页。书写热化学方程式的注意事项1、化学方程式的 边写上H，用 隔开，H：吸热用“+”，放热用：“”，单位是kJ/mol1、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 2、热化学方程式需注明测定时的温度和压强。对于 25 101kPa时进行的反应可不注明。热化学方程式作用：既能表示化学反应中的物质变化，也能表示化学反应中的能量变化。第14页，共67页。H2(g)+I2(g)=2HI(g) H=14.

5、9kJ/mol200101kPa第15页，共67页。例2在250C、101KPa时，有两个由氢气和氧气化合成1mol水的反应，一个生成气态水，一个生成液态水，其热化学方程式可表示为H2（）+1/2O2（）=H2O（g） H=一241.8KJ/molH2（）+1/2O2（）=H2O（l） H=一285.8KJ/mol请同学们分析为什么二者的产物同样是水，而释出的能量却不同？3、相同化学反应中物质状态不同，反应热也不同，所以热化学方程式中物质后面要标明物质的状态s(固体)、l (液体) 、g (气体) 、aq (稀溶液)第16页，共67页。1g液态水1g气态水 能量增加熔化蒸发1g 冰吸收能量吸收

6、能量同一物质，能量：固体液态Q257.3CQ1Q257.3 D无法确定第32页，共67页。已知反应：101 kPa时，2C(s)O2(g)=2CO(g)H221 kJ/mol；稀溶液中，H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJ/mol。下列结论正确的是()A稀硫酸与稀NaOH溶液的中和热为57.3 kJ/molB稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3 kJ/molC 的反应热为221 kJ/molD稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出57.3 kJ热量第33页，共67页。中和反应反应热的测定2、中和热的测定 原理：H=m.c.t/n(H2O)比热容C=4.18J/

7、(g.C) 0.0418kJ/ /(g.C) m:溶液的总质量 t反应前后的温度差。第34页，共67页。实验用品：大烧杯、小烧杯、温度计、量筒、泡沫塑料、环形玻璃搅拌棒0.50 mol/L 盐酸、0.55 mol/L NaOH溶液(3)实验步骤：第35页，共67页。练习1：0.50 mol/L盐酸与0.55 mol/L NaOH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 。（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”）。第36页，共67

8、页。已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) H=-57.3kJ/mol，计算下列反应中放出的热量。（1）用0.1molBa(OH)2配成稀溶液跟足量稀硝酸反应，放出热量为 kJ。（2）用1mol醋酸稀溶液和足量NaOH溶液反应，放出的热量 （大于、小于、等于）57.3kJ，理由是 。小于醋酸是弱电解质，只是少部分电离，发生电离时要吸热，中和时放热较少 第37页，共67页。中和反应的反应热的测定实验中要注意以下问题1、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？为了达到保温隔热、减少实验过程中热量损失的目的。2、测量酸的温度后，为何要用水冲洗干净温度计上的酸？冲洗后的溶液

9、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，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。第38页，共67页。中和反应的反应热的测定实验中要注意以下问题.3、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？4、实验中所用HCl和NaOH的物质的量比为何不是11而是NaOH过量？若用HCl过量行吗？为了保证0.50 mol/L的盐酸完全被NaOH中和，采用0.55 mol/L NaOH溶液，使碱稍稍过量。若使盐酸过量，亦可。第39页，共67页。反应热可分为多

10、种，如燃烧热， 中和热，溶解热等。2、燃烧热 能源第40页，共67页。一、燃烧热1.燃烧热的概念: 2、燃烧热 能源在25、101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。为什么指定温度和压强?限定燃料的物质的量单位: kJ/mol稳定的氧化物完全燃烧第41页，共67页。燃烧热H0。物质在O2中燃烧。文字叙述燃烧热,可用“正值”或“H ”两种方法表示。例如：CH4的燃烧热为890.3KJ/mol或H = 890.3KJ/mol.第42页，共67页。2C8H18（l）+25O2(g)=16CO2+18H2O(l) H=11036KJ/molC8H18的燃烧热是多少? 第43

11、页，共67页。(1)H2(g)+O2(g)=H2O(g) H=- 241.8kJ/mol (2)H2(g)+ O2(g)=H2O(l) H =- 285.8kJ/mol(3)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=- 571.6kJ/mol 哪一个是H2的燃烧热？ 第44页，共67页。燃烧热与中和热的区别与联系相同点 燃烧热中和热能量变化H不同点反应物的量 生成物的量反应热的含义 酸碱中和生成1molH2O时放出的热量,强酸强碱间的中和反应中和热大致相同,均约为57.3kJ/mol1mol反应物完全燃烧时放出的热量;不同的物质燃烧热不同第45页，共67页。10 g硫磺在 O2中完全燃烧生

12、成气态 SO2 ，放出的热量能使 500 g H2O温度由18升至62.4；则硫磺的燃烧热为 ，热化学方程式为 。第46页，共67页。二、能源 化石燃料（煤，石油，天然气）， 阳光， 风力， 流水， 朝汐 以及柴草等 1.定义：能提供能量的自然资源能源包括第47页，共67页。能源 化石燃料煤、石油、天然气阳光风力流水潮汐柴草蕴藏量有限不能再生污染严重太阳能 氢能风能 地热能海洋能 生物质能资源丰富可以再生污染少提高能源利用率燃料的充分燃烧第48页，共67页。能源的分类：能否再生可再生不可再生煤，石油，天然气水，电，风能，太阳能等是否常规常规能源新能源化石燃料，水，电太阳能，氢能，风能，地热能，

13、海洋能，生物能等第49页，共67页。中 国 现 在 的能 源 构 成煤 76.2%石油 16.6%水电 5.1%天然气 2.1%第50页，共67页。C(s) + O2(g)=CO(g) H =？ 如何测定H 能直接测定吗？若不能直接测，怎么办？想一想第51页，共67页。?化学反应中反应热（H）与反应途径有关系吗？ 1840年瑞士化学家盖斯通过大量实验事实证明，不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。能量生成物反应物化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。第52页，共67页。一、盖斯定律 化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热（ H ）总是相同的。

14、第三节 化学反应热的计算化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。BA阅读教材P12第53页，共67页。已知： C(s)+O2(g)=CO2(g) H1= -393.5kJ/mol CO(g)+ O2(g)= CO2(g) H2= -283.0kJ/molC(s)+1/2O2(g)=CO(g) 反应的反应热H3=? 第54页，共67页。例1、查燃烧热表知：C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) H1=-393.5kJ/molC(金刚石，s)+O2(g)=CO2(g) H2=-395.0kJ/mol盖斯定律的应用写出石墨变成金刚石的热化学式方程(25,101kPa时)第

15、55页，共67页。应用盖斯定律需要注意的问题:1. H只与反应体系的始态和终态有关始态H1终态aH2HbcH5H4H32.计量数的变化与反应热数值的变化要对应方法：先确定目标方程式，然后对已知热化学方程式同侧相加，异侧相减，消去“过渡物质” ，根据目标方程式计量数扩大或缩小几倍，且反应热也相应的扩大或缩小几倍第56页，共67页。已知CH3COOH(l)+2O2(g) =2CO2(g)+2H2O(l) H1=870.3kJ/molC(s)O2(g) =CO2(g) H2=3935 kJmolH2(g)+O2(g)=H2O(l) H3=285.8kJ/mol求：2C(s)+2H2(g)O2(g)

16、= CH3COOH(l) H=？第57页，共67页。例2：已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=-571.6KJ/molCO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H=-283.0KJ/mol求：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) H=?第58页，共67页。例3：已知 CO(g) + 1/2 O2(g) = CO2(g) H1= 283.0 kJ/mol H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l) H2= 285.8 kJ/mol C2H5OH(l) + 3 O2(g) = 2CO2(g) + 3 H2O(l) H3= 1370 kJ/mol计算:2CO(

17、g) 4 H2(g)= H2O(l) C2H5OH(l) 的H第59页，共67页。 讨论2. 在同温同压下，下列各组热化学方程式中H1 H2 的有 ( )A、2H2(g)+O2(g) =2H2O(g)； H1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)； H2B、S(g)+O2(g)=SO2(g)； H1 S(s)+O2(g)=SO2(g)； H2第60页，共67页。H1 H2 的是 ( )C、C(s)+1/2O2 (g)=CO(g)； H1 C(s)+O2(g)=CO2(g)； H2D、H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)； H1 1/2H2(g)+ 1/2Cl2(g)= HCl(g)；

18、H2第61页，共67页。同素异形体相互转化但反应热相当小而且转化速率慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。已知：P4(白磷、 s)+5O2(g)=P4O10(s) H1=-2983.2 kJ/molP(红磷、 s)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s) H2= -738.5 kJ/mol试写出白磷转化为红磷的热化学方程式。 第62页，共67页。已知: Zn ( s )+1/2O2 ( g ) ZnO ( s ) H = -351.1 kJ/molHg ( l) 1/2O2 ( g ) Hg O ( s ) H = -90.7 kJ/mol求：Zn( s ) Hg O( s ) = ZnO( s ) Hg( l) H 3= ？第63页，共67页。 已知：2C(s)O2( g ) =2CO(g) H = -221 kJ/mol 2H2 (g) O2 (g)2H2O (