化学反应与能量的变化最新

1、化学反应与能量的变化最新第1页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一第一节化学反应与能量的变化第2页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一引 言我们知道：一个化学反应过程中，除了生成了新物质外，还有能量变化热能电能光能第3页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础，二者密不可分，但以物质为主。能量的多少则以反应物和产物的质量为基础。那么化学反应中能量到底怎样变化第4页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一问题：化学反应过程中为什么会有能量的变化？（用学过的知识回答）一、反应热 焓变第5

2、页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一氢原子和氢原子分开时，化学键怎么变？能量怎么变化？（多/少）从哪来？到哪去？稳定性怎样变化？化学键的变化与能量的变化有什么关系？回忆 外力做功时能量如何变化第6页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一回忆氢原子和氢原子靠近时，化学键怎么变？能量怎么变化？多了？少了？从哪来？到哪去？化学键的变化与能量的变化有什么关系？第7页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一思考H2O （l） H2O （g）物质的变化常伴随着能量变化结论液态水变成气态水时，能量是如何变化的？能否从微观角度解释能量变化的原因？第8页，

3、共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一化学反应的实质就是反应物分子中化学键断裂，形成新的化学键，从新组合成生成物的分子的过程。旧键断裂需要吸收能量，新键形成需要放出能量。而一般化学反应中，旧键的断裂所吸收的总能量与新键形成所放出的总能量是不相等的，而这个差值就是反应中能量的变化。所以化学反应过程中会有能量的变化。化学反应中能量产生的原因：第9页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一键能：断开1mol某化学键所需要的能量或形成断开1mol某化学键所放出的能量。第10页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一观察下列示意图：你发现了吗？试计算：吸收

4、的能量和放出的能量相等吗？能量差到哪里去了？第11页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一实验测得1mol H2与1mol Cl2反应生成2mol HCl时放出184.6kJ的热量，从微观角度应如何解释？679kJ862kJ吸收总能量放出总能量第12页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一反应热的计算：H = 679kJ/mol 862kJ/mol= 183kJ/mol第13页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一1、定义： 化学反应过程中所释放或吸收的能量，都可以热量（或换算成相应的热量）来表述，叫做反应热，又称为“焓变”。2、符号：H3

5、、单位：KJ/mol第14页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一（1）反应体系的能量降低（即放热反应），则H为“”；（2）反应体系的能量升高（即吸热反应），则H为“”；即：当H为“”（H0）时，为吸热反应4、规定：第15页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一通过此图大家还能发现这反应热，H有什么规律？第16页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一我们可以发现：其实HE（生成物的总能量） E（反应物的总能量）HE（反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量） E（生成物分子化学键形成时所释放的总能量）我们认识了反应热，那么怎样书写表示化学反应热

6、的化学方程式？第17页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一例 1：1molC与1molH2O(g)反应失成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=_ kJ/mol。 例 2：拆开 lmol HH键、lmol NH键、l molNN键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则1mol N2生成NH3的反应热为，1mol H2生成NH3的反应热为。 131.5-92KJ/mol-30.6KJ/mol第18页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一二、学会热化学方程式的书写什么是热化学方程式？表示参

7、加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式，叫做热化学方程式请看以下两个例子，再思考！问题：第19页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一第20页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。意义：第21页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一通过以上两个例子，说明一下热化学方程式与一般的化学方程式的书写有什么不同？（1）书写热化学方程式要注明反应的温度和压强，（为什么？）而常温、常压可以不注明，即不注明则是常温、常压。第22页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，

8、星期一（2）标出了反应物与生成物的状态：固体s，液体l，气体g；（为什么要标出？）（3）写出了反应热，还注明了“”，“”（4）方程式中的计量系数可以是整数也可以是分数。第23页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一问题：反应物和生成物前的系数它代表了什么？在方程式中H它表示了什么意义？ H它的值与什么有关系？第24页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数，表示对应物质的物质的量。 H（kJ/mol）它表示每摩尔反应所放出的热量， H它的值与方程式中的计量系数有关，即对于相同的反应，当化学计量数不同时，其H不同。

9、第25页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一例 题1、当1mol气态H2与1mol气态Cl2反应生成2mol气态HCl，放出184.6KJ的热量，请写出该反应的热化学方程式。H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) H =-184.6KJ/mol第26页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一而这些书写也是对的第27页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一写出下列反应的热化学方程式1、1molN2(g)与适量O2(g)反应生成NO (g)，需吸收68kJ的热量；2、2molCu(s)与适量O2(g)反应生成CuO(s)，放出314kJ热量；

10、第28页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一3、 1g 硫粉在氧气中充分燃烧放出 9.36kJ热量，写出硫燃烧的热化学方程式。4、 4g CO在氧气中燃烧生成CO2，放出 9. 6kJ热量，写出CO燃烧的热化学方程式。第29页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一5、已知 (1)H2( g )1/2O2 ( g ) H2O ( g ) H1 = a kJ/mol (2)2H2( g )O2 ( g ) 2H2O ( g ) H2 = b kJ/mol (3)H2( g )1/2O2 ( g ) H2O ( l ) H3 = c kJ/mol (4)2H2(

11、 g )O2 ( g ) 2H2O ( l ) H4 = d kJ/mol则a、b、c、d的关系正确的是 。 A、acd0 C、2a=b0 C第30页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一6、在一定条件下，氢气和甲烷燃烧的化学方程式为： 2H2(g) + O2 (g) = 2H2O (l);H= 572 kJ /mol CH4(g) +2O2 (g) = CO2(g)+2H2O (l); H= 890 kJ/mol由1mol 氢气和2mol甲烷组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时放出的热量为多少。2066KJ第31页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一 7

12、. 在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为： 2H2( g ) + O2 ( g) = 2H2O ( l ) H=-571.6 kJ/mol C3H8( g ) +5O2 ( g ) = 3CO2(g) +4H2O ( l ) H=-2220 kJ/mol 5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ，则氢气和甲烷的体积比为 A、 1:3 B、 3:1 C、 1:4 D、 1:1第32页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一解 ：设H2、C3H8的物质的量分别为x，y答：氢气和丙烷的体积比为 3：1x + y = 5 (571.6/2)(x) + 2220y =

13、 3847 V(H2):V(C3H8) =n(H2):n(C3H8) = 3.75:1.25 = 3:1 x = 3.75 moly = 1.25 mol第33页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一实践活动中和反应反应热的测定中和热：稀的强酸与强碱发生中和生成1mol液态H2O时所放出的热量。第34页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一本节课，我们取一定量的盐酸和氢氧化钠溶液发生中和反应，哪些数据可以帮助我们测出它们的反应热呢？请大家讨论回答。第35页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一Q =m c t Q：中和反应放出的热量。m：反

14、应混合液的质量。c：反应混合液的比热容。t：反应前后溶液温度的差值。我们如何得到上述数据呢？第36页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一m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；c 需要查阅，t可用温度计测出反应前后的温度相减得到。问酸、碱反应时，我们用的是它的稀溶液，它们的质量应怎样得到？量出它们的体积，再乘以它们的密度即可第37页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一Q =（V酸酸V碱碱）c（t2t1） 本实验中，我们所用一元酸、一元碱的体积均为50 mL，它 们的浓度分别为0.50 mol/L和0.55 mol/L。由于是稀溶液

15、，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1 g/cm3，且中和后所得溶液的比热容为 4.18 J/（g)第38页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一已知 V酸=V碱=50 mL。 c酸=0.50 mol/L c碱=0.55 mol/L。 酸=碱=1 g/cm3 c=4.18 J/（g）请把以上数据代入式,得出Q的表示式。其中热量的单位用kJ。 得出结果。Q = 0.418（t2t1）kJ 思考：式表示的是不是该反应的反应热？是中和热吗？为什么？第39页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一式不是该反应的反应热，因为反应热是有正负的，中和反

16、应放热，故其H为“”。中和热是稀的酸、碱中和生成 1mol水的反应热，而50 mL 0.50 mol/L的盐酸与50 mL 0.55 mol/L 氢氧化钠反应后生成的水只有0.025 mol，故式表示的也不是中和热。 问题该反应的中和热应怎样表示呢？H=0.418(t2t1)0.025KJ/mol第40页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一实验步骤：1.在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。中和热的测定然后再在大、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，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，

17、如下图所示。第41页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一大、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？第42页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一答案：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。第43页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一2.用一个量筒最取50 mL 0.50 mol/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

18、酸用水冲洗干净。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？ 第44页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一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45页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一3.用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。第46页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一4.把温度计和环形玻璃搅拌棒放

19、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。第47页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一实验中所用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？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？第48页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一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。为了保证0.50 mol/L的盐酸完全被NaOH中和，采用0.55 mol/

20、L NaOH溶液，使碱稍稍过量。若使盐酸过量，亦可。第49页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一5.重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。 第50页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一议一议你所测得的数据是否为57.3 kJ/mol，若不是，分析产生误差的原因。可能的原因有：1.量取溶液的体积有误差（测量结果是按50 mL的酸、碱进行计算，若实际量取时，多于50 mL或小于50 mL都会造成误差）2.温度计的读数有误。第51页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一3.实验过程中有液体洒在外面。4.混合酸、碱溶液时，动作缓慢，

21、导致实验误差。5.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，致使热量损失而引起误差。 第52页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一实验原理：Q=cmt Q:中和反应放出的热量。 m:反应混合液的质量。 c：反应混合液的比热容。 t：反应前后溶液温度的差值。 Q=（V酸酸V碱碱）c（t2t1）实验名称中和反应 反应热的测定第53页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一V酸=V碱=50 mL。c酸=0.50 mol/L c碱=0.55 mol/L酸=碱=1 g/cm3c=4.18 J/（g）Q=0.418（t2t1）kJ实验步骤误差分析H=0.418(t2t1)0.025KJ/mol第54页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一实验目的：测定强酸与强碱反应的反应热学习重点：中和反应反应热的测定原理和方法第55页，共61页，2022年，5月20日，22点38分，星期一实验用品大烧杯（500 mL）、小烧杯（100 mL）温度计、量筒（50 mL）两个、泡沫塑料 或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个小孔）、环形玻璃搅拌棒。0.50 mol/L 盐酸、0.5