《化学反应与能量的变化》

新课标人教版化学选修4第一章化学反应与能量第一节化学反应与能量的变化

这是一幅幅多么撩人的自然美景，然而，如今的地球正在遭受着前所未有的灾难：大气污染加剧、水污染严重，固体废弃物与日俱增、臭氧空洞、酸雨、赤潮、温室效应、水土流失、土地沙漠化等。归根结底，都和化学反应有着密切的关系，我们这一章研究的主要是物质的能量变化，这种能量变化常以热能、电能、光能等形式表现出来。让我们共同学习、研究化学反应与能量，做好保护地球，保护环境的工作。。回忆

氢原子和氢原子分开时，化学键怎么变？能量怎么变化？多了？少了？化学键的变化与能量的变化有什么关系？外力做功时能量如何变化回忆

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？化学键的变化与能量的变化有什么关系？思考H2O(l)H2O(g)

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？物质的变化常伴随着能量变化结论一、反应热焓变1、定义：2、符号：△H3、单位：kJ·mol-1

在恒压的条件下，反应热等于焓变。反应热：4、规定：吸热反应:△H>0或者值为“+”

放热反应:△H<0或者值为“-”焓焓变

化学反应过程中放出或吸收的能量叫做化学反应的反应热。是表示物质所具有的能量的物理量；是反应物与生成物的焓值差，决定一个化学反应是吸热反应还是放热反应。1.吸热反应2.放热反应化学反应中

热量的反应化学反应中

热量的反应二、放热反应和吸热反应吸收放出放热反应吸热反应所有的燃烧反应酸碱中和反应金属与酸大多数化合反应C+CO2,C+H2OBa(OH)2.8H2O+NH4Cl盐类水解大多数分解反应常见的放热反应和吸热反应

为什么有的反应会放出热量有的需要吸收热量呢？

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

反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。问题探究一☆从反应物和生成物具有的能量去考虑放热反应吸热反应能量反应过程反应物总能量生成物总能量能量反应过程E反>E生E反<E生反应物总能量生成物总能量反应物的能量之和

E反生成物的能量之和

E生（1）若E反>E生，（2）若E反<E生，放出能量吸收能量放热反应吸热反应规律总结:总结:

△H=∑E(生成物)-∑E(反应物)观察下列示意图：1、从该图你获得什么信息？2、你能计算出该反应过程中能量的变化为多少吗？化学反应的本质是什么？化学键的断裂和形成旧键断裂需要

能量，新键形成会

能量。放出吸收问题探究二所以：一个化学反应是放热还是吸热取决于所有断键吸收的总能量与所有形成新键放出的总能量的相对大小规律总结:

△H=∑E(吸收)-∑E(放出)你能否计算出H2+Cl2=2HCl是吸热还是放热反应？吸收或者放出的热量是多少？微观解释：1molH-H键断裂时吸收436kJ的能量1molCl-Cl键键断裂时吸收243kJ的能量1molH-Cl形成时放出431kJ的能量所以，1molH2和1molCl2反应生成2molHCl时，放出431kJ×2－（436kJ+243kJ）=183kJ的能量。如实验测得1molH2和1molCl2反应生成2molHCl时放出184.6kJ的能量，该反应的反应热为：184.6kJ/mol体系的能量如何变化？升高还是降低？环境的能量如何变化？升高还是降低？规定放热反应的ΔH

为“－”，是站在谁的角度？体系还是环境？放热反应中体系环境＋－思考1:

降低

升高

体系思考2:△H＜0时反应

热放吸△H＞0时反应

热△H=E(吸)－E(放)△H=E(生成物总能量)－E(反应物总能量)微观角度----从本质上认识E(吸)代表反应物断键时吸收的总能量E(放)代表生成物成键时放出的总能量总结：对化学反应中能量变化的认识宏观角度-----从物质内能上认识△H为“+”或△H>0△H为“-”或△H<0放热反应：吸热反应：概念辨析下列说法正确的是:()A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应;B.任何放热反应在常温下一定能发生反应;C.反应物和生成物所具有的总能量决定了是放热还是吸热;D.吸热反应在一定条件下(如常温、加热等)也能发生反应.CD2、下列变化中，属于吸热反应的是()A.氮气与氢气合成氨

B.酸碱中和

C.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D[练习]1、下列变化中，属于放热反应的是()A.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应

B.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

D.氯化铝的水解B[课题二]

如何在化学方程式中反映其热量变化？H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(g)△H=-241.8kJ/molH2(g)十1/2O2(g)＝H2O(l)△H=-285.8kJ/molH2

(g)＋I2(g)

====2HI(g)

ΔH=－14.9kJ/mol200℃101kPa2H2(g)十O2(g)＝2H2O(g)△H=-483.6kJ/mol与化学方程式相比，以上方程式有哪些不同？H2O(l)＝H2(g)十1/2O2

(g)△H=+285.8kJ/mol二、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H2(g)+I2(g)======2HI(g)△H=－14.9kJ/mol200℃101kPa1、热化学方程式包含物质变化和能量变化两个部分，二者缺一不可。

物质变化能量变化2.正确书写热化学方程式应注意哪几点？1)注明反应物和生成物的聚集状态，常用s、l、g表示固体、液体、气体。溶液用aq。2)在方程式后写下ΔH的数值和单位，注明△H的“＋”、“—”，方程式与ΔH用空格隔开。3)系数的意义——物质的量（整数或者分数）,不表示微粒个数。同一化学反应中，热化学方程式中物质的化学计量数不同，△H也不同。化学计量数加倍，△H也要加倍。 4)一般不写反应条件；不标明生成沉淀“↓”或气体“↑”符号。5)当反应逆向进行时,其ΔH与正反应的数值相等，符号相反。1、1molC与1mol水蒸气反应生成1molCO和1molH2，需要吸收131.5kJ的热量。写出此反应的热化学方程式。S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH1=－akJ/mol

S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH2=－bkJ/mol则a

b

ΔH1ΔH2＞＜C(石墨s)C(金刚石s)

ΔH

=

+700

kJ/mol

石墨与金刚石哪个能量高？石墨与金刚石哪个更稳定？物质的性质与具有的能量的关系?(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课堂练习已知（1）H2(g)＋1/2O2

(g)

＝H2O(g)

ΔH1

=

akJ/mol（2）2H2(g)＋O2

(g)

＝2H2O(g)

ΔH2

=

bkJ/mol（3）H2(g)＋1/2O2

(g)

＝H2O(l)

ΔH3

=

ckJ/mol（4）2H2(g)＋O2

(g)

＝2H2O(l)

ΔH4

=

dkJ/mol则a、b、c、d的关系正确的是

。A、a<c<0B、b>d>0C、2a=b<0D、2c=d>0

C1.定义：在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成1molH2O(l),这时的反应热叫做中和热。2.单位:KJ/mol3.注意①必须是稀溶液,如浓硫酸稀释或NaOH固体溶解时放热；②强酸和强碱反应③标准:生成1molH2O(l)放出的热量

实践活动中和反应反应热的测定NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H=－57.3KJ/molKOH(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/mol②若反应过程中有其他物质生成（沉淀、难电离物质等），这部分反应热不属于中和热4、①有弱酸（或弱碱）参加中和反应，中和热一般低于57.3kJ/mol，因为电离吸热。●实验目的

测定强酸与强碱反应的反应热●实验用品大烧杯（500mL）、小烧杯（100mL）温度计、量筒（50mL）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。0.50mol/L盐酸、0.55mol/LNaOH溶液实验步骤：P4-5并回答问题1.中和热的测定大、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？答案：1.两杯口相平，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。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。

2.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？

实验中实验数据怎样处理？怎样计算本实验的中和热

实验原理:Q=mc△tQ:中和反应放出的热量m:反应混合液的质量c:混合液的比热容常用4.18J/

(g·℃)△t:反应前后的温度差［议一议］你所测得的数据是否为57.3kJ/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50mL的酸、碱进行计算，若实际量取时，多于50mL或小于50mL都会造成误差）。2.温度计的读数有误。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，导致实验误差。5.隔热装置不到位，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。

讨论下列问题

1.本实验中若把50mL0.50mol/L的盐酸改为50mL0.50mol/L醋酸，所测结果是否会有所变化？为什么？2.若改用100mL0.50mol/L的盐酸和100mL0.55mol/L的NaOH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）？答案：1.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。2.否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成1molH2O时放出的热量，其数值与反应物的量的多少无关，故所测结果应基本和本次实验结果相同（若所