化学《第一章第一节化学反应与能量变化》课件(人教版选修)

第一节化学反应与能量的变化1、化学反应的特征物质变化能量变化质量守恒能量守恒2、化学反应中能量的变化（吸收和放出），可以

、

、

及其它形式的能量表现出来。光能热能电能

当能量变化以热能的形式表现时，化学反应可以分为：3、放热反应与吸热反应反高生低生高反低放热反应吸热反应（熟记常见反应）3一、反应热化学反应过程中所释放或吸收的能量,都可以用热量(或换算成相应的热量)来表述,叫做反应热,在恒压条件下又称为焓变。（焓是与内能有关的物理量，符号为H）

（焓变）PS：

1、符号：△H单位：kJ/mol或kJ·mol-12、反应热描述的是化学反应前后的热量变化

3、反应热描述的是一定温度下的热量变化

4、任何化学反应都有反应热，表现为吸热反应或者放热反应影响焓变的主要因素a.其他条件一定时，焓变与变化的物质的物质的量成正比b.焓变与反应物生成物之间的温度压强有关，在298k，101kpa的条件下的焓变为标准焓变C.反应体系中物质的聚集状态，由于物质在固态、液态、气态进行转化时也伴随着能量的变化，所以焓变与物质的聚集状态有关ΔH＝反应物总键能－生成物总键能＝反应物分子断裂时所吸收的总能量－生成物分子形成时所释放的总能量⒋反应热产生的原因：反应物：生成物：化学键断裂化学键形成克服原子间的相互作用吸收能量原子重新组合释放能量为吸热反应。当ΔH＜0或

ΔH为“－”时，当ΔH＞0或ΔH为“＋”时，为放热反应。二者差值即为反应热⒌反应热的计算公式和放（吸）热反应的判断：例题：CH3CH3→CH2＝CH2＋H2；有关化学键的键能如下。

化学键C－HC＝CC－CH－H

键能（kJ/mol）414.4615.3347.4435.3试计算该反应的反应热。解：ΔH=[6E(C-H)＋E(C-C)]－[E(C=C)＋4E(C-H)＋E(H-H)]=(6×414.4＋347.4)kJ/mol－(615.3＋4×414.4＋435.3)kJ/mol=＋125.6kJ/mol化学键Si－ClSi－SiH－ClH－H键能（kJ/mol）360176431436试计算反应SiCl4+2H2=Si+4HCl的反应热。练习：化学键H－NN≡NH－H键能（kJ/mol）391946436试计算反应N2+3H2=2NH3的反应热。－92kJ/mol＋236kJ/mol⒌化学反应中的能量变化反应物生成物能量反应过程ΔH＝生成物的焓－反应物的焓反应物生成物能量反应过程放热△H＜0吸热△H＞0课堂小结⒈在恒压条件下进行的反应，反应热等于焓变。单位：kJ/mol或kJ•mol-1符号：△H⒉反应热产生的原因：ΔH＝反应物总键能－生成物总键能

反应物：生成物：化学键断裂化学键形成克服原子间的相互作用吸收能量原子重新组合释放能量为吸热反应。当ΔH＜0或

ΔH为“－”时，当ΔH＞0或ΔH为“＋”时，为放热反应。二者差值即为反应热⒊反应热的计算公式和放（吸）热反应的判断：1、氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，在反应中，破坏1molH－H键消耗的能量为Q1kJ，破坏1molO=O键消耗的能量为Q2kJ，形成1molH－O键释放的能量为Q3kJ。下列关系式中正确的是（）

A.2Q1+Q2>4Q3

B.2Q1+Q2<4Q3C.Q1+Q2<Q3D.Q1+Q2=Q3B2、已知反应A＋B＝C＋D为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是（）A.A的能量一定高于CB.B的能量一定高于DC.A和B的总能量一定高于C和D的总能量D.该反应为放热反应，故不必加热就一定能发生C复习

化学反应过程中吸收或放出的热量，叫做反应热。在恒压条件下进行的反应，反应热等于焓变。单位：kJ/mol或kJ•mol-1ΔH＝生成物的焓－反应物的焓

＝反应物总键能－生成物总键能

为吸热反应。当ΔH＜0或

ΔH为“－”时，当ΔH＞0或ΔH为“＋”时，为放热反应。任何一个化学反应都包括物质的变化和能量的变化。那么，有什么表达式能把这两种变化都表示出来？思考H2+I2==2HI只表示物质变化【例1】在200℃、101kPa时，1molH2与碘蒸气作用生成HI的反应，科学文献上表示为：ΔH=H2(g)+I2(g)====2HI(g)200℃101kPa－14.9kJ/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)+O2(g)＝H2O(g)△H=－241.8kJ/mol121、定义：H2(g)+I2(g)2HI(g)△H=－14.9kJ/mol200℃101kPa2、表示方法和意义：表示在200℃、101kPa条件下，1molH2(g)和1molI2(g)反应生成2molHI(g)，放热14.9kJ。表示在25℃、101kPa条件下，1molH2(g)和1/2molO2(g)反应生成1molH2O(g)，放热241.8kJ。1mol反应H2(g)+O2(g)＝

H2O(g)△H=－241.8kJ/mol12H2(g)+O2(g)＝H2O(l)△H=－285.8kJ/mol12H2O(g)=H2O(l)△H=－44kJ/molH2(g)+O2(g)＝

H2O(g)△H=－241.8kJ/mol122H2(g)+O2(g)＝2H2O(g)△H=－483.6kJ/mol3、书写要点①H2

(g)+O2(g)=H2O(g)；△H=–241.8kJ/mol②H2

(g)+O2(g)=H2O(l)；△H=–285.8kJ/mol③2H2

(g)+O2(g)=2H2O(l)；△H=–571.6kJ/mol④2H2O(l)=2H2

(g)+O2(g)；△H=+571.6kJ/mol⑴一般应注明反应的温度、压强；△H与实验的条件、物质的状态有关！（250C，101kPa时不注明）⑵一定标明各物质的状态（s、l、g、aq）

；H2O(l)H2O(g)△H=+44kJ/mol⑶ΔH只放右边，以空格与标有物质状态的化学方程式隔开(数值及单位)

放热：ΔH<0；吸热：ΔH>0；⑷系数仅仅表示物质的量，不表示分子或原子个数；故系数可以是整数、分数、小数；⑸ΔH的值与系数相匹配。系数加倍，ΔH值也加倍。正逆反应的ΔH绝对值相等，符号相反。⑹

反应物完全变成生成物，所释放或吸收的热量。⑺

热化学方程式一般不要写反应条件。例题1：依据事实，写出下列反应的热化学方程式。1molN2（气态）与适量H2（气态）起反应，生成NH3（气态），放出92.2kJ的热量。N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H＝－92.2kJ/mol例题2：1克甲烷在空气中燃烧，恢复常温下测得放出热量55.63KJ，试写出热化学方程式。CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(l)ΔH=－890kJ/mol例题3：已知：S(固)+O2(气)=SO2(气)ΔH=－290.6kJ/mol，求1.6克硫燃烧成为SO2气体放出多少热量？14.53kJ练习：A.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=－4bkJ/molB.C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)△H=+2bkJ/molC.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=－2bkJ/molD.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=+bkJ/mol1、已知充分燃烧ag乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量bkJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是：（）A2、今有如下三个热化学方程式：H2(g)+½O2(g)=H2O(g)；△H=akJ/molH2(g)+½O2(g)=H2O(l)；△H=bkJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)；△H=ckJ/mol关于它们的下列表述，正确的是（）它们都是吸热反应a、b和c均为正值C.反应热的关系：a=bD.反应热的关系：2b=cD3、0.3mol气态高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧气中完全燃烧生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ热量。写出乙硼烷燃烧的热化学方程式。B2H6(g)＋3O2(g)＝B2O3(s)＋3H2O(l)△H=－2165kJ/molB4、已知：C(s)+O2(g)=CO2(g)；△H=－393.5kJ/molH2(g)+½O2(g)=H2O(l)；△H=－241.8kJ/mol欲得到相同的热量，需分别燃烧固体碳和氢气的质量比约为()A.2:3.25 B.12:3.25C.1:1D.393.5:241.8

跟踪练习1下列各组热化学方程式中，化学反应的ΔH前者大于后者的是(

)

①C(s)＋O2(g)＝CO2(g)

ΔH1，

C(s)＋O2(g)＝CO(g)

ΔH2

②S(s)＋O2(g)＝SO2(g)

ΔH3，

S(g)＋O2(g)＝SO2(g)

ΔH4

③H2(g)＋O2(g)＝H2O(l)

ΔH5，

2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)

ΔH6

④CaCO3(s)＝CaO(s)＋CO2(g)

ΔH7，

CaO(s)＋H2O(l)＝Ca(OH)2(s)

ΔH8

A．①

B．④

C．②③④

D．①②③

答案

C

2.

已知1mol白磷转化成红磷，放出18.39kJ的热量，又知：P4(白，s)＋5O2(g)===2P2O5(s)

ΔH1,4P(红，s)＋5O2(g)===2P2O5(s)

ΔH2

。则ΔH1和ΔH2的关系正确的是(

)

A．ΔH1＞ΔH2 B．ΔH1＜ΔH2

C．ΔH1＝ΔH2 D．无法确定

解析

由于白磷转化为红磷时放出热量，所以白磷和红磷与等量O2反应生成等量的P2O5时，白磷放出的热量更多，又因ΔH1＜0，ΔH2＜0，故ΔH1＜ΔH2。

答案B

化学方程式

热化学方程式化学计量数是整数，即表示微粒个数，又表示物质的量整数也可以是分数，只表示物质的物质的量状态不要求表明必须在分子式后表明正负号及单位无必须表明意义表示化学反应中的物质变化不仅表示化学反应中的物质变化，还表明化学反应中能量的变化小结：化学方程式与热化学方程式的比较中和热1、中和反应的实质：H++OH－＝H2O

在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1molH2O(l)时所释放的热量称为中和热。2、中和热的定义：H＋(aq)+OH－(aq)

＝H2O(l)ΔH=－57.3kJ／mol3、中和热的表示：4、中和热的测定：实践活动

酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热。如果要通过实验来测定盐酸与氢氧化钠反应的中和热，你认为在设计实验装置和操作时应该注意哪些问题？你准备如何设计并进行实验？请与同学讨论、交流。⑴用隔热装置，尽量减少热量散失；⑵酸碱的量要准确：n＝C×V⑸温度计越精确越好⑹注意控制反应时间⑺多做几次，取平均值⑷搅拌使反应充分进行，使混合液温度均衡。⑶盐酸跟氢氧化钠溶液混合后液面上方的空间尽可能小；

［特别提醒］

①中和热的测量中碱稍过量的原因是保证酸能完全反应，计算时应以不足的酸作为计算标准。

②实验中使用的酸和碱不能是浓酸或浓碱，若用浓酸或浓碱，由于稀释过程中放出热量，会使测得的中和热数值偏高。

3．导致测定误差的因素求算出的中和热是否接近57.3kJ·mol－1，取决于溶液的浓度、溶液的体积及温度的变化。引起中和热测定有较大误差的因素主要有：①溶液浓度不准确；②溶液量取不准确；③隔热较差；④室温太低；⑤温度未读取到最高点等。实践活动实验目的测定强酸与强碱反应的反应热，体验化学反应的热效应。实验用品中和反应反应热的测定大烧杯（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（为了保证0.50mol／L盐酸完全被NaOH中和，采用0.55mol／LNaOH溶液，使碱稍稍过量）。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。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，以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的，如图所示。该实验也可在保温杯中进行。实验步骤2．用一个量筒量取50mL0.50mol／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。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。3．用另一个量筒量取50mL0.55mol／LNaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。4．把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，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。重复实验步骤2~4三次。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。思考1：大、小烧杯放置时，为何要使两杯口相平？填碎泡沫塑料（或碎纸条）的作用是什么？对此装置，你有何更好的建议？思考2：为什么不用环形铁搅拌棒？铁与盐酸之间会发生反应，另外铁的导热性好，这样都会造成热量的损失。思考4：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？

答：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，会使溶液的总质量增加，而导致实验结果误差。思考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？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。

温度实验次数实验次数起始温度t1／℃终止温度t2／℃温度差（t2－t1）／℃HClNaOH平均值126.426.226.330.4227.027.427.233.3325.925.925.929.8实验数据处理⒈取三次测量所得数据的平均值作为计算依据。t1／℃t2／℃（t2－t1）／℃⒉根据实验数据计算中和热。为了使计算简便一些，我们近似地认为：如果某一次实验的数据与另外两次实验的数据差异明显，怎么办？生成1molH2O时的中和热为：△H＝KJ／mol0.418（t2－t1）0.025mol盐酸的质量m1=50g，NaOH溶液的质量m2＝50g。⑴盐酸和NaOH溶液的密度都是1g／cm3⑵中和后生成的溶液的比热容c＝4.18J／（g·℃）50mL0.50mol／L盐酸和50mL0.55mol／LNaOH溶液发生中和反应时放出的热量为：（m1+m2）·c·（t2℃－t1℃）＝100g×4.18J／（g·℃