化学反应与能量的变化新人教版选修四

第一章化学反应与能量

第一节化学反应与能量改变第1页复习与思索1.化学反应过程中,除有物质改变以外还有________改变.这种改变常以______、________、________等形式表现出来.热能能量电能光能2.当能量改变以热形式表现时,我们把反应分为｛放热反应吸热反应常见放热反应和吸热反应

第2页思索：化学反应过程为何会有能量改变？怎样判断某反应过程是吸热还是放热？能量反应过程生成物反应物反应热E1E2自由原子自由离子能量反应过程生成物反应物反应热E1E2自由原子自由离子放热反应吸热反应宏观中间状态反应热：化学反应过程中放出或吸收能量第3页一、焓、焓变1、焓：与内能相关物理量符号：H

决定原因：2、焓变：生成物与反应物焓值差符号：△H△H=H生成物－H反应物3、在一定条件下，判断某一化学反应是吸热反应还是放热反应，由生成物与反应物焓值差即焓变(△H)决定4、普通反应都是在敞口容器中进行，系统压力等于外界压力，是在恒压条件下进行反应，反应热效应等于焓变。反应物本身性质物质状态：g>l>s温度：T↑→H↑压强：P↑→H↑第4页二、反应热化学反应过程中所释放或吸收能量,都能够用热量(或换算成对应热量)来表述,叫做反应热,在恒压条件下又称为焓变。

（焓变）PS：

1、符号：△H单位：kJ/mol或kJ·mol-12、反应热描述是一定温度下化学反应前后热量改变

3、任何化学反应都有反应热，表现为吸热反应或者放热反应第5页化学反应过程中为何会有能量改变？(微观)

化学反应实质就是反应物分子中化学键断裂，形成新化学键，重新组合成生成物分子过程。

旧键断裂需要吸收能量，新键形成需要放出能量。

而普通化学反应中，旧键断裂所吸收总能量与新键形成所放出总能量是不相等，而这个差值就是反应中能量改变。所以化学反应过程中都会有能量改变。第6页分析总结：生成物分子形成时释放总能量（2X431kJ/mol=862kJ/mol)比反应物分子断裂时吸收总能量（436kJ/mol+243kJ/mol=679kJ/mol)多出能量即以热量形式向体系外环境释放，而表现为放热反应。放热后，体系能量降低，故△H为“-”，即上例△H=-183kJ/mol键能:破坏1mol共价键吸收能量或形成1mol共价键放出能量键能恒取正值相同条件下2molH2与2molCl2反应△H？

第7页★判断一个反应是吸热反应还是放热反应方法:Ⅰ：H反应物和H生成物相对大小△H=H生

－H反

若：△H

>0，则为吸热反应，△H为“+”

△H<0，则为放热反应，△H为“-”Ⅱ：△H=E生

－E反>0为吸热反应E不能经过试验测得，∴没有实际计算意义Ⅲ：反应物分子断键时吸收总能量与生成物分子形成新化学键时释放能量相对大小△H

=断键时吸收总能量－成键时释放总能量

=反应物总键能-生成物总键能若：△H

>0则为吸热反应△H为“+”△H

<

0则为放热反应△H为“-”Ⅳ：经过试验直接测得→掌握中和热测定阅读P3《资料●体系与环境》键能:破坏1mol共价键吸收能量或形成1mol共价键放出能量键能恒取正值第8页放热反应吸热反应表现行式△H﹤0或△H为“—”△H﹥0或△H为“+”能量改变生成物释放总能量大于反应物吸收总能量生成物释放总能量小于反应物吸收总能量键能改变生成物总键能大于反应物总键能生成物总键能小于反应物总键能联络键能越大，物质能量越低，越稳定，反之键能越小，物质能量越高，越不稳定。第9页小结一、反应热、焓变从焓变角度看：ΔH＝生成物焓－反应物焓从反应热角度看：ΔH＝生成物总能量－反应物总能量从键能角度看：ΔH＝反应物总键能－生成物总键能放热反应：吸热反应：ΔH＜0或ΔH为“－”ΔH＞0或ΔH为“＋”第10页1、1molC与1molH2O(g)反应生成lmolCO(g)和1molH2(g)，需要吸收131.5kJ热量，该反应反应热为△H=

kJ/mol。2、拆开lmolH—H键、lmolN－H键、lmolN≡N键分别需要能量是436kJ、391kJ、946kJ，则1molN2生成NH3反应热为

，1molH2生成NH3反应热为

。

＋131.5-92KJ/mol-30.6KJ/molΔH＝反应物总键能－生成物总键能第11页3、以下叙述正确是（）A.化学反应一定伴随热量改变B.凡是吸热或放热过程中热量改变均称为反应热C.若△H<0，则反应物能量高于生成物能量D.若△H>0，则反应物能量高于生成物能量4、已知：H+H═H2；△H=－436KJ/mol，则以下叙述正确是（）A.2个H原子能量高于1个H2能量B.2个H原子能量低于1个H2能量C.H原子比H2分子稳定D.H2分子比H原子稳定ACAD第12页5、以下改变过程中会放出热量是（）①硝酸铵溶于水②物质燃烧③苛性钠溶于水④生石灰放入水中⑤醋酸电离A．仅①⑤B．仅②③C．仅②④D．②③④D6、以下改变中，属于放热反应是（）A.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应B.点燃镁条在二氧化碳中继续燃烧C.灼热碳与二氧化碳反应D.氯化钠溶于水B第13页7、白磷与氧气可发生以下反应：P4+5O2=P4O10。已知断裂以下化学键需要吸收能量分别为：P—PakJ·mol—1、P—ObkJ·mol—1、P=OckJ·mol—1、O=OdkJ·mol—1。依据图示分子结构和相关数据估算该反应△H，其中正确是（）A．（6a+5d－4c－12b）kJ·mol—1B.（4c+12b－6a－5d）kJ·mol—1C．（4c+12b－4a－5d）kJ·mol—1D．（4a+5d－4c－12b）kJ·mol—1A第14页8.氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，在反应中，破坏1molH－H键消耗能量为Q1kJ，破坏1molO=O键消耗能量为Q2kJ，形成1molH－O键释放能量为Q3kJ。以下关系式中正确是（）

A.2Q1+Q2>4Q3

B.2Q1+Q2<4Q3

C.Q1+Q2<Q3

D.Q1+Q2=Q3B第15页小结一、反应热、焓变从焓变角度看：ΔH＝生成物焓－反应物焓从反应热角度看：ΔH＝生成物能量－反应物能量从键能角度看：ΔH＝反应物总键能－生成物总键能放热反应：吸热反应：ΔH＜0或ΔH为“－”ΔH＞0或ΔH为“＋”第16页∆H＝E（反应物分子化学键断裂时所释放总能量）－E（生成物分子化学键形成时所吸收总能量）我们已经认识了反应热，那么怎样在化学方程式中正确反应其热量改变？=反应物总键能-生成物总键能第17页二、热化学方程式什么是热化学方程式？表示参加反应物质量和反应热关系化学方程式，叫做热化学方程式。第18页思索交流与化学方程式相比，热化学方程式有哪些不一样？正确书写热化学方程式应注意哪几点？请看以下几个例子，再思索！第19页热化学方程式能表示参加反应物质量和反应热关系化学方程式H2(g)+I2(g)======2HI(g)△H=－14.9kJ/mol200℃101kPa1、热化学方程式包含物质改变和能量改变两个部分，二者缺一不可。普通化学方程式只包含物质改变一个部分。物质改变能量改变第20页★书写热化学方程式注意事项1、化学方程右边必须写上△H，并用“空格”隔开，

△H：吸热用“+”，放热用：“－”，单位是kJ/mol第21页热化学方程式能表示参加反应物质量和反应热关系化学方程式H2(g)+I2(g)======2HI(g)△H=－14.9kJ/mol200℃101kPa2、热化学方程式需注明反应时温度和压强。对于25℃101kPa时进行反应可不注明。普通化学方程式不需注明温度和压强。H2(g)+O2(g)==H2O(g)△H=－241.8kJ/mol12？第22页★书写热化学方程式注意事项1、化学方程右边必须写上△H，并用“空格”隔开,△H：吸热用“+”，放热用：“－”，单位是kJ/mol或J/mol;2、需注明反应温度和压强，如不注明条件，即指:25℃，1.01×105Pa；第23页热化学方程式能表示参加反应物质量和反应热关系化学方程式3、热化学方程式需注明各物质状态。普通化学方程式不需注明物质状态。H2(g)+O2(g)==H2O(g)△H=－241.8kJ/mol12H2(g)+O2(g)==H2O(l)△H=－285.8kJ/mol12H2O(g)

==

H2O(l)△H

=

－44.0kJ/mol第24页★书写热化学方程式注意事项1、化学方程右边必须写上△H，并用“空格”隔开，△H：吸热用“+”，放热用：“－”，单位是kJ/mol或J/mol2、需注明反应温度和压强，如不注明条件，即指:25℃1.01×105Pa；3、物质后需标聚集状态（s、l、g、aq）第25页热化学方程式能表示参加反应物质量和反应热关系化学方程式4、热化学方程式中化学计量数表示参加反应各物质物质量，可为整数或分数。普通化学方程式中化学计量数宏观上表示各物质物质量，微观上表示原子分子数目，只能为整数，不能为分数。H2(g)+O2(g)==H2O(g)△H=－241.8kJ/mol122H2(g)+O2(g)==2H2O(g)△H=－483.6kJ/mol阅读P4《资料卡片》★kJ/mol含义：每mol反应焓变第26页★书写热化学方程式注意事项1、化学方程右边必须写上△H，并用“空格”隔开，△H：吸热用“+”，放热用：“－”，单位是kJ/mol或J/mol2、需注明反应温度和压强，如不注明条件，即指:25℃1.01×105Pa；3、物质后需标聚集状态（s、l、g、aq）4、热化学方程式中各物质化学式前面化学计量数仅表示物质量并不能表示物质分子数或原子数，所以化学计量数能够是整数也能够是分数第27页6、热化学方程式普通不写反应条件，不用“”或“”★书写热化学方程式注意事项5、依据焓性质，若化学方程式中各物质系数加倍，则△H数值也加倍；若反应逆向进行，则△H改变符号，但绝对值不变7、不论化学反应是否可逆，热化学方程式中△H均表示反应物完全变成生成物时能量改变8、书写热化学方程式时，有机反应用“=”；可逆反应用可逆符号，也能够用等号第28页热化学方程式表示意义1、反应物和生成物种类、聚集状态2、反应中各物质物质量比和质量比3、反应中放出或吸收热量。综上所述第29页1、当1mol气态H2与1mol气态Cl2反应生成2mol气态HCl，放出184.6KJ热量，请写出该反应热化学方程式。H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)∆H=-184.6KJ/mol练习：2H2(g)+2Cl2(g)=4HCl(g)

∆H=－369.2kJ/molH2(g)+Cl2(g)=HCl(g)

∆H=－92.3kJ/mol1212而这些书写也是正确！！！第30页写出以下反应热化学方程式（1）1molC(固态)与适量H2O(气态)反应,生成CO(气态)和H2(气态),吸收131.3kJ热量（2）0.5molCu(固态)与适量O2(气态)反应,生成CuO(固态),放出78.5kJ热量C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131.3KJ/mol2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s)△H=－

314KJ/mol第31页

2.00gC2H2完全燃烧生成液态水和CO2放出热量为99.6KJ，写出C2H2燃烧热化学方程式。2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=－2589.6KJ/mol第32页2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=-4bkJ2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=-4bkJ/molC.C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(g)△H=-4bkJ/molD.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=+4bkJ/molE.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=-2bkJ/mol2、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，则乙炔燃烧热化学方程式正确是B点拨：热化学方程式书写正误判断可从物质聚集状态、△H正负号、物质量大小、单位等主要方面入手第33页3、沼气主要成份是甲烷。0.5molCH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445kJ热量。则以下热化学方程式中正确是（）A、2CH4(g)＋4O2(g)＝2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH=+890kJ/mol

B、CH4

＋2O2

＝CO2

＋H2OΔH=–890kJ/mol

C、CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)ΔH=–

890kJ/mol

D、1/2CH4(g)＋O2(g)＝1/2CO2(g)＋H2O(l)ΔH=–890kJ/mol

C状态ΔH=–445kJ/mol第34页4、已知在1×105Pa，298K条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，以下热化学方程式正确是()A.H2O（g）＝H2（g）＋1/2O2（g）ΔH＝＋242kJ·mol－1B.2H2（g）＋O2（g）＝2H2O ΔH＝－484kJ·mol－1C.H2（g）＋1/2O2（g）＝H2O（g） ΔH＝＋242kJ·mol－1D.2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（g）ΔH＝＋484kJ·mol－1

A第35页5、在同温同压下，以下各组热化学方程式中Q2>Q1是（）A.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=-Q11/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g)△H=-Q2B.C(s)+1/2O2(g)=CO(g)△H=-Q1C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-Q2C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-Q12H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-Q2D.S(g)+O2(g)=SO2(g)△H=-Q1S(s)+O2(g)=SO2(g)△H=-Q2第36页思索1、在同温、同压下，比较以下反应放出热量Q1、Q2大小A：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)+Q1

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)+Q2数量分析：反应物状态，数量和生成物数量都相同，但因为气态水转化为液态要放出一定热量∴Q2＞Q1燃料燃烧，其它条件相同时，燃烧产物越稳定，放出热量越多，则△H越小比较大小时，要包含所含“+"和”-“第37页B:S(g)+O2(g)=SO2(g)+Q1S(S)+O2(g)=SO2(g)+Q2思索２、在同温、同压下，比较以下反应放出热量Q1、Q2大小两式数量相同，S由固态吸收热量转化为气态，再氧化燃烧生成SO2。其放出热量总和小于由气态S直接燃烧所放出热量Q1﹥Q2。燃料燃烧，其它条件相同时，燃料状态为气、液、固，放出热量依次降低，则△H依次增大第38页C:C(S)+1/2O2(g)=CO(g)+Q1C(S)+O2(g)=CO2(g)+Q2思索３、在同温、同压下，比较以下反应放出热量Q1、Q2大小固态C氧化为CO，释放出热量Q1，CO是气体燃料，和O2反应生成CO2，又释放热量Q3，两次释放热量总和Q1+Q3，等于固态C氧化为气态CO2释放热量Q2，∴Q2＞Q1第39页H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)+Q11/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g)+Q2状态相同，但数量后式仅是前式二分之一，释放热量也应是前式二分之一，Q2＜Q1思索4、在同温、同压下，比较以下反应放出热量Q1、Q2大小同一放热（吸热）反应，其它条件相同时，参加反应反应物物质量越大，放出（吸收）热量越多，△H值越小（越大）第40页1、吸热反应必定比放热反应大比较△H大小方法2、同一放热（吸热）反应，其它条件相同时，参加反应反应物物质量越大，放出（吸收）热量越多，△H值越小（越大）3、燃料燃烧，其它条件相同时a、燃烧产物越稳定，放出热量越多，则△H越小b、燃料状态为气、液、固，放出热量依次降低，则△H依次增大比较大小时，要包含所含“+"和“-”第41页8、热化学方程式：S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH=－297.3kJ/mol分析以下说法中正确是（）A．S(g)+O2(g)=SO2(l)ΔH>-297.3KJ/molB．S(g)+O2(g)=SO2(l)ΔH<-297.3KJ/molC．1molSO2键能总和大于1molS和1molO2键能之和D．1molSO2键能总和小于1molS和1molO2键能之和BC第42页（练习与巩固）依据事实，写出以下反应热化学方程式∶（１）1mol碳完全燃烧生成CO2放出393.5KJ热量；（２）1克甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水时放热22.68KJ；（３）1mol氯气和水蒸气经过灼热炭层反应，生成氯化氢和二氧化碳放出145KJ热量。你写对了吗？^_^第43页二、中和热1．定义：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应，生成1mol水时反应热叫做中和热。2.中和热表示：H+(aq)+

OH-(aq)=H2O(1)△H=-57.3kJ／mol3.关键点：Ⅰ、条件：稀溶液。稀溶液是指溶于大量水离子Ⅱ、反应物：（强）酸与（强）碱。中和热不包含离子在水溶液中生成热、弱电解质电离吸热所伴随热效应Ⅲ、生成1mol水。中和反应实质是H+和OH-化合生成H20，若反应过程中有其它物质生成，这部分反应热也不在中和热之内Ⅳ、放出热量：57.3kJ/mol写关于中和热热化学方程式时以生成1mol水为标准第44页例：已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)；

H=-57.3kJ/mol，求以下中和反应中放出热量。（1）用20gNaOH配稀溶液跟足量稀盐酸反应放出_______kJ热量。（2）用28gKOH配稀溶液跟足量稀硝酸反应，放出______kJ热量。28.728.7第45页●试验目标

测定强酸与强碱反应反应热●学习重点

中和反应反应热测定原理和方法。●试验用具大烧杯（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溶液中和反应反应热测定第46页试验步骤：P4-5并回答下列问题1.1、大、小烧杯放置时，为何要使两杯口相平？填碎纸条作用是什么？对此装置，你有何更加好提议？

2.温度计上酸为何要用水冲洗洁净？冲洗后溶液能否倒入小烧杯？为何？

3、氢氧化钠为何要过量？4、环形玻璃搅拌棒使用？可用铁丝或铜丝代替吗？5、为何读混合液最高温度？第47页

稀溶液中，当强酸和强碱反应时，1molH+与1molOH-起反应生成1mol水，都放出57.3kJ热量。热化学方程式为∶H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)

△H=－57.3kJ/mol中和热测定2、HCl与NaOH反应反应热测定原理：HCl(aq)+NaOH(aq)NaCl(aq)+H2O(l)

△H=-akJ·mol-11mol1mol-akJ0.025mol0.025mol-bkJ由试验能够测定出b值，然后便可换算出a第48页试验中试验数据怎样处理？怎样计算本中和试验中放出热量

试验原理:Q=cm△tQ:中和反应放出热量m:反应混合液质量c:混合液比热容惯用4.18J/(g·℃)△t:反应前后温度差试验注意事项？