化学反应与能量的变化.ppt

1、化学反应与能量的变化,2020年8月1日星期六,宁乡十一中 何专,共（3课时）,活化分子:能够发生有效碰撞的分子,活化能:活化分子所多出的那部分能量,E1:反应的活化能; E2:活化分子变成生成物分子放出的能量,E1- E2:反应热,我们知道：一个化学反应过程中， 除了生成新物质外，还有,能量变化,热能,电能,光能,思考,1、你所知道的化学反应中有哪些是放热反应？,2、你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应？,思考,燃料的燃烧 ,中和反应 , 金属与酸、碱 , 大多数化合反应,大多数分解反应, C+CO2 , C+H2O , Ba(OH)2.8H2O+NH4Cl ,CaCO3高温分解,为什么有的

2、反应会放出热量有的需要吸收热量呢？,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,生成物,反应过程中能量变化曲线图：,生成物,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,问题探究二,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,化学反应中能量变化的原因,旧键断裂 吸收能量,新键形成 放出能量,=,=,679kJ/mol,862 kJ/mol,679kJ/mol 862kJ/mol = 183kJ/mol,反应物的键能总和,生成物的键能总

3、和,所以：一个化学反应是放热还是吸热取决于,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,一、反应热 焓变,反应热：化学反应过程中所释放或吸收的热量,符号：H，单位：kJ/mol或kJmol-1,焓：是与内能有关的物理量,符号：H,焓变：生成物与反应物的焓值差,符号：H,恒压条件下，化学反应的反应热等于焓变,放热反应： 吸热反应：,H0或 H为“”,H0 或H为“”,放热,H0,吸热,H0,4、规定：,H2+Cl2=2HCl,H反应物总键能生成物总键能,5、反应热与键能的关系（微观）,H436kJ/mol243kJ/mol 431kJ/mol2183kJ/mol,6、反应热

4、与物质能量的关系（宏观）,H =, E 生成物, E 反应物,H,E（生成物的总能量） E（反应物的总能量）,H,E（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）,1.已知反应ABCD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C B. B的能量一定高于D C. 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,2.在反应H2 （g）+ Cl2 （g） 2HCl（g）中，已知HH 键能为436kJ，ClCl键能为247kJ，HCl键能为431kJ，判断该反应是（ ） A. 吸热反应 B.

5、放热反应 C. 吸收179kJ热量 D.放出179kJ热量,BD,练习,2.已知：H + H H2； H = 436KJ/mol，则下列叙述正确的是（ ） A. 2个H 原子的能量高于 H2 的能量 B. H 原子的能量低于 H2 的能量 C. H 原子比 H2分子稳定 D. H2分子比 H 原子稳定,A D,3.已知键能: NN: 946KJ/mol, H-H :436KJ/mol, H-N :391KJ/mol N2（g) + 3H2(g) 2NH3(g), 从理论上计算H为（ ）,A+1800KJ/mol B. + 92KJ/mol C. 92KJ/mol D. 46KJ/mol,C,4

6、下列过程中，需要吸收能量的是（ ） AH+H=H2 BH+Cl=HCl CI2I+I DS+O2=SO2,C,能够表示化学反应热效应的化学方程式 (阅读P3-4),三、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。,1、定义：,2、含义：,热化学方程式不仅表示物质变化,还表示了能量变化.,问题探究三,2H2（g)+O2(g)=2H2O(l)；H=571.6 KJ/mol,H2（g)+ O2(g)=H2O(l)；H=285.8 KJ/mol,请观察下列表示氢气在氧气中燃烧生成水的反应热效应的化学方程式，分析其在书写上与化学方程式有何不同。,1.热化学方程式包含物质变化和能量变

7、化两个部分. 普通化学方程式只包含物质变化一个部分。 2、热化学方程式需注明反应时的温度和压强。对于 25 101kPa时进行的反应可不注明。 普通化学方程式不需注明温度和压强。 3、热化学方程式需注明各物质的状态。 普通化学方程式不需注明物质的状态。 4、热化学方程式中化学计量数可为整数或分数。 普通化学方程式中化学计量数宏观上表示各物质的物质的量，微观上表示原子分子数目，只能为整数，不能为分数。,问题探究三,在热化学方程式中，物质前的计量数为什么可以用分数或小数表示呢？它们表示的含义是什么?,热化学方程式的意义：,2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=571.6 kJ/mol,据此

8、，你能得到什么结论？,H2(g)+ O2(g)=H2O(l) H=285.8 kJ/mol,（1）反应热与物质前的计量数有关 （2）同一化学反应，热化学方程式中同一物质的化学计量数和H成正比,问题探究四,在热化学方程式中，物质的后面为什么要标明该物质的聚集状态呢？,2H2（g)+O2(g)=2H2O(l) H=571.6 kJ/mol,2H2（g)+O2(g)=2H2O(g) H=483.6 kJ/mol,据此，你能得到什么结论？,反应热与反应物及生物物的状态有关 反应热还与温度、压强有关,热化学方程式的书写步骤：,1、写出化学反应方程式 2、注明反应物和生成物的状态 3、标明反应热H(注意单

9、位和+、-） 4、注明反应的温度和压强（不注明指常温常压） 5、检查,例1：当1mol气态H2与1mol气态Cl2反应生成2 mol气态HCl，放出184.6 kJ的热量，请写出该反应的热化学方程式。,H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) H =184.6 kJ/mol,2H2(g) + 2Cl2(g) = 4HCl(g) H =369.2 kJ/mol,例2：1mol N2(g) 与适量O2(g) 反应生成NO2 (g)，需吸收68kJ的热量；写出热化学方程式。,N2(g) + 2O2(g) = 2NO2 (g) H = + 68 kJ/mol,例3、沼气的主要成分是甲烷。0.5

10、 mol CH4完全燃烧 生成CO2和H2O时，放出445 kJ的热量。则下列热化学方程式中正确的是（ ）,A、2CH4( g ) 4O2( g ) 2CO2( g ) 4H2O ( l ) H = + 890 kJ/mol,B、CH4 2O2 CO2 H2O H = 890 kJ/mol,C、CH4 ( g ) 2 O2 ( g ) CO2 ( g ) 2 H2O ( l ) H = 890 kJ/mol,D、 1/2CH4 ( g ) O2 ( g ) 1/2CO2 ( g ) H2O ( l ) H = 890 kJ/mol,C,H = 445 kJ/mol,A,例4、已知在1105Pa

11、，298K条件下2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，下列热化学方程式正确的是( ),A. H2O（g）H2（g）1/2O2（g）；H242kJmol1 B. 2H2（g）O2（g）2H2O（l）；H484kJmol1 C. H2（g）1/2O2（g）H2O（g）；H242kJmol1 D. 2H2（g）O2（g）2H2O（g）；H484kJmol1,A. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=4b kJ/mol B. C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) H=+2b kJ/mol C. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(

12、g)+2H2O(l) H=2b kJ/mol D. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=+b kJ/mol,（05全国卷I 题 ）已知充分燃烧a g 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,A,课堂练习,2、氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，已知 破坏1 mol HH键消耗的能量为Q1kJ， 破坏1 mol O = O键消耗的能量为Q2kJ， 形成1 mol HO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 4Q3 C. Q1 + Q2 Q3 D.Q1

13、 + Q2 = Q3,B,课堂练习,(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= - 48.40kJmol -1 B、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2 (g) +9H2O(l) H= - 5518kJmol -1 C、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g) + 9H2O(l) H= + 5518kJmol -1 D、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2 (g)+

14、 9H2O(l) H= - 48.40kJmol -1,B,课堂练习,3、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( g )O2 ( g ) 2H2O ( l ) H4 = d kJ/mol 则a、b、c、d的关系正确的是 。 A、ad0 C、2a=b0,C,实践活动 中和反应 反应热的测定,中和热,1. 定义：在稀溶液中，酸和碱发生中和反应

15、生成1molH2O(l),这时的反应热叫做中和热。 2. 单位: KJ/mol,3. 注意 必须是稀溶液,如浓硫酸稀释或NaOH固体溶解时放热； 酸和碱反应 标准:生成1molH2O(l)放出的热量.,NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l); H=57.3KJ/mol KOH(aq)+HNO3(aq)=KNO3(aq)+H2O(l); H=57.3KJ/mol Ba(OH)2(aq)+2HCl(aq)=BaCl2(aq)+2H2O(l); H=114.6KJ/mol,H (aq)+OH (aq)=H2O(l);,H=57.3KJ/mol,4.(1)强酸、强碱的稀溶液：

16、 H+(aq)+OH- (aq)=H2O(l); H=-57.3 kJ/mol,（3）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,(2)有弱酸（或弱碱）参加中和反应，中和热一般低于57.3 kJ/mol，因为电离吸热。,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。,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、0.55 mol/L NaOH溶液,实验步骤：P4-5并回答问题,1.,中

17、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？,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？,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。,2、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。,实验中实验数据怎样处理？,怎样计算本实验的中和

18、热,实验原理: Q=mct Q : 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57.3 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。 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50 mL 0.50 mol/L的盐酸改为50 mL 0.50 mol/L醋酸，所测结果是否会有所变化？为什么？ 2.若改用100 mL 0.50 mol/L的盐酸和100 mL 0.55 mol/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