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《化学反应与能量的变化》ppt课件1


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 反应物
反应热

E2

E1- E2:反应热

生成物

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

我们知道:一个化学反应过程中, 除了

生成新物质外,还有
热能

能量变化

电能

光能

1 、你所知道的化学反应中有哪些是放 思考 热反应? 燃料的燃烧 ,中和反应 , 金属与酸、碱 ,
大多数化合反应 2 、你所知道的化学反应中有哪些是吸热 思考 反应? 大多数分解反应, C+CO2 , H2+CuO, C+H2O , Ba(OH)2.8H2O+NH4Cl ,CaCO3高温分解

问题探究一
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。 。

反应过程中能量变化曲线图:
能 量 生成物 能 量 反应物

吸收 热量

放出 热量

反应物

生成物 图2

图1




生成物的能量之和

反应物的能量之和

E反
(1)若E反> E生, 放出能量 (2)若E反< E生,吸收能量

E生
放热反应

吸热反应

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 吸 收 能量, 新键形成会 放 出 能量。

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

H = 679kJ/mol - 862kJ/mol = -183kJ/mol
反应物的键能总和 生成物的键能总和

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 焓:是与内能有关的物理量 符号:H 符号:△H

焓变:生成物与反应物的焓值差

反应热:化学反应过程中所释放或吸收的热量 恒压条件下,化学反应的反应热等于焓变 符号:ΔH,单位:kJ/mol或kJ?mol-1

能 量

反应物 △H<0

能 量 吸热

生成物 △H>0

放热

生成物 反应过程

反应物 反应过程

4、规定:放热反应: ΔH<0或 ΔH为“-”
吸热反应:ΔH>0 或ΔH为“+”

5反应热与键能的关系(微观) ΔH=反应物总键能-生成物总键能 H2+Cl2=2HCl

ΔH=[436kJ/mol+243kJ/mol]- 431kJ/mol×2=-183kJ/mol

6、反应热与物质能量的关系(宏观)

ΔH = ∑ E 生成物

– ∑ E 反应物

E ?H= E E
?H=

(生成物的总能量)-

E

(反应物的总能量)

(反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量)-

(生成物分子化学键形成时所释放的总能量)

练习
1.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( ) C 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

2.在反应H2 (g)+ Cl2 (g) =2HCl(g)中,已 知H-H 键能为436kJ,Cl-Cl键能为247kJ,H-Cl 键能为431kJ,判断该反应是( ) BD A. 吸热反应 B. 放热反应 C. 吸收179kJ热量 D.放出179kJ热量

2.已知:H + H



H2 ;

△H = -436KJ/mol,则下列叙述正 确的是( A D ) 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

3.已知键能: N≡N: 946KJ/mol, H-H :436KJ/mol, H-N :391KJ/mol N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g), 从理论上计算△H为( C ) A.+1800KJ/mol C. – 92KJ/mol B. + 92KJ/mol D. – 46KJ/mol

4.下列过程中,需要吸收能量的是( C ) A.H+H=H2 B.H+Cl=HCl C.I2→I+I D.S+O2=SO2

三、热化学方程式

能够表示化学反应热效应的 化学方程式 (阅读P3-4)
1、定义: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)
101kPa 200℃

ΔH = -14.9 kJ/mol

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
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。
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=-571.6 KJ/mol H2(g)+
1 2 O2(g)=H2O(l);△H=-285.8

KJ/mol

1.热化学方程式包含物质变化和能量变化两 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
1 H2(g)+ O2(g)=H2O(l) △H=-285.8 kJ/mol 2

据此,你能得到什么结论?

(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) 2H2(g) + 2Cl2(g) = 4HCl(g)
1 2 1 H2(g) + 2

?H =-184.6 kJ/mol ?H =-369.2 kJ/mol ?H =-92.3 kJ/mol

Cl2(g) = HCl(g)

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 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( )

C

A、2CH4( g ) + 4O2( g ) = 2CO2( g ) + 4H2O ( l )
ΔH = + 890 kJ/mol B、CH4 + 2O2 = CO2 + H2O ΔH = – 890 kJ/mol ΔH = – 890 kJ/mol

C、CH4 ( g ) + 2 O2 ( g ) = CO2 ( g ) + 2 H2O ( l )

D、 1/2CH4 ( g ) + O2 ( g ) = 1/2CO2 ( g ) + H2O ( l )
ΔH = – 890 kJ/mol ΔH = – 445 kJ/mol

例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,下列热 化学方程式正确的是( A)
A. B. C. D. H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g);ΔH=+242kJ· mol-1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);ΔH=-484kJ· mol-1 H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g);ΔH=+242kJ· mol-1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);ΔH=+484kJ· mol-1

课堂练习
(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
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(g)+2H2O(l) △H=-2b kJ/mol

D. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H=+b kJ/mol

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 H-H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 H-O键释放的能量为Q3kJ。 下列关系式中正确的是( B ) A 2Q1 + Q2 >4Q3 B.2Q1 + Q2 < 4Q3 C. Q1 + Q2 < Q3 D.Q1 + Q 2 = Q3

(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 ( B ) A、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g) +9H2O(g) △H= - 48.40kJ· mol -1 B、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2 (g) +9H2O(l) △H= - 5518kJ· mol -1 C、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g) + 9H2O(l) △H= + 5518kJ· mol -1 D、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2 (g)+ 9H2O(l) △H= - 48.40kJ· mol -1

课堂练习
3、已知 (1)H2( g )+1/2O2 ( g ) = H2O ( g ) ΔH1 = a kJ/mol (2)2H2( g )+O2 ( g ) =2H2O ( g ) ΔH2 = b kJ/mol

(3) H2( g )+1/2O2 ( g ) = H2O ( l ) ΔH3 = c kJ/mol

(4) 2H2( g )+O2 ( g ) =2H2O ( l )
则a、b、c、d的关系正确的是

ΔH4 = d kJ/mol C


A、a<c<0

B、b>d>0

C、2a=b< 0 D、2c=d>0

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生 成1molH2O(l),这时的反应热叫做中和热。 2. 单位: KJ/mol

3. 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酸和碱反应 ③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: + H (aq)+OH (aq)=H2O(l);

?

△H=-57.3 kJ/mol

(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。

(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

●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. 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?

中和热的测定

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热

实验原理: Q=mc△t 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1 mol H2O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(若所有操作都准确无误,且无热量损失,则 二者结果相同)。

[练习]50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L - 1NaOH溶液在图示的装置中进行中和反应。通过测定反应过 程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题: (1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品 减少实验过程中 是 环形玻璃搅拌棒 。 (2)烧杯间填满碎纸条的作用是 的热量损失 。 (3)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值 偏小 (填“偏大”“偏小”“无影响”)。 (4)实验中改用60 mL 0.50 mol/L盐酸跟50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量 不等 相等 (填“相等”“不相等”),所求中和热 (填“相 因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O所 等”“不相等”),简述理 放出的能量,与酸碱的用量无关 由: 。 偏小 (5)用相同浓度和体积的氨水代替 NaOH溶液进行上述实验, 测得的中和热的数值会 ;用50 mL 0.50mol/L NaOH 偏小 溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会 。 (均填“偏大”“偏小”“无影响”)


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