人教版選修4 第1章第1節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量的變化 課件（44張）.ppt

第一章化學(xué)反應(yīng)與能量 第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量的變化 1 熟知能量轉(zhuǎn)化形式及反應(yīng)熱和焓變的含義 吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的本質(zhì) 2 學(xué)會(huì)熱化學(xué)方程式的書(shū)寫與應(yīng)用 3 正確認(rèn)識(shí)中和熱的概念 4 通過(guò)中和熱的測(cè)定 初步學(xué)會(huì)測(cè)定化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)熱的實(shí)驗(yàn)方法 會(huì)分析測(cè)定反應(yīng)熱時(shí)誤差產(chǎn)生的原因 并能采取適當(dāng)措施減小實(shí)驗(yàn)誤差 1 化學(xué)反應(yīng)的基本特征 一是物質(zhì)發(fā)生了變化 二是能量發(fā)生了變化 即有新物質(zhì)生成 即吸收能量或放出能量 斷裂 形成 吸收 放出 有新物質(zhì)生成 有能量變化 熱量 放熱 吸熱 放熱反應(yīng) 吸熱反應(yīng) 3 有下列反應(yīng) 氧化鈣與水反應(yīng) 碳酸氫鈉受熱分解 硫酸與氫氧化鈉溶液混合 燃燒煤炭取暖 鈉與水反應(yīng) 膽礬受熱失去結(jié)晶水 其中為吸熱反應(yīng)的是 放熱反應(yīng)的是 4 已知1molc和1molh2o g 反應(yīng)生成1molco和1molh2 需吸收131 5kj的熱量 則該反應(yīng)的反應(yīng)熱 h 該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是 131 5kj mol 1 c s h2o g co g h2 g h 131 5kj mol 1 5 已知熱化學(xué)方程式 n2h4 g o2 g n2 g 2h2o g h 534kj mol 1 則 1 該反應(yīng)是 填 放熱 或 吸熱 反應(yīng) 判斷的依據(jù)是 2 當(dāng)反應(yīng)的熱量變化為2136kj時(shí) 參加反應(yīng)的n2h4質(zhì)量是g 放熱 h為負(fù)值 128 2 h的數(shù)值表示對(duì)于給定形式的化學(xué)反應(yīng) 以各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)計(jì)量其物質(zhì)的量時(shí) 發(fā)生反應(yīng)所吸收或放出的熱量 1 放熱反應(yīng) h0 即 h為 6 中和反應(yīng)的概念是 實(shí)質(zhì)是 強(qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng)生成可溶性鹽和水的離子方程式為 7 濃h2so4溶于水是 填 放熱 或 吸熱 過(guò)程 醋酸溶于水會(huì)成陰陽(yáng)離子 該過(guò)程是 填 放熱 或 吸熱 過(guò)程 酸和堿反應(yīng)生成鹽和水的反應(yīng) 酸電離產(chǎn)生的h 與堿電離產(chǎn)生的oh 結(jié)合成h2o h oh h2o 放熱 吸熱 1 中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是h 和oh 生成h2o 但是并不是所有的中和反應(yīng)都能用h oh h2o 2 溶解和電離都伴隨著熱效應(yīng) 電離是吸熱 但溶解有的放熱有的吸熱 電離 436kj 243kj 862kj 183kj 436kj mol 1 243kj mol 1 431kj mol 1 cl2 h2 431kj mol 1 hcl hcl cl h e放出 431 431 kj mol 1 e吸收 243 436 kj mol 1 差值183kj 是在恒壓條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng) 符號(hào)是 h 即 化學(xué)反應(yīng)中生成物所具有的焓與反應(yīng)物所具有的焓之差 2 反應(yīng)熱 焓變的概念 焓 指物質(zhì)所具有的能量稱為物質(zhì)的焓 1 反應(yīng)熱 是化學(xué)反應(yīng)在一定條件下所釋放或吸收的熱量 單位是 2 焓變 由于反應(yīng)時(shí)吸收環(huán)境能量而使反應(yīng)體系的能量升高 故 h 0 即 h為 3 h的正 負(fù)和吸熱 放熱反應(yīng)的關(guān)系 由于反應(yīng)后放出熱量 釋放給環(huán)境 而使反應(yīng)體系的能量降低 故 h 0 即 h為 1 放熱反應(yīng) 2 吸熱反應(yīng) 指反應(yīng)完成時(shí) 生成物釋放 的總能量大于反應(yīng)物吸收的總能量的反應(yīng) 指反應(yīng)完成時(shí) 生成物釋放 的總能量 反應(yīng)物吸收的總能量的反應(yīng) 歸納總結(jié) i d i 179 a 1 h2 cl2 2hcl斷鍵吸熱為436kj mol 1 1mol 247kj mol 1 1mol成鍵放熱為 431kj mol 1 2mol 差值為 179kj 這就是反應(yīng)熱 本題涉及鍵能與吸 放熱的關(guān)系 考查了鍵能與反應(yīng)熱的定量關(guān)系 2 根據(jù)反應(yīng)h2 x2 2hx中 放出的熱量qp hx e h h e x x 2 e h x 將表中數(shù)據(jù)代入可算得 qp hcl qp hbr qp hi 故h2在cl2中燃燒放熱最多 在i2中放熱最少 選a 3 在方程式的右邊注明了 h的正負(fù)號(hào) 數(shù)值及單位 1 指明了反應(yīng)時(shí)的溫度和壓強(qiáng) 若在25 101kpa時(shí)進(jìn)行的反應(yīng) 可以不注明 2 用括號(hào)注明了各物質(zhì)反應(yīng)時(shí)的狀態(tài) s 固體 l 液體 g 氣體 或aq 溶液 表示吸熱 表示放熱 表示反應(yīng)熱的大小 表示對(duì)于給定形式的化學(xué)反應(yīng) 以各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)計(jì)量其物質(zhì)的量時(shí) 發(fā)生反應(yīng)所吸收或放出的熱量 2 熱化學(xué)方程式的概念及意義 2 熱化學(xué)方程式的意義 1 熱化學(xué)方程式是表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式 不僅表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化 也表明了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化 還說(shuō)明了物質(zhì)的 量 與 能量 之間的數(shù)量關(guān)系 5 化學(xué)計(jì)量數(shù)改變 h要相應(yīng)改變 逆反應(yīng)的 h數(shù)值與正反應(yīng)的相等 符號(hào)相反 3 熱化學(xué)方程式的書(shū)寫方法要求 2h2 o2 2h2o h 571 6kj mol 1 g g l 1 遵循一般化學(xué)方程式的書(shū)寫規(guī)則 一般不寫反應(yīng)條件 2 在方程式右端注明熱量的變化 吸熱反應(yīng) h 0 放熱反應(yīng) h 0 3 要注明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài) 4 化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示物質(zhì)的量 因此可以是整數(shù) 也可以是分?jǐn)?shù) 歸納總結(jié) 熱化學(xué)方程式與普通化學(xué)方程式的區(qū)別 無(wú) 必須注明 不要求注明 是整數(shù) 既表示微粒個(gè)數(shù)又表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量 可以是整數(shù)也可以是分?jǐn)?shù) 只表示物質(zhì)的物質(zhì)的量 必須在分子式后注明 表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化 原子守恒 不僅表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化 也表明了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化 原子守恒和能量守恒 1mol 1mol液態(tài)水 放出 n2 g 3h2 g 2nh3 g h 92 2kj mol 1 1 寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式 1 將0 02mol l 1鹽酸與0 02mol l 1氫氧化鈉溶液等體積混合 2 將0 01mol l 1硫酸與0 02mol l 1氫氧化鈉溶液等體積混合 hcl naoh nacl h2o h2so4 2naoh na2so4 2h2o 思考 1 若從物質(zhì)類別的變化分析 兩反應(yīng)的類型是 若從能量的變化分析 其反應(yīng)類型是 思考2 兩反應(yīng)的離子方程式是 反應(yīng)過(guò)程中的熱量變化 填 相同 或 不同 判斷的依據(jù)是 中和反應(yīng) 放熱反應(yīng) h oh h2o 相同 參加兩反應(yīng)的h oh 的數(shù)目都相同 歸納總結(jié) 1 中和熱的概念 酸和堿在稀溶液中發(fā)生中和反應(yīng)生成1molh2o l 時(shí)的反應(yīng)熱 為什么是稀溶液 若是濃的強(qiáng)酸和強(qiáng)堿在發(fā)生中和反應(yīng)的同時(shí)還要發(fā)生溶解 溶解要放出熱量 若是濃的弱酸和弱堿在發(fā)生中和反應(yīng)的同時(shí)還要發(fā)生電離 電離要吸收熱量 故放出的熱量均不完全是中和熱 歸納總結(jié) 2 中和熱的大小 強(qiáng)酸和強(qiáng)堿在稀溶液中發(fā)生中和反應(yīng)時(shí) 1molh 和1moloh 反應(yīng)生成1molh2o l 放出57 3kj的熱量 熱化學(xué)方程式表示為 h aq oh aq h2o l h 57 3kj mol 1 1 下列說(shuō)法正確的是 a 中和熱一定是強(qiáng)酸跟強(qiáng)堿反應(yīng)放出的熱量b 1mol酸與1mol堿完全反應(yīng)放出的熱量是中和熱c 在稀溶液中 酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molh2o l 時(shí)的反應(yīng)熱叫做中和熱d 測(cè)定中和熱時(shí)可用稀硫酸和稀ba oh 2溶液 c 中和熱是指稀酸 稀堿中和反應(yīng)生成1molh2o l 時(shí)所放出的熱量 可以是弱酸 弱堿但必須是很稀的 本題考查的是中和熱的概念 必須是生成1molh2o l h2so4和ba oh 2反應(yīng)時(shí) 除生成水外 還有baso4沉淀生成 所以其反應(yīng)熱不是中和熱 d 2 已知強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為h aq oh aq h2o l h 57 3kj mol 1 又知電解質(zhì)的電離是吸熱過(guò)程 向1l0 5mol l 1的naoh溶液中加入下列物質(zhì) 稀醋酸 濃硫酸 稀硝酸 恰好完全反應(yīng) 則其焓變 h1 h2 h3的關(guān)系是 a h1 h2 h3b h1 h2d h1 h3 h2 因?yàn)橄〈姿崾侨跛?難電離 電離時(shí)吸熱 濃硫酸溶于水時(shí)放熱 故中和反應(yīng)時(shí)放出的熱量q 濃硫酸 q 稀硝酸 q 稀醋酸 又因放熱反應(yīng)中 h為負(fù)值 即 h q 故 h2 h3 h1 因而選d 1 中和反應(yīng)反應(yīng)熱可以用實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)得 先將反應(yīng)器置于絕熱容器中 然后在反應(yīng)器中將酸 堿稀溶液混合 發(fā)生中和反應(yīng) 測(cè)量出 根據(jù)水的質(zhì)量 比熱容等即可求出反應(yīng)放出的熱量 放出的熱傳入水 稀溶液 中 水 稀溶液 的溫度變化 q c m h2o t 4 18j g 1 1 m h2o t2 t1 2 實(shí)驗(yàn)裝置 1 量熱計(jì)的結(jié)構(gòu) 溫度計(jì) 泡沫塑料蓋板 碎泡沫塑料 環(huán)形玻璃攪拌棒 100ml小燒杯 500ml大燒杯 2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中 還需要的其他儀器有 50ml量筒 2個(gè) 3 重復(fù)實(shí)驗(yàn)操作三次 記錄每次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 取其平均值作為計(jì)算依據(jù) 3 實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù) 1 初始溫度 t1 測(cè)定 用一量筒量取50ml0 50mol l 1鹽酸 倒入小燒杯中并測(cè)量其溫度 用另一量筒量取50ml0 55mol l 1naoh溶液并測(cè)量其溫度 取兩溫度平均值為t1 2 終止溫度 t2 測(cè)定 把套有蓋板的溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒放入小燒杯的鹽酸中 并把量筒中的naoh溶液一次倒入小燒杯中 蓋好蓋板 用環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕攪動(dòng)溶液 并準(zhǔn)確讀取混合溶液的最高溫度 記錄為終止溫度t2 4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 歸納總結(jié) 中和反應(yīng)熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)步驟 減少熱量散失 不能 銅棒傳導(dǎo)熱的能力較強(qiáng) 使熱量散失較多 偏低 增加 反應(yīng)消耗的酸 堿增多 放出熱量增加 不變 中和熱是指稀強(qiáng)酸與稀強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molh2o l 放出的熱量 與酸 堿的用量無(wú)關(guān) 中和反應(yīng)熱測(cè)定實(shí)驗(yàn) 一是要防止熱量散失 如大燒杯上加蓋硬紙板 兩個(gè)燒杯口要相平 在兩個(gè)燒杯之間填充碎泡沫塑料或碎紙片 用環(huán)形玻璃攪拌棒攪拌而不能用金屬棒 絲 攪拌 實(shí)驗(yàn)時(shí)動(dòng)作要迅速等 二是酸 堿溶液濃度宜小不宜大 溫度計(jì)讀數(shù)要準(zhǔn)確等 加過(guò)量堿溶液可使酸完全反應(yīng) 堿過(guò)量對(duì)中和熱測(cè)定沒(méi)有影響 d 該反應(yīng)為放熱反應(yīng) 其焓變?yōu)樨?fù)值小于零 書(shū)寫熱化學(xué)方程式要注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)及 h的正負(fù)號(hào) 數(shù)值及單位 d b b 反應(yīng)熱 舊化學(xué)鍵斷裂吸收的能量 新化學(xué)鍵形成放出的能量 放熱 2 由圖可知該反應(yīng)中反應(yīng)物總能量大于生成物總能量 所以該反應(yīng)為放熱反應(yīng) h 0 斷鍵 成鍵 6 在測(cè)定中和熱的實(shí)驗(yàn)中 下列說(shuō)法正確的 a 使用環(huán)形玻璃棒是為了加快反應(yīng)速率 減小實(shí)驗(yàn)誤差b 為了準(zhǔn)確測(cè)定反應(yīng)混合溶液的溫度 實(shí)驗(yàn)中溫度計(jì)水銀球應(yīng)與小燒杯底部接觸c 用0 5mol l 1naoh溶液分別與0 5mol l 1的鹽酸 醋酸溶液反應(yīng) 如所取的溶液體積相等 則測(cè)得的中和熱數(shù)值相同d 在測(cè)定中和熱實(shí)驗(yàn)中需要使用的儀器有天平 量筒 燒杯 滴定管 溫度計(jì) a 在中和熱的測(cè)定中 使用環(huán)形玻璃棒攪拌 目的是使反應(yīng)物混合均勻 加快反應(yīng) 減小誤差 a正確 b項(xiàng)中溫度計(jì)水銀球不能接觸燒杯底部 b錯(cuò) 7 在進(jìn)行中和熱的測(cè)定中 下列操作錯(cuò)誤的是 a 反應(yīng)前酸 堿溶液的溫度要相同b 測(cè)量溶液的溫度計(jì)要一直插在溶液中c 為了使反應(yīng)均勻進(jìn)行 可以向酸 堿 中分次加入堿 酸 d 為了使反應(yīng)更完全 可以使酸或堿適當(dāng)過(guò)量 分次加入混合時(shí) 容易造成熱量損失 使測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確 c 8 中和熱是在稀溶液中 強(qiáng)酸 強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol液態(tài)水時(shí)放出的熱量 中和熱為57 3kj mol 1 下列熱化學(xué)方程式中正確的是 a hno3 aq koh aq h2o l kno3 aq h 57 3kj mol 1b hno3 aq nh3 h2o aq h2o l nh4no3 aq h 57 3kj mol 1 h 57 3kj mol 1 為弱電解質(zhì) 電離時(shí)需吸收熱量 分別與強(qiáng)酸 強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)時(shí) 放出的熱量小于57 3kj 故 h 57 3kj mol 1 d 9 已知hcn aq 與naoh aq 反應(yīng)的 h 12 1kj mol 1 hcl aq 與naoh aq 反應(yīng)的 h 55 6kj mol 1 則hcn在水溶液中電離的 h等于 a 67 7kj mol 1b 43 5kj mol 1c 43 5kj mol 1d 67 7kj mol 1 c 兩反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 hcn aq oh aq h2o l cn aq h 12 1kj mol 1 h aq oh aq h2o l h 55 6kj m