化學反應(yīng)與能量的變化課件

化學反應(yīng)與能量的變化課件第1頁/共43頁1、化學反應(yīng)的特征物質(zhì)變化能量變化質(zhì)量守恒能量守恒2、化學反應(yīng)中能量的變化（吸收和放出），可以

、

、

及其它形式的能量表現(xiàn)出來。光能熱能電能

當能量變化以熱能的形式表現(xiàn)時，化學反應(yīng)可以分為：3、放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)反高生低生高反低放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)（熟記常見反應(yīng)）第2頁/共43頁反高(1)放熱反應(yīng)①化學反應(yīng)中放出熱量的反應(yīng)。②③E(反應(yīng)物)E(生成物)>生低常見的放熱反應(yīng)：a.物質(zhì)與O2的氧化反應(yīng)（燃燒，生銹等）；b.中和反應(yīng)（酸堿）；c.金屬與水or酸的反應(yīng)；d.絕大多數(shù)化合反應(yīng)（CaO與H2O）。C+CO2===2CO吸熱反應(yīng)

放熱反應(yīng)有時也需要

加熱才能發(fā)生！高溫第3頁/共43頁生高(2)吸熱反應(yīng)①化學反應(yīng)中吸收熱量的反應(yīng)。②③E(反應(yīng)物)E(生成物)<反低常見的吸熱反應(yīng)：a.Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl晶體反應(yīng)；b.H2與CuO等還原反應(yīng)；c.C作還原劑的反應(yīng)；d.絕大多數(shù)分解反應(yīng)。C+CO2==2COC+H2O==CO+H2水煤氣e.水解反應(yīng)。第4頁/共43頁一、反應(yīng)熱和焓變1、反應(yīng)熱化學反應(yīng)中所吸收或放出的熱量。恒溫恒壓下，反應(yīng)熱稱“焓變”。2、焓變1）符號：2）單位：ΔHkJ/mol或kJ?mol–1注：單位中的每mol是與整個反應(yīng)對應(yīng)的，即反應(yīng)熱表示每mol反應(yīng)放出或吸收的熱量。第5頁/共43頁3）表示方法放熱反應(yīng)(體系能量降低)：?H<0，?H為“－”吸熱反應(yīng)(體系能量升高)：?H>0，?H為“+”所謂體系是指被研究的物質(zhì)系統(tǒng)；而體系以外的其他部分就稱為環(huán)境第6頁/共43頁4）化學反應(yīng)中能量變化的原因舊鍵斷裂—

吸收能量新鍵形成—

放出能量==679kJ/mol862kJ/molH=679kJ/mol－862kJ/mol=－183kJ/mol反應(yīng)物的鍵能總和生成物的鍵能總和第7頁/共43頁5）焓變與鍵能的關(guān)系（微觀）ΔH

=反應(yīng)物的鍵能總和生成物的鍵能總和–例1：1molC與1molH2O(g)反應(yīng)生成lmolCO(g)和1molH2(g)，需要吸收131.5kJ的熱量，該反應(yīng)的反應(yīng)熱為△H=

kJ/mol。＋131.5例2：拆開1molH－H鍵、1molN－H鍵、1molN≡N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，則1molN2生成NH3的反應(yīng)熱為

，則1molH2生成NH3的反應(yīng)熱為

。－92kJ/mol－30.67kJ/mol相當于1/3molN2第8頁/共43頁6）焓變與物質(zhì)能量的關(guān)系（宏觀）ΔH

=∑

E生成物∑

E反應(yīng)物–第9頁/共43頁任何一個化學反應(yīng)都包括物質(zhì)的變化和能量的變化。那么，有什么表達式能把這兩種變化都表示出來？思考H2+I2==2HI只表示物質(zhì)變化【例1】在200℃、101kPa時，1molH2與碘蒸氣作用生成HI的反應(yīng)，科學文獻上表示為：ΔH

=H2(g)+I2(g)====2HI(g)200℃101kPa－14.9kJ/mol第10頁/共43頁二、熱化學方程式

能表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的

關(guān)系的化學方程式。1、定義2、含義表示1mol氣態(tài)H2與1mol氣態(tài)碘完全反應(yīng)，生成2mol氣態(tài)HI時，放出14.9kJ的熱量。ΔH

=H2(g)+I2(g)====2HI(g)200℃101kPa－14.9kJ/mol第11頁/共43頁200℃101kPa物質(zhì)變化H2(g)+I2(g)======2HI(g)△H=－14.9kJ/mol能量變化◆方程式包含物質(zhì)變化和能量變化兩個部分?！糇⒚鞣磻?yīng)的溫度和壓強。◆物質(zhì)后標注物質(zhì)狀態(tài)?！艋瘜W計量數(shù)可為整數(shù)或分數(shù)。H2(g)+O2(g)===H2O(g)△H=－241.8kJ/mol21200℃101kPaH2(g)+I2(g)======2HI(g)△H=－14.9kJ/mol熱化學反應(yīng)方程式第12頁/共43頁3、書寫要點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一般應(yīng)注明反應(yīng)的溫度、壓強；△H與實驗的條件、物質(zhì)的狀態(tài)有關(guān)！（250C，101kPa時不注明）⑵一定標明各物質(zhì)的狀態(tài)（s、l、g、aq）；H2O(l)H2O(g)△H=+44kJ/mol第13頁/共43頁⑶ΔH只放右邊，以空格與標有物質(zhì)狀態(tài)的化學方程式隔開(數(shù)值及單位)

放熱：ΔH<0；吸熱：ΔH>0；⑷系數(shù)僅僅表示物質(zhì)的量，不表示分子或原子個數(shù)；故系數(shù)可以是整數(shù)、分數(shù)、小數(shù)；⑸ΔH的值與系數(shù)相匹配。系數(shù)加倍，ΔH值也加倍。正逆反應(yīng)的ΔH絕對值相等，符號相反。⑹

反應(yīng)物完全變成生成物，所釋放或吸收的熱量。⑺

熱化學方程式一般不要寫反應(yīng)條件。第14頁/共43頁例1：當1mol氣態(tài)H2與1mol氣態(tài)Cl2反應(yīng)生成2mol氣態(tài)HCl，放出184.6kJ的熱量，請寫出該反應(yīng)的熱化學方程式。H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)

?H=－184.6kJ/mol2H2(g)+2Cl2(g)=4HCl(g)

?H=－369.2kJ/molH2(g)+Cl2(g)=HCl(g)

?H=－92.3kJ/mol1212例2：1molN2(g)與適量O2(g)反應(yīng)生成NO2

(g)，需吸收68kJ的熱量；寫出熱化學方程式。N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)

?H=+

68kJ/mol第15頁/共43頁例3、沼氣的主要成分是甲烷。0.5molCH4完全燃燒生成CO2和H2O時，放出445kJ的熱量。則下列熱化學方程式中正確的是（）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狀態(tài)ΔH=–445kJ/mol第16頁/共43頁

化學方程式

熱化學方程式化學計量數(shù)是整數(shù)，即表示微粒個數(shù)，又表示物質(zhì)的量整數(shù)也可以是分數(shù)，只表示物質(zhì)的物質(zhì)的量狀態(tài)不要求表明必須在分子式后表明正負號及單位無必須表明意義表示化學反應(yīng)中的物質(zhì)變化不僅表示化學反應(yīng)中的物質(zhì)變化，還表明化學反應(yīng)中能量的變化小結(jié)：化學方程式與熱化學方程式的比較第17頁/共43頁1.已知反應(yīng)A＋B＝C＋D為放熱反應(yīng)，對該反應(yīng)的下列說法中正確的是（）

A.A的能量一定高于CB.B的能量一定高于DC.A和B的總能量一定高于C和D的總能量

D.該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故不必加熱就一定能發(fā)生C鞏固練習1第18頁/共43頁影響焓因素：物質(zhì)本身性質(zhì)和狀態(tài)⑴1gH2O(l)變成水蒸氣需要升溫還是降溫？⑵液態(tài)水變成水蒸氣需要吸熱還是放熱？⑶1g液態(tài)H2O和1g氣態(tài)H2O所具有的能量是否相同？哪個大？隨堂練習2第19頁/共43頁隨堂練習3已知（1）H2(g)＋1/2O2(g)

＝H2O(g)

ΔH1

=

akJ/mol（2）2H2(g)＋O2(g)

＝2H2O(g)

ΔH2

=

bkJ/mol（3）H2(g)＋1/2O2(g)

＝H2O(l)

ΔH3

=

ckJ/mol（4）2H2(g)＋O2(g)

＝2H2O(l)

ΔH4

=

dkJ/mol則a、b、c、d的關(guān)系正確的是

。A、a<c<0B、b>d>0C、2a=b<0D、2c=d>0C第20頁/共43頁鞏固練習44.氫氣在氧氣中燃燒產(chǎn)生藍色火焰，在反應(yīng)中，破壞1molH－H鍵消耗的能量為Q1kJ，破壞1molO=O鍵消耗的能量為Q2kJ，形成1molH－O鍵釋放的能量為Q3kJ。下列關(guān)系式中正確的是（）A.2Q1+Q2>4Q3

B.2Q1+Q2<4Q3

C.Q1+Q2<Q3

D.Q1+Q2=Q3B第21頁/共43頁==H2O(l)H2O(g)△H=－44.0kJ/mol物質(zhì)狀態(tài)第22頁/共43頁2．白磷與氧可發(fā)生如下反應(yīng)：P4+5O2=P4O10。已知斷裂下列化學鍵需要吸收的能量分別為：P—PakJ·mol-1、P—ObkJ·mol-1、P=OckJ·mol-1、O=OdkJ·mol-1。據(jù)圖示的分子結(jié)構(gòu)和有關(guān)數(shù)據(jù)估算該反應(yīng)的△H，其中正確的是（

）A（6a+5d－4c－12b）kJ·mol-1

B（4c+12b－6a－5d）kJ·mol-1

C（4c+12b－4a－5d）kJ·mol-1

D（4a+5d－4c－12b）kJ·mol-1

A第23頁/共43頁3

（2011重慶理綜。）SF6是一種優(yōu)良的絕緣氣體,分子結(jié)構(gòu)中只存在S—F鍵。已知:1molS(s)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)硫原子吸收能量280kJ,斷裂1molF—F、S—F鍵需吸收的能量分別為160kJ、330kJ。則S(s)+3F2(g)=SF6(g)的反應(yīng)熱ΔH為(

)-1780kJ/mol

B.-1220kJ/mol

C.-450kJ/mol

D.+430kJ/mol

B第24頁/共43頁2.00gC2H2完全燃燒生成液態(tài)水和CO2放出的熱量為99.6KJ，寫出C2H2燃燒的熱化學方程式。2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=－2589.6KJ/mol25第25頁/共43頁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、已知充分燃燒ag乙炔氣體時生成1mol二氧化碳氣體和液態(tài)水，并放出熱量bkJ，則乙炔燃燒的熱化學方程式正確的是B點撥：熱化學方程式書寫正誤的判斷可從物質(zhì)的聚集狀態(tài)、△H的正負號、物質(zhì)的量的大小、單位等主要方面入手26第26頁/共43頁一、燃燒熱1.燃燒熱的的概念:

在25℃、101kPa時,1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時所放出的熱量。為什么指定溫度和壓強?

生成物不能繼續(xù)燃燒C--CO2（g）S–SO2（g）H–H2O（l）單位:kJ/mol限定燃料的物質(zhì)的量2C8H18（l）+25O2(g)=16CO2+18H2O(l)△H=－11036KJ/mol思考:①C8H18的燃燒熱是多少?

△H=－5518KJ/mol②1molC8H18燃燒時放出了多少熱?5518KJ27第27頁/共43頁【例1】

在101kPa時，1molCH4

完全燃燒生成CO2和液態(tài)H2O，放出890kJ的熱量，CH4

的燃燒熱為多少？1000LCH4（標準狀況）燃燒后所產(chǎn)生的熱量為多少？28第28頁/共43頁二、中和熱1、酸和堿的中和反應(yīng)有熱量放出，可以通過實驗測得中和反應(yīng)的反應(yīng)熱。當1L1mol／L的稀鹽酸跟1L1mol／L的NaOH溶液起中和反應(yīng)時，能放出57.3kJ的熱量。

NaOH(aq)＋HCI(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH=－57.3kJ／mol2、如果用1L1mol／L的KOH溶液中和1L1mol／L的HNO3溶液，也能放出57.3kJ的熱量。

KOH(aq)＋HNO3(aq)=KNO3(aq)＋H2O(l)ΔH=－57.3kJ／mol29第29頁/共43頁二、中和熱1．定義：在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)（嚴格說是1molH+和1molOH-反應(yīng))生成1mol水時的反應(yīng)熱叫做中和熱。2.H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1)△H=-57.3kJ／mol3.要點：

Ⅰ、條件：稀溶液。稀溶液是指溶于大量水的離子

Ⅱ、反應(yīng)物：（強）酸與（強）堿。中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、電解質(zhì)電離的吸熱所伴隨的熱效應(yīng)

Ⅲ、生成1mol水。中和反應(yīng)的實質(zhì)是H+和OH-化合生成H20，若反應(yīng)過程中有其他物質(zhì)生成，這部分反應(yīng)熱也不在中和熱之內(nèi)

Ⅳ、放出的熱量：57.3kJ/mol30第30頁/共43頁★燃燒熱與中和熱的區(qū)別與聯(lián)系相同點

燃燒熱中和熱能量變化放熱反應(yīng)ΔHΔH<0,單位kJ/mol不同點反應(yīng)物的量1mol可燃物

可能是1mol也可以是0.5mol(不限)離子必須是1mol生成物的量不限量1molH2O反應(yīng)熱的含義1mol反應(yīng)物完全燃燒時放出的熱量;不同的物質(zhì)燃燒熱不同

酸堿中和生成1molH2O時放出的熱量,強酸強堿間的中和反應(yīng)中和熱大致相同,均約為57.3kJ/mol31第31頁/共43頁3、下列各組物質(zhì)的燃燒熱相等的是：（）A.碳和一氧化碳B.1moL碳和2moL碳C.1moL乙炔和2moL碳D.淀粉和纖維素BH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)=-285.8kJ/molHH2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)=-241.8kJ/molH2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)=-483.6kJ/molH2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)=-571.6kJ/molH4.已知熱化學方程式：則氫氣的燃燒熱為：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿285.8kJ/mol32第32頁/共43頁三、中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定測定強酸與強堿反應(yīng)的反應(yīng)熱，體驗化學反應(yīng)的熱效應(yīng)。大燒杯（500ml）、小燒杯（100ml）、溫度計、量筒（50ml)兩個﹑

泡沫塑料或紙條﹑泡沫塑料板或硬紙板（中心有兩個小孔）﹑

環(huán)形玻璃攪拌棒實驗目的

實驗用品

中和熱：在稀溶液中，酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol水所產(chǎn)生的反應(yīng)熱第33頁/共43頁1.保溫。在大燒杯底部墊泡沫塑料，使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平。然后再在大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑料，大燒杯上用泡沫塑料板（或硬紙板）作蓋板，在板中間開兩個小孔，正好使溫度計和環(huán)形玻璃攪拌棒通過，如圖所示。實驗步驟

第34頁/共43頁答案：兩杯口相平，可使蓋板把杯口盡量蓋嚴，從而減少熱量損失；填碎紙條的作用是為了達到保溫隔熱、減少實驗過程中熱量損失的目的。若換用隔熱、密封性能更好的裝置（如保溫杯）會使實驗結(jié)果更準確。思考1：大、小燒杯放置時，為何要使兩杯口相平？填碎泡沫塑料（或碎紙條）的作用是什么？對此裝置，你有何更好的建議？思考2：為什么不用環(huán)形鐵攪拌棒？鐵與鹽酸之間會發(fā)生反應(yīng)，另外鐵的導熱性好，這樣都會造成熱量的損失。第35頁/共43頁2.用一個量筒最取50mL0.50mol/L鹽酸，倒入小燒杯中，并用溫度計測量鹽酸的溫度，記入下表。然后把溫度計上的酸用水沖洗干凈。思考3：溫度計上的酸為何要用水沖洗干凈？沖洗后的溶液能否倒入小燒杯？為什么？

答：因為該溫度計還要用來測堿液的溫度，若不沖洗，溫度計上的酸會和堿發(fā)生中和反應(yīng)而使熱量散失，故要沖洗干凈；沖洗后的溶液不能倒入小燒杯，若倒入，會使溶液的總質(zhì)量增加，而導致實驗結(jié)果誤差。第36頁/共43頁3.用另一個量筒量取50mL0.55m