河北省石家莊市高中化學 第一章 化學反應與能量 1.1 化學反應與能量變化課件 新人教版選修4.ppt

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1、第一章化學反應與能量,化學反應除了有新物質生成（物質的變化），同時還伴隨著能量的變化（能量的變化）。,物質的變化遵守質量守恒定律，而能量的變化則遵守能量守恒定律，那么一個化學反應中反應物和產物的質量與能量的變化有沒有關系呢？,質量和能量雖然屬于兩個不同的范疇，但它們是密切相關的。在化學反應中，能量的釋放和吸收是以發(fā)生變化的物質為基礎的，二者密不可分，但以物質為主。能量釋放和吸收的多少則以反應物和產物的質量為基礎。,化學反應過程中所釋放或吸收的能量，叫做化學反應的熱效應。,熱效應反應熱,一、焓變反應熱,化學反應過程中所釋放或吸收的能量，都可以用熱量或換算成熱量的形式來表示，所以化學反應的熱效應一

2、般稱為反應熱，用Q表示。,第一節(jié)化學反應與能量的變化,焓焓變,焓：,與內能（描述物質所具有的能量）有關的物理量，用符號H表示。,不同的物質所具有的能量不同，其焓H也不相同。焓是物質固有的性質之一，不能測量。,影響因素：,定義：,生成物與反應物的焓值差:HH生成物H反應物,單位：,符號：,焓變：,影響因素：,物質的量、溫度、壓強、狀態(tài).....,反應熱與焓變的關系,一般反應都是在敞口容器中進行的，系統的壓力等于外界壓力，即反應在恒壓條件下進行的，,恒壓條件下反應的熱效應等于焓變，我們常用焓變H來表示反應熱。,HE舊鍵斷裂時吸收的總能量E新鍵形成時放出的總能量,HE反應物的鍵能之和E生成物的鍵能之

3、和,實驗測得1molH2與1molCl2反應生成2molHCl時放出184.6kJ的熱量，從微觀角度應如何解釋184.6kJ？,H的計算方法,HE生成物的總能量E反應物的總能量,679kJ/mol862kJ/mol183kJ/mol,HE舊鍵斷裂時吸收的總能量E新鍵形成時放出的總能量,分析結果（183kJ/mol）與實驗測得的數據（184.6kJ/mol）很接近，一般用實驗數據來表示反應熱。,H的正負值是如何規(guī)定的？參照體系是什么？,體系的能量如何變化？環(huán)境的能量如何變化？,所謂體系是指被研究的物質系統；而體系以外的其他部分就稱為環(huán)境,,環(huán)境,,反應后體系的能量降低，因此規(guī)定放熱反應的H為“”

4、或H0,當為“-”或時，為放熱反應；,,環(huán)境,,反應后體系的能量升高，因此規(guī)定吸熱反應的H為“”或H0,當為“+”或時，為吸熱反應。,二、熱化學方程式,定義：,表示參加反應物質的量和反應熱的關系的化學方程式，叫做熱化學方程式。,,,物質變化,能量變化,熱化學方程式包含物質變化和能量變化兩個部分。普通化學方程式只包含物質變化一個部分。,熱化學方程式的意義：,熱化學方程式的書寫：,化學方程式的右邊必須寫上H，并用“空格”隔開.若為放熱反應，H為“”；若為吸熱反應，H為“+”.H的單位是kJ/mol或J/mol.,熱化學方程式需注明反應時的溫度和壓強。對于25、101kPa時進行的反應可不注明。,熱

5、化學方程式中化學計量數表示參加反應的各物質的物質的量，可為整數或分數。,普通化學方程式中化學計量數宏觀上表示各物質的物質的量，微觀上表示原子分子數目，只能為整數，不能為分數。,,請分析為什么二者的產物同樣是水，而釋放出的能量卻不同？,液態(tài)水變成氣態(tài)水時，能量是如何變化的？,液態(tài)水變成水蒸氣時要吸收熱量,？,,結論：物質所具有的能量與它們的聚集狀態(tài)有關。,熱化學方程式需注明反應物、生成物各物質的狀態(tài)（s固體、l液體、g氣體、aq溶液）。不打、符號及注明反應條件,,2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H483.6kJ/mol,kJ/mol的含義：表示每摩爾反應所吸收或放出的熱量。它的值與方程式中

6、的化學計量數有關，即對于相同的反應，當化學計量數不同時，其H不同。具體來說，H與化學計量數成正比。若化學方程式中各物質的化學計量數加倍，則H的數值也加倍；,,2H2O(g)2H2(g)+O2(g)H+483.6kJ/mol,若反應逆向進行，則H符號改變，但數值不變。,鞏固規(guī)律：,H2(g)+1/2O2(g)H2O(g)；HakJmol1H2(g)+1/2O2(g)H2O(1)；HbkJmol12H2(g)+O2(g)2H2O(l)；HckJmol1,1.請問上述三個反應中哪些是放熱反應，哪些是吸熱反應？,2.比較a、b、c的大小關系？,3.找出b、c之間的關系？,你做對了嗎？_,例今有如下三個

7、熱化學方程式：,H2(g)+1/2O2(g)H2O(g)H1akJ/mol2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H2bkJ/molH2(g)+1/2O2(g)H2O(l)H3ckJ/mol2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H4dkJ/mol則a、b、c、d的關系正確的是（）。A.ad0C.2ab0,C,注意：比較反應熱H的大小要注意前面的+、號，類似于數學上的正負數比較；而比較反應吸收或釋放的能量大小則比較其絕對值。,例今有如下三個熱化學方程式：,熱化學方程式書寫正誤的判斷:看物質的聚集狀態(tài)；看H的正負號、數值、單位；看H的數值和化學計量數、狀態(tài)是否對應；看是否符合燃燒熱、中和熱等的概念等

8、主要方面入手,點撥：,熱化學方程式的書寫正誤的判斷：,三、中和熱及其測定,中和熱,在稀溶液中，強酸與強堿發(fā)生中和反應生成1molH2O(l)時所釋放的熱量叫做中和熱。,H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)H-57.3kJ/mol,概念辨析,.條件：稀溶液。稀溶液是指溶于大量水的離子,.反應物：（強）酸與（強）堿。,中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、物質的溶解熱、電解質電離時吸熱所伴隨的熱效應。,.生成物：H2O(l)。若反應過程中有其他物質生成，這部分反應熱也不在中和熱之內。,.放出的熱量：57.3kJ/mol,濃酸和濃堿的中和熱數值57.3kJ/mol。,中和熱僅指在稀溶液中，酸跟堿發(fā)

9、生中和反應生成1mol液態(tài)水時的反應熱，與強酸、強堿的類別、用量無關。任何中和反應的中和熱都相同。但是不同的中和反應，其反應熱可能不同。,中和熱與中和反應的反應熱的比較。,強酸和弱堿、強堿和弱酸、弱堿和弱酸的中和數值57.3kJ/mol。,12,,2.中和熱的測定,實驗目的,測定強酸與強堿反應的反應熱，體驗化學反應的熱效應。,實驗用品,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,實驗步驟,兩杯口相平，可使蓋板把杯口盡量蓋嚴，從而減少熱量損失；,思考1：為什么杯口相平？碎紙條的作用,填碎紙條的作用是

10、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）會使實驗結果更準確。,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，另外鐵的導熱性好，這樣都會造成熱量的損失。,思考3：在中和熱測定實驗中能否用金屬(不與酸反應)質環(huán)形攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒？,不能，因為金屬易導熱，會造成熱量損失，增大實驗誤差。,思考4：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？,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，會使溶液的總質量增加，而導致實驗

11、誤差。,思考5：實驗中為何使用0.55mol/LNaOH溶液而不用0.50mol/L的NaOH溶液？,為了保證0.50mol/L的鹽酸完全被NaOH中和，采用0.55mol/LNaOH溶液，使堿稍稍過量，提高實驗的精確度。,思考6：酸、堿混合時，為何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯而不能緩緩倒入？,因為本實驗的關鍵是測反應的反應熱，若動作遲緩，將會使熱量損失而使誤差增大。,20.4,20.3,20.35,23.5,20.2,20.4,20.3,3.15,20.2,20.5,20.35,23.6,23.5,3.3,3.15,重復實驗步驟24三次，取測量所得數據的平均值作為計算依據。,減少實

12、驗過程中的誤差,實驗數據處理,取三次測量所得數據的平均值作為計算依據.,如果某一次實驗的數據與另外兩次實驗的數據差異明顯，怎么辦？,計算反應熱.,為了計算簡便，近似地認為鹽酸和NaOH溶液的密度和比熱容與水相同，并忽略實驗裝置的比熱容。,50ml0.50mol/L鹽酸的質量m150g,50ml0.55mol/LNaOH溶液的質量m250g。,生成1molH2O時的中和熱：,則實驗中反應放出的熱量為：Q(m1+m2)c(t2t1)0.418(t2t1)kJ,H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)0.025mol0.025mol0.025mol測定值Q,中和后生成的溶液的比熱容c4.18J/(g

13、),保溫效果一定要好,小燒杯和大燒杯的杯口要相平.作為量熱器的儀器裝置，要盡量減少熱量散失。鹽酸和氫氧化鈉溶液的濃度要準確，體積必須量取準確。所用NaOH溶液稍過量。宜用有0.1刻度的溫度計,讀數要盡可能準確，且估讀至小數點后二位。水銀球應浸沒在溶液中，穩(wěn)定一段時間后再讀數，以提高所測的精度。測量完鹽酸的溫度后,應將溫度計用蒸餾水洗后,再去測NaOH溶液的溫度.每次實驗僅可能測得反應混合液的最高溫度；平行做2次實驗，溫度采用平均值進行計算；實驗操作要快。,1.量取溶液的體積有誤差2.溫度計的讀數有誤。3.實驗過程中有液體灑在外面。4.混合酸、堿溶液時，動作緩慢，導致實驗誤差。5.隔熱操作不到位，致使實驗過程中熱量損失而導致誤差。6.測了酸后的溫度計未用水清洗而便立即去測堿的溫度，致使堿的溫度偏高而引起誤差。實驗中忽略了燒杯和溫度計吸收的熱量......,課堂探討,你所測得的數據是否為57.3kJ/mol，若不是，分析產生誤差的原因。,