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1、第一章化学反应与能量 第一节化学反应与能量的变化 第1课时焓变反应热热化学方程式 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 E2 E1 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 所有的燃烧反应 所有的中和反应 活泼金属与水 酸 碱的反应 大多数化合反应 大多数分解反应如 CaCO3高温分解 强碱与铵盐Ba OH 2 8H2O NH4Cl 水煤气的生成反应C CO2 特殊的反应 H2 CuO C H2O 你所知道的化学反应中有哪些是放热反应 哪些是吸热反应
2、 放热反应 吸热反应 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 取决于 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 宏观角度 生成物 反应过程中能量变化曲线图 生成物 反应物的总能量高 生成物的总能量低 生成物的总能量高 反应物的总能量低 放热反应 吸热反应 反应物的总能量 生成物的总能量 放出的热量 生成物的总能量 反应物的总能量 吸收的热量 化学反应的过程 可以看成是能量的 贮存 或 释放 的过程 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
3、律 回忆 氢原子和氢原子分开时 化学键怎么变 能量怎么变化 多了 少了 从哪来 到哪去 化学键的变化与能量的变化有什么关系 回忆 氢原子和氢原子靠近时 化学键怎么变 能量怎么变化 多了 少了 从哪来 到哪去 化学键的变化与能量的变化有什么关系 问题探究二 微观角度 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 862kJ mol 679kJ mol 862kJ mol 183kJ mol 反应物的键能总和 生成物的键能总和 反应热 所以 一个化学反应是放热还是吸热取决
4、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 1 定义 2 符号 H 3 单位 kJ mol 1或kJ mol 在恒压的条件下 化学反应过程中所放出或吸收的热量称为反应的焓变 化学反应过程中放出或吸收的热量 或转换成相应的热量 叫做化学反应的反应热 反应热描述的是化学反应前后的热量变化 反应热描述的是一定温度下的热量变化 任何化学反应都有反应热 表现为吸热反应或者放热反应 注意 放热反应 吸热反应 H 0或 H为 H 0或 H为 放热 H 0 吸热 H 0 4 规定 请同学们分析P3的能量变化图 焓变与键能的关系式如何表达 5 焓变与键能的关系 H 反应物的键能
5、总和 生成物的键能总和 例1 1molC与1molH2O g 反应生成lmolCO g 和1molH2 g 需要吸收131 5kJ的热量 该反应的反应热为 H kJ mol 131 5 例2 拆开1molH H键 1molN H键 1molN N键分别需要的能量是436kJ 391kJ 946kJ 则1molN2生成NH3的反应热为 H 92 0kJ mol 大于 大于 H 0或 H为 小于 小于 H 0或 H为 键能越大 物质能量越低 物质越稳定 反之键能越小 物质能量越高 越不稳定 练习 1 下列叙述正确的是 A 化学反应一定伴随热量的变化B 凡是吸热或放热过程中热量的变化均称为反应热C
6、若 H0 则反应物的能量高于生成物的能量 C 2 已知 H H H2 H 436KJ mol 则下列叙述正确的是 A 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 AD 4 下列过程中 需要吸收能量的是 A H H H2B H Cl HClC I2 I ID S O2 SO2 C 二 热化学方程式 H2 g I2 g 2HI g H 14 9kJ mol 200 101kPa 1 热化学方程式包含物质变化和能量变化两个部分 二者缺一不可 普通化学方程式只包含物质变化一个部分 物质变化 能量变化 能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化
7、学方程式叫做热化学方程式 二 热化学方程式 H2 g I2 g 2HI g H 14 9kJ mol 200 101kPa 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 二 热化学方程式 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 二 热化学方程式 4 热化学方程式中化学计量数表示参加反应的各物质的物质的量 可为整数或分数 其 H与系数对应成比例 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 2H2 g O2 g 2H2O g H 483
8、6kJ mol 书写热化学方程式的注意点 1 需注明反应的温度和压强 如在25 101kPa下进行的反应 可不注明 2 应注明反应物和生成物的状态 3 对于相同的反应 当化学计量数不同时 其 H对应成比例 2H2 g O2 g 2H2O g H 483 6kJ mol 例1 当1mol气态H2与1mol气态Cl2反应生成2mol气态HCl 放出184 6kJ的热量 请写出该反应的热化学方程式 H2 g Cl2 g 2HCl g H 184 6kJ mol 2H2 g 2Cl2 g 4HCl g H 369 2kJ mol 例2 1molN2 g 与适量O2 g 反应生成NO2 g 需吸收68k
9、J的热量 写出热化学方程式 N2 g 2O2 g 2NO2 g H 68kJ mol 例3 沼气的主要成分是甲烷 0 5molCH4完全燃烧生成CO2和H2O时 放出445kJ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 890kJ mol B CH4 2O2 CO2 H2O H 890kJ mol C CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l H 890kJ mol D 1 2CH4 g O2 g 1 2CO2 g H2O l H 890kJ mol C H 445kJ mol A 例4 已知在1 105Pa 298K条件下 2m
10、ol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 H 242kJ mol 1B 2H2 g O2 g 2H2O l H 484kJ mol 1C H2 g 1 2O2 g H2O g H 242kJ mol 1D 2H2 g O2 g 2H2O g H 484kJ mol 1 练习 A 2C2H2 g 5O2 g 4CO2 g 2H2O l H 4bkJ molB C2H2 g 5 2O2 g 2CO2 g H2O l H 2bkJ molC 2C2H2 g 5O2 g 4CO2 g 2H2O l H 2bkJ molD 2C2H2
11、g 5O2 g 4CO2 g 2H2O l H bkJ mol 已知充分燃烧ag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 练习 2 已知 1 H2 g 1 2O2 g H2O g H1 akJ mol 2 2H2 g O2 g 2H2O g H2 bkJ mol 3 H2 g 1 2O2 g H2O l H3 ckJ mol 4 2H2 g O2 g 2H2O l H4 dkJ mol则a b c d的关系正确的是 A ad 0C 2a b0 C 3 氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰 已知破坏1molH H键消耗的能量为Q1kJ 破坏1mo
12、lO O键消耗的能量为Q2kJ 形成1molH O键释放的能量为Q3kJ 下列关系式中正确的是 A 2Q1 Q2 4Q3B 2Q1 Q2 4Q3C Q1 Q2 Q3D Q1 Q2 Q3 B 课堂练习 实践活动中和反应反应热的测定 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 500mL 小烧杯 100mL 温度计 量筒 50mL 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 50mol L盐酸 0 55mol LNaOH溶液 实验步骤 阅读P4 5并回答问题 1 中和热的测定 大 小烧杯放置时 为何要使两杯口相平 填
13、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放热使温度计测量碱的温度不准确 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 议一议 如果你所测得的数据不是57 3kJ mol 分析产生误差的原因可能有哪些 可能
14、的原因有 1 量取溶液的体积有误差 测量结果是按50mL的酸 碱进行计算 若实际量取时 多于50mL或小于50mL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50mL0 50mol L的盐酸改为50mL0 50mol L醋酸 所测结果是否会有所变化 为什么 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 若改用100mL0 50mol
15、L的盐酸和100mL0 55mol 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 2 否 因中和热是指酸与碱发生中和反应生成1molH2O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 50mL0 50mol L盐酸与50mL0 55mol LNaOH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是 2 烧杯间填满碎纸条的作用是 3 大烧杯上如不盖硬纸板 求得的中和热数值 填 偏大 偏小 无影响 4 实验中改用60mL0 50mol L盐酸跟50mL0 55mol LNaOH溶液进行反应 与上述实验相比 所放出的热量 填 相等 不相等 所求中和热 填 相等 不相等 简述理由 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50mL0 50mol LNaOH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 环形玻璃搅拌棒 减少实验过程中的热量损失 偏小 不等 相等 因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1molH2O所放出的热量 与酸碱的用量无关 偏小 偏小 再见
