化学反应的能量变化课件

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1、化学反应基本原理,第一章：化学反应与能量,第一节：化学反应与能量的变化,一、放热反应：,1.定义：,反应物的总能量大于生成物的总能量的反应,备注（1）,放热反应一定为化学反应,（2）,（3）,物质的能量越低，越稳定,（4）,求能量差时，一定要确定各物质的状态， 否则能量差是个变化值,典例：,同种物质而言：E(气态) E(液态) E(固态),一、放热反应：,2.常见的放热反应：,（1）,金属与酸或水反应,（2）,金属氧化物与酸或水反应,（3）,酸碱中和反应,（4）,铝热反应,所有的燃烧的反应,（5）,（6）,食物腐败,二、吸热反应：,1.定义：,反应物的总能量小于生成物的总能量的反应,备注（1）

2、,吸热反应一定为化学反应,（2）,需要加热的反应不一定是吸热反应。,2H,HH,Cl Cl,断开1molHH键要吸收436kJ的能量。,2Cl,2HCl,H2 + Cl2 2HCl,断1molCl Cl键要吸收243kJ的能量。,形成2molH Cl键要放出2431kJ的能量。,放出183kJ的能量,从反应物和生成物具有的能量去考虑,放热反应：E反 E生,吸热反应： E反 E生,能量,反应过程,反应物,生成物,放出热量,能量,反应过程,反应物,生成物,吸收热量,二、化学反应的焓变,反应热：化学反应过程中所释放或吸收的热量,符号：H，单位：kJ/mol或kJmol-1,焓：是与内能有关的物理量,

3、符号：H,焓变：反应产物与反应物的焓值差,符号：H,恒压条件下，化学反应的反应热等于焓变,HH（反应产物）H（反应物),H反应产物能量反应物能量,从焓变角度看：,从反应热角度看：,1.焓和焓变,H=QP,放热反应： 吸热反应：,H0或 H为“”,H0 或H为“”,吸热,H0,放热,H0,反应热.焓变.键能的概念及其关系,(1)概念 反应热 焓变 键能,化学反应中吸收或者放出的热量。,恒压条件下的反应热 符号: H H0 :吸热反应,破坏1mol化学键所吸收的能量(或形成1mol化学键所放出的能量),(2)三者的关系:, H=生成物的总能量反应物的总能量 H=反应物键能的和生成物键能的和,例 1

4、：1molC与1molH2O(g)反应生成lmol CO(g)和1mol H2(g)，需要吸收131.5kJ的热量，该反应的反应热为H= kJ/mol。,例 2：拆开 lmol HH键、lmol NH键、lmolNN键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则1mol N2生成NH3的反应热为 1mol H2生成NH3的反应热为 。,131.5,-92KJ/mol,-30.6KJ/mol,练 习,3、下列说法中正确的是（ ） A. 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应。 B. 放热的反应在常温下一定很易发生。 反应是放热的还是吸热的必须看反应物和生成物 所具有的总能量的相对大小。

5、D. 吸热反应在一定的条件下也能发生。 4、下列说法中正确的是（ ） A. 焓变是指1mol 物质参加反应时的能量变化。 当反应放热时H 0，反应吸热时H 0 。 在加热条件下发生的反应均为吸热反应。 一个化学反应中，当反应物能量大于生成物能量 时，反应放热， H 为“”。,C D,D,练习,2、热化学方程式： 表示化学反应与热效应关系的方程式叫热化学方程式。热效应与反应条件、反应物和生成物的状态、物质的量有关。,我们认识了反应热，那么如何在化学方程式中正确反映其热量的变化？,通过以上两个例子，说明热化学方程式 与一般的化学方程式的书写有什么不同？,热化学方程式与一般的化学方程式不同,(1)书

6、写热化学方程式要注明反应的温度和压强，(为什么？)而常温、常压可以不注明；,(2)热化学方程式要标明物质的状态,(3)方程式后要隔一空格标出反应热H，吸热为“”，放热为“”，反应热数值要与化学式前系数对应；,(4)方程式中的计量系数表示实际反应的物质的物质的量，可以是整数也可以是分数，若化学方程式中各物质的系数加倍，则H的数值也加倍。,交流研讨已知在298K时,由氢气和氮气反应生成1molNH3(g)放热46.11kJ ,将下列化学方程式写成热化学方程式。,3/2H2 (g)+1/2N2 (g) = NH3 (g) H(298K) = -46.11kJmol-1,3H2 (g)+N2 (g)

7、= 2NH3 (g) H(298K) = -92.22kJmol-1,NH3 (g) = 3/2H2 (g)+1/2N2 (g) H(298) = +46.11kJmol-1,写出下列反应的热化学方程式,课堂练习,1、1molN2(g)与适量O2(g)反应生成NO (g)，需吸收68kJ的热量； 2、2molCu(s)与适量O2(g)反应生成CuO(s)，放出314kJ热量；,3、在同温同压下，下列各组热化学方程式中Q2 Q1的是: A、2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) H = -Q1 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) H = -Q2 B、S(g) + O2(g

8、) = SO2(g) H = -Q1 S(s) + O2(g) = SO2(g) H = -Q2 C、C(s) + 1/2O2(g) = CO(g) H = -Q1 C(s) + O2(g) = CO2(g) H = -Q2 D、2H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) H = -Q1 1/2H2(g) + 1/2Cl2(g) = HCl(g) H = -Q2,AC,C,5、已知 （1）H2( g )1/2O2 ( g ) H2O ( g ) H1 = a kJ/mol （2）2H2( g )O2 ( g ) 2H2O ( g ) H2 = b kJ/mol （3） H2( g )1

9、/2O2 ( g ) H2O ( l ) H3 = c kJ/mol （4） 2H2( g )O2 ( g ) 2H2O ( l ) H4 = d kJ/mol 则a、b、c、d的关系正确的是 。 A、ad0 C、2a=b0,C,6、已知在1105Pa，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. H2O（g）H2（g）1/2O2（g） H242kJmol1 B. 2H2（g）O2（g）2H2O H484kJmol1 C. H2（g）1/2O2（g）H2O（g） H242kJmol1 D. 2H2（g）O2（g）2H2O（g） H484k

10、Jmol1,A,7、热化学方程式： S(g)+O2(g)=SO2(g) H=297.3kJ/mol 分析下列说法中正确的是（ ） AS(g)+O2(g)=SO2(l) H-297.3KJ/mol BS(g)+O2(g)=SO2(l) H-297.3KJ/mol C1molSO2的键能总和大于1molS和1molO2键能之和 D1molSO2的键能总和小于1molS和1molO2键能之和,B D,简易量热计示意图,计算反应热需测定哪些数据？在实验中怎样准确测定这些数据？,2.反应热的测定,自制简易量热计,如何求算一个体系放出或吸收的热量呢？ Q= - C0m(T2-T1) C0比热容，单位质量物

11、质的热容； T热力学温度，也叫开尔文温度，单位为K T(K )=t()+273.15.,测定中和反应的反应热,利用简易量热计测定室温下中和反应的反应热。 1、向量热计内筒中加入1.0 mol/L的盐酸100mL，盖上杯盖，插入温度计，匀速搅拌后记录初始温度T1 2、向250 mL的烧杯中加入1.0 mol/L的NaOH溶液100mL，调节其温度，使之与量热计中盐酸的温度相同。 3、快速将烧杯中的碱液倒入量热计中，盖好杯盖，匀速搅拌，记录体系达到的最高温度T2。 4、假设溶液的比热等于水的比热并忽略量热计的热容，根据溶液温度升高的数值，计算此中和反应的反应热。 用同样的方法分别测定KOH溶液与盐

12、酸反应，NaOH溶液与硝酸反应的反应热。,中和热的测定实验,在测定过程中应注意什么问题,(1)用保温性能好的仪器测量。 (2)混合好后，迅速盖好装置盖子，减少热量的损失。 (3)所用药品浓度的配制须准确,用强酸和强碱溶液,而且要是稀溶液。 (4)宜用有0.1分刻度的温度计，读数尽可能准确，且估读至小数点后二位。同时应注意水银球部位要完全浸没在溶液中，而且要稳定一段时间后再读数，以提高所测的精度。 (5)记录最高温度。,测定中和反应的反应热,在稀溶液中，酸和碱发生中和反应而生成1mol水时放出的热。 研究条件：稀溶液 反应物：酸与碱 生成物及其物质的量：1mol 放出的热：57.3kJ/mol,

13、注：强酸与弱碱反应，强碱与弱酸、弱酸和弱碱反应生成1molH2O放出的热小于57.3KJ/mol,中和热：,【提问】我们测得中和热数值如果不等于57.3kJ，你们认为造成误差的原因可能有哪些？,（1）量取溶液的体积有误差 （2）药品的选用不当引起的误差 （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 （5）隔热操作不到位，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。 ,练习50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH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

14、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 （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50 mL 0.50mol/L NaOH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1 mol H2O所放出的能量，与酸碱的用量无关,）偏小,）偏小,