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1、第一章第一章 化学反应与能量化学反应与能量1.1.化化学学反反应应都都有有新新物物质质产产生生，同同时时还还伴伴随随着着能能量量变变化，请列举学过的有热量变化的相关反应。化，请列举学过的有热量变化的相关反应。2. 2. 在在这这些些反反应应中中，哪哪些些是是我我们们日日常常生生活活中中利利用用到到的？的？ 化化学学反反应应中中所所释释放放的的能能量量当当今今世世界界最最重重要的能源。要的能源。常见的常见的放热反应放热反应: 所有的燃烧反应所有的燃烧反应 所所有的中和反应有的中和反应 活泼金属与水、酸的反应活泼金属与水、酸的反应 多数的化合反应多数的化合反应 常见的吸热反应: 多数的分解反多数的
2、分解反应C+CO2 =2CO C+H2O(g)=CO+H2Ba(OH)28H2O+2NH4Cl =BaCl2+2NH3+10H2O 化学反化学反应中中为何有能量何有能量变化？化？(吸收能量吸收能量)旧分子旧分子拆开拆开 原子原子(放出能量放出能量)新分子新分子结合结合吸收能量吸收能量放出能量放出能量放热反应放热反应吸热反应吸热反应相对大小决定相对大小决定从键能大小的角度：从键能大小的角度：例如：例如：H2+Cl2=2HClE断键断键=436 kJ/mol+243 kJ/mol=679 kJ/molE成键成键=2431 kJ/mol=862 kJ/molE反应放出反应放出=862 kJ/mol-
3、679 kJ/mol=183 kJ/mol这一反应对外放出了这一反应对外放出了183 KJ/mol热量热量HClHClHHHHClClClCl+436 kJ/mol243kJ/mol431 kJ/mol从能量守恒的角度：从能量守恒的角度：E反应物总能量反应物总能量E生成物总能量生成物总能量E反应物总能量反应物总能量Q2CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H=- 890 kJ/mol练习练习3 已知：已知：C(s)+O2(g)=CO2(g) H=- 393.5 kJ/mol要获得要获得1000kJ热量，需燃烧多少克碳？热量，需燃烧多少克碳？30.5克克练习练习4 已知：已知
4、：S(s)+O2(g)=SO2(g) H=- 290.6 kJ/mol求求1.6克硫燃烧成为克硫燃烧成为SO2气体放出多少热量？气体放出多少热量？14.53kJ 自我检测自我检测 1.1. 3 3mol CHmol CH4 4燃烧时，生成液态水和燃烧时，生成液态水和COCO2 2同时同时 放放出出2670.92670.9KJKJ的热。请写出热化学方程式。的热。请写出热化学方程式。2. 2. 常温下常温下1414克克COCO在足量氧气中充分燃烧，放在足量氧气中充分燃烧，放出出141.3141.3KJKJ热量，写出该热化学方程式。热量，写出该热化学方程式。CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+
5、2H2O(l) H=- 890.3 kJ/molCO(g)+ O2(g)=CO2(g) H=- 282.6 kJ/mol3. 3. 已已知知在在2525，101101kpakpa下下，1 1gCgC8 8H H1818( (辛辛烷烷) )燃燃烧烧生生成成二二氧氧化化碳碳和和液液态态水水时时放放出出48.4048.40kJkJ热热量量，表表示示上述反应的热化学方程式正确的是上述反应的热化学方程式正确的是 ( ) ( )A.CA.C8 8H H1818(1)+25/2O(1)+25/2O2 2(g)=8CO(g)=8CO2 2(g)+9H(g)+9H2 2O(g) O(g) H H=-48.40
6、kJmol=-48.40 kJmol-1-1B.CB.C8 8H H1818(1)+25/2O(1)+25/2O2 2(g)=8CO(g)=8CO2 2(g)+9H(g)+9H2 2O(1) O(1) H H=-5518 kJmol=-5518 kJmol-1-1C.CC.C8 8H H1818(1)+25/2O(1)+25/2O2 2(g)=8CO(g)=8CO2 2(g)+9H(g)+9H2 2O(1) O(1) H H=+5518 kJmol=+5518 kJmol-1-1D.CD.C8 8H H1818(1)+25/2O(1)+25/2O2 2(g)=8CO(g)=8CO2 2(g)+
7、9H(g)+9H2 2O(1) O(1) H H=-48.40 kJmol=-48.40 kJmol-1-1B4白磷与氧可发生如下反应：P4+5O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：PP akJ/mol、PO bkJ/mol、 P=O ckJ/mol、O=O dkJ/mol，根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的H为 。(4c + 12b 6a 5d ) kJ/mol化学反应与能量的变化化学反应与能量的变化中和热的测量H+(aq)+OH(aq)=H2O(l) = -57.3 kJ/molH 在在稀溶液稀溶液中，酸和碱发生中和反应而中，酸和碱发生中和反应而生生成成1mol水
8、水时放出的热量。时放出的热量。 研究条件：稀溶液研究条件：稀溶液 反应物：酸与碱反应物：酸与碱 生成物及其物质的量：水生成物及其物质的量：水 1mol 放出的热量：放出的热量：57.3kJ/mol注：注：强酸与弱碱反应，强碱与弱酸、弱酸和弱强酸与弱碱反应，强碱与弱酸、弱酸和弱碱碱反应生成反应生成1molH2O放出的热小于放出的热小于57.3KJ/mol1、中和热：、中和热：概念辨析：概念辨析：1.1L1mol/LH2SO4溶液与溶液与2L1mol/LNaOH溶液溶液完全反应，放出完全反应，放出114.6kJ的热量，由此推知的热量，由此推知H2SO4与与NaOH发生中和反应的中和热为发生中和反应
9、的中和热为表示该中和热的热化学方程式为表示该中和热的热化学方程式为57.3kJ/mol1/2H2SO4(aq) +NaOH(aq)=1/2Na2SO4(aq)+H2O(l) = -57.3 kJ/molH如果我们取一定量的盐酸和氢氧化钠溶液发生中和反应，哪些数据可以帮助我们测出它们的反应热呢？请大家讨论回答。Q Q = =m c m c t t Q Q : :中和反应放出的热量。中和反应放出的热量。m m ：反应混合液的质量。：反应混合液的质量。c c：反应混合液的比热容。：反应混合液的比热容。t t ：反应前后溶液温度的差值。：反应前后溶液温度的差值。我们如何得到上述数据呢？m为所用酸、碱的
10、质量和，测出参加反应的酸、碱质量相加即可；c 需要查阅；t可用温度计测出反应前后的温度相减得到。Q =（V酸酸酸酸V碱碱碱碱）c（t2t1） 实验中，我们所用一元酸、一元碱的体积均为实验中，我们所用一元酸、一元碱的体积均为50 mL， 它们的浓度分别为它们的浓度分别为0.50 mol/L和和0.55 mol/L。由于是稀溶。由于是稀溶液，且为了计算简便，我们近似地认为，所用酸、碱溶液液，且为了计算简便，我们近似地认为，所用酸、碱溶液的密度均为的密度均为1 g/cm3，且中和后所得溶液的比热容为，且中和后所得溶液的比热容为 4.18 J/（g)Q = （501501）4.18（t2t1） =0.
11、418（t2t1）kJ 酸、碱反应时，我们用的是它的稀溶液，它们的质量应酸、碱反应时，我们用的是它的稀溶液，它们的质量应怎样得到？怎样得到？量出它们的体积，再乘以它们的密度即可。量出它们的体积，再乘以它们的密度即可。 式不是该反应的反应热，因为反应热是有正负的，式不是该反应的反应热，因为反应热是有正负的，中和反应放热，故其中和反应放热，故其H为为“”。中和热是稀的酸、。中和热是稀的酸、碱中和生成碱中和生成 1 mol水的反应热，而水的反应热，而50 mL 0.50 mol/L的盐酸与的盐酸与50 mL 0.50 mol/L 氢氧化钠反应后生成的水氢氧化钠反应后生成的水只有只有0.025 mol
12、，故，故式表示的也不是中和热。式表示的也不是中和热。 该反应的中和热应怎样表示呢？该反应的中和热应怎样表示呢？H= 0.418 （t2t1）0.025kJ/mol思考：思考：式表示的是不是该反应的反应热？是中和热式表示的是不是该反应的反应热？是中和热吗？为什么？吗？为什么？Q = 0.418（t2t1）kJ 2.实验步骤实验步骤：1).1).在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用
13、泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，如下小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，如下图所示。图所示。中和热的测定中和热的测定大、小烧杯放置时，为何要大、小烧杯放置时，为何要使两杯口相平？填碎纸条的使两杯口相平？填碎纸条的作用是什么？对此装置，你作用是什么？对此装置，你有何更好的建议？有何更好的建议？答案：答案：. .两杯口相平，可使盖板把杯口尽量盖严，从而两杯口相平，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
14、热量损失的目的。若换用隔热、密封性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。能更好的装置（如保温杯）会使实验结果更准确。2).用一个量筒最取用一个量筒最取50 mL 0.50 mol/L盐酸，倒入小烧盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入表。杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入表。然后把温然后把温度计上的酸用水冲洗干净度计上的酸用水冲洗干净。温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗后的溶液能否倒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？入小烧杯？为什么？ 因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗，温因为该温度
15、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使热量散失，故要冲洗度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失，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。液的质量增加，而导致实验结果误差。3).用另一个量筒量取用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液，并溶液，并用温度计测量用温度计测量NaOH溶液的温度，记入表。溶液的温度，记入表。.酸、碱混合时，为何要把量筒中的酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOHNaOH溶液一次倒入溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？小烧
16、杯而不能缓缓倒入？.因为本实验的关键是测反应的反应热，若动作迟因为本实验的关键是测反应的反应热，若动作迟缓，将会使热量损失而使误差增大。缓，将会使热量损失而使误差增大。4).4).把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的把量筒中的NaOHNaOH溶液一次倒入小烧杯（注意不要洒到外溶液一次倒入小烧杯（注意不要洒到外面）面）。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记为终止温度，记入表。合溶液的最高温度，记为终止温度，记入表。若所测得的数据不是若所测得的数据不是57.3 k
17、J/mol 57.3 kJ/mol ，分析产生误差的原因。，分析产生误差的原因。可能的原因有：可能的原因有：1.量取溶液的体积有误差（测量结果是按量取溶液的体积有误差（测量结果是按50 mL的酸、碱进的酸、碱进行计算，若实际量取时，多于行计算，若实际量取时，多于50 mL或小于或小于50 mL都会造成都会造成误差）误差）2.温度计的读数有误。温度计的读数有误。3.实验过程中有液体洒在外面。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。混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。5.隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而
18、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。使热量损失而引起误差。 实验中所用实验中所用HClHCl和和NaOHNaOH的物质的量比为何不是的物质的量比为何不是1111而是而是NaOHNaOH过量？若用过量？若用HClHCl过量行吗？过量行吗？讨论下列问题 1.本实验中若把本实验中若把50 mL 0.50 mol/L的盐酸改为的盐酸改为50 mL 0.50 mol/L醋酸，所测结果是否会有所变化？为什么？醋酸，所测结果是否会有所变化？为什么？2.若改用若改用100 mL 0.50 mol/L的盐酸和的盐
19、酸和100 mL 0.55 mol/L的的NaOH溶液，所测中和热的数值是否约为本实验溶液，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）？结果的二倍（假定各步操作没有失误）？答案：答案：1.会有所变化。因为醋酸为弱电解质，其电离会有所变化。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。时要吸热，故将使测得结果偏小。2.否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时放出的热量，其数值与反应物的量的多少无关，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（若所有操作故所测结果应基本和本次
20、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）。都准确无误，且无热量损失，则二者结果相同）。练习50 mL 0.50 mol/L盐酸与盐酸与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：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）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）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）大烧杯上如不盖硬
21、纸板，求得的中和热数值 （填（填“偏大偏大”“偏小偏小”“无影响无影响”）。）。（4）实验中改用）实验中改用60 mL 0.50 mol/L盐酸跟盐酸跟50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量 （填（填“相等相等”“不相等不相等”），所求中和热），所求中和热 （填（填“相等相等”“不相等不相等”），简述理由：），简述理由： 。（5）用相同浓度和体积的氨水代替）用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会测得的中和热的数值会 ；用；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溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会 。（均填。（均填“偏大偏大”“偏小偏小”“无影响无影响”）环形玻璃搅拌棒环形玻璃搅拌棒减少实验过程中的减少实验过程中的热量损失热量损失偏小不等不等相等相等 因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成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，与酸碱的用量无关所放出的能量，与酸碱的用量无关）偏小偏小）偏小偏小 再见
