高中化学选修4第一章课件.ppt
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- 高中化学 选修 第一章 课件
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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第一节、化学反应与能量的变化第一节、化学反应与能量的变化化学反应特征:化学反应特征:生成新物质生成新物质 变化变化热能热能电能电能光能光能能能 量量热能热能热能热能吸热反应吸热反应放热反应放热反应反应物的能量之和反应物的能量之和 生成物的量能之和生成物的量能之和反应物的能量之和反应物的能量之和 生成物的量能之和生成物的量能之和化学反应同时遵守两大守恒化学反应同时遵守两大守恒一、焓变一、焓变 反应热反应热焓焓(H): .焓变焓变(H):1、焓变、焓变 反应热反应热反应热反应热物质所具有的能量物质所具有的能量常见的吸热反应常见的吸热反应常见的放热反应常见的
2、放热反应二、反应热的分析方法二、反应热的分析方法。从焓变的角度。从焓变的角度H = HH = H生成物生成物H H反应物反应物二、反应热的分析方法二、反应热的分析方法。从能量的角度。从能量的角度能能量量能能量量反应物反应物反应物反应物生成物生成物生成物生成物反应过程(反应过程(I)反应过程(反应过程(II)反应热(反应热(H)=生成物的总能量生成物的总能量-反应物的总能量反应物的总能量二、反应热的分析方法二、反应热的分析方法从化学键的角度分析从化学键的角度分析化学反应的实质:化学反应的实质:旧键断裂:旧键断裂: 能量能量 新键形成:新键形成: 能量能量旧键的断裂,新键的形成旧键的断裂,新键的形
3、成破坏破坏1mol化学键所吸收的能量化学键所吸收的能量(或形成或形成1mol化学键所放出的能量化学键所放出的能量)。键能:键能:二、反应热的分析方法二、反应热的分析方法物质物质能量越低能量越低, ,则物质越稳定,则物质越稳定,键能越大,则物质越稳定键能越大,则物质越稳定 H = E断键吸收断键吸收E成键放出成键放出从化学键的角度分析从化学键的角度分析二、反应热的分析方法二、反应热的分析方法小小 结结求反应热的方法求反应热的方法从焓变角度看:从焓变角度看:HH生成物的焓反应物的焓生成物的焓反应物的焓从能量的角度看:从能量的角度看: HH生成物能量反应物能量生成物能量反应物能量从键能角度看:从键能
4、角度看:HH反应物总键能生成物总键能反应物总键能生成物总键能放热反应:放热反应:吸热反应:吸热反应:HH0 0或或 HH为为“”HH0 0 或或HH为为“”能量越低能量越低, ,物质越稳定,键能也越大物质越稳定,键能也越大 例例 1 1:1molC1molC与与1molH1molH2 2O(g)O(g)反应生成反应生成lmol CO(g)lmol CO(g)和和1mol H1mol H2 2(g)(g),需要吸收,需要吸收131.5kJ131.5kJ的热量,该反应的的热量,该反应的反应热为反应热为H H = = 。练练 习习例例 2 2:拆开:拆开 lmol Hlmol HH H键、键、lmo
5、l Nlmol NH H键、键、lmolNNlmolNN键分别需要的能量是键分别需要的能量是436kJ436kJ、391kJ391kJ、946KJ946KJ,则,则1mol N1mol N2 2和和3molH3molH2 2完全生成完全生成NHNH3 3的反应热的反应热为为 ;1mol H2生成生成NH3的反应热为:的反应热为: ;200C101kP二、热化学方程式二、热化学方程式例例1:在:在200C、101kP时,时,1molH2与碘蒸气作与碘蒸气作用生成用生成HI的反应,科学文献上表示为:的反应,科学文献上表示为:指明反应条件指明反应条件指明物质的状态指明物质的状态指明物质的量与热量的关
6、系指明物质的量与热量的关系H2(g)+I2(g) 2HI(g) H=-14.9KJ/mol这个方程式与我们通常所见的方程式有何不同?这个方程式与我们通常所见的方程式有何不同?指明反应物与生成物的同时,还指明了:指明反应物与生成物的同时,还指明了:书写热化学方程式的注意事项书写热化学方程式的注意事项1 1、化学方程式的、化学方程式的 边写上边写上H H,用,用 隔开,隔开,H H:吸热用:吸热用“+ +”,放热用:,放热用:“”,单位是,单位是kJ/molkJ/mol1 1、热化学方程式、热化学方程式 能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程
7、式 2 2、热化学方程式需注明测定时的温度和压强。对、热化学方程式需注明测定时的温度和压强。对于于 25 101kPa25 101kPa时进行的反应可不注明。时进行的反应可不注明。热化学方程式作用:热化学方程式作用:既能表示化学反应中的物质变化,也能表示化学反应中的能量变化。既能表示化学反应中的物质变化,也能表示化学反应中的能量变化。H H2 2(g)+I(g)+I2 2(g)=2HI(g) (g)=2HI(g) H=H=14.9kJ/mol14.9kJ/mol200200101kPa101kPa例例22在在25250 0C C、101KPa101KPa时,有两个由氢气和氧气化合成时,有两个由
8、氢气和氧气化合成1mol1mol水的反应,一个生成气态水,一个生成液态水,其热水的反应,一个生成气态水,一个生成液态水,其热化学方程式可表示为化学方程式可表示为H H2 2()()+1/2O+1/2O2 2()()=H=H2 2O O(g g) H=H=一一241.8KJ/mol241.8KJ/molH H2 2()()+1/2O+1/2O2 2()()=H=H2 2O O(l l) H=H=一一285.8KJ/mol285.8KJ/mol请同学们分析为什么二者的产物同样是水,而释出的能量请同学们分析为什么二者的产物同样是水,而释出的能量却不同?却不同?3 3、相同化学反应中物质状态不同,反应
9、热也不同,所以热化、相同化学反应中物质状态不同,反应热也不同,所以热化学方程式中学方程式中物质后面物质后面要标明物质的状态要标明物质的状态s(s(固体固体) )、l (l (液体液体) ) 、g (g (气体气体) ) 、aq (aq (稀溶液稀溶液) )吸收能量吸收能量吸收能量吸收能量同一物质,能量:固体同一物质,能量:固体 液态液态 Q Q2 257.357.3 C CQ Q1 1 Q Q2 257.3 57.3 D D无法确定无法确定 已知反应:已知反应:101 kPa101 kPa时,时,2C(s)2C(s)O O2 2(g)=2CO(g)(g)=2CO(g)H H221 kJ/mol
10、221 kJ/mol;稀溶液中,;稀溶液中,H H(aq)(aq)OHOH(aq)=H(aq)=H2 2O(l)O(l)H H57.3 kJ/mol57.3 kJ/mol。 下列结论正确的是下列结论正确的是( () ) A A稀硫酸与稀稀硫酸与稀NaOHNaOH溶液的中和热为溶液的中和热为57.3 kJ/mol57.3 kJ/mol B B稀硫酸与稀稀硫酸与稀NaOHNaOH溶液反应的中和热为溶液反应的中和热为57.3 57.3 kJ/molkJ/mol C C 的反应热为的反应热为221 kJ/mol221 kJ/mol D D稀醋酸与稀稀醋酸与稀NaOHNaOH溶液反应生成溶液反应生成1
11、mol1 mol水,放出水,放出57.3 kJ57.3 kJ热量热量中和反应反应热的测定中和反应反应热的测定2 2、中和热的测定、中和热的测定 原理:原理:H=m.c.H=m.c.t/n(Ht/n(H2 2O)O)比热容比热容C=4.18J/(g.C=4.18J/(g.C) 0.0418kJ/ /(g.C) 0.0418kJ/ /(g.C)C) m:m:溶液的总质量溶液的总质量 t t反应前后的温度差。反应前后的温度差。实验用品:实验用品:大烧杯、小烧杯、温度计、大烧杯、小烧杯、温度计、量筒、泡沫塑料、量筒、泡沫塑料、环形玻璃搅拌棒环形玻璃搅拌棒0.50 mol/L 0.50 mol/L 盐酸
12、、盐酸、0.55 mol/L NaOH0.55 mol/L NaOH溶液溶液(3)(3)实验步骤:实验步骤:练习1:0.50 mol/L0.50 mol/L盐酸与盐酸与0.55 mol/L NaOH0.55 mol/L NaOH溶液在溶液在图示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中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:所放出的热量可计算中和热。回答下列问题:(1 1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是是 。(2 2)烧杯间填满碎纸条的作用)烧杯间填满碎纸条的作用 。(3 3)大烧杯上如不盖硬纸板,
13、求得的中和热数值)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值 (填(填“偏大偏大”“”“偏小偏小”“”“无影响无影响”)。)。已知已知H H+ +(aq)+OH(aq)+OH- -(aq)=H(aq)=H2 2O(l) O(l) H=-57.3kJ/molH=-57.3kJ/mol,计,计算下列反应中放出的热量。算下列反应中放出的热量。(1 1)用)用0.1molBa(OH)0.1molBa(OH)2 2配成稀溶液跟足量稀硝酸反配成稀溶液跟足量稀硝酸反应,放出热量为应,放出热量为 kJkJ。(2 2)用)用1mol1mol醋酸稀溶液和足量醋酸稀溶液和足量NaOHNaOH溶液反应,放溶液反应,放出的
14、热量出的热量 (大于、小于、等于)(大于、小于、等于)57.3kJ57.3kJ,理由是理由是 。小于小于醋酸是弱电解质,只是少部分电离,发生电离醋酸是弱电解质,只是少部分电离,发生电离时要吸热,中和时放热较少时要吸热,中和时放热较少 中和反应的反应热的测定实验中要注意以下问题1、大、小烧杯放置时,为何要使两杯口相平?填碎纸条的作用是什么?为了达到保温隔热、减少实验过程中热量损失的目的。为了达到保温隔热、减少实验过程中热量损失的目的。2 2、测量酸的温度后,为何要用水冲洗干净温度、测量酸的温度后,为何要用水冲洗干净温度计上的酸?冲洗后的溶液能否倒入小烧杯?为什么?计上的酸?冲洗后的溶液能否倒入小
15、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,温度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使热量散失,故要冲洗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。溶液的质量增加,而导致实验结果误差。 中和反应的反应热的测定实验中要注意以下问题.3、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溶液一次倒溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入?入小烧杯而不能缓缓倒入?4、实验中所用实验中所用HCl
16、HCl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?为了保证为了保证0.50 mol/L0.50 mol/L的盐酸完全被的盐酸完全被NaOHNaOH中和,采用中和,采用0.55 0.55 mol/L NaOHmol/L NaOH溶液,使碱稍稍过量。若使盐酸过量,亦可。溶液,使碱稍稍过量。若使盐酸过量,亦可。反应热可分为多种,如反应热可分为多种,如燃烧热燃烧热, 中和热中和热,溶解热溶解热等。等。2、燃烧热、燃烧热 能源能源一、燃烧热一、燃烧热1. 1.燃烧热的概念燃烧热的概念: : 2、燃烧热、燃
17、烧热 能源能源在在2525、101kPa101kPa时时,1mol,1mol纯物质完全燃烧生成稳定纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。的氧化物时所放出的热量。为什么指定温度和压强为什么指定温度和压强? ?限定燃料的物质的量限定燃料的物质的量单位单位: kJ/mol: kJ/mol稳定的氧化物稳定的氧化物完全燃烧完全燃烧燃烧热燃烧热H0H0。物质在物质在O O2 2中燃烧。中燃烧。文字叙述燃烧热文字叙述燃烧热, ,可用可用“正值正值”或或“H H ”两种方两种方法表示。法表示。例如:例如:CHCH4 4的燃烧热为的燃烧热为890.3KJ/mol890.3KJ/mol或或H = H =
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