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1、化学反应与能量的变化最新第1页，此课件共61页哦第2页，此课件共61页哦引引 言言我们知道：一个化学反应过程中，我们知道：一个化学反应过程中，除了生成了新物质外，还有除了生成了新物质外，还有能量变化能量变化热能热能电能电能光能光能第3页，此课件共61页哦能量能量的释放或吸收是以发生变化的的释放或吸收是以发生变化的物质物质为基础为基础，二者密不可分，但以，二者密不可分，但以物质为主物质为主。能量的能量的多少多少则以反应物和产物的则以反应物和产物的质量为质量为基础基础。那么化学反应中能量到底怎样变化那么化学反应中能量到底怎样变化第4页，此课件共61页哦问题：问题：化学反应过程中为什么会有能量的化学
2、反应过程中为什么会有能量的变化？（用学过的知识回答）变化？（用学过的知识回答）一、反应热一、反应热 焓变焓变第5页，此课件共61页哦氢原子和氢原子分开时，氢原子和氢原子分开时，化学键怎么变？化学键怎么变？能量怎么变化？（多能量怎么变化？（多/少）少）从哪来？到哪去？从哪来？到哪去？稳定性怎样变化？稳定性怎样变化？化学键的变化与能量的变化有什么关系？化学键的变化与能量的变化有什么关系？回忆回忆 第6页，此课件共61页哦回忆回忆氢原子和氢原子靠近时，氢原子和氢原子靠近时，化学键怎么变？化学键怎么变？能量怎么变化？多了？少了？能量怎么变化？多了？少了？从哪来？到哪去？从哪来？到哪去？化学键的变化与能
3、量的变化有什么关系？化学键的变化与能量的变化有什么关系？第7页，此课件共61页哦思考思考H2O（l）H2O（g）物质的变化常伴随着能量变化物质的变化常伴随着能量变化结论结论液态水变成气态水时，能量是如何变液态水变成气态水时，能量是如何变化的？能否从微观角度解释能量变化化的？能否从微观角度解释能量变化的原因？的原因？第8页，此课件共61页哦化学反应的化学反应的实质实质就是反应物分子中就是反应物分子中化学键化学键断裂断裂，形成新的化学键，从新组合成生成，形成新的化学键，从新组合成生成物的分子的过程。旧键断裂需要物的分子的过程。旧键断裂需要吸收能量吸收能量，新键形成需要新键形成需要放出能量放出能量。
4、而一般化学反应。而一般化学反应中，旧键的断裂所吸收的总能量与新键形中，旧键的断裂所吸收的总能量与新键形成所放出的总能量是不相等的，而这个差成所放出的总能量是不相等的，而这个差值就是反应中能量的变化。所以化学反应值就是反应中能量的变化。所以化学反应过程中会有能量的变化。过程中会有能量的变化。化学反应中能量产生的原因：化学反应中能量产生的原因：第9页，此课件共61页哦键能：键能：断开断开1mol某化学键所需要的能量某化学键所需要的能量或形成断开或形成断开1mol某化学键所放出的某化学键所放出的能量。能量。第10页，此课件共61页哦观察下列示意图：观察下列示意图：你你发发现现了了吗吗？试计算：吸收的
5、能量和放出的能量相等试计算：吸收的能量和放出的能量相等吗？能量差到哪里去了？吗？能量差到哪里去了？第11页，此课件共61页哦实验测得实验测得1mol H2与与1mol Cl2反应生成反应生成2mol HCl时放出时放出184.6kJ的热量，从微观角度应如何的热量，从微观角度应如何解释？解释？679kJ862kJ吸收总能量吸收总能量放出总能量放出总能量第12页，此课件共61页哦反应热的计算：反应热的计算：H=679kJ/mol 862kJ/mol=183kJ/mol第13页，此课件共61页哦1、定义：、定义：化学反应过程中所释放或吸收的能量，都化学反应过程中所释放或吸收的能量，都可以热量（或换算
6、成相应的热量）来表述，可以热量（或换算成相应的热量）来表述，叫做叫做反应热反应热，又称为，又称为“焓变焓变”。2、符号：、符号：H3、单位：、单位：KJ/mol第14页，此课件共61页哦（1）反应）反应体系体系的能量的能量降低降低（即放热反应）（即放热反应），则，则H为为“”；（2）反应）反应体系体系的能量的能量升高升高（即吸热反应）（即吸热反应），则，则H为为“”；即：即：当当H为为“”（H0）时，为吸热反应）时，为吸热反应4、规定：、规定：第15页，此课件共61页哦通过此图大家还能发现这反应热，通过此图大家还能发现这反应热，H有有什么规律什么规律？第16页，此课件共61页哦我们可以发现：其
7、实我们可以发现：其实HE（生成物生成物的总能量）的总能量）E（反应物反应物的总能量）的总能量）HE（反应物反应物分子化学键断裂时分子化学键断裂时所吸收所吸收的总能量）的总能量）E（生生成物成物分子化学键形成时分子化学键形成时所释放所释放的总能量）的总能量）我们认识了反应热，那么我们认识了反应热，那么怎样书写怎样书写表示化学反应热的化学方程式？表示化学反应热的化学方程式？第17页，此课件共61页哦例例 1：1molC与与1molH2O(g)反应失成反应失成lmol CO(g)和和1mol H2(g)，需要吸收，需要吸收131.5kJ的热的热量，该反应的反应热为量，该反应的反应热为H=_ kJ/m
8、ol。例例 2：拆开：拆开 lmol HH键键、lmol NH键键、l molNN键键分分别别需要的能量是需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则则1mol N2生成生成NH3的反的反应热为应热为，1mol H2生成生成NH3的反的反应热为应热为。131.5-92KJ/mol-30.6KJ/mol第18页，此课件共61页哦二、学会热化学方程式的书写二、学会热化学方程式的书写什么是什么是热化学方程式？热化学方程式？表示参加反应表示参加反应物质的量物质的量和和反应热反应热的的关系关系的的化学方程式，叫做化学方程式，叫做热化学方程式热化学方程式请看以下请看以下两个例子两个例子，再思考！，再
9、思考！问题：问题：第19页，此课件共61页哦第20页，此课件共61页哦热化学方程式不仅表明了化学反应中热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。能量变化。意义：意义：第21页，此课件共61页哦通过以上两个例子，说明一下通过以上两个例子，说明一下热热化学方程式化学方程式与与一般的化学方程式一般的化学方程式的的书写书写有什么不同有什么不同？（1）书写热化学方程式要）书写热化学方程式要注明反应注明反应的温度和压强的温度和压强，（，（为什么？为什么？）而常）而常温、常压可以不注明，即不注明则温、常压可以不注明，即不注明则是常温、常压。是常
10、温、常压。第22页，此课件共61页哦（2）标出了）标出了反应物与生成物的状反应物与生成物的状态态：固体固体s，液体，液体l，气体，气体g；（为什么为什么要标出？）要标出？）（3）写出了反应热，还注明了）写出了反应热，还注明了“”，“”（4）方程式中的）方程式中的计量系数计量系数可以是可以是整数整数也可以是也可以是分数分数。第23页，此课件共61页哦问题：问题：反应物和生成物前的反应物和生成物前的系数系数它它代表了什么代表了什么？在方程式中在方程式中H它表示了它表示了什么意义什么意义？H它的它的值与什么有关系值与什么有关系？第24页，此课件共61页哦热化学方程式中各物质前的热化学方程式中各物质前
11、的化学计量数不化学计量数不表示表示分子个数分子个数，表示对应，表示对应物质的物质的量物质的物质的量。H（kJ/mol）它表示）它表示每摩尔反应每摩尔反应所放出的所放出的热量热量，H它的值与方程式中的计量系数它的值与方程式中的计量系数有关，即对于相同的反应，当有关，即对于相同的反应，当化学计量数化学计量数不同时不同时，其，其H不同不同。第25页，此课件共61页哦例例 题题1、当、当1mol气态气态H2与与1mol气态气态Cl2反应反应生成生成2mol气态气态HCl，放出，放出184.6KJ的热的热量，请写出该反应的热化学方程式。量，请写出该反应的热化学方程式。H2(g)+Cl2(g)=2HCl(
12、g)H=-184.6KJ/mol第26页，此课件共61页哦而这些书写也是对的而这些书写也是对的第27页，此课件共61页哦写出下列反应的热化学方程式写出下列反应的热化学方程式1、1molN2(g)与适量与适量O2(g)反应生成反应生成NO(g)，需吸收需吸收68kJ的热量；的热量；2、2molCu(s)与适量与适量O2(g)反应生成反应生成CuO(s)，放出，放出314kJ热量；热量；第28页，此课件共61页哦3、1g 硫粉在氧气中充分燃烧放出硫粉在氧气中充分燃烧放出 9.36kJ热量，写出硫燃烧的热化学方热量，写出硫燃烧的热化学方程式。程式。4、4g CO在氧气中燃烧生成在氧气中燃烧生成CO2
13、，放，放出出 9.6kJ热量，写出热量，写出CO燃烧的热化学燃烧的热化学方程式。方程式。第29页，此课件共61页哦5、已知、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)1/2O2(g)H2O(l)H3=c kJ/mol(4)2H2(g)O2(g)2H2O(l)H4=d kJ/mol则则a、b、c、d的关系正确的是的关系正确的是 。A、acd0 C、2a=b0 C第30页，此课件共61页哦6、在一定条件下，氢气和甲烷燃烧的化学方程式为：、在一定条件下，氢气和甲烷燃烧的化学方程式为：2H2
14、(g)+O2(g)=2H2O(l);H=572 kJ/mol CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);H=890 kJ/mol由由1mol 氢气和氢气和2mol甲烷组成的混合气体在上甲烷组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时放出的热量为多少。述条件下完全燃烧时放出的热量为多少。2066KJ第31页，此课件共61页哦 7.在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为：方程式为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=-571.6 kJ/mol C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)H=-2220 kJ/mol 5mol 氢
15、气氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ，则，则氢气和甲烷的体积比为氢气和甲烷的体积比为 A、1:3 B、3:1 C、1:4 D、1:1第32页，此课件共61页哦解解：设：设H2、C3H8的物质的量分别为的物质的量分别为x，y答：氢气和丙烷的体积比为答：氢气和丙烷的体积比为 3：1x+y=5 (571.6/2)(x)+2220y=3847 V(H2):V(C3H8)=n(H2):n(C3H8)=3.75:1.25=3:1 x=3.75 moly=1.25 mol第33页，此课件共61页哦实践活动实践活动中和反应反应热的测定中和反应反应热的测定中和热：中和热：稀
16、稀的的强酸强酸与与强碱强碱发生中和生成发生中和生成1mol液态液态H2O时所放出的热量。时所放出的热量。第34页，此课件共61页哦本节课，我们取一定量的盐酸和本节课，我们取一定量的盐酸和氢氧化钠溶液发生中和反应，哪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。反应热呢？请大家讨论回答。第35页，此课件共61页哦Q=m c t Q：中和反应放出的热量。：中和反应放出的热量。m：反应混合液的质量。：反应混合液的质量。c：反应混合液的比热容。：反应混合液的比热容。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
17、呢？我们如何得到上述数据呢？第36页，此课件共61页哦m的质量为所用酸、碱的质量和，测的质量为所用酸、碱的质量和，测出参加反应的酸、碱质量相加即可；出参加反应的酸、碱质量相加即可；c 需要查阅，需要查阅，t可用温度计测出反应前可用温度计测出反应前后的温度相减得到。后的温度相减得到。问酸、碱反应时，我们用的是它的问酸、碱反应时，我们用的是它的稀溶液，它们的质量应怎样得到？稀溶液，它们的质量应怎样得到？量出它们的体积，再乘以它们的密度量出它们的体积，再乘以它们的密度即可即可第37页，此课件共61页哦Q=（V酸酸酸酸V碱碱碱碱）c（t2t1）本实验中，我们所用一元酸、一元碱的体积均本实验中，我们所用
18、一元酸、一元碱的体积均为为50 mL，它，它 们的浓度分别为们的浓度分别为0.50 mol/L和和0.55 mol/L。由于是稀溶液，且为了计算简便，。由于是稀溶液，且为了计算简便，我们近似地认为，所用酸、碱溶液的密度均为我们近似地认为，所用酸、碱溶液的密度均为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)第38页，此课件共61页哦已知已知 V酸酸=V碱碱=50 mL。c酸酸=0.50 mol/L c碱碱=0.55 mol/L。酸酸=碱碱=1 g/cm3 c=4.18 J/（g）请把以上数据代入式请把以上数据代入式,得出得出Q的表示式。其的表示式。
19、其中热量的单位用中热量的单位用kJ。得出结果。得出结果。Q=0.418（t2t1）kJ 思考：思考：式表示的是不是该反应的反应热式表示的是不是该反应的反应热？是中和热吗？为什么？是中和热吗？为什么？第39页，此课件共61页哦式不是该反应的反应热，因为反应热是有正负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，故其的，中和反应放热，故其H为为“”。中和。中和热是稀的酸、碱中和生成热是稀的酸、碱中和生成 1mol水的反应热，水的反应热，而而50 mL 0.50 mol/L的盐酸与的盐酸与50 mL 0.55 mol/L 氢氧化钠反应后生成的水只有氢氧化钠反应后生成的水只有0.025 m
20、ol，故，故式表示的也不是中和热。式表示的也不是中和热。问题该反应的中和热应怎样表示呢？问题该反应的中和热应怎样表示呢？H=0.418(t2t1)0.025KJ/mol第40页，此课件共61页哦实验步骤：实验步骤：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），使使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。中和热的测定中和热的测定然后再在大、小烧杯之间填然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），满碎泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用泡沫塑料板（或大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间硬纸板）作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计开两
21、个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，如和环形玻璃搅拌棒通过，如下图所示。下图所示。第41页，此课件共61页哦大、小烧杯放置大、小烧杯放置时，为何要使两时，为何要使两杯口相平？填碎杯口相平？填碎纸条的作用是什纸条的作用是什么？对此装置，么？对此装置，你有何更好的建你有何更好的建议？议？第42页，此课件共61页哦答案：两杯口相平，可使盖板把杯口尽量答案：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、密封性能热量损失的目的。若换用隔热、密封
22、性能更好的装置（如保温杯）会使实验结果更更好的装置（如保温杯）会使实验结果更准确。准确。第43页，此课件共61页哦2.用一个量筒最取用一个量筒最取50 mL 0.50 mol/L盐酸，盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。记入下表。然后把温度计上的酸用水冲洗然后把温度计上的酸用水冲洗干净干净。温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗后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？的溶液能否倒入小烧杯？为什么？第44页，此课件共61页哦因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗，温度
23、计上的酸会和碱发生中和反应而冲洗，温度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失，故要冲洗干净；冲洗后的溶液使热量散失，故要冲洗干净；冲洗后的溶液不能倒入小烧杯，若倒入，会使总溶液的质不能倒入小烧杯，若倒入，会使总溶液的质量增加，而导致实验结果误差。量增加，而导致实验结果误差。第45页，此课件共61页哦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，并用温度计测量溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，溶液的温度，记入下表。记入下表。第46页，此课件共61页哦4.把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并烧杯的盐酸中，并把量筒中
24、的把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯溶液一次倒入小烧杯（注意不要洒到外（注意不要洒到外面）。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，面）。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，记为并准确读取混合溶液的最高温度，记为终止温度，记入下表。终止温度，记入下表。第47页，此课件共61页哦实验中所用实验中所用HCl和和NaOH的物质的量比为的物质的量比为何不是何不是1 1而是而是NaOH过量？若用过量？若用HCl过量过量行吗？行吗？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NaOH溶溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？第48页，此课件共61页
25、哦因为本实验的关键是测反应的反应热，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若动作迟缓，将会使热量损失而使误差增大。增大。为了保证为了保证0.50 mol/L的盐酸完全被的盐酸完全被NaOH中和，采用中和，采用0.55 mol/L NaOH溶溶液，使碱稍稍过量。若使盐酸过量，液，使碱稍稍过量。若使盐酸过量，亦可。亦可。第49页，此课件共61页哦5.重复实验两次，取测量所得数据的平重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。均值作为计算依据。第50页，此课件共61页哦议一议你所测得的数据是否为议一议你所测得的数据是否为57.3 kJ/mol，若不是，分析产生误差
26、，若不是，分析产生误差的原因。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（测量结果是量取溶液的体积有误差（测量结果是按按50 mL的酸、碱进行计算，若实际量的酸、碱进行计算，若实际量取时，多于取时，多于50 mL或小于或小于50 mL都会造都会造成误差）成误差）2.温度计的读数有误。温度计的读数有误。第51页，此课件共61页哦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，导致混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。实验误差。5.隔热操作不到位，致使实验过程中热隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。量损失而导致误差。6.测
27、了酸后的温度计未用水清洗而便测了酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的温度，致使热量损失而立即去测碱的温度，致使热量损失而引起误差。引起误差。第52页，此课件共61页哦实验原理：实验原理：Q=cmt Q:中和反应放出的热量。中和反应放出的热量。m:反应混合液的质量。反应混合液的质量。c：反应混合液的比热容。：反应混合液的比热容。t：反应前后溶液温度的差值。：反应前后溶液温度的差值。Q=（V酸酸酸酸V碱碱碱）碱）c（t2t1）实验名称实验名称中和反应中和反应 反应热的测定反应热的测定第53页，此课件共61页哦V酸酸=V碱碱=50 mL。c酸酸=0.50 mol/L c碱碱=0.55 mol/L酸
28、酸=碱碱=1 g/cm3c=4.18 J/（g）Q=0.418（t2t1）kJ实验步骤实验步骤误差分析误差分析H=0.418(t2t1)0.025KJ/mol第54页，此课件共61页哦实验目的：实验目的：测定强酸与强碱反应的反应热测定强酸与强碱反应的反应热学习重点：学习重点：中和反应反应热的测定原理和中和反应反应热的测定原理和方法方法第55页，此课件共61页哦实验用品实验用品大烧杯（大烧杯（500 mL）、小烧杯（）、小烧杯（100 mL）温度计、量筒（温度计、量筒（50 mL）两个、泡沫塑料）两个、泡沫塑料 或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个小孔）、
29、小孔）、环形玻璃搅拌棒环形玻璃搅拌棒。0.50 mol/L 盐酸、盐酸、0.55 mol/L NaOH溶液溶液第56页，此课件共61页哦1.我们利用什么原理来测定酸、碱反应的反应我们利用什么原理来测定酸、碱反应的反应热（也称中和热）呢？热（也称中和热）呢？2.中和热与反应热是否相同？它们之间有什中和热与反应热是否相同？它们之间有什么区别和联系？么区别和联系？不同；它们都是指化学反应放出的能量，但中不同；它们都是指化学反应放出的能量，但中和热仅指在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而和热仅指在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成生成1mol水时的反应热。任何一个化学反应水时的反应热。任何一个化学反应发生
30、所放出的热量都叫反应热，但却不一定发生所放出的热量都叫反应热，但却不一定是中和热。是中和热。问题问题第57页，此课件共61页哦讨论下列问题：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的盐的盐酸改为酸改为50 mL 0.50 mol/L醋酸，所测结醋酸，所测结果是否会有所变化？为什么？果是否会有所变化？为什么？2.若改用若改用100 mL 0.50 mol/L的盐酸和的盐酸和100 mL 0.55 mol/L的的NaOH溶液，所测中溶液，所测中和热的数值是否约为本实验结果的二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）？倍（假定各步操作没有失误）？第
31、58页，此课件共61页哦答案：答案：1.会有所变化。因为醋酸为弱电解质，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。其电离时要吸热，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否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成生成1 mol H2O时放出的热量，其数值与反时放出的热量，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）。无误，且无热量损失，则二者结果相同）。第59页，此课件共61页哦3、若实验中用稀、若实验中用稀H2SO4和和Ba(OH)2进行的反应，所得的进行的反应，所得的数值是否是中和热？数值是否是中和热？注意：中和热是理想状态下注意：中和热是理想状态下H+和和OH反应的反应热，其反应中不反应的反应热，其反应中不能生成气体或沉淀。能生成气体或沉淀。第60页，此课件共61页哦第61页，此课件共61页哦