高中化學(xué) 第1章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量的變化課件 新人教版選修4

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1、1什么是化學(xué)鍵？提示使離子相結(jié)合或原子相結(jié)合的作用力通稱(chēng)為化學(xué)鍵。2如何用化學(xué)鍵的觀點(diǎn)解釋H2與Cl2反應(yīng)的過(guò)程？提示如果用化學(xué)鍵的觀點(diǎn)來(lái)解釋H2與Cl2反應(yīng)的過(guò)程，可以想象為兩個(gè)步驟：H2與Cl2中的化學(xué)鍵斷裂(舊化學(xué)鍵)，生成H和Cl；H和Cl結(jié)合成HCl，形成了H和Cl之間的化學(xué)鍵(新化學(xué)鍵)。 第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量的變化第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量的變化1了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因和常見(jiàn)的能量轉(zhuǎn)化形式。2認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中物質(zhì)和能量的變化。3了解反應(yīng)熱和焓變的含義。4認(rèn)識(shí)熱化學(xué)方程式的意義，并能正確書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式。 篤學(xué)一 焓變反應(yīng)熱1.反應(yīng)熱(1)定義化學(xué)反應(yīng)在一定條件下反應(yīng)時(shí)所 的熱量

2、。(2)特殊值焓變?cè)跅l件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)的即為焓變。(3)符號(hào)及單位符號(hào)：，單位，或。釋放或吸收釋放或吸收恒壓恒壓熱效應(yīng)熱效應(yīng)HkJ/molkJmol12化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中能量變化的原因(1)微觀角度化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)及特點(diǎn)舉例(以H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)反應(yīng)的能量變化為例)(2)宏觀角度化學(xué)鍵化學(xué)鍵反應(yīng)中能量變化反應(yīng)中能量變化1 mol AB化學(xué)鍵化學(xué)鍵反應(yīng)中能量變化反應(yīng)中能量變化HH吸收吸收 kJ共吸收共吸收 kJClCl吸收吸收 kJHCl放出放出 kJ共放出共放出 kJ結(jié)論結(jié)論H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)的反應(yīng)熱的反應(yīng)熱H183 kJmol143624343167986

3、23化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中能量變化的表示(2)舉例1 mol C 和1 mol H2O(g)反應(yīng)生成1 mol CO和1 mol H2，需吸收131.5 kJ的熱量，則該反應(yīng)的反應(yīng)熱H。131.5_kJmol1 篤學(xué)二 熱化學(xué)方程式1.熱化學(xué)方程式能表示參加反應(yīng)和關(guān)系的化學(xué)方程式。2熱化學(xué)方程式的意義熱化學(xué)方程式不僅表示的變化，還表明了 的變化。例如：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.5 kJmol1，表示在和 的條件下， C(s)和 H2O(g)完全反應(yīng)生成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)時(shí) 的熱量為131.5 kJ。 物質(zhì)的量物質(zhì)的量反應(yīng)熱的反應(yīng)熱的物質(zhì)物質(zhì)能量能量

4、25 101 kPa1 mol1 mol吸收吸收【慎思1】 下列說(shuō)法正確的是()。A反應(yīng)熱是1 mol物質(zhì)參加反應(yīng)時(shí)的能量變化B當(dāng)反應(yīng)放熱時(shí)H0，當(dāng)反應(yīng)吸熱時(shí)H0C在加熱條件下發(fā)生的反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)D在一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中，當(dāng)反應(yīng)物能量大于生成物能量時(shí)，反應(yīng)放熱，H為“”解析反應(yīng)在恒壓條件下吸收或放出的熱量為反應(yīng)熱，因此A錯(cuò)誤。反應(yīng)熱與反應(yīng)物所具有的能量有關(guān)，與反應(yīng)條件沒(méi)有直接關(guān)系，所以C錯(cuò)誤。在反應(yīng)中物質(zhì)所具有的總能量減少，即H0，反應(yīng)放熱，反之就吸熱，因此B錯(cuò)誤，D正確。答案D【慎思慎思2】 由圖分析，下列說(shuō)法正確的是由圖分析，下列說(shuō)法正確的是()。AABC和和BCA兩個(gè)反應(yīng)吸收或放出的能量?jī)蓚€(gè)

5、反應(yīng)吸收或放出的能量不等不等BABCH0CA具有的焓高于具有的焓高于B和和C具有的焓總和具有的焓總和DABCH0，則，則BCAH0解析由圖可看出，BC的焓高于A的焓，則反應(yīng)BCA一定是放熱反應(yīng)，H0；反之，ABC的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)，H0，根據(jù)能量守恒定律，兩反應(yīng)吸收和放出的熱量一定相等。答案D【慎思3】 如右圖汽油燃燒是個(gè)放熱反應(yīng)，請(qǐng)舉出我們常見(jiàn)的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)？提示(1)常見(jiàn)的吸熱反應(yīng)多數(shù)分解反應(yīng)，如石灰石分解。銨鹽與堿反應(yīng)，如：NH4Cl與Ba(OH)2反應(yīng)。以C、H2、CO作還原劑的氧化還原反應(yīng)，如：制水煤氣。(2)常見(jiàn)的放熱反應(yīng)多數(shù)化合反應(yīng)，如：CaO與水反應(yīng)?；顫娊饘倥c酸反應(yīng)，

6、如：Mg與稀H2SO4反應(yīng)。酸堿中和反應(yīng)，如：NaOH與稀鹽酸反應(yīng)。燃燒反應(yīng)，如：C、CO、H2的燃燒。【慎思4】 請(qǐng)用表格的形式比較熱化學(xué)方程式與普通化學(xué)方程式的差別。提示化學(xué)方程式化學(xué)方程式熱化學(xué)方程式熱化學(xué)方程式系數(shù)系數(shù)是整數(shù)，既表示物質(zhì)的是整數(shù)，既表示物質(zhì)的物質(zhì)的量又表示該物質(zhì)物質(zhì)的量又表示該物質(zhì)的分子數(shù)的分子數(shù)是整數(shù)也可以是分?jǐn)?shù)，是整數(shù)也可以是分?jǐn)?shù)，只表示物質(zhì)的物質(zhì)的量只表示物質(zhì)的物質(zhì)的量物質(zhì)的聚物質(zhì)的聚集狀態(tài)集狀態(tài)不要求注明不要求注明必須在化學(xué)式后注明必須在化學(xué)式后注明H正負(fù)號(hào)正負(fù)號(hào)及單位及單位不要求標(biāo)注不要求標(biāo)注放熱：放熱：H0；單位：?jiǎn)挝唬簁Jmol1意義意義表明了化學(xué)反應(yīng)中的

7、物表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化質(zhì)變化不僅表明了化學(xué)反應(yīng)中不僅表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化，也表明了的物質(zhì)變化，也表明了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化化學(xué)反應(yīng)中的能量變化類(lèi)型類(lèi)型比較比較放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)定義定義釋放熱量的化學(xué)反應(yīng)釋放熱量的化學(xué)反應(yīng)吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)形成原形成原因因反應(yīng)物具有的總能量大于反應(yīng)物具有的總能量大于生成物具有的總能量生成物具有的總能量反應(yīng)物具有的總能量小于反應(yīng)物具有的總能量小于生成物具有的總能量生成物具有的總能量與化學(xué)與化學(xué)鍵強(qiáng)弱鍵強(qiáng)弱的關(guān)系的關(guān)系生成物分子成鍵時(shí)釋放的生成物分子成鍵時(shí)釋放的總能量大于反應(yīng)物分子斷總能量大于反應(yīng)物分子斷裂時(shí)吸收的總能量裂

8、時(shí)吸收的總能量生成物分子成鍵時(shí)釋放的生成物分子成鍵時(shí)釋放的總能量小于反應(yīng)物分子斷總能量小于反應(yīng)物分子斷裂時(shí)吸收的總能量裂時(shí)吸收的總能量【例1】CO(g)與H2O(g)反應(yīng)的能量變化如圖所示，有關(guān)兩者反應(yīng)的說(shuō)法正確的是()。A該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)BCO(g)和H2O(g)具有的總能量大于CO2(g)和H2(g)具有的總能量C該反應(yīng)不需要加熱就能進(jìn)行D1 mol CO2(g)和1 mol H2(g)反應(yīng)生成1 mol CO(g)和1 mol H2O(g)要放出41 kJ熱量解析由能量變化可知，反應(yīng)產(chǎn)物的總能量比反應(yīng)物的總能量低，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，但并不是不需要加熱；當(dāng)1 mol CO2(g)和1 mol

9、 H2(g)反應(yīng)生成1 mol CO(g)和1 mol H2O(g)時(shí)，要吸收41 kJ熱量。答案B反應(yīng)物總能量大于反應(yīng)產(chǎn)物總能量的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，其逆過(guò)程為吸熱反應(yīng)，與反應(yīng)條件無(wú)必然的聯(lián)系。【體驗(yàn)1】下列說(shuō)法中正確的是()。A物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量變化，有能量變化的都是化學(xué)反應(yīng)B伴有能量變化的物質(zhì)變化都是化學(xué)變化C在一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)關(guān)系中，反應(yīng)物的總焓與反應(yīng)產(chǎn)物的總焓一定不同D在一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)關(guān)系中，反應(yīng)物的總焓總是高于反應(yīng)產(chǎn)物的總焓解析物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)都伴隨著能量的變化，伴有能量變化的物質(zhì)變化不一定是化學(xué)變化，當(dāng)物質(zhì)發(fā)生物理變化時(shí)也伴有能量變化，在一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)關(guān)系中，反

10、應(yīng)物的總焓(設(shè)為x)與反應(yīng)產(chǎn)物的總焓(設(shè)為y)之間的關(guān)系為xy，化學(xué)反應(yīng)為放熱反應(yīng)；xy，化學(xué)反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；xy，故選C。答案C1熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)的基本步驟第一步寫(xiě)出化學(xué)反應(yīng)方程式；第二步依據(jù)題目信息注明物質(zhì)狀態(tài)；第三步計(jì)算焓變數(shù)值；第四步確定焓變的符號(hào)(即正負(fù)號(hào))；最后寫(xiě)出熱化學(xué)方程式。2書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式應(yīng)注意的問(wèn)題(1)必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)因?yàn)榉磻?yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)不同，焓變H不同。因此，只有注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)才能完整地體現(xiàn)出熱化學(xué)方程式的意義和特點(diǎn)。一般用英文字母g、l、s表示物質(zhì)分別為氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)，稀溶液中的溶質(zhì)則用aq來(lái)表示。(2)H只能寫(xiě)在熱化學(xué)方程式的右邊且中間有空格。

11、若為放熱反應(yīng)，H為“”；若為吸熱反應(yīng)，H為“”。H的單位一般為kJmol1，該單位是表明參加反應(yīng)的各物質(zhì)的物質(zhì)的量與化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)式的系數(shù)相對(duì)應(yīng)，并不是指1 mol物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。(3)注明反應(yīng)條件焓變(H)與測(cè)定條件(溫度、壓強(qiáng)等)有關(guān)，如同一反應(yīng)在不同溫度下進(jìn)行時(shí)的焓變是不同的。因此書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式時(shí)應(yīng)注明H的測(cè)定條件。絕大多數(shù)H是在25 、101 325 Pa下測(cè)定的，此時(shí)可不注明溫度和壓強(qiáng)。(4)熱化學(xué)方程式中H的數(shù)值必須與化學(xué)式前面的系數(shù)相對(duì)應(yīng)。解析1 g甲醇燃燒生成CO2(g)和H2O(l)時(shí)放熱22.68 kJ，則1 mol甲醇(32 g)燃燒放熱：22.68 kJ327

12、25.76 kJ，2 mol甲醇燃燒放熱1 451.52 kJ。A、D中H的符號(hào)不正確，C中H的數(shù)值不正確。答案B熱化學(xué)方程式正誤判斷的“四看”“一看”化學(xué)原理是否正確；“二看”狀態(tài)是否標(biāo)明；“三看”反應(yīng)熱符號(hào)及單位是否正確；“四看”反應(yīng)熱數(shù)值是否與系數(shù)和狀態(tài)相對(duì)應(yīng)。解析A中未注明各物質(zhì)的聚集狀態(tài)，C中H的單位錯(cuò)，應(yīng)為kJmol1，D中反應(yīng)是放熱反應(yīng)，H0。答案B 實(shí)驗(yàn)探究一測(cè)定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹繙y(cè)定強(qiáng)酸與強(qiáng)堿反應(yīng)的反應(yīng)熱，體驗(yàn)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)?！緦?shí)驗(yàn)用品】?jī)x器：燒杯(250 mL)、量熱計(jì)、量筒、溫度計(jì)。藥品：鹽酸(1.0 molL1)、氫氧化鈉溶液(1.0 molL1)?！緦?shí)驗(yàn)步

13、驟】(1)制作簡(jiǎn)易的量熱計(jì)(2)向量熱計(jì)內(nèi)筒中加入1.0 molL1的鹽酸100 mL，蓋上杯蓋，插入溫度計(jì)，勻速攪拌后，記錄初始溫度T1；(3)向250 mL的燒杯中加入1.0 molL1的NaOH溶液100 mL，調(diào)節(jié)其溫度，使之與量熱計(jì)中的溫度相同；(4)快速將燒杯中的堿液倒入量熱計(jì)中蓋好杯蓋，均勻攪拌，記錄體系達(dá)到的最高溫度為T(mén)2；(5)重復(fù)以上操作，取平均值計(jì)算并準(zhǔn)確測(cè)量溫度(精確到0.1 K)。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)次數(shù)次數(shù)起始溫度起始溫度T1/K終止溫終止溫度度T2/K溫度差溫度差(T2T1)/K鹽酸鹽酸NaOH溶液溶液平均值平均值123(6)若上述若上述HCl、NaOH溶液的密度都近似為溶液的密度都近似為1 gcm3，中，中和后生成溶液的比熱容和后生成溶液的比熱容c4.18 kJK1kg1，起始溫度的平均，起始溫度的平均值為值為T(mén)1，終止溫度的平均值為，終止溫度的平均值為T(mén)2，則該中和反應(yīng)放出熱量為，則該中和反應(yīng)放出熱量為_(kāi)kJ(填表達(dá)式填表達(dá)式)。0.836(T2T1)