第一節(jié) 化學反應與能量的變化

選修4第一章化學反應與能量第一節(jié)化學反應與能量的變化1、下列變化中，屬于放熱反應的是()A.Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應

B.點燃的鎂條在二氧化碳中繼續(xù)燃燒

C.灼熱的碳與二氧化碳的反應

D.碳酸鈣高溫分解復習回顧B2、下列關于1molH2在O2中完全燃燒生成水蒸氣所放出的能量的產生原因的說法中正確的是（）

A、該反應點燃后不需繼續(xù)加熱仍可持續(xù)進行

B、該反應在常溫很容易發(fā)生

C、H2和O2的總能量大于H2O的總能量

D、該反應條件下1molH2和0.5molO2的總能量大于1mol水蒸氣的總能量D復習回顧3、實驗測得常溫常壓下1molH2與Cl2完全反應時放出184.6kJ的熱量，請解釋其原因：［已知：拆開（或形成）1molH-H、Cl-Cl、

H-Cl所需的（或放出的）能量分別為436、

243、431（單位kJ/mol）］∴放出的能量＝862－679=183(kJ/mol)化學鍵斷裂時吸收的總能量=436+243=679(kJ/mol)化學鍵形成時放出的總能量=431×2=862(kJ/mol)化學反應的實質是反應物分子中舊化學鍵的斷裂和生成物分子中新化學鍵的形成的過程?；瘜W反應過程產生能量變化的微觀原因：斷鍵吸收的總能量>成鍵放出的總能量吸熱反應斷鍵吸收的總能量<成鍵放出的總能量放熱反應舊鍵斷裂需要吸收能量，新鍵形成需要放出能量。goH－H斷鍵Ｈ+Ｈ

++

Cl－

Cl

斷鍵Cl+Cl

H－ClH－ClH2+Cl2

〓2HCl

放431kJ·mol-1吸246kJ·mol-1吸243kJ·mol-1放431kJ·mol-1△E=2×431-246-243=862-679=183假想的中間物質一、反應熱和焓變4、單位：kJ/mol或kJ?mol-11、反應熱：化學反應過程中吸收或放出的熱量稱為反應熱。2、焓變：恒壓條件下的反應熱等于焓變。新知識3、符號：?H?H＝E生成物的總能量－E

反應物的總能量

?H＝E

斷鍵吸收的總能量－E

成鍵放出的總能量6、反應熱產生的原因：5、規(guī)定：

放熱反應：?H為“－”或?H<0

吸熱反應：?H為“＋”或?H>0

E生-E反>0

吸熱反應E生-E反<0

放熱反應H為“-”或H<0H為“+”或H>0環(huán)境能量如何轉換的，從哪里轉移到哪里？體系的能量如何變化？規(guī)定放熱反應的ΔH

為“－”、吸熱反應的ΔH

為“＋”是站在誰的角度，體系還是環(huán)境？放熱反應中體系＋－思考與交流從體系轉移到環(huán)境降低體系1molC與1molH2O(g)反應生成

lmolCO(g)和1molH2(g)，需要吸收131.5kJ的熱量，該反應的反應熱△H=

。＋131.5kJ/mol鞏固練習思考與交流例１∶在2000C、101KPa時，１molH2與碘蒸氣作用生成HI的反應，科學文獻上表示為∶H2（g）+I2（g）2HI（g）△H=一14.9KJ·mol-1200℃101kpa高溫高壓催化劑與我們熟悉的化學方程式有何不同？101KPa、250C時2molH2完全燃燒生成2mol水蒸氣時放出483.6kJ的熱量，生成液態(tài)水時放出571.6kJ的熱量。其熱化學方程式思考與交流2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)

△H=－483.6kJ/molH2(g)+O2(g)==H2O(g)

△H=-241.8kJ/mol12H2(g)+O2(g)==H2O(L)

△H=-285.8kJ/mol12H2O（g）=H2O（L）△H=-44kJ·mol-12H2(g)+O2(g)==2H2O(L)

△H=－571.6kJ/mol與我們熟悉的化學方程式有何不同？二、熱化學方程式探索新知1、定義：表示參加反應物質的量和反應熱的關系的化學方程式，叫做熱化學方程式。能夠表示化學反應熱效應的化學方程式應怎樣書寫？2、熱化學方程式的書寫（3）注明反應的溫度和壓強；若為101KPa，250C時的數據，常常不注明（2）注明所有反應物和生成物的聚集狀態(tài)；用S(固體)、l(液體)、g(氣體)、aq(溶液)表示（1）寫出反應熱，并注明△H的“＋”、“－”號；（4）方程式中化學計量數可以整數也可以是分數。但化學計量數必須與△H成正比1、寫出下列反應的熱化學方程式1）1molN2與適量O2反應生成NO2，吸收68kJ的熱量；課堂練習2）1molCu與適量O2反應生成CuO(s),放出157kJ熱量；N2(g)+2O2(g)==2NO2(g)

△H=+68kJ/mol2Cu(s)+O2(g)==2CuO(s)

△H=-314kJ/molCu(s)+O2(g)==CuO(s)

△H=-157kJ/mol12課堂練習2、(2003·江蘇)已知在25℃、101kPa下，1g

C8H18(辛烷)燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時放出48.40kJ熱量。表示上述反應的熱化學方程式正確的是(

)A、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g)△H=-48.40kJ·mol-1B、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=-5518kJ·mol-1C、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=+5518kJ·mol-1D、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=-48.40kJ·mol-1BA.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=－4bkJ/molB.C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)△H=+2bkJ/molC.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=－2bkJ/molD.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=+bkJ/mol3、（05全國卷I第13題）．已知充分燃燒ag乙炔氣體時生成1mol二氧化碳氣體和液態(tài)水，并放出熱量bkJ，則乙炔燃燒的熱化學方程式正確的是A課堂練習4、已知（1）H2(g)＋1/2O2

(g)

＝H2O(g)

ΔH1

=

akJ/mol（2）2H2(g)＋O2

(g)

＝2H2O(g)

ΔH2

=

bkJ/mol（3）H2(g)＋1/2O2

(g)

＝H2O(l)

ΔH3

=

ckJ/mol（4）2H2(g)＋O2

(g)

＝2H2O(l)

ΔH4

=

dkJ/mol則a、b、c、d的關系正確的是

。A、a<c<0B、b>d>0C、2a=b<0D、2c=d>0

C課堂練習高低物質所具有的總能量2A(g)+B(g)2C(g)5.分析右面的能量變化示意圖，下列熱化學方程式正確的是()A.2A（g）+B(g)=2C（g）；△H=a（a＞0）B.2A（g）+B(g)=2C（g）；△H=a（a＜0）C.2A+B=2C；△H=a（a＜0）D.2C=2A+B；△H=a（a＞0）B6、已知白磷和P4O6的分子結構如圖所示，現提供以下化學鍵的鍵能（kJ·mol1）：P—P：

198P—O：360O=O：498則反應

P4(白磷)+3O2=P4O6的反應熱△H為()A．-1638kJ·mol1

B．+1638kJ·mol1

C．-126kJ·mol1

D．+126kJ·mol1A課堂練習CO(g)+H2O(g)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)CO2(g)+H2(g)△H=+41

kJ/mol△H=-41

kJ/mol(1)(2)7、根據下列圖式，寫出反應的熱化學方程式(1)CO(g)+H2O(g)＝CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ/mol(2)CO2(g)+H2(g)＝CO(g)+H2O(g)△H=＋41kJ/mol作業(yè)：1、教材P6:第3題、第4題

復習：熱化學方程式的書寫注意？（1）必須注明反應的溫度和壓強（若不指明則為25℃、101kPa)（2）必須注明反應物、生成物的聚集狀態(tài)，不用標沉淀和氣體符號（3）熱化學方程式中的系數僅表示物質的量，因此可以為整數，也可以為分數。但反應熱的值必須與系數成正比。（4）放熱用“－”，吸熱用“+”，單位kJ/mol（5）反應逆向進行，其反應熱的數值與正反應相等、符號相反1.(08上海)已知：H2(g)＋F2(g)===2HF(g)△H=-270kJ/mol，下列說法正確的是()

A．2L氟化氫氣體分解成1L的氫氣和1L的氟氣吸收270kJ熱量

B．1mol氫氣與1mol氟氣反應生成2mol液態(tài)氟化氫放出的熱量小于270kJ

C．在相同條件下，1mol氫氣與1mol氟氣的能量總和大于2mol氟化氫氣體的能量

D．1個氫氣分子與1個氟氣分子反應生成2個氟化氫分子放出270kJC課前熱身2、在同溫同壓下，下列各組熱化學方程式中Q2>Q1的是（）A.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=-Q11/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g)△H=-Q2B.C(s)+1/2O2(g)=CO(g)△H=-Q1C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-Q2C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-Q12H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-Q2D.S(g)+O2(g)=SO2(g)△H=-Q1S(s)+O2(g)=SO2(g)△H=-Q2B課前熱身3.(08重慶)化學反應N2＋3H2

＝2NH3的能量變化如右圖所示，該反應的熱化學方程式是A、N2(g)＋3H2(g)＝2NH3(l)⊿H＝2(a-b-c)kJ/molB、N2(g)＋3H2(g)＝2NH3(g)⊿H＝2(b-a)kJ/molC、1/2N2(g)＋3/2H2(g)＝NH3(l)⊿H＝(b+c-a)kJ/mol

D、1/2N2(g)＋3/2H2(g)＝NH3(g)⊿H＝(a+b)kJ/mol

A課前熱身

實驗二中和熱的測定●實驗目的

測定強酸、強堿反應的中和熱●學習重點中和熱的測定原理和方法?！駥嶒炗闷反鬅?00mL）、小燒杯（100mL）

溫度計、量筒（50mL）兩個、泡沫塑料或紙條、泡沫塑料板或硬紙板（中心有兩個小孔）、環(huán)形玻璃攪拌棒。0.50mol/L鹽酸、0.55mol/L

NaOH溶液［問題］1.我們利用什么原理來測定酸、堿反應的中和熱呢？

2.中和熱與反應熱是否相同？它們之間有什么區(qū)別和聯系？不同;它們都是指化學反應放出的能量，但中和熱僅指在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應而生成1mol水時的反應熱。任何一個化學反應發(fā)生所放出的熱量都叫反應熱，但卻不一定是中和熱。本節(jié)課，我們取一定量的鹽酸和氫氧化鈉溶液發(fā)生中和反應，哪些數據可以幫助我們測出它們的反應熱呢？請大家討論回答。Q=mcΔt

①Q:中和反應放出的熱量。m：反應混合液的質量。c：反應混合液的比熱容。Δt：反應前后溶液溫度的差值。我們如何得到上述數據呢？m的質量為所用酸、堿的質量和，測出參加反應的酸、堿質量相加即可；c需要查閱，Δt可用溫度計測出反應前后的溫度相減得到。［問］酸、堿反應時，我們用的是它的稀溶液，它們的質量應怎樣得到？量出它們的體積，再乘以它們的密度即可。Q=（V酸ρ酸＋V堿ρ堿）·c·（t2－t1）

②

本實驗中，我們所用一元酸、一元堿的體積均為50mL，它們的濃度分別為0.50mol/L和0.55mol/L。由于是稀溶液，且為了計算簡便，我們近似地認為，所用酸、堿溶液的密度均為1g/cm3，且中和后所得溶液的比熱容為4.18J/（g·℃)已知

V酸=V堿=50mL。

c酸=0.50mol/Lc堿=0.55mol/L。

ρ酸=ρ堿=1g/cm3c=4.18J/（g·℃）請把以上數據代入式②,得出Q的表示式。其中熱量的單位用kJ。得出結果。

Q=0.418（t2－t1）kJ③思考：③式表示的是不是該反應的反應熱？是中和熱嗎？為什么？③式不是該反應的反應熱，因為反應熱是有正負的，中和反應放熱，故其ΔH為“－”。中和熱是稀的酸、堿中和生成1mol水的反應熱，而50mL0.50mol/L的鹽酸與50mL0.55mol/L氫氧化鈉反應后生成的水只有0.025mol，故③式表示的也不是中和熱。

［問題］該反應的中和熱應怎樣表示呢？ΔH=

－0.418（t2－t1）0.025kJ/mol實驗步驟：1.在大燒杯底部墊泡沫塑料（或紙條），使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平。然后再在大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑料（或紙條），大燒杯上用泡沫塑料板（或硬紙板）作蓋板，在板中間開兩個小孔，正好使溫度計和環(huán)形玻璃攪拌棒通過，如下圖所示。中和熱的測定大、小燒杯放置時，為何要使兩杯口相平？填碎紙條的作用是什么？對此裝置，你有何更好的建議？答案：.兩杯口相平，可使蓋板把杯口盡量蓋嚴，從而減少熱量損失；填碎紙條的作用是為了達到保溫隔熱、減少實驗過程中熱量損失的目的。若換用隔熱、密封性能更好的裝置（如保溫杯）會使實驗結果更準確。2.用一個量筒最取50mL0.50mol/L鹽酸，倒入小燒杯中，并用溫度計測量鹽酸的溫度，記入下表。然后把溫度計上的酸用水沖洗干凈。溫度計上的酸為何要用水沖洗干凈？沖洗后的溶液能否倒入小燒杯？為什么？

因為該溫度計還要用來測堿液的溫度，若不沖洗，溫度計上的酸會和堿發(fā)生中和反應而使熱量散失，故要沖洗干凈；沖洗后的溶液不能倒入小燒杯，若倒入，會使總溶液的質量增加，而導致實驗結果誤差。3.用另一個量筒量取50mL0.55mol/LNaOH溶液，并用溫度計測量NaOH溶液的溫度，記入下表。.酸、堿混合時，為何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯而不能緩緩倒入？.

因為本實驗的關鍵是測反應的反應熱，若動作遲緩，將會使熱量損失而使誤差增大。4.把溫度計和環(huán)形玻璃攪拌棒放入小燒杯的鹽酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯（注意不要灑到外面）。用環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕攪動溶液，并準確讀取混合溶液的最高溫度，記為終止溫度，記入下表。

實驗中所用HCl和NaOH的物質的量比為何不是1∶1而是NaOH過量？若用HCl過量行嗎？為了保證0.50mol/L的鹽酸完全被NaOH中和，采用0.55mol/LNaOH溶液，使堿稍稍過量。若使鹽酸過量，亦可。5.重復實驗兩次，取測量所得數據的平均值作為計算依據。若其中有一次數據與其它相差太大，應刪除。［議一議］你所測得的數據是否為57.3kJ/mol，若不是，分析產生誤差的原因?？赡艿脑蛴校?.量取溶液的體積有誤差（測量結果是按50mL的酸、堿進行計算，若實際量取時，多于50mL或小于50mL都會造成誤差）2.溫度計的讀數有誤。3.實驗過程中有液體灑在外面。4.混合酸、堿溶液時，動作緩慢，導致實驗誤差。5.隔熱操作不到位，致使實驗過程中熱量損失而導致誤差。6.測了酸后的溫度計未用水清洗而便立即去測堿的溫度，致使熱量損失而引起誤差。H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kJ·mol-1討論下列問題1.本實驗中若把50mL0.50mol/L的鹽酸改為50mL0.50mol/L醋酸，所測結果是否會有所變化？為什么？2.若改用100mL0.50mol/L的鹽酸和100mL0.55mol/L的NaOH溶液，所測中和熱的數值是否約為本實驗結果的二倍（假定各步操作沒有失誤）？答案：1.會有所變化。因為醋酸為弱電解質，其電離時要吸熱，故將使測得結果偏小。2.否。因中和熱是指酸與堿發(fā)生中和反應生成1molH2O時放出的熱量，其數值與反應物的量的多少無關，故所測結果應基本和本次實驗結果相同（若所有操作都準確無誤，且無熱量損失，則二者結果相同）。3、寫出下列表示中和熱的熱化學方程式。稀鹽酸與稀氫氧化鈉溶液反應稀硫酸與稀氫氧化鉀溶液反應AHCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ·mol-1