人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第一章 化学反应与能量第一节 化学反应与能量变化多媒体教学ppt课件

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2、化学反应中能量的变化（吸收和放出），可 以 、 、 及其它形式的能量 表现出来。
当能量变化以热能的形式表现时，化学反应可以分为：
3、放热反应与吸热反应
反 高
生 低
生 高
反 低
① 化学反应中放出热量的反应。②③
E (反应物) E (生成物)
a. 物质与O2的氧化反应（燃烧，生锈等）；
b. 中和反应（酸碱）；
c. 金属与水r酸的反应；
d. 绝大多数化合反应（CaO与H2O）。
C + CO2 === 2CO
放热反应有时也需要 加热才能发生！
① 化学反应中吸收热量的反应。②③
a. Ba(OH)2·8 H2O晶体与NH4Cl晶体反应；
b. H2与CuO等还原反应；
c. C作还原剂的反应；
d. 绝大多数分解反应。
C + CO2 == 2CO
C + H2O == CO + H2
化学反应中所吸收或放出的热量。
恒温恒压下，反应热称“焓变”。
kJ/ml 或 kJ • ml–1
注：单位中的每ml是与整个反应对应的，即反应热表示每ml反应放出或吸收的热量。
放热反应 (体系能量降低)：
吸热反应 (体系能量升高)：
所谓体系是指被研究的物质系统；而体系以外的其他部分就称为环境
4）化学反应中能量变化的原因
旧键断裂 — 吸收能量
新键形成 — 放出能量
679kJ/ml － 862kJ/ml = －183kJ/ml
5）焓变与键能的关系（微观）
例 1：1ml C与 1ml H2O(g) 反应生成 lml CO(g) 和1ml H2(g)，需要吸收131.5kJ的热量，该反应的反应热为△H = kJ/ml。
例 2：拆开 1ml H－H键、1ml N－H键、1ml N≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则1ml N2生成NH3的反应热为 ，则1ml H2生成NH3的反应热为 。
－30.67 kJ/ml
相当于 1/3 ml N2
6）焓变与物质能量的关系（宏观）
任何一个化学反应都包括物质的变化和能量的变化。那么，有什么表达式能把这两种变化都表示出来？
【例1】 在200℃、101kPa时，1 ml H2与碘蒸气作用生成HI的反应，科学文献上表示为：
能表示参加反应物质的量和反应热的 关系的化学方程式。
表示1ml气态H2与1ml气态碘完全反应，生成2ml气态HI时，放出14.9kJ的热量。
　③ 2H2 (g) + O2(g) = 2H2O(l)； △H= – 571.6 kJ/ml
　④ 2H2O(l) = 2H2 (g) + O2(g) ； △H= + 571.6 kJ/ml
⑴ 一般应注明反应的温度、压强；
△H与实验的条件、物质的状态有关！
（250C ，101kPa时不注明）
⑵ 一定标明各物质的状态（s、l、g、aq） ；
△H= + 44 kJ/ml
⑶ ΔH只放右边，以空格与标有物质状态的化学方程式隔开(数值及单位) 放热： ΔH < 0； 吸热： ΔH > 0；
⑷ 系数仅仅表示物质的量，不表示分子或原子个数； 故系数可以是整数、分数、小数；
⑸ΔH的值与系数相匹配。
系数加倍，ΔH值也加倍。
正逆反应的ΔH绝对值相等，符号相反。
⑹ 反应物完全变成生成物，所释放或吸收的热量。
⑺ 热化学方程式一般不要写反应条件。
例1：当1ml气态H2与1ml气态Cl2反应生成2ml气态HCl，放出184.6kJ的热量，请写出该反应的热化学方程式。
H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) ∆H =－184.6 kJ/ml
2H2(g) + 2Cl2(g) = 4HCl(g) ∆H =－369.2 kJ/ml
例2：1ml N2(g) 与适量O2(g) 反应生成NO2 (g)， 需吸收68kJ的热量；写出热化学方程式。
N2(g) + 2O2(g) = 2NO2 (g) ∆H = + 68 kJ/ml
例3、沼气的主要成分是甲烷。0.5 ml CH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445 kJ的热量。则下列热化学方程式中正确的是（ ）
A、2CH4( g ) ＋ 4O2( g ) ＝ 2CO2( g ) ＋ 4H2O ( l ) ΔH = + 890 kJ/ml
B、CH4 ＋ 2O2 ＝ CO2 ＋ H2O ΔH = – 890 kJ/ml
C、CH4 ( g ) ＋ 2 O2 ( g ) ＝ CO2 ( g ) ＋ 2 H2O ( l ) ΔH = – 890 kJ/ml
D、 1/2CH4 ( g ) ＋ O2 ( g ) ＝ 1/2CO2 ( g ) ＋ H2O ( l ) ΔH = – 890 kJ/ml
ΔH = – 445 kJ/ml
小结：化学方程式与热化学方程式的比较
三、中和反应反应热的测定
测定强酸与强碱反应的反应热，体验化学反应的热效应。
大烧杯（500ml）、小烧杯（100ml）、温度计、量筒（50ml) 两个﹑ 泡沫塑料或纸条﹑泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个小孔）﹑ 环形玻璃搅拌棒
中和热：在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1ml水所产生的反应热
1.保温。在大烧杯底部垫泡沫塑料，使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料，大烧杯上用泡沫塑料板（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，如图所示。
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、密封性能更好的装置（如保温杯）会使实验结果更准确。
思考1：大、小烧杯放置时，为何要使两杯口相平？填碎泡沫塑料（或碎纸条）的作用是什么？对此装置，你有何更好的建议？
思考2：为什么不用环形铁搅拌棒？
铁与盐酸之间会发生反应，另外铁的导热性好，这样都会造成热量的损失。
2.用一个量筒最取50 mL 0.50 ml/L盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。
思考3：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？
答：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，故要冲洗干净；冲洗后的溶液不能倒入小烧杯，若倒入，会使溶液的总质量增加，而导致实验结果误差。
3.用另一个量筒量取50 mL 0.55 ml/L NaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。
思考4：实验中所用HCl和NaOH的物质的量比为何不是1∶1而是NaOH过量？
答：为了保证0.50 ml/L的盐酸完全被NaOH中和，采用0.55 ml/L NaOH溶液，使碱稍稍过量。
思考5：酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？
答：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。
4.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NaOH溶液一次倒入小烧杯（注意不要洒到外面）。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，记为终止温度，记入下表。
5.重复实验两到三次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。
1、取三次测量所得数据的平均值作为计算依据
如果某一次实验的数据与另外两次实验的数据差异明显，怎么办？
2.计算反应热50mL0.50 ml/L的盐酸的质量m1=50g50mL0.55 ml/L的氢氧化钠溶液的质量m2=50g中和后生成的溶液的比热容c＝4.18J/(g·℃)
Q＝（m1＋ m2 ）c (t2－t1) =0.418（t2－t1）kJ
生成1mlH2O时放出的热量为：
参考值：-57.3kJ/ml