《高中化學專題一 化學反應與能量課件蘇教版選修4》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中化學專題一 化學反應與能量課件蘇教版選修4（33頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、從反應物和生成物具有的能量去考慮從反應物和生成物具有的能量去考慮放熱反應放熱反應吸熱反應吸熱反應能量能量反應過程反應過程反應物反應物生成物生成物放出放出熱量熱量能量能量反應過程反應過程反應物反應物生成物生成物吸收吸收熱量熱量E反反E生生E反反E生生HClHClHHHHClClClCl+436 kJ/mol243kJ/mol431 kJ/mol觀察下列示意圖：觀察下列示意圖：1、從該圖你獲得什么信息？、從該圖你獲得什么信息？2、你能計算出該反應過程中能量、你能計算出該反應過程中能量的變化為多少嗎？的變化為多少嗎？反應物分子反應物分子斷鍵斷鍵時時吸收吸收的能量的能量從微觀角度去考慮：從微觀角度去考

2、慮：反應物分子反應物分子斷鍵斷鍵時時吸收吸收的能量的能量放熱反應放熱反應生成物分子生成物分子成鍵成鍵時時釋放釋放的能量的能量一、反應熱一、反應熱定義：定義：化學反應過程中所釋放或化學反應過程中所釋放或吸收的能量吸收的能量, ,都可以熱量都可以熱量( (或換算成或換算成相應的熱量相應的熱量) )來表述來表述, ,叫做反應熱叫做反應熱, ,又稱為又稱為焓變焓變。 符號：符號：H單位：單位：kJ/mol或或kJmol-1（焓變）（焓變）體系能量釋放給環(huán)境而自身能量降低體系能量釋放給環(huán)境而自身能量降低反應熱的表示方法：反應熱的表示方法：H 0，H為為 “”吸熱反應：吸熱反應：體系從環(huán)境吸收能量而自身能

3、量升高體系從環(huán)境吸收能量而自身能量升高HCNOFClH436C415331N389293159O465343201138F565486272184155Cl431327201205252243 C=C 620 C=O 708 H2 + F2 = 2HF H2 + Cl2 = 2HCl 預測當生成預測當生成2 mol HF和和2 mol HCl時，哪個時，哪個 反應放出的熱量多？反應放出的熱量多？ 說說你的理由？說說你的理由？ 如何驗證你的預測？如何驗證你的預測？反應反應C(石墨石墨) C(金剛石金剛石)是吸熱反是吸熱反應應,由此可知由此可知A. 石墨比金剛石更穩(wěn)定石墨比金剛石更穩(wěn)定B. 該反應

4、的該反應的H 0 C. 金剛石比石墨穩(wěn)定金剛石比石墨穩(wěn)定D. 金剛石和石墨不能相互轉(zhuǎn)化金剛石和石墨不能相互轉(zhuǎn)化AB 課題二課題二 如何在化學方程式中正如何在化學方程式中正確反映其熱量變化？確反映其熱量變化？熱化學方程式熱化學方程式 能夠表示化學反應熱效應的化學方能夠表示化學反應熱效應的化學方程式程式思考思考交流交流與化學方程式相比，熱化學方與化學方程式相比，熱化學方程式有哪些不同？程式有哪些不同？正確書寫熱化學方程式應注意正確書寫熱化學方程式應注意哪幾點？哪幾點？ H2 I2 = 2HI 2H2 O2 = 2H2O點燃點燃書寫熱化學方程式的注意事項書寫熱化學方程式的注意事項物質(zhì)后需標聚集狀態(tài)（

5、物質(zhì)后需標聚集狀態(tài)（s s、l l、g g、aqaq）右端標熱量符號、數(shù)值和單位，右端標熱量符號、數(shù)值和單位， H H：吸熱用：吸熱用“+”+”，放熱用：，放熱用：“”?；瘜W計量數(shù)單位是化學計量數(shù)單位是“mol”mol”，而不是，而不是 “個個”。需注明反應的溫度和壓強，如不注需注明反應的溫度和壓強，如不注明條件，即指明條件，即指: 25 1.01: 25 1.0110105 5PaPa；熱化學方程式表示的意義熱化學方程式表示的意義反應物和生成物的種類反應物和生成物的種類反應中各物質(zhì)的物質(zhì)的量比和反應中各物質(zhì)的物質(zhì)的量比和質(zhì)量比質(zhì)量比反應中放出或吸收的熱量。反應中放出或吸收的熱量。（練習與鞏固

6、）依據(jù)事實，寫出下列反應的熱化學方程式 （）1mol碳完全燃燒放出393.5KJ的熱量； （）1克甲醇燃燒生成二氧化碳和水（液態(tài)）時放熱22.68KJ； （）1mol氯氣和水蒸氣通過灼熱的炭層反應，生成氯化氫和二氧化碳放出145KJ的熱量。 1、 1mol C與與1mol 水蒸氣反應生成水蒸氣反應生成1mol CO 和和1mol H2，需要吸收，需要吸收 131.5 kJ的熱量。寫出此反應的熱量。寫出此反應的熱化學方程式。的熱化學方程式。2、沼氣是一種能源，它的主要成分是、沼氣是一種能源，它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃燒生成完全燃燒生成CO2和和H2O時，放出時，放出445

7、 kJ的熱量。則下列熱化學方程式中正確的是的熱量。則下列熱化學方程式中正確的是A、 2CH4 ( g )4O2 ( g ) 2CO2 ( g ) 4H2O ( l ) H = +890 kJ/molB、 CH4 2 O2 CO2 H2O H = 890 kJ/molC、 CH4 ( g )2 O2 ( g ) CO2 ( g ) 2 H2O ( l ) H = 890 kJ/molD、 1/2CH4 ( g )O2 ( g ) 1/2CO2 ( g ) H2O ( l ) H = -890 kJ/molC3、已知、已知 （1）H2( g )1/2O2 ( g ) H2O ( g ) H1 =

8、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則則a、b、c、d的關(guān)系正確的是的關(guān)系正確的是 。A、acd0 C、2a=b0 C二二、燃燒熱、燃燒熱 什么是燃燒熱？是不是物質(zhì)燃燒放出什么是燃燒熱？是不是物質(zhì)燃燒放出的熱量就叫燃燒熱呢？的熱量就叫燃燒熱呢？ 在在25,25,101 kPa時，時，1 mol 物質(zhì)物質(zhì)完完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物全燃燒生成穩(wěn)定的氧化

9、物時所放出的熱時所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱。量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱。.燃燒熱通?？捎蓪嶒灉y得。燃燒熱通?？捎蓪嶒灉y得。.在理解物質(zhì)燃燒熱的定義時，要注意在理解物質(zhì)燃燒熱的定義時，要注意以下幾點：以下幾點：研究條件：研究條件： 25 ,101 kPa反應程度：完全燃燒，產(chǎn)物是穩(wěn)定的氧化反應程度：完全燃燒，產(chǎn)物是穩(wěn)定的氧化 物。物。燃燒物的物質(zhì)的量：燃燒物的物質(zhì)的量：1 mol研究內(nèi)容：放出的熱量。（研究內(nèi)容：放出的熱量。（H0，單位，單位kJ/mol）在未有特別說明的情況下，外界壓強一般在未有特別說明的情況下，外界壓強一般指指25 ,101 kPa.所謂完全燃燒也是完全氧所謂完全燃燒也是完

10、全氧化，它是指物質(zhì)中的下列元素完全轉(zhuǎn)變成對化，它是指物質(zhì)中的下列元素完全轉(zhuǎn)變成對應的穩(wěn)定物應的穩(wěn)定物 如如: C CO2(g)、H H2O（l）、）、S SO3 （g）練習練習1分析以下幾個熱化學方程式，哪個是表分析以下幾個熱化學方程式，哪個是表示固態(tài)碳和氣態(tài)氫氣燃燒時的燃燒熱的？為什么？示固態(tài)碳和氣態(tài)氫氣燃燒時的燃燒熱的？為什么？ A.C（s）O2（g）=CO(g);H=110.5 kJ/molB.C（s）O2（g）=CO2(g);H=393.5 kJ/molC.2H2(g)O2(g)=2H2O(l);H=571.6 kJ/molD.H2(g)O2(g)=H2O(g);H=241.8 kJ/

11、mol解析解析: A項項 C（s）燃燒未生成穩(wěn)定氧化物）燃燒未生成穩(wěn)定氧化物CO2(g)，故其反應熱不能叫燃燒熱；，故其反應熱不能叫燃燒熱；B項符合項符合燃燒熱的定義燃燒熱的定義；C項項H2雖然轉(zhuǎn)變成了穩(wěn)定的氧雖然轉(zhuǎn)變成了穩(wěn)定的氧化物化物H2O（l），但由于其反應熱表示的是），但由于其反應熱表示的是2 mol H2 完全燃燒時的熱量變化，故不能叫燃完全燃燒時的熱量變化，故不能叫燃燒熱；燒熱；D項項參加燃燒的參加燃燒的H2雖然是雖然是1 mol，但其，但其生成生成H2O（g），而不是），而不是H2O（l），故它的反），故它的反應熱也不為應熱也不為H2的燃燒熱。的燃燒熱。 你能根據(jù)題中信息寫出表示

12、你能根據(jù)題中信息寫出表示HH2 2燃燒熱的燃燒熱的熱化學方程式嗎？熱化學方程式嗎？H2（g） O2（g）= H2O（l）；）；H= 285.8 kJ/mol 21 由于計算燃燒熱時，由于計算燃燒熱時，可燃物質(zhì)是以可燃物質(zhì)是以1 mol 1 mol 作為標準來計算的，所以熱化學方程式的化作為標準來計算的，所以熱化學方程式的化學計量系數(shù)學計量系數(shù)常出現(xiàn)分數(shù)。常出現(xiàn)分數(shù)。二、燃燒熱的計算及應用二、燃燒熱的計算及應用例題例題1.在在101 kPa時，時，1 mol CH4 完全燃完全燃燒生成燒生成CO2和液態(tài)和液態(tài)H2O，放出，放出890.3 kJ的熱量，的熱量，CH4的燃燒熱為多少？的燃燒熱為多少？

13、1000 L CH4（標準狀況）（標準狀況）燃燒后所產(chǎn)生的熱量為多少？燃燒后所產(chǎn)生的熱量為多少？ 解析：根據(jù)題意，在解析：根據(jù)題意，在101 kPa時，時，1 mol CH4完全完全燃燒的熱化學方程式為：燃燒的熱化學方程式為：CH4（g）2O2（g）=CO2（g）2H2O（l）H=890.3 kJ/mol即即CH4的燃燒熱為的燃燒熱為890.3 kJ/mol。1 000 L CH4（標準狀況）的物質(zhì)的量為：（標準狀況）的物質(zhì)的量為：n(CH4)= =44.6 mol1 mol CH4 完全燃燒放出完全燃燒放出890.3 kJ的熱量，的熱量，44.6 mol CH4 完全燃燒放出的熱量為：完全燃

14、燒放出的熱量為： 44.6 mol890.3 kJ/mol=3.97104 kJ答案：答案：CH4的燃燒熱為的燃燒熱為890.3 kJ/mol，1 000 L CH4（標準狀況）完全燃燒產(chǎn)生的熱量為（標準狀況）完全燃燒產(chǎn)生的熱量為3.97104 kJ。2.葡萄糖是人體所需能量的重要來源之一。葡萄糖燃燒葡萄糖是人體所需能量的重要來源之一。葡萄糖燃燒的熱化學方程式為：的熱化學方程式為：C6H12O6（s）6O2（g）=6CO2（g）6H2O（l）H=2 800 kJ/mol 葡萄糖在人體組織中氧化的熱化葡萄糖在人體組織中氧化的熱化學方程式與它燃燒的熱化學方程式相同。計算學方程式與它燃燒的熱化學方程

15、式相同。計算100 g葡萄葡萄糖在人體中完全氧化時所產(chǎn)生的熱量。糖在人體中完全氧化時所產(chǎn)生的熱量。解析：解析： 根據(jù)題意，葡萄糖的燃燒熱為根據(jù)題意，葡萄糖的燃燒熱為2 800 kJ/mol，100 g葡萄糖的物質(zhì)的量為：葡萄糖的物質(zhì)的量為： n(C6H12O6)=0.556 mol1 mol C6H12O6完全燃燒放出完全燃燒放出2 800 kJ的熱量，的熱量，0.556 mol C6H12O6完全燃燒放出的熱量為：完全燃燒放出的熱量為： 0.556 mol2 800 kJ/mol=1 557 kJ答案：答案：100 g葡萄糖在人體中完全氧化時產(chǎn)生葡萄糖在人體中完全氧化時產(chǎn)生1 557 kJ的

16、熱量。的熱量。三、能源 能源就是能提供能量的自然資源，包括化石燃能源就是能提供能量的自然資源，包括化石燃料（料（煤、石油、天然氣煤、石油、天然氣）、陽光、風力、流水、潮）、陽光、風力、流水、潮汐以及柴草等。能源的開發(fā)和利用可以用來衡量一汐以及柴草等。能源的開發(fā)和利用可以用來衡量一個國家或地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展和科學技術(shù)水平。個國家或地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展和科學技術(shù)水平。 煤、石油、天然氣是當今世界上重要的化石燃料。煤、石油、天然氣是當今世界上重要的化石燃料。 但它們的蘊藏有限，且不可再生。但它們的蘊藏有限，且不可再生。解決的辦法解決的辦法 ：開源節(jié)流。即開發(fā)新能源，節(jié)約現(xiàn)有能源，提高能開源節(jié)流。即開發(fā)新能源，

17、節(jié)約現(xiàn)有能源，提高能源的利用率。源的利用率。 節(jié)約能源的重要措施：節(jié)約能源的重要措施：科學地控制燃燒反應，使燃料充分燃燒，提高能科學地控制燃燒反應，使燃料充分燃燒，提高能源的利用率。源的利用率。 H H2 2(g)+1/2O(g)+1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g) O(g) H H1 1=-241.8kJ/mol=-241.8kJ/mol 那么，那么，H H2 2的燃燒熱的燃燒熱H H究竟是多少？如何計算？究竟是多少？如何計算？ 已知：已知： H H2 2O(g)=HO(g)=H2 2O(l) O(l) H H2 2=-44kJ/mol=-44kJ/mol H H2 2(g)+

18、1/2O(g)+1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l) O(l) H=H=H H1 1+ +H H2 2=-285.8kJ/mol=-285.8kJ/mol下列數(shù)據(jù)下列數(shù)據(jù)H H1 1表示燃燒熱嗎？表示燃燒熱嗎？WHYWHY如何測出這個反應的反應熱如何測出這個反應的反應熱： （1 1）C(s)+1/2OC(s)+1/2O2 2(g)=CO(g) (g)=CO(g) H H1 1=?=?C(s)+1/2OC(s)+1/2O2 2(g)=CO(g) (g)=CO(g) H H1 1=? =? CO(g)+1/2OCO(g)+1/2O2 2(g)= CO(g)= CO2 2(g) (g)

19、H H2 2=-283.0kJ/mol=-283.0kJ/molC(s)+OC(s)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H H3 3=-393.5kJ/mol=-393.5kJ/molv + + = = ，v 則則 H H1 1 + + H H2 2 = =H H3 3v所以，所以， H H1 1 = =H H3 3- - H H2 2 =-393.5kJ/mol+ 283.0kJ/mol=-=-393.5kJ/mol+ 283.0kJ/mol=-110.5kJ/mol110.5kJ/mol應用了什么規(guī)律？應用了什么規(guī)律？ 不管化學反應是分一步不管化學反應是分一步完成或分幾

20、步完成，其反應完成或分幾步完成，其反應熱是相同的。熱是相同的。 化學反應的反應熱只與化學反應的反應熱只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應的途徑無關(guān)。而與反應的途徑無關(guān)。如何理解蓋斯定律？ H H、H H1 1、H H2 2之間有何關(guān)系？之間有何關(guān)系？H=H=H H1 1+H H2 2BHACH1H2例例1：寫出：寫出石墨變成金剛石石墨變成金剛石的熱化學方程式的熱化學方程式 (25,101kPa,101kPa時時)說明說明： （1 1）可以在書中查找需要的數(shù)據(jù)可以在書中查找需要的數(shù)據(jù) （2 2）并告訴大家你設(shè)計的理由。）并告訴大家你設(shè)計的理由。先思考，之后小組討論匯報

21、先思考，之后小組討論匯報查燃燒熱表知：查燃燒熱表知：C(石墨，石墨，s)+O2(g)=CO2(g) H H1 1=-=-393.5kJ/mol393.5kJ/molC(金剛石，金剛石，s)+O2(g)=CO2(g) H H2 2=-=-395.0kJ/mol395.0kJ/mol所以，所以， - 得：得： C(石墨，石墨，s)= C(金剛石，金剛石，s) H=+1.5kJ/mol 觀察該熱化學方程式，回答：金剛石能自動變成石墨嗎？需要什么條件？你知道神六的火箭燃料是什么嗎？例例2 2：某次發(fā)射火箭，用：某次發(fā)射火箭，用N N2 2H H4 4（肼）在（肼）在NONO2 2中燃燒，生中燃燒，生成

22、成N N2 2、液態(tài)、液態(tài)H H2 2O O。已知：。已知： N N2 2(g)+2O(g)+2O2 2(g)=2NO(g)=2NO2 2(g) (g) H H1 1=+67.2kJ/mol =+67.2kJ/mol N N2 2H H4 4(g)+O(g)+O2 2(g)=N(g)=N2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l) O(l) H H2 2=-534kJ/mol =-534kJ/mol 假如都在相同狀態(tài)下，請寫出發(fā)射火箭反應的熱化學假如都在相同狀態(tài)下，請寫出發(fā)射火箭反應的熱化學方程式。方程式。2 N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l) H=-1135.2kJ/mol 思考：如何選擇火箭燃料？思考：如何選擇火箭燃料？對照書中燃燒熱的表格對照書中燃燒熱的表格1、怎么比較各種燃料？、怎么比較各種燃料？2、若只考慮能量，用什么最好？、若只考慮能量，用什么最好？3、只考慮能量行嗎？為什么？、只考慮能量行嗎？為什么？比沖性能、自燃特性、無毒、可貯存比沖性能、自燃特性、無毒、可貯存