高中化學 1.1化學反應與能量的變化課件 新人教版選修4.ppt
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第一節(jié) 化學反應與能量的變化,問題:,化學反應過程中為什么會有能量的 變化?(用學過的知識回答),,化學反應的實質:反應物分子中化學鍵斷裂,形成新的化學鍵,重新組合成生成物的分子的過程。 舊鍵斷裂需要吸收能量, 新鍵形成需要放出能量。 而一般化學反應中,舊鍵的斷裂所吸收的總能量與新鍵形成所放出的總能量是不相等的,而這個差值就是反應中能量的變化。所以化學反應過程中都會有能量的變化。,H2(g)+Cl2 (g) =2HCl (g) 放熱183kJ,例 :拆開 lmol H—H鍵、lmol N-H鍵、lmolN≡N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kj,則1mol N2生成NH3的反應熱為 。,-92KJ/mol,反應物的總能量高,,,,生成物的總能量低,生成物的總能量高,,,,反應物的總能量低,放熱反應,吸熱反應,化學反應的過程,可以看成是能量的“貯存”或“釋放”的過程,宏觀:能量守恒作用,?H?,1、定義:,化學反應過程中所釋放或吸收的 熱量,叫做反應熱,又稱為“焓變”,2、符號:,?H,3、單位:,KJ/mol,4、規(guī)定:,(1)、反應體系的能量降低(即 放熱反應),則?H為“-”;,(2)、反應體系的能量升高(即 吸熱反應),則?H為“+”;,即:,當?H為“-”( ?H0)時,為放熱反應,當?H為“+”( ?H0)時,為吸熱反應,一、反應熱 焓變,二、熱化學方程式: 1、概念:能夠表示反應熱的化學方程式叫做熱化學方程式。,我們已經認識了反應熱,那么如何在化學方程式中正確反映其熱量的變化?,思考 交流,與化學方程式相比,熱化學方程式有哪些不同? 正確書寫熱化學方程式應注意哪幾點?,請看以下幾個例子,再思考!,H2(g)+I2(g)======2HI(g) △H=-14.9kJ/mol,200℃ 101kPa,熱化學方程式包含物質變化和能量變化兩個部分,二者缺一不可。 普通化學方程式只包含物質變化一個部分。,物質變化,,,能量變化,★書寫熱化學方程式的注意事項,1、化學方程的右邊必須寫上△H,并用“空格”隔開, △H:吸熱用“+”,放熱用:“-”, 單位是kJ/mol或J/mol,注意:“+”不能省寫,H2(g)+I2(g)======2HI(g) △H=-14.9kJ/mol,200℃ 101kPa,2、熱化學方程式需注明測定時的溫度和壓強。對于 25℃ 101kPa時進行的反應可不注明。普通化學方程式不需注明溫度和壓強。,,如不注明條件,即指: 25℃ 1.01×105Pa;,熱化學方程式的書寫要注意:,3、熱化學方程式需注明各物質的狀態(tài)。 普通化學方程式不需注明物質的狀態(tài)。,注:物質后需標聚集狀態(tài) s(固體)、l (液體) 、g (氣體) 、aq (稀溶液),熱化學方程式的書寫要注意:,熱化學方程式的書寫要注意:,4、熱化學方程式中化學計量數表示參加反應的各物質的物質的量,可為整數或分數。 普通化學方程式中化學計量數宏觀上表示各物質的物質的量,微觀上表示原子分子數目,只能為整數,不能為分數。,5、若化學方程式中各物質的系數加倍,則△H的數值也加倍;若反應逆向進行,則△H改變符號,但絕對值不變,1、當1mol氣態(tài)H2與1mol氣態(tài)Cl2反應 生成2mol氣態(tài)HCl,放出184.6KJ的熱 量,請寫出該反應的熱化學方程式。,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ?H =-184.6KJ/mol,練習:,這些書寫也是對的!,2H2(g)+2Cl2(g)=4HCl(g) ?H =-369.2KJ/mol,寫出下列反應的熱化學方程式 (1)1molC(固態(tài))與適量H2O(氣態(tài)) 反應,生成CO(氣態(tài))和H2(氣態(tài)),吸收131.3kJ的熱量 (2)0.5molCu(固態(tài)) 與適量O2(氣態(tài)) 反應, 生成CuO(固態(tài)), 放出78.5 kJ的熱量,C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H=+131.3KJ/mol,2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s) △H= - 314KJ/mol,250C (1.01×105)Pa下,4g CO在氧氣中燃燒生成CO2, 放出 9. 6kJ熱量,寫出CO燃燒的熱化學反應方程式。,2CO ( g) + O2 (g) = 2CO2 ( g ) △H = - 134.4 kJ/mol,2CO + O2 = 2CO2,2×28g/mol,△H,-9.6kJ,4 g,2×28g/mol : 4g = △H :- 9.6 kJ,△H =-134.4 kJ/mol,放熱,2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H=-4b kJ 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H=-4b kJ/mol C. C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(g) △H=-4b kJ/mol D. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H=+4b kJ/mol E. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H=-b kJ/mol,已知充分燃燒 a g 乙炔氣體時生成1mol二氧化碳氣體和液態(tài)水,并放出熱量 b kJ,則乙炔燃燒的熱化學方程式正確的是( ),B,點撥:熱化學方程式書寫正誤的判斷可從△H的正負號、物質的聚集狀態(tài)、物質的量的大小、單位等主要方面入手,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CO2和H2O時,放出445 kJ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 ) ΔH = +890 kJ/mol,B . CH4 +2 O2 = CO2 + H2O ΔH = -890 kJ/mol,C . CH4 ( g )+2 O2 ( g )=CO2 ( g )+2 H2O ( l ) ΔH = -890 kJ/mol,D . 1/2CH4 ( g )+O2 ( g )=1/2CO2 ( g ) + H2O ( l ) ΔH = -890 kJ/mol,C,已知在1×105Pa,25 ℃條件下,2mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484kJ熱量,下列熱化學方程式正確的是 ( ) A. H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g) ΔH=+242kJ·mol-1 B. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-484kJ·mol-1 C. H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH=+242kJ·mol-1 D. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=+484kJ·mol-1,A,在同溫同壓下,下列各組熱化學方程式中Q2Q1的是 ( ) A. H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=-Q1 1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g) △H=-Q2 B. C(s)+1/2O2(g)=CO (g) △H=-Q1 C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-Q2 C. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-Q1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-Q2 D. S(g)+O2(g)=SO2(g) △H=-Q1 S(s)+O2(g)=SO2(g) △H=-Q2,B,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 下列關系式中正確的是( ) A.ad0 C.2a=b0,C,二、中和熱 1.定義:在稀溶液中,酸跟堿發(fā)生中和反應,生成1mol水時的反應熱叫做中和熱。 2. 中和熱的表示: H+(aq)+OH-(aq)=H2O (1) △H=-57.3kJ/mol,3、對中和熱的理解應注意以下幾點: (1)定義中的“稀溶液”一般是指酸、堿的物質的量濃度均小于或等于1 mol/L的溶液。因為溶液混合時會產生溶解熱效應,而影響中和熱的測定。,(2)實驗測得生成1 mol水放出57.3 kJ的熱量是指強酸強堿在稀溶液中發(fā)生中和反應時的中和熱,有弱酸或弱堿參加的中和反應,實驗測出的中和熱數值一般低于57.3 kJ,因為弱電解質反應時會繼續(xù)電離,電離時要吸熱。,(3)中和熱是以生成1 mol H2O所放出的熱量來定義的,因此在書寫中和熱的熱化學方程式時,就以生成1 mol H2O為標準來配平其余物質的化學計量數。如:,根據化學反應的情況不同,反應熱種可分為:燃燒熱、中和熱、溶解熱等 。,木炭燃燒釋放熱能,什么是燃燒熱呢?是不是物質燃燒所釋放的熱量就是燃燒熱呢?,三、燃燒熱,鎂條燃燒釋放熱能,定義:在 101 kPa時,lmol物質完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量,叫做該物質的燃燒熱。單位是kJ/mol。,1. 燃燒熱,1、 生成物一定要穩(wěn)定,狀態(tài)要穩(wěn)定,要完全燃燒(生成物不能再燃燒)。,例1: C完全燃燒應生成CO2(g),而生成CO(g)屬于不完全燃燒。,例2:H2燃燒生成液態(tài)H2O,而不是氣態(tài)水蒸氣。,C → CO2(g),H2 → H2O(l),在理解物質燃燒熱的定義時,要注意以下幾點:,2、燃燒熱一般是由實驗測得。物質燃燒時放出的熱量多少與外界條件(如溫度、壓強)有關(如果未注明條件,就是指25℃、101 kPa時的熱量);還與反應物和生成物的聚集狀態(tài)有關。 3、定義中“1 mol物質”是指1 mol純凈物(單質或化合物)。,4、 在書寫燃燒熱的熱化學方程式時,其他物質的計量數常以分數表示,△H=-285.8kJ/mol,例:H2 (g) 十 O2 (g)=H2O (l),5、文字敘述燃燒熱時,用“正值”;“ΔH”表示時為負值。 例如,CH4的燃燒熱為890.31 kJ/mol 或ΔH=-890.31 kJ/mol。,下列說法或表示方法正確的是( ) A.等質量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒,后者放出的熱量多 B.由C(石墨)→C(金剛石) ΔH=+1.19 kJ/mol可知,金剛石比石墨穩(wěn)定 C.在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol,若將含0.5 mol H2SO4的濃硫酸與含1 mol NaOH的稀溶液混合,放出的熱量大于57.3 kJ D.在101kPa、25℃時,2 g H2完全燃燒生成液態(tài)水,放出285.8 kJ熱量,氫氣燃燒的熱化學方程式表示為:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-285.8 kJ/mol,C,已知H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol。若向三份等體積、等物質的量濃度的NaOH溶液中分別加入:①稀醋酸;②濃硫酸;③稀硝酸至恰好完全反應,并將上述過程中放出的熱量分別記為Q1、Q2、Q3。下列關系式中正確的是( ) A.Q1Q3Q2 B.Q1Q2Q3 C.Q1Q2=Q3 D.Q1=Q2=Q3,A,已知1g氫氣燃燒生成液態(tài)水放出142.9 kJ的熱量,則氫氣燃燒熱的熱化學方程式為( ) A.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-142.9 kJ/mol B.2H2(g) +O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ/mol C.2H2+1/2O2===2H2O ΔH=-571.6 kJ/mol D.H2(g) +1/2O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ/mol,D,下列關于熱化學反應的描述中正確的是( ) A.HCl和NaOH反應的中和熱ΔH=-57.3 kJ/mol,則H2SO4和Ca(OH)2反應的中和熱為2×(-57.3)kJ/mol B.CO(g)的燃燒熱是283.0 kJ/mol,則表示CO燃燒熱的熱化學方程式為 CO(g)+1/2O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0 kJ/mol C.需要加熱才能發(fā)生的反應一定是吸熱反應 D.1 mol硫燃燒生成氣態(tài)三氧化硫所放出的熱量是硫磺的燃燒熱,B,下列熱化學方程式書寫正確的是(ΔH的絕對值均正確)( ) A.C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-1367.0 kJ/mol(燃燒熱) B.NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=+57.3 kJ/mol (中和熱) C.S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-296.8 kJ/mol(反應熱) D.2NO2===O2+2NO ΔH=+116.2 kJ/mol(反應熱),C,25℃,101 kPa時,強酸與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應的中和熱為57.3 kJ/mol,辛烷的燃燒熱為5518 kJ/mol。下列熱化學方程式書寫正確的是( ) A.2H+(aq)+SO42-(aq)+Ba2+(aq)+2OH-(aq)===BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol B.KOH(aq)+1/2H2SO4(aq)===1/2K2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol C.C8H18(l)+25/2O2(g)===8CO2(g)+9H2O(g) ΔH=-5518 kJ/mol D.2C8H18(g)+25O2(g)===16CO2(g)+18H2O(l) ΔH=-5518 kJ/mol,B,(1)許多化學反應的反應熱可以直接測量,其測量的儀器叫做__________________。 (2)下列ΔH表示物質燃燒熱的是____;表示物質中和熱的是 。 A. 2H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH1 B. C(s)+1/2O2(g)===CO(g) ΔH2 C. CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH3 D. C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH4 E. C6H12O6(s)+6O2(g)===6CO2(g)+6H2O(l) ΔH5 F. NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l) ΔH6 G. 2NaOH(aq)+H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH7 H. CH3COOH(aq)+NaOH(aq)===CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH8,量熱計,DE,F,1. 能源,能源就是能提供能量的資源,包括化石燃料(煤、石油、天然氣)、陽光、風力、流水、潮汐以及柴草等。,四、能源,2. 我國能源狀況,我國目前使用的主要能源是化石燃料,是不能再生的,最終將會枯竭。有人說我國已探明的煤和石油儲量已足以使用好幾百年,我們根本不必要節(jié)約能源?,解決能源危機的辦法是開源節(jié)流,即開發(fā)新能源和節(jié)約現有的能源,提高能源的利用率。,3.新能源的開發(fā),1)新能源包括太陽能、生物能、風能、氫能、地熱能、海洋能。,太陽能草坪燈,2)新能源的主要優(yōu)勢是:資源豐富,可以再生,為再生性能源,對環(huán)境沒有污染或污染少,很可能成為未來的主要資源。,- 配套講稿:
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