11111111111111周小明.ppt
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1、 能源与材料、信息一起被称为现代能源与材料、信息一起被称为现代社会发展的三大支柱。人类文明始于用社会发展的三大支柱。人类文明始于用火火-热能的使用,现代社会的一切活热能的使用,现代社会的一切活动都离不开能源,在影响全球经济和生动都离不开能源,在影响全球经济和生活的各种因素中,能源居于首位。活的各种因素中,能源居于首位。 化学反应与能量化学反应与能量新物质的生成新物质的生成化学反应化学反应的特征的特征【高一高一知识回顾知识回顾】问题问题 1、化学反应中存在能量变化的主要原因是:、化学反应中存在能量变化的主要原因是: 断开断开化学键需要化学键需要吸收吸收能量,能量,形成形成化学化学键键释放释放能量
2、(微观)。能量(微观)。 2、化学反应是吸热反应还是放热反应主、化学反应是吸热反应还是放热反应主要的主要取决于?要的主要取决于? 3、物质的能量越高,越物质的能量越高,越 ,键能,键能 也就也就 。不稳定不稳定越小越小4 4、你所知道的化学反应中有哪些是放热、你所知道的化学反应中有哪些是放热反应?反应?哪些是吸热反应?哪些是吸热反应? NaOH固体溶于水、浓固体溶于水、浓H2SO4的稀释、气体的的稀释、气体的液化等属于液化等属于放热过程放热过程; 多数铵盐溶于水、升华、蒸发、分子形成原子多数铵盐溶于水、升华、蒸发、分子形成原子属于属于吸热过程吸热过程。第一章第一章 化学反应与能量化学反应与能量
3、化学反应与能量的变化化学反应与能量的变化1一、反应热一、反应热 焓变焓变 1 1、概念:化学反应过程中所、概念:化学反应过程中所释放释放或或吸收吸收的的 能量,都可以能量,都可以用热量用热量(或转换成相应的热量)(或转换成相应的热量)来表述来表述,叫做,叫做反应热反应热。 恒压条件下,恒压条件下,反应的热效应反应的热效应又等于又等于“焓变焓变”。符号:符号:H ;单位:单位:kJ/mol 或或 kJmol-1放热反应:放热反应:吸热反应:吸热反应:H0或或 H为为“”H0 或或H为为“”放热放热反应物反应物生成物生成物能量能量反应过程反应过程H H0 0吸热吸热反应物反应物生成物生成物能量能量
4、反应过程反应过程H H0 0 2、焓变与放热反应、吸热反应的关系、焓变与放热反应、吸热反应的关系HE(生成物的总能量生成物的总能量)E(反应物的总能量反应物的总能量) 3、焓变的表达方式、焓变的表达方式:HH(生成物的焓生成物的焓) H(反应物的焓反应物的焓)放热放热反应物反应物生成物生成物能量能量反应过程反应过程H H0 0吸热吸热反应物反应物生成物生成物能量能量反应过程反应过程H H0 0E(kJ/mol)反应历程反应历程H2 + Cl22H + 2Cl2HClH= 183kJ/mol436 kJ/mol (H2)243 kJ/mol (Cl2) 2431 kJ/mol= 862 kJ/m
5、ol例如例如:H2 + Cl2 = 2HCl【整体图像分析整体图像分析】:H反应物的总键能反应物的总键能生成物的总键能生成物的总键能1、练习:已知、练习:已知键能?键能? NN 946KJ/mol, H-H 436KJ/mol, H-N 391KJ/mol N2(g) +3H2(g) 2NH3(g),从理论从理论 上计算上计算H为为 ( ) A+1800KJ/mol B.+92KJ/mol C.-92KJ/mol D.-46KJ/mol C 【典例导析典例导析1】比较下列反应或过程中的热量或比较下列反应或过程中的热量或反应热的相对大小。反应热的相对大小。H2(g)+ O2(g) H2O(g)
6、H1=a kJ/mol2H2(g)+O2(g) 2H2O(g) H2=b kJ/molH2(g)+ O2(g)H2O(l) H3=c kJ/mol2H2(g)+O2(g) 2H2O(l) H4=d kJ/mol则则a、b、c、d间的大小关系为间的大小关系为 。2121迁移应用迁移应用1 已知已知(1)H2(g)+ O2(g) H2O(g) H=a kJ/mol;(2)2H2(g)+O2(g) 2H2O(g) H=b kJ/mol;(3)H2(g)+ O2(g) H2O(l) H=c kJ/mol; (4) 2H2(g)+O2(g) 2H2O(l) H=d kJ/mol。关于它们的下列表述正确的
7、是关于它们的下列表述正确的是()A.acd0C.2a=b02121迁移迁移2 根据以下根据以下3个热化学方程式:个热化学方程式:2H2S(g)+3O2(g) 2SO2(g)+2H2O(l) H=-Q1 kJ/mol2H2S(g)+ O2(g) 2S(s)+2H2O(l) H=-Q2 kJ/mol2H2S(g)+O2(g) 2S(s)+2H2O(g) H=-Q3 kJ/mol对对Q1、Q2、Q3三者大小关系的判断正确的是三者大小关系的判断正确的是A.Q1Q2Q3B.Q1Q3Q2C.Q3Q2Q1D.Q2Q1Q3答案答案 A二、热化学方程式二、热化学方程式热化学方程式?热化学方程式? 表示参加反应物
8、质的表示参加反应物质的物质的量物质的量和和反应热反应热关系的化学方程式,叫做关系的化学方程式,叫做热热化学方程式。化学方程式。1:概念:概念:2:意义:意义:表明了化学反应中的表明了化学反应中的 变变化和化和 变化。变化。H H2 2(g)+I(g)+I2 2(g)=2HI(g) (g)=2HI(g) H=H=14.9kJ/mol14.9kJ/mol200200101kPa101kPa物质变化物质变化能量变化能量变化 思考与交流思考与交流2: 热化学方程式与化学方程式热化学方程式与化学方程式有什么区有什么区别别?书写时应当书写时应当注意哪哪些问题注意哪哪些问题?请看课本请看课本3-4页页例子例
9、子,再思考回答?,再思考回答?H2(g)+I2(g) = 2HI(g) H=14.9kJ/mol200200101kPa101kPa H2(g)+ O2(g)=H2O (g) H=241.8kJ/mol12 H2(g)+ O2(g)=H2O (l) H=285.8kJ/mol12 H2O(g)=H2(g)+ O2(g) H=241.8kJ/mol1 12 22H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H=483.6kJ/mol3 3、热化学方程式书写注意事项:、热化学方程式书写注意事项:热化学方程式中热化学方程式中化学计量数化学计量数可以是整数也可以是整数也可以是分数可以是分数需注明需注明反应的
10、温度和压强,反应的温度和压强,如不注明条如不注明条件,即指件,即指: 25 1.01105Pa;需标需标物质的状态物质的状态(s、 l、 g、 aq )所以:所以:热化学方程式中热化学方程式中不用不用“”“”“”对于相同的反应,当对于相同的反应,当化学计量数不同化学计量数不同时,时,其其H H不同不同。H2(g) + O2(g)=H2O(g) H=241.8kJ/mol122H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H=483.6kJ/mol化学方程的化学方程的右边右边必须写上必须写上H,并用并用“空格空格”隔开隔开, H:吸热用:吸热用“+”,放热用:,放热用:“”,单,单位是位是kJ/mol
11、或或J/mol对于两个方向相反的反应,其对于两个方向相反的反应,其H数数值相等值相等,符号相反符号相反。例如:例如: H2(g)+ O2(g)=H2O(g) H=241.8kJ/mol1 12 2 H2O(g) =H2(g)+ O2(g) H=241.8kJ/mol1 12 2对于可逆反应的情况,如何来分析?对于可逆反应的情况,如何来分析?例如:例如:H2(g)+2(g) 2H(g) H=92.4kJ/mol 表示表示1 mol氮气和氮气和3 mol氢气完全反应生成氢气完全反应生成2 mol氨气所放出的热量为氨气所放出的热量为92.4 kJ。但实际上但实际上1 mol N2(g)和和3 mol
12、 H2(g)充分反应,充分反应,不可能生成不可能生成2 mol NH3(g),故实际反应放出的故实际反应放出的热量肯定小于热量肯定小于92.4 kJ。=【典例导析典例导析1】比较下列反应或过程中的热量或比较下列反应或过程中的热量或反应热的相对大小。反应热的相对大小。H2(g)+ O2(g) H2O(g) H1=a kJ/mol2H2(g)+O2(g) 2H2O(g) H2=b kJ/molH2(g)+ O2(g)H2O(l) H3=c kJ/mol2H2(g)+O2(g) 2H2O(l) H4=d kJ/mol则则a、b、c、d间的大小关系为间的大小关系为 。21213、已知:、已知:H2(g
13、)+Cl2(g)=2HCl(g) H=-184.6kJ/mol 则反应则反应HCl(g)=H2(g)+ Cl2(g)的的H为(为( )A.+184.6 kJ/mol B.-92.3 kJ/molC.-369.2 kJ/mol D.+92.3 kJ/molD例:例:0.3mol的气态高能燃料乙硼烷的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中完全燃烧,生成)在氧气中完全燃烧,生成固态固态B2O3和液态水,放出和液态水,放出649.5kJ热热量,其热化学方程式为量,其热化学方程式为又已知又已知H2O(l)=H2O(g) H=+44kJ/mol,则则11.2L(STP)乙硼烷完全燃烧生成气态水)乙硼烷完全
14、燃烧生成气态水时放出的热量是时放出的热量是kJ B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l) H=-2165kJ/mol 迁移应用迁移应用4 (1)肼()肼(N2H4)又称联氨,是一种)又称联氨,是一种可燃性的液体,可用作火箭燃料。已知在可燃性的液体,可用作火箭燃料。已知在101 kPa时时, 32.0 g N2H4在氧气中完全燃烧生成氮气,在氧气中完全燃烧生成氮气,放出热量放出热量624 kJ(25时时),N2H4完全燃烧反应的完全燃烧反应的热化学方程式是热化学方程式是(2)水的电离方程式:)水的电离方程式: H2O+H2O H3O+OH-,若液态肼能够按,若液态肼能够按照类
15、似方式电离,请写出电离方程式:照类似方式电离,请写出电离方程式: 。(3)若肼和强氧化剂液态)若肼和强氧化剂液态H2O2反应,产生反应,产生大量大量N2和水蒸气放出大量热,已知在此条件和水蒸气放出大量热,已知在此条件下下0.4 mol肼与足量肼与足量H2O2(l)反应放出反应放出256.652 kJ的热量,则该反应的热化学方程式为的热量,则该反应的热化学方程式为 ; 若若H2O(l) H2O(g) H=+44 kJ/mol,则则16 g液态肼与足量的液态液态肼与足量的液态H2O2反应生成液态水反应生成液态水时放出的热量是时放出的热量是 kJ。1、1克克氢气燃烧生成液态水放出氢气燃烧生成液态水放
16、出142.9 kJ热量,表示该反应的热化学方程式正确的热量,表示该反应的热化学方程式正确的是是 ( )B4、沼气是一种能源,它的主要成分是、沼气是一种能源,它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃烧生成完全燃烧生成CO2和和H2O时,放出时,放出445 kJ的热量。则下列热化学方程式中正确的是的热量。则下列热化学方程式中正确的是5、相同条件下,下列两个反应的反应热相同条件下,下列两个反应的反应热分别用分别用H1 、H2 表示,则表示,则 ( )A. Q1 Q2 B. Q1 =Q2C. 2Q1 Q2 D. 2Q1 =Q26. 在在25、101kPa下,下,1g甲醇燃烧生成甲醇燃烧生成C
17、O2和液和液态水时放热态水时放热22.68kJ,下列热化学方程式正确的是,下列热化学方程式正确的是ACH3OH(l)+O2(g)= CO2(g)+2H2O(l) H=+725.8 kJ/molB2CH3OH(l)+3O2(g)= 2CO2(g)+4H2O(l) H=1452 kJ/molC2CH3OH(l)+3O2(g)= 2CO2(g)+4H2O(l) H=725.8 kJ/molD2CH3OH(l)+3O2(g)= 2CO2(g)+4H2O(l) H=+1452 kJ/mol7、火箭推进器中盛有液态肼、火箭推进器中盛有液态肼(N2H4)和液态双氧水,混合时,和液态双氧水,混合时,立即产生氮
18、气和水蒸气,并放出大量的热。已知立即产生氮气和水蒸气,并放出大量的热。已知6.4g液态肼与液态双氧水完全反应生成氮气和水蒸气时,液态肼与液态双氧水完全反应生成氮气和水蒸气时,放出放出128.326kJ热量。下列热化学方程式正确的是热量。下列热化学方程式正确的是 盐酸与氢氧化钠溶液反应,盐酸与氢氧化钠溶液反应,观察反应中溶液温度的变化。观察反应中溶液温度的变化。回顾高一回顾高一实验实验23盐酸温度盐酸温度/NaOH溶液温溶液温度度/ 中和反应后温度中和反应后温度/ 室温室温室温室温反应后温度升高反应后温度升高结论:结论:中和反应是放热反应中和反应是放热反应。1、中和热:、中和热:(1)定义:在稀
19、溶液中,酸定义:在稀溶液中,酸与与碱碱发生中发生中和反应生成和反应生成1molH2O时所时所释放释放的热量。的热量。(2)实质:实质:H+ + OH H2O 实践活动实践活动2、中和反应反应热的测定、中和反应反应热的测定(1)实验目的)实验目的:(2)实验用品)实验用品:仪器:仪器:药品:药品:测定测定强酸强酸与与强碱强碱反应的反应的反应热反应热请带着下面的问题阅读课本请带着下面的问题阅读课本P5P5的的实验步骤实验步骤内容:内容: 问题:问题:1.1.参加反应的酸与碱是否完全反应?为什么?参加反应的酸与碱是否完全反应?为什么?2.2.反应前测量酸与碱能否用同一支温度计?反应前测量酸与碱能否用
20、同一支温度计?3.3.上述实验装置和操作存在最大的问题是什么?实验上述实验装置和操作存在最大的问题是什么?实验 中做了那些措施?中做了那些措施?4.4.实验中若用弱酸代替强酸或用弱碱代替强碱,会造实验中若用弱酸代替强酸或用弱碱代替强碱,会造 成怎样的结果?成怎样的结果?5.5.实验为什么要重复测量三次?实验为什么要重复测量三次?数据处理数据处理 (4 4)、计算反应热:)、计算反应热: n0.50mol L10.050L0.025molc4.18J/(g)t(t2t1)H4.1810-3kJ/(g)100g(t2t1)0.50mol L10.050L0.025 0.418(t2t1)HkJ/m
21、olmm1m2100g1 1、50 mL 0.50 mol/L盐酸与盐酸与50 mL 055 mol/LNaOHNaOH溶液在右图所示的装置中进行中和反应。通溶液在右图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中放热计算中和热:过测定反应过程中放热计算中和热:(1)(1)从实验装置上看,图中尚缺从实验装置上看,图中尚缺 少一种玻璃用品是少一种玻璃用品是 。(2)(2)烧杯间填满碎纸条的作用是烧杯间填满碎纸条的作用是 。 (3)(3)大烧杯上如不盖硬纸板,求大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值得的中和热数值 ( (填:填:“偏大偏大”、“偏小偏小”、“无影响无影响”) )练习:练习:(4)实验
22、中改用实验中改用60mL 0.50 mol/L盐酸跟盐酸跟50mL0.55 mol/L NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,测得中溶液进行反应,与上述实验相比,测得中和热的数值和热的数值 (填填“相等相等”、“不相等不相等”)并简述理并简述理由:由: 。 (5)用相同浓度和体积的氨水代替用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述溶液进行上述 实验,测得中和热的数值会实验,测得中和热的数值会 ;用;用50mL 0.50 mol/L NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热韵数值溶液进行上述实验,测得的中和热韵数值会会 。(均填均填“偏大偏大”、偏小偏小”、“无影响无影响”) (6)若三次平行
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