化学课件《化学反应中的能量变化》

第三节 化学反应中的能量变化,,一. 化学反应中的能量变化,2.常见的放(吸)热反应,1.金属与酸的反应 2.可燃物的燃烧反应 3.酸碱中和反应 4.大多数化合反应,1.氢氧化钡晶体与氯化铵固体的反应 2. 用C 、H2 、CO还原金属氧化物的反应 3.某些加热分解反应,反应物的总能量高,生成物的总能量低,生成物的总能量高,反应物的总能量低,放热反应,吸热反应,反应物的总能量=生成物的总能量+放出的热量,生成物的总能量=反应物的总能量+吸收的热量,化学反应的过程,可以看成是能量的“贮存”或“释放”的过程,,(吸收能量),(放出能量),吸收能量放出能量,吸收能量放出能量,放热反应,吸热反应,化学反应的热效应来源于反应过程中断裂旧键并形成新化学键时的能量变化。,二、反应热,1.定义：在化学反应过程中放出或吸收的热量， 通常叫做反应热。,2.符号：用H表示。,3.单位：一般采用kJ/mol。,4.研究对象：一定压强下，在敞口容器中发生 的反应所放出或吸收的热量。 （即反应的恒压热效应）,5.研究方法： a：实验法：直接测量，测量的 仪器叫量热计 b：计算法,,反应热H是表示发生化学反应过程中整个反应体系中的能量增加或者减少的量值。,若反应后体系的能量增加（吸热反应） 则H为“”值 ，即H0,反应热的表示：,若反应后体系的能量减少（放热反应） 则H为“” 值，即H0,6、反应热计算,信息： 1mol Cl2分子中的化学键断裂时需要吸收243KJ的热量 1mol H2分子中的化学键断裂时需要吸收436KJ的热量 1mol Cl 原子和1mol H 原子结合生成1mol HCl分子，其化学键形成时释放出432KJ的热量,问题： 你能根据上述数据计算出反应H2+Cl2=2HCl的反应热吗？,结论： 化学反应热效应H反应物的键能总和生成物的键能总和,(243KJ/mol+ 436KJ/mol) 2432KJ/mol = 185KJ/mol,,练习1：,1molC(s)与1molH2O(g)反应生成 1molCO(g)和1molH2(g),需要吸收 131.5 kJ 的热量，该反应的反应热 为H 。,131.5 kJmol,拆开 lmol HH键、lmol NHlmolNN键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946N，则1mol N2生成NH3的反应热为 ，1mol H2生成NH3的反应热为 。,分析：N2(g)3H2(g)2NH3(g)，因拆开 lmol NH键和生成 lmol NH键吸收和释放出的能量相等，所以此反应的反应热计算如下： 23391kJ/mol 946kJ/mol 3436kJ/mol =92kJ/mol,lmolN2生成NH3的反应热H = 92kJ/mol 而 lmol H2只与 mol N2反应， 反应热 H= 92/3KJ/mol= 30.6KJ/mol ，,1/3,练习2：,1、概念：表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式,CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)； = 890.3 kJ/mol,三、热化学方程式:,,反应放出或吸收的热量的多少与外界的温度和压强有关，需要注明，不注明的指101kPa和25时的数据。,因为物质的聚集状态不同所含的能量也不同。,1）要注明温度和压强:,2）反应物和生成物要注明聚集状态:,2、书写热化学方程式应注意以下几点,H2（g)+ O2(g)=H2O(l)；H=285.8KJ/mol,H2（g)+ O2(g)=H2O(g)；H=241.8KJ/mol,H2O(l)H2O(g)；H=+44KJ/mol,3）热化学方程式中各物质前的化学计量数表示物质的量不表示分子数,因而必要时可用分数。一般出现分数时是以某一反应物或生成物为“1mol”时其它物质才出现的。,H2（g）+Cl2(g)=2HCl(g)；H=184.6KJ/mol,4） H的表示： 热化学方程式中的H的“”与“”一定要注明， “”代表吸热， “”代表放热 无论热化学方程式中化学计量数为多少，H的单位总是KJ/mol，但H的数值与反应式中的系数成比例,H2（g）+ Cl2(g)= HCl(g)；H=？KJ/mol,5）方程式与反应热之间用“ ；”隔开。,、热化学方程式表示的意义,1）表示什么物质参加反应，结果生成什么物质,2）反应物和生成物之间的质量比、物质的量比,3）反应物完全变成生成物后所放出或吸收的热量。,质量能,H2（g)+ O2(g)=H2O(g)；H=241.8KJ/mol,意义 ： 热化学方程式既表明了化学反应中的物质 变化，也表明了化学反应中的能量变化。,,已知方程式2H2（g)+O2(g)=2H2O(l)； H1=571.6KJ/mol，则关于方程式 2H2O(l) = 2H2（g)+O2(g)； H2=？的 说法中正确的是 A.方程式中化学计量数表示分子数 B.该反应的H2大于零 C.该反应的H2 571.6KJ/mol D.该反应表示36g水分解时的热效应,练习：,B,盖斯定律,不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。 化学反应的反应热（ H）只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。,,如何理解盖斯定律？,H、H1、H2之间有何关系？,H=H1+H2,B,H,C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H1=? CO(g)+1/2O2(g)= CO2(g) H2=-283.0kJ/mol C(s)+O2(g)=CO2(g) H3=-393.5kJ/mol, + = ， 则 H1 + H2 =H3 所以,H1 =H3- H2 =-393.5kJ/mol-（- 283.0kJ/mol） =-110.5kJ/mol,如何测出这个反应的反应热： （1）C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ；H1=?,练习：,,你知道神六的火箭燃料是什么吗？,某次发射火箭，用N2H4（肼） 在NO2中燃烧，生成N2、 液态H2O。已知： N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)； H1=+67.2kJ/mol N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ； H2=-534kJ/mol 假如在相同状态下，写出发射火箭反应的热化学方程式。,2 N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l) ; H=-1135.2kJ/mol,A,高考怎么考？ 一、热化学方程式的书写及正误判断 例1、已知在1105Pa，298K条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，下列热化学方程式正确的是,A. H2O（g）H2（g）1/2O2（g）；H242kJmol1 B. 2H2（g）O2（g）2H2O（l）；H484kJmol1 C. H2（g）1/2O2（g）H2O（g）；H242kJmol1 D. 2H2（g）O2（g）2H2O（g）；H484kJmol1,,例2(2003江苏)已知在25、101kPa下，1g C8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40kJ 热量。表示上述反应的热化学方程式正确的是 A、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g) +9H2O(g) H= - 48.40kJmol -1 B、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2 (g) +9H2O(l) H= - 5518kJmol -1 C、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g) + 9H2O(l) H= + 5518kJmol -1 D、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2 (g)+ 9H2O(l) H= - 48.40kJmol -1,B,二、有关热化学方程式的计算,例3、在一定条件下,CO和CH4燃烧的热化学方程式 分别为: 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)；H=566KJ/mol CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)；H=890KJ/mol 由1摩CO和3摩CH4组成的混和气在上述条件下完全燃烧时,释放的热量为( ) A2912KJ B.2953KJ C.3236KJ D.3867KJ,B,,例4、在同温同压下，下列各组热化学方程式中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,三、反应热大小的比较,有关热化学方程式的计算, 例1 250C 1.01X105Pa下，1g 硫粉在氧气中充分 燃烧放出 9.36kJ热量，写出硫燃烧的热化学方程式。,1. 根据反应热书写热化学方程式,1g 硫粉在氧气中充分燃烧放出 9. 36kJ 热量,32g X 9.36 kJ /g = 299.52 kJ,1 mol 硫粉在氧气中充分燃烧放出热量为：,S + O2 = SO2,S ( 固) + O2 (气) = SO2 ( 气 ) ;H =- 299.52kJ/mol,, 例2 在一定条件下，氢气和甲烷燃烧的化学方程式为：2H2(g) + O2 (g) = 2H2O (l); H=- 572 kJ/mol CH4(g) +2O2 (g) = CO2 (g) +2H2O (l) ; H =-890 kJ/mol 由1mol 氢气和3mol甲烷组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时放出的热量为多少。,2. 根据热化学方程式求反应热,解：Q = (572kJ 2) + (890 kJ3) =2956 kJ,已知： 2H2O( 液 ) = 2H2 ( 气 ) + O2 ( 气 ) ; H=+ 517.6 kJ/mol CH4( 气 ) +2O2 ( 气 ) = CO2 ( 气 ) +2H2O ( 液 ) H =- 890.3 kJ/mol 则：1g 氢气和1g甲烷分别燃烧后，放出热量之比约为 (A) 1 :3.4 (B) 1 :1.7 (C) 2.57 :1 (D) 4.6 :1,517.6/4,分析：,890.3/16,=,517.6,890.3/4,选 C,练习,, 例3 在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为： 2H2( 气 ) + O2 ( 气 ) = 2H2O ( 液 ) ; H=- 571.6 kJ/mol C3H8( 气 ) +5O2 ( 气 ) = 3CO2 +4H2O ( 液 ) ;H=- 2220 kJ/mol 5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ，则 氢气和丙烷的体积比为 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1,解1 ：设H2、C3H8的物质的量分别为x，y,答：氢气和丙烷的体积比为 3：1,x + y = 5,(571.6/2)(x) + 2220y = 3847,V(H2):V(C3H8) =n(H2):n(C3H8) = 3.75:1.25 = 3:1,3. 求混合物的组成,x = 3.75 mol,y = 1.25 mol,解2 ：1mol H2 燃烧放热 571.6kJ/2 = 285.8 kJ,答：氢气和丙烷的体积比为 3：1,1mol C3H8燃烧放热 2220 kJ,1mol 混合气 燃烧放热 3847kJ/5 = 769.4 kJ,H2 285.8,C3H4 2220,769.4,1450.6,483.6,3,1,,解3 ：( 巧解）,5mol 混合气中，C3H8 物质的量必小于2mol，,H2 的物质的量必大于3mol。, 2mol C3H8 燃烧放热 4440 kJ, 超过总放热量 3847 kJ,n (H2) : n (C3H8) 必