人教版化学选修4化学反应与能量 总复习PPT.pptVIP

化学反应与能量,化学反应原理,一、化学反应与能量变化,(2)特征：既有_生成，又有_的变化。,(1)实质：_断裂和_形成。,旧键,新键,新物质,能量,HH + ClCl,2H + 2Cl,2H + 2Cl,2 HCl,吸收能量放出能量，所以化学变化总是伴随着能量变化。,化学反应的实质与特征,一、化学反应中的能量变化,放热反应与吸热反应的比较,键能越大，能量越低，越稳定.,二、反 应 热,反应物和生成物本身,物质的状态,1、含义：在恒压条件下化学反应的热效应，其符号为_ _，单位是_。,许多反应的反应热可通过实验测定,测量仪器：量热计,2、影响因素,H,kJmol1,D,解析 A项，气态水变成液态水放出热量，但属于物理变化；B项，该反应的H0，是吸热反应；C项，未告诉断裂化学键吸收的能量，无法判断该反应是吸热反应还是放热反应；D项，反应物的总能量大于生成物的总能量，故该反应为放热反应。,(2).比较反应热的大小：,已知：C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g)，H=-393.5kJ/mol C(金刚石，s)+O2(g)=CO2(g)，H=-395.0kJ/mol 问：金刚石和石墨谁更稳定？,3、应用,(1).判断物质的稳定性：,a.同一反应物质状态不同 b.两个有联系的不同反应,E(s)E(l)E(g),固态 液态 气态,相加减后分析新反应的能量变化,判断各种条件下反应热或H 的数量大小,说明： 由于反应物或生成物的状态不同、反应物的数量不同、反应产物不同，比较反应热的数量多少。 本知识点是高考的重点，作题时要分清比较的是反应热值(即Q)还是“H”。,例1、在同温、同压下，比较下列反应H1 、 H2的大小,2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)； H1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)； H2,分析：反应物的状态，数量和生成物的数量都相同，但由于气态水转化为液态要放出一定数量的热量, H1 H2,S(g)+O2(g)=SO2(g)； H1 S(S)+O2(g)=SO2(g)； H2,例2、在同温、同压下，比较下列反应放出热量H1、 H2的大小,两式数量相同，S由固态吸收热量转化为气态，再氧化燃烧生成SO2。其放出热量的总和小于由气态S直接燃烧所放出的热量, H1H2,C(S)+1/2O2(g)=CO(g)； H1 C(S)+O2(g)=CO2(g)； H2,例3、在同温、同压下，比较下列反应H1、 H2的大小,固态C氧化为CO，释放出热量H1，CO是气体燃料，和O2反应生成CO2，又释放热量H3，两次释放热量的总和H1 H3，等于固态C氧化为气态CO2释放的热量H2 ，, H1 H2,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)； H1 1/2H2(g)+1/2Cl2(g)= HCl(g)； H2,状态相同，但数量后式仅是前式的一半，释放的热量也应是前式的一半，,例4、在同温、同压下，比较下列反应H1、 H2的大小, H1 H2,三、重要的反应热燃烧热,1.概念：,在101kPa时，1mol物质完全燃烧生成 稳定的氧化物时所放出的热量，叫做 该物质的燃烧热,2.单位：,kJ/mol,(1)燃烧的物质必须为:1mol (2)完全燃烧是指物质中下列元素完全转变成对应的物质：CCO2，HH2O(l)，SSO2等。 (3)燃烧热通常由实验测得,3.注意：,4.表示的意义：,例如:C的燃烧热为393.5kJmol，表示: 在101kPa时1molC完全燃烧放出393.5kJ的热量。, 燃烧热是以1mol物质完全燃烧放出的热量来定义的，因此在书写它的热化学方程式时，应以燃烧1mol物质为标准来配平其余物质的系数。例如： C8H18(g)+25/2O2（g） 8CO2（g）十 9H2O(l)； H5518kJmol C8H18的燃烧热为5518kJmol。,四、重要的反应热中和热,在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1molH2O，这时的反应热叫中和热。,1.概念：,条件：,反应物：,生成物及物质的量：,放出的热量：,稀溶液,酸与碱（中学阶段只讨论强酸与强酸中和）,生成1mol的H2O,H573kJmol。,2.注意：,如果浓度偏大，则溶液中阴、阳离子间的相互牵制作用就大，表观电离度就会减小，这样酸碱中和时产生的热量势必要用去一部分来补偿未电离分子的离解热，造成较大误差(偏低)。,若用弱酸代替强酸，或用弱 碱代替强碱，因中和过程中弱电解质电离吸热，会使测得中和热的数值偏低。,燃烧热与中和热的区别和联系,放热反应,H0 单位：kJ/mol,1mol燃料,可能是1mol,也可能是0.5或1/3mol等,不限量,生成的水为1mol,1mol物质完全燃烧时放出的热量；不同物质，燃烧热不同,生成1mol水时放出的热量；不同强酸强碱的中和热大致相同，均约为：57.3kJ/mol,练习：,1下列热化学方程式中H的绝对值能表示可燃物的燃烧热的是 （ ） AH2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）；H=-184.6kJ/mol BCH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）； H=- 802.3kJ/mol C2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）； H=-571.6kJ/mol DCO（g）+1/2O2（g）=CO2（g）；H=-283kJ/mol,D,2.下列有关中和热的说法不正确的是 （ ） A、在稀溶液里酸与碱反应，生成1molH2O放出的热量，叫中和热 B、1mol硫酸与1molBa(OH)2完全中和所放出的热量为中和热 C、书写中和热的热化学方程式应以生成1molH2O(l)为标准来配平 其余物质的化学计量数 D、醋酸(aq)与氢氧化钠(aq) 反应的反应热为Ha kJ/mol， 则a 57.3,B,五、热化学方程式,表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式。,1.概念：,(1) 注明各物质的聚集状态。(气：g，液：l，固：s),(2) H“-”，为放热反应，H“+”为吸热反应,(3) 需注明反应的温度和压强，若不注明温度和压强，一般指250C ,1.01105Pa,系数只表示物质的量，可以是整数、小数或分数。,(5) 系数必须与反应热相对应。,3.书写热化学方程式注意事项,2.意义:,溶液：aq,不仅表示化学反应中的物质变化，还表示化学反应中的能量变化。,例：2H2（g）+ O2 （g）= 2H2O （l）； H 571.6 kJ/mol,热化学方程式与普通方程式的比较,B,C,SiH4(g)2O2(g)=SiO2(s)2H2O(l) H1520.0 kJmol1,TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)=TiCl4(l)2CO(g) H81 kJmol1,D,六、有关热化学方程式的计算,主要方法： （1）根据反应物和生成物的总能量计算 H=E生成物-E反应物。 （2）依据反应物化学键断裂与生成物化学键形成过程中的能量变化计算,H=化学键断裂吸收的能量-化学键形成释放的能量 =E(键能)反应物 - E(键能)生成物,（3）根据热化学方程式的计算 反应热与反应物各物质的物质的量成正比。,（4）根据盖斯定律的计算,相同,始态、终态,H1H2,1641.0 kJmol1,解题技巧 利用盖斯定律进行计算时，无论是“相加”还是“相减”，都以将无关物质“消去”为基本目的。,C, 例 在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为： 2H2( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( l ) ; H 571.6 kJ/mol C3H8( g ) +5O2 ( g ) = 3CO2 ( g ) +4H2O ( l ) ; 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,解法1 ：设H2、C3H8的物质的量分别为x，y,x + y = 5,(571.6/2)(x) + 2220y = 3847,V(H2):V(C3H8) =n(H2):n(C3H8) = 3.75:1.25 = 3:1,求混合物的组成,x = 3.75 mol,y = 1.25 mol,选 B,方法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, 例 在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为： 2H2( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( l ) ; H 571.6 kJ/molC3H8( g ) +5O2 ( g ) = 3CO2 ( g ) +4H2O ( l ) ; 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,求混合物的组成,方法3 ：( 巧解-估算法）,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) 必大于 3 : 2,选 B, 例 在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为： 2H2( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( l ) ; H 571.6 kJ/mol C3H8( g ) +5O2 ( g ) = 3CO2 ( g ) +4H2O ( l ) ; 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) 1:1,2测量装置 套烧杯简易量热计。,3操作步骤 (1)量取50 mL 0.50 molL1的盐酸，倒入小烧杯中，测定其温度，记作tHCl，然后将温度计上的酸用水冲洗干净。 (2)用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液，测定其温度，记作tNaOH。 (3)先将温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯中，然后把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯中(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，记作t终。 (4)重复上述实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。 (5)根据实验数据计算：,4注意事项 (1)碱液稍过量的目的是确保盐酸被完全中和。 (2)操作时动作要快目的是尽量减少热量的损失。 (3)实验中若使用了弱酸或弱碱，会使测得中和热的数值偏小。,【典例探究】 50 mL 0.50 molL1盐酸与50 mL 0.55 molL1 NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量即可计算中和热。,回答下列问题： (1)从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是_。 (2)烧杯间填满纸屑的作用是_。 (3)大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值_。(填“偏大”、“偏小”或“无影响”),环形玻璃搅拌棒,减少实验过程中的热量损失,偏小,(4)实验中改用60 mL 0.50 molL1盐酸跟50 mL 0.55 molL1 NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量_(填“相等”或“不相等”)，所求中和热_(填“相等”或“不相等”)，简述理由：_。,(5)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会_ (均填“偏大”、“偏小”或“无影响”),不相等,相等,因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O所放出的热量，与酸碱的用量无关,偏小,能源的分类,从能源的原有形态是否改变的角度分为 自然界现存的一次能源: 由一次能源加工转化而成的二次能源:,此外，能源还可分为燃料能源和非燃料能源，常规能源和新能源等。,从能源能否循环再生角度，可将能源分为可再生能源和不可再生能源。煤、石油是古代动植物经长期地质运动作用形成的，这是不可再生能源；像太阳能、风力、或从绿色植物中制取的酒精等，是可再生能源。,煤、石油、天然气、水力、太阳能,如：煤气、液化气、汽油、煤油、酒精、电能等。,使用化石燃料的利弊及新能源的开发,矿物燃料、植物燃料、气体燃料及新型燃料,燃料种类：,（1）重要的化石燃料：煤、石油、天然气。 （2）煤作燃料的利弊问题： 煤是重要的化工原料，把煤作燃料简单烧掉太可惜，应该综合利用。 煤直接燃烧时产生SO2等有毒气体和烟尘，对环境造成严重污染。 煤作为固体燃料，燃烧反应速率小，热利用效率低，且运输不方便。 可以通过清洁煤技术，如煤的液化和气化，以及实行烟气净化脱硫等，大大减少燃煤对环境造成的污染，提高煤燃烧的热利用率。,（3）燃料充分燃烧