化学能与热能.doc

课 题：第一章 化学反应与能量化学课程标准：1. 了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。2. 通过查阅资料说明能源是人类生存和社会发展的重要基础，了解化学在解决能源危机中的重要作用。知道节约能源、提高能量利用效率的实际意义。3. 能举例说明化学能与热能的相互转化，了解焓变与反应热的含义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。考试大纲及考试说明要求（高考）：4. 了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。5. 了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。6. 了解焓变与反应热的含义。了解H= H（反应产物）- H（反应物）表达式的含义。7. 了解热化学方程式的含义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。8. 了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。学习目标：1、 了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式；2、 认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的变化，而且能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础的，能量的多少取决于反应物和生成物的质量；3、 了解反应热和焓变的涵义；4、 认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式。学习重点：反应热的涵义，热化学方程式的书写方法和应用学习难点： H的“+”与“”，热化学方程式的书写。【自学导读】阅读序言P2P4了解其中的有效碰撞理论、活化分子和活化能及催化剂。【复习链接】1、化学反应必定伴有能量变化，化学反应过程中当 时放出能量，当 时吸收能量。2、从能量的角度看，断裂化学键要 ，形成化学键要 ，一个化学反应是释放能量还是吸收能量取决于 。一 、焓变（H） 反应热阅读教材P2前两段内容，回答下列问题：1、定义：在化学反应过程中 或 的热量，通常叫做反应热。2、符合：用 表示。3、单位：一般采用 。4、可直接测量，测量的仪器叫量热计。【规律总结】在一定条件下，某一化学反应是吸热反应还是放热反应，由生成物与反应物的焓差值即焓变（H）决定。在恒压条件下，反应的热效应等于焓变。阅读课本P3图12理解并掌握化学反应过程中的能量变化放热反应 反应体系的能量降低，则H为“”，H 0；吸热反应 反应体系的能量升高，则H为“” ，H 0；焓变（H）单位：KJ/mol【例题分析】1molC与1molH2O（g）反应生成1molCO（g）和1molH2（g），需吸收131.5KJ的热量，该反应的反应热为H= KJ/mol。【课堂练习】1、下列变化属于吸热反应的是 液态水汽化 将胆矾加热变为白色粉末 浓硫酸稀释氯酸钾分解 生石灰跟水反应 （ ）A B C D2、下列说法正确的是 （ ）A吸热反应不加热就不会发生B需要加热才能发生的反应一定是吸热反应C反应是放热还是吸热必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小D放热的反应在常温下一定很容易发生3、拆开1molHH键、1molNH键、1mol分别需要的能量是436KJ、391KJ、946KJ，则1molN2生成NH3的反应热为 ；1molH2生成NH3的反应热为 。提示：H=E（反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量） E（生成物分子化学键形成时所释放的总能量）二 、热化学方程式阅读教材相关内容，思考、讨论、回答下列问题：1、 什么是热化学方程式，有何意义？书写步骤？2、 书写热化学方程式为什么要注明物质的状态？3、 化学计量数与H的关系？【规律总结】（1）定义：能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。（2） 书写时应注意：1指明反应时的温度和压强（对于25、101KPa时进行的反应，可以不注明）。 2所有反应物和产物都用括号注明它们在反应时的状态。 3各物质前的系数指实际参加反应的物质的量，可以是整数也可以是分数。 4H单位KJ/mol中每摩尔指的是每摩尔反应体系，非每摩尔某物质，其大小与反应物的物质的量成正比。 5对于可逆反应中的H指的是正向完全进行时的焓变。例如：请观察下列表示氢气在燃烧生成水的反应热效应的化学方程式，分析其在书写上与化学方程式有何不同？正确书写其应当注意哪几点？2H2(g)O2(g)2H2O(l) H571.6kJmol-1 2H2(g)O2(g)2H2O(g) H483.5kJmol-1 H2(g)O2(g)H2O(l) H285.8kJmol-1 H2(g)O2(g)H2O(g) H241.8kJmol-1书写要求（和我们以前学过的方程式的区别）【课堂练习】书写热化学方程式：课后习题第3题1、已知在25，101kpa下，1gC8H18(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 ( )AC8H18(1)+25/2 O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g) H=-48.40 kJmol-1BC8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1) H=-5518 kJmol-1CC8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1) H=+5518 kJmol-1DC8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1) H=-48.40 kJmol-12、1克甲烷在空气中燃烧，恢复常温下测得放出热量55.625KJ，试写出热化学方式_ 3标况下11.2LCO在足量氧气中充分燃烧，放出141.3KJ热量，写出该热化学方程式_。4、比较Q1和Q2的大小、 H1和H2的大小2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)，H1=-Q1kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)，H2=-Q2kJ/molQ1 _ Q2 H1 _ H2注意：热量比较比数值， H比较带符号 5、已知：C(s)+O2(g)=CO2(g) H=-393.5 kJ/mol, 要获得1000KJ热量，需燃烧多少克碳？ 已知：S(s)+O2(g)=SO2(g) H=- 290.6 kJ/mol, 求1.6g硫燃烧成为SO2气体,放出多少热量？三、燃烧热学习目标：1、 掌握燃烧热的概念；2、 了解资源、能源是当今社会的重要热点问题；3、 常识性了解使用化石燃料的利弊及新能源的开发。学习难点、重点：燃烧热的概念，有关燃烧热的计算【知识回顾】依据事实，写出下列反应的热化学方程式（）1mol碳完全燃烧放出393.5KJ的热量；（）1克甲醇燃烧生成二氧化碳和水（液态）时放热22.68KJ；【自学导读】1、 燃烧热的概念：2、 单位：3、 注意事项：（1） 研究条件：研究条件：25101Kpa（2） 反应程度：生成稳定的氧化物（3） 物质的量：1mol燃烧物（4） 燃烧热其H0例题分析：例1、0.3mol的气态高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧气中燃烧，生成固态B2O3和液态水，放出649.5KJ热量，其热化学方程式为 。【课堂练习】1、下列4个反应，表示可燃物燃烧热的热化学方程式的是（ ）A、C(s)+1/2O2(g)=CO(g); H=110.5KJ/molB、C(s)+O2(g)=CO2(g); H=393.5KJ/molC、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); H=571.6KJ/molD、H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l); H=285.8KJ/mol2、根据热化学方程式：S（s）O2（g）=SO2（g）；H=29723 kJ/mol，分析下列说法中不正确的是 （ ） AS的燃烧热为29723 kJ/molBS（g）O2（g）=SO2（g）放出的热量大于29723 kJCS（g）O2（g）=SO2（g）放出的热量小于29723 kJD形成1 mol SO2的化学键所释放的总能量大于断裂1 mol S（s）和1 mol O2（g）的化学键所吸收的总能量3、家用液化气中主要成分之一是丁烷。在101 kPa时，10 kg丁烷完全燃烧生成CO2和H2O（l）放出热量5105 kJ，丁烷的燃烧热为_，丁烷燃烧的热化学方程式为_ 四 、化学反应热的计算学习目标：1、 从能量守恒角度理解并掌握盖斯定律；2、 能正确运用盖斯定律解决具体问题；3、 学会化学反应热的有关计算。学习重点：盖斯定律的应用，化学反应热的有关计算学习难点：盖斯定律的应用【自学导读】【知识回顾】已知石墨的燃烧热：H=-393.5kJ/mol 1）写出石墨的完全燃烧的热化学方程式 2）二氧化碳转化为石墨和氧气的热化学方程式阅读教材相关内容，讨论并回答下列问题：（1）什么是盖斯定律？ （2）一个化学反应不论是一步完成还是分几步完成，其反应热都_（3）假设反应体系的始态为S，终态为L，若SL，H0；则LS，H0。 可以得出什么结论？（4）反应热计算的方法：（阅读：自己阅读教材例1和例2从中反思有关反应热计算的方法、思路和具体步骤。）【课堂练习】1. 已知热化学方程式：C（S，金刚石）+ O2（g）= CO2（g） H = 395.41KJ/molC（S，石墨）+ O2（g）= CO2（g） H = 393.51KJ/mol则金刚石转化为石墨的热化学方程式为_，由热化学方程式看来更稳定的碳的同素异形体是_ 燃烧3.1g白磷比燃烧3.1g红磷放出的热量多1.839KJ，则白磷转化为红磷的热化学方程式是_，相同温度下，能量状态最低的是_。2已知热化学方程式： H2O(g)H2(g) + O2(g) H = +241.8kJmol H2(g)+ O2(g) H2O(1) H = 285.8kJmol 当1g液态水变为水蒸气时，其热量变化是（ ） A吸热88kJ B 吸热2.44KJ C放热44kJ D 吸热44KJ 3（8分）已知下列两个热化学方程式：H2(g)O2(g) H2O( l ) H285.8 kJmol1C3H8(g)5O2(g) 3CO2(g) +4H2O(l) H2220.0 kJmol1实验测得H2和C3H8的混合气体共5mol，完全燃烧生成液态水时放热3847kJ，试求混合气体中H2和C3H8的体积比。4盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式： Fe2O3(s)+3CO(g)= 2Fe(s)+3CO2(g) H 24.8kJmol 3Fe2O3(s)+ CO(g)=2Fe3O4(s)+ CO2(g) H 47.2kJmolFe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) H +640.5kJmol写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式：_ 5.红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如图所示(图中的H表示生成1mol产物的数据)。根据上图回答下列问题：(1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式_。(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式_ _ (3)P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的H3_，P和Cl2一步反应生成1molPCl5的H4_H3(填“大于”、“小于”或“等于”)。 本章练习1下列说法中不正确的是()A化石燃料在任何条件下都能充分燃烧B化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体C直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好D固体煤变为气体燃料后，燃烧效率将提高2已知3.0 g乙烷在常温下完全燃烧放出的热量为155.98 kJ，则下列乙烷燃烧热的热化学方程式书写正确的是()A2C2H6(g)7O2(g)=4CO2(g)6H2O(l) H2 119.6 kJ/molBC2H6(g)5/2O2(g)=2CO(g)3H2O(l) H1 559.8 kJ/molCC2H6(g)7/2O2(g)=2CO2(g)3H2O(g) H1 559.8 kJ/molDC2H6(g)7/2O2(g)=2CO2(g)3H2O(l) H1 559.8 kJ/mol3下列叙述中正确的是()A在稀溶液中，1 mol酸和1 mol碱完全反应所放出的热量，叫做中和热B在101 kPa时，1 mol物质燃烧时所放出的热量叫做该物质的燃烧热C热化学方程式中，各物质前的化学计量数不表示分子个数D如果反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量，则发生的反应是放热反应4已知：1 mol H2分子中化学键断裂时需要吸收436 kJ的能量 1 mol Cl2分子中化学键断裂时需要吸收243 kJ的能量 由H原子和Cl原子形成1 mol HCl分子时释放431 kJ的能量下列叙述正确的是A氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是 H2(g)Cl2(g) = 2HCl(g)B氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体，反应的H = 183 kJ/molC氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体，反应的H =183 kJ/molD氢气和氯气反应生成1 mol氯化氢气体，反应的H =183 kJ/mol5. 下列关于热化学反应的描述中正确的是() AHCl和NaOH反应的中和热H57.3 kJ/mol，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热H2(57.3) kJ/mol BCO(g)的燃烧热是283.0 kJ/mol，则2CO2(g)=2CO(g)O2(g)反应的H-2283.0 kJ/mol C需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 D1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热62008年9月25日，“神州七号”载人飞船成功升空，实现了华夏民族千百年来的航天梦。航天飞船可用肼(N2H4)和过氧化氢(H2O2)为动力源。已知1 g液态肼和足量液态过氧化氢反应生成氮气和水蒸气时放出20.05 kJ的热量。下列说法中错误的是() A该反应中肼作还原剂 B液态肼的燃烧热为20.05 kJ/mol C该动力源的突出优点之一是反应产物对环境无污染 D肼和过氧化氢反应的热化学方程式为：N2H4(l)2H2O2(l)=N2(g)4H2O(g)H641.6 kJ/mol 7已知：CH3CH2CH2CH3(g)6.5 O2(g)=4CO2(g)5H2O(l)；H =2878 kJ/mol (CH3)2CHCH3(g)6.5O2(g)=4CO2(g)5H2O(l)；H =2869 kJ/mol 下列说法正确的是A正丁烷分子储存的能量大于异丁烷分子 B正丁烷的稳定性大于异丁烷C异丁烷转化为正丁烷的过程是一个放热过程 D异丁烷分子中的碳氢键比正丁烷的多8下列热化学方程式中 H的数值能表示可燃烧热的是 AH2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) H =184.6kJ/molBCH4(g) + 2O2(g) = CO2