高中化学：《化学反应中的能量变化》课件 人教版必修1.ppt

化学反应中的能量变化 教学目的1 了解燃烧 燃料的充分燃烧 化石燃料 新能源的开发2 理解放热反应 吸热反应 反应热 燃烧热 中和热等概念 3 理解热化学方程式及书写 盖斯定律等 教学重点 热化学方程式的书写与盖斯定律教学难点 盖斯定律 一 燃烧 发光发热的剧烈的化学反应 燃料燃烧的条件 燃料与空气接触 温度达到燃料的着火点 燃料充分燃烧的条件 燃烧时要有足够多的空气 燃料与空气要有足够大的接触面 提高燃料燃烧效率的方法 增大燃料与空气的接触面积 固体燃料粉碎或进行气化和液化 液体燃料雾状喷出 提供足量的空气 二 能源 重要的化石燃料 煤 石油 天然气 新能源的开发措施 调整能源结构 开发新能源 减少使用化石燃料 最有希望的新能源 太阳能燃料电池 风能 氢能 这些新能源的特点是 资源丰富可以再生对环境没有污染或很少污染 三 几个基本概念 放热反应与吸热反应 放出热量的化学反应 吸收热量的化学反应 e反应物 e生成物 e反应物 e生成物 反应物键能之和大于生成物键能之和 反应物键能之和小于生成物键能之和 h 0 h 0 放热反应 物质的燃烧反应 酸碱中和反应 金属与酸的置换反应 大多数化合反应 除c h2o h2 co吸热h2 cuo cu h2o吸热 除h2 i2 2hi吸热n2 o2 2no吸热co2 c 2co吸热 吸热反应 盐的水解 弱电解质的电离 大多数分解反应 还有n2o4 2no2吸热ba oh 2 8h2o 2nh4cl bacl2 2nh3 10h2o吸热 常见的放热反应与吸热反应 1 反应热 在化学反应过程中吸收或放出的热量 反应热用符号 h表示 单位为kj mol反应热的测量仪器叫量热计 反应热 燃烧热 中和热 2 反应热的二关系 化学反应的本质 反应物中旧化学键的断裂和生成物中新化学键的形成 前者需要吸热而后者要放出热量 与键能的关系 反应热 反应中反应物的键能之和 生成物键能之和 放热为 吸热为 单位 kj mol 与物质本身能量的关系 反应物的能量之和 生成物能量之和 反应放热 h 0 反之 h 0 通常人们把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能 键能的大小可以衡量化学键的强弱 也可以估算化学反应的反应热 h 化学反应的 h等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差 工业上用高纯硅可通过下列反应制取 sicl4 g 2h2 g si s 4hcl g 该反应的反应热 h kj mol 例题一 236 练习1 2008年海南化学 8 白磷与氧可发生如下反应 p4 5o2 p4o10 已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为 p pakj mol 1 p obkj mol 1 p ockj mol 1 o odkj mol 1 根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的 h 其中正确的是a 6a 5d 4c 12b kj mol 1b 4c 12b 6a 5d kj mol 1c 4c 12b 4a 5d kj mol 1d 4a 5d 4c 12b kj mol 1 a 练习2 ch3 ch3 ch2 ch2 h2 有关化学键的键能如下 化学键c hc cc ch h键能 kj mol 414 4615 3347 4435 3则该反应的反应热为 h kj mol 125 6 中和热 在稀溶液中 酸跟碱发生中和反应而生成1molh20 表示 h aq oh aq h2o 1 h 57 3kj mol 2 燃烧热 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 注意 可燃物的物质的量为1mol 可燃物完全燃烧 各元素生成稳定的氧化物 注意 生成物为1molh2o 403 稀溶液中强酸与强碱的中和热等于57 3kj mol 弱酸或弱碱的中和热的绝对值小于57 3kj mol 中和反应的实质是h 和oh 反应生成水 若反应过程中有其他物质 如不溶物 难电离物等 生成 这部分反应热不在其中 练习 1 由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放热241 8kj 写出该反应的热化学方程式 若将1g水蒸气转化为液态水放热2 444kj 则氢气和氧气反应生成液态水的热化学方程式是 能表示h2燃烧热的热化学方程式 2h2 g o2 g 2h2o g h 483 6kj mol 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol 2 将氢氧化钠稀溶液与称硫酸混合 生成1摩水时 放出57 3kj的热量 用热化学方程式表示中和热 用离子方程式表示中和热 h2 g o2 g h2o l h 285 8kj mol naoh aq h2so4 aq na2so4 aq h2o l h 57 3kj mol 3 强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应 h aq oh aq h2o l h 57 3ki mol 向1l0 5mol l的naoh溶液中加入下列物质 稀醋酸 浓硫酸 稀硝酸 恰好完全反应时的热效应 h1 h2 h3的关系正确的是 a h1 h2 h3b h1 h3 h2 d h3 书写热化学方程式的注意事项 要注明反应条件 中学化学中所用的 h数据一般都是在25 101 3kpa下的数据 因此可不注明 要注明反应物和生成物的聚集状态 热化学方程式不用 和 方程式后用 隔开 注明 h的数值和符号 热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量 并不表示物质的分子或原子数 因此可以是分数 由于 h与反应物的物质的量有关 方程式前面的化学计量数必须与 h相对应 当化学计量数加倍时 h也加倍 当反应逆向进行时 其反应热与正反应的反应热数值相等 符号相反 盖斯定律一个化学反应在一定条件下无论是一步完成还是分几步完成 则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热相等 即只与反应的始态和终态有关 与反应途径无关 根据盖斯定律 热化学方程式能像代数式一样进行相加或相减 相应的反应热也相加或相减 可间接计算求得某些无法直接测得的反应热 1 煤作为燃料有两种途径 i c s o2 g co2 g h1 0ii c s h2o g co g h2 g h2 02co g o2 g 2co2 g h3 02h2 g o2 g 2h2o g h4 0回答 途径i放出的热量 途径ii放出的热量 填 h1 h2 h3 h4的数学表达式是 2 h1 2 h2 h3 h4 例题一 练习题 1 2008年重庆 化学 化学反应n2 3h2 2nh3的能量变化如题13图所示 该反应的热化学方程式是 n2 g 3h2 g 2nh3 l h 2 a b c kj mol 2 2008年宁夏 化学 已知h2 g c2h4 g 和c2h5oh 1 的燃烧热分别是 285 8kj mol 1 1411 0kj mol 1和 1366 8kjmol 1 则由c2h4 g 和h2o l 反应生成c2h5oh l 的 h为a 44 2kj mol 1b 44 2kj mol 1c 330kj mol 1d 330kj mol 1 a 403 实验二 中和热的测定 整个装置 量热计 主要仪器 温度计环形玻璃搅拌棒大小烧杯 辅助用品 碎泡沫塑料泡沫塑料板 录像 实验注意事项 保温效果一定要好 小烧杯和大烧杯的杯口要相平 盐酸和氢氧化钠溶液的浓度要准确 所用naoh溶液稍过量 宜用有0 1分度的温度计 温度计水解球应浸没在溶液中 测量完盐酸的温度后 应将温度计用蒸馏水洗后 再去测naoh溶液的温度 每次实验仅可能测得反应混合液的最高温度 平行做 次实验 其温度采用平均值进行计算 计算式 h 0 418 t2 t1 cv kj mol 反应热 含义 与键能或本身能量的关系 表示方法 种类 单位 kj mol 符号 h 燃烧热 中和热及其测定 热化学方程式 意义 书写方法及盖斯定律 有关计算 略 化学反应中的能量变化 小结 1 p4 s 白磷 5o2 g p4o10 s h 2983 2kj molp s 红磷 5 4o2 g p4o10 s h 738 5kj mol那么 1mol白磷转变成相应物质量的红磷时 应是 a 放出29 2kj热量b 吸收29 2kj热量c 放出2244 7kj热量d 吸收2244 7kj热量 a 练习题 2008年四川卷 化学 2 下列关于热化学反应的描述中正确的是a hcl和naoh反应的中和热 h 57 3kj mol 则h2so4和ca oh 2反应的中和热 h 2 57 3 kj molb co g 的燃烧热是283 0kj mol 则2co2 g 2co g o2 g 反应的 h 2 283 0kj molc 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应d 1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷燃烧热 b 2008年北京卷 化学 3 工业上制备纯硅反应的热化学方程式如下 sicl4 g 2h2 g si s 4hcl g mol q 0 某温度 压强下 将一定量反应物通入密闭容器进行以上反应 此条件下为可逆反应 下列叙述正确的是a 反应过程中 若增大压强能提高sicl4的转化率b 若反应开始时sicl4为1mol 则达平衡时 吸收热量为qkjc 反应至4min时 若hcl浓度为0 12mol l 则h2的反应速率为0 03mol l min d 当反应吸收热量为0 025qkj时 生成的hcl通入100ml1mol l的naoh溶液恰好反应 d 5 2003年10月15日我国成功发射了第一艘载人航天飞船 神州五号 从此我国进入了航天大国和航天强国行列 发射 神五 时用肼 n2h4 作为火箭发动机的燃料 no2为氧化剂 反应生成n2和水蒸气 已知 n2 g 2o2 g 2no2 g h 67 7kj mol n2h4 g o2 g n2 g 2h2o g h 534kj mol 下列关于肼和no2反应的热化学方程式中 正确的是 a 2n2h4 g 2no2 g 3n2 g 4h2o l h 1135 7kj molb 2n2h4 g 2no2 g 3n2 g 4h2o g h 1000 3kj molc n2h4 g no2 g 3 2n2 g 2h2o l h 1135 7kj mold 2n2h4 g 2no2 g 3n2 g 4h2o g h 1135 7kj mol d 2008年理综2 26 6 红磷p s 和cl2发生反应生成kcl3和pcl5 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分解生成pcl3和cl2的热化学方程式 上述分解反是一个可逆反应 温度t1时 在密闭容器中加入0 8molpcl5 反应达到平衡时还剩余0 6molpcl5 其分解率 1等于 若反应温度由t1升高到t2 平衡时pcl5分解率 2 2 1 填 大于 小于 或 等于 3 工业上制备pcl5通常分两步进行 先将p和cl2反应生成中间产物pcl3 然后降温 再和cl2反应生成pcl5 原因是 4 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 h1 填 大于 小于 或 等于 5 pcl5与足量水反应 最终生成两种酸 其化学方程式是 答案 1 2p s 3cl2 g 2pcl3 g h 612kj mol 2 pcl5 g pcl3 g cl2 g h 93kj mol25 大于 3 因为pcl5分解反应是吸热反应 温度太高 不利于pcl5的生成 4 399kj mol等于 5 pcl5 4h2o h3po4 5hcl 4 有下列5个化学方程式c2h2 h2 c2h4 1 ch4 h2 1 2c2h4 2 c 2h2 ch4 q1kj 3 c 1 2h2 1 2c2h2 q2kj 4 c h2 1 2c2h4 q3kj 5 当温度下降时