标准化学反应中的热量(上课课件).ppt

第二单元化学反应中的热量 韩庄中学高一化学 你知道吗 生活中哪些事实说明了在化学反应中伴随着能量的变化 请说出能量转化的方式 归纳总结 化学能转化为光能和热能 化学能转化为光能和热能 化学能转化为电能 电能转化为化学能 热能转化为化学能 活动与探究 化学反应中的热量变化 实验1 向一支试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条 加入5mL2mol L盐酸 用手触摸试管外壁 有什么感觉 实验2 向100小烧杯中加入约20g经研磨的氢氧化钡晶体 然后加入约10gNH4Cl晶体 用玻璃棒搅拌 使之充分混合 用手触摸烧杯外壁 反应混合物的温度有什么变化 实验1 镁条和盐酸反应 现象 试管内有气泡产生 镁条逐渐溶解 试管外壁温度升高 结论 该反应放出热量 实验2 氢氧化钡和氯化铵反应 现象 方程式 结论 反应的混合物温度降低 方程式 Mg 2HCl MgCl2 H2 2NH4Cl Ba OH 2 8H2O BaCl2 2NH3 10H2O 该反应吸收热量 热量放出的化学反应叫做放热反应 吸收热量的化学反应叫做吸热反应 一 化学反应中的热量变化 用化学键的观点来分析化学反应的本质过程是什么 理论分析 H H2 Cl2 2HCl H H Cl Cl H Cl 断裂 断裂 形成 光照 放出能量 E 反应历程 E kJ 吸收436 4kJ H2 吸收242 7kJ Cl2 放出2 431 8kJ 863 6kJ 184 5 注 1molH2和1molCl2反应 放热反应的逆反应一定是吸热反应吗 如 2HCl H2 Cl2是吸热反应吗 E 184 5 已知断开1molH2中的H H键需要吸收436 4kJ能量 断开1molCl2中的Cl Cl键需要吸收242 7kJ能量 生成1molHCl中的H Cl键放出431 8kJ能量 试说明H2 Cl2 2HCl是吸热反应还是放热反应 吸收能量 放出能量 吸热反应 吸收能量 放出能量 放热反应 化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因 用化学键的角度考虑 一个化学反应的的过程 本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程 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 放热反应 吸热反应 放热反应 吸热反应 化学反应的过程 也可以看成是能量的 释放 或 贮存 的过程 若E反 E生 若E反 E生 放出能量 吸收能量 放热反应 吸热反应 从总能量的角度考虑 常见的放热反应 吸热反应 放热反应 酸碱中和 HCl NaOH NaCl H2O 含碳燃料燃烧的反应 C O2CO2 金属与酸或水反应 Zn 2HCl ZnCl2 H2 大多数的化合反应 CaO H2O Ca OH 2 整理与归纳 易爆物质的爆炸反应 浓硫酸的稀释 氢氧化钠的溶解 氧化钙的溶解等 常见的放热反应 吸热反应 吸热反应 大多数分解反应 Ca OH 2 2NH4Cl CaCl2 2NH3 2H2O H2 CO C还原金属氧化物 整理与归纳 一些物质的溶解 如硝酸铵溶解等 2NH4Cl Ba OH 2 8H2O BaCl2 2NH3 10H2O 判断下列反应是放热反应还是吸热反应 1 镁条的燃烧 2 高温煅烧石灰石 3 氧化钙与水的反应 4 盐酸与氢氧化钠溶液反应 放热 吸热 放热 放热 放热 放热 吸热 吸热 吸热 5 高温下木炭与二氧化碳反应生成一氧化碳 6 炸药爆炸7 Ca OH 2和NH4Cl的反应8 炽热的碳与H2O的反应9 甲烷在氧气中的燃烧 交流与讨论 1 下列说法不正确的是 A 化学反应除了生成新物质外 还伴随着能量的变化B 化学反应中能量变化一定表现为热量变化C 反应物的总能量高于生成物的总能量时 发生放热反应D 吸热反应贮备能量 B 随堂练习 2 下列反应既属于氧化还原反应 又属于吸热反应的是 A 铝片与稀盐酸的反应B Ba OH 2 8H2O和NH4Cl的反应C 灼热的炭与CO2的反应D 甲烷在氧气中的燃烧反应 C 随堂练习 3 下列说法正确的是 A 大多数的化合反应是释放能量的反应B 大多数分解反应是吸收能量的反应C 放热反应不需要加热即可发生D 需要加热的化学反应都是吸热反应 AB 随堂练习 4 下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是 A 碳酸钙受热分解B 乙醇燃烧C 铝粉与氧化铁粉末反应D 氧化钙溶于水 A 随堂练习 5 如图所示 向试管中加入几块铝片 再把试管放入盛有25 饱和石灰水的小烧杯中 用铁夹固定 然后用胶头滴管加入5mL盐酸 试回答下列问题 1 实验时烧杯中产生的现象是 2 产生上述现象的原因是 3 由实验推知 AlCl3和H2的总能量 选填 大于 小于 或 等于 Al和HCl的总能量 出现白色沉淀 或溶液变浑浊 铝片与盐酸反应放出热量 温度升高 而Ca OH 2的溶解度随着温度的升高而减少 小于 键能 拆开1mol气态物质中某种共价键需要吸收的能量就是该共价键的键能 课本36页 1 物质发生化学反应的同时还伴随着能量的变化 而这种能量变化又通常表现为热能变化 2 化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因 3 一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量 取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小 4 化学反应中能量转化遵循能量守恒原则 本节小结 二 反应热 1 定义 在化学反应中放出或吸收的热量叫反应热 2 符号 3 单位 H kJ mol 1 二 热化学方程式 1 定义 表明反应放出或吸收的热量的化学方程式叫热化学方程式 C s O2 g CO2 g H 393 5kJ mol 1 CaCO3 s CaO s CO2 g H 178 5kJ mol 1 H2 g Cl2 g 2HCl g H 184 6kJ mol 观察以下热化学反应方程式 你发现了什么 2H2 g O2 g 2H2O g H 483 6kJ mol2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJ mol 结论 同种物质聚集状态不同 能量不同 2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJ molH2 g 1 2O2 g H2O l H 285 8kJ mol 结论 H的值与化学计量数成正比 化学计量数只表示物质的量 可用分数 2 热化学方程式的书写步骤 1 写出正确的化学方程式 2 标明各物质的聚集状态 3 注明反应热 H 0表示吸热 H 0表示放热单位 KJ mol 1 思考 同一反应的 H与哪些因素有关 反应物系数和各物质的聚集状态 3 书写热化学方程式注意事项 1 反应物和生成物要标明其聚集状态 用g l s分别代表气态 液态 固态 2 用 H标明恒压条件下反应放出或吸收的热量 放热为负 吸热为正 3 反应温度 压强不同其 H也不同 中学阶段指的是标准状况 4 热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数 只表示物质的量 因此可以是整数或分数 5 对于相同物质的反应 当化学计量数不同时 其 H也不同 即 H的值与计量数成正比 例1 已知每1mol碳完全燃烧生成二氧化碳时将放出393 6kJ热量 写出该反应的热化学方程式 例2 已知每1mol辛烷 C8H18 完全燃烧生成二氧化碳和液态水时将放出5472kJ热量 写出该反应的热化学方程式 C s O2 g CO2 g H 393 6kJ mol C8H18 g 12 5O2 g 8CO2 g 9H2O l H 5472kJ mol 例3 已知每1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水时将放出889 6kJ热量 写出该反应的热化学方程式 例4 已知每1mol乙醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水时将放出1366 8kJ热量 写出该反应的热化学方程式 C2H6O l 3O2 g 2CO2 g 3H2O l H 1366 8kJ mol CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l H 889 6kJ mol 2020 3 16 34 可编辑 1 下列热化学方程式书写正确的是 A 2SO2 O2 2SO3 H 196 6kJ molB H2 g O2 g H2O g H 241 8kJC 2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJ molD C s O2 g CO2 g H 393 5kJ mol 练习 C 2 典型例题 判断热化学方程式的正误 2003年 已知在1 105Pa 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 H 242kJ mol 1B 2H2 g O2 g 2H2O l H 484kJ mol 1C H2 g 1 2O2 g H2O g H 242kJ mol 1D 2H2 g O2 g 2H2O g H 484kJ mol 1 A 注意 物质聚集状态 吸放热与 H的 吸放热的量与系数对应 例1 250C 1 01 105Pa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 9 36kJ g 299 52kJ 1mol硫粉在氧气中充分燃烧放出热量为 S O2 SO2 H 299 52kJ mol 1 S O2 SO2 有关热化学方程式的计算 练习1 250C 1 01 105Pa下 4gCO在氧气中燃烧生成CO2 放出9 6kJ热量 写出CO燃烧的热化学方程式 2CO 气 O2 气 2CO2 气 H 134 4kJ mol 1 2CO O2 2CO2 2 28g Q 9 6kJ 4g 解 设2molCO燃烧放出的热量为Q 2 28g 4g Q 9 6kJ Q 134 4kJ 放热 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 572kJ mol 1CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l H 890kJ mol 1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 890kJ 3 2956kJ 练习2 已知 2H2O l 2H2 g O2 g H 517 6kJ mol 1CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l H 890 3kJ mol 1则 1g氢气和1g甲烷分别燃烧后 放出热量之比约为 A 1 34 B 1 1 7 C 2 3 1 D 4 6 1 517 6 4 分析 890 3 16 517 6 890 3 4 选C 练习 当1g氨气安全分解为N2和H2时 吸收2 718KJ的热量 写出其热化学反应方程 1 常温下14g一氧化碳在足量氧气中充分燃烧 放出141 3kJ热量 2 1g硫粉在氧气中完全燃烧并放出9 36kJ热量 随堂练习 3 1g甲烷在氧气中完全燃烧生成液态水和二氧化碳并放出55 6kJ热量 CH4 g 2O2 g 2H2O l CO2 g H 889 6kJ mol 点燃 在相同条件下 比较下列热化学方程式 问题解决 Q1 Q2 Q3 Q4 2Q5 Q6 燃料燃烧释放的热量 一 燃料的燃烧 燃烧 可燃物与氧气发生的发光 发热的剧烈的化学反应 实例 煤 石油 天然气的燃烧 2 燃烧的条件 A 与氧气接触B 达到着火点 3 常见的燃料煤 石油 天然气 化石燃料 4 如何提高燃料的使用效率 A 防止环境污染 发展洁净煤技术B 提高热效率C 开发高能清洁能源D 开发综合利用煤的新技术 打打开炉门开炉门 打开炉门 在煤饼上打孔或将煤做成煤块 在煤饼上打孔 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 近年来我国化石燃料和水电消耗 目前世界石油 天然气和煤炭的储量 节约能源很重要 燃料的充分燃烧 燃烧时要有适当过量的氧气燃料与空气要有足够大的接触面积工业上采取粉碎固体燃煤的方法 采用 喷雾 式的燃烧工艺 以增大燃料与空气的接触面 提高效率 有些液体燃料也可以采用气化方式 提高与空气的接触面积 煤的燃烧 直接燃烧会生成SO2 导致酸雨所以要将煤经过处理 新能源简介 目前人类所消耗的能源的70 来自煤 石油 天然气等化石燃料 在现有技术条件下 化石能源的大量使用给地球环境造成了严重危害 使人类生存空间受到了极大的威胁 科学家预言 尽管化石燃料能源未来仍将占有相当大比重 但其一统天下的局面将逐渐结束 地球上2亿年形