渝冀闽高中化学化学反应与能量转化化学反应中的热量课件苏教版必修.pptx

第二单元化学反应中的热量 专题2化学反应与能量转化 学习目标 1 理解化学反应中能量变化的主要原因 化学键的断裂和形成 2 了解吸热反应和放热反应的概念 熟知常见的吸热反应和放热反应 3 初步学习热化学方程式的书写 并能进行一些简单的能量变化计算 4 认识提高燃料的燃烧效率 开发高能清洁燃料的重要性 核心素养 1 宏观辨识 理解化学反应中能量的变化取决于反应物与生成物的总能量相对大小 2 微观探析 从化学键的断裂和形成 在本质上认识化学能量与化学变化的本质 3 模型认知 知道热化学方程式与普通化学方程式的不同 能正确书写热化学方程式 新知导学 达标检测 内容索引 新知导学 1 化学反应过程中能量转化形式化学反应中不仅是物质的转变 同时还伴随着变化 化学反应中比较常见的是化学能与热能 电能 光能等的互相转化 一 化学反应中的热量变化 能量 2 放热反应和吸热反应 1 实验探究 手感到热 升高 放出 发凉 黏在一起 高 吸收 放出 相关视频 2 概念 放出热量的化学反应为放热反应 吸收热量的化学反应为吸热反应 3 常见的吸热反应和放热反应 常见的放热反应有 燃烧反应 中和反应 金属与水或酸的反应 大多数化合反应 放热反应与吸热反应比较 例1硅是太阳能电池的重要材料 工业冶炼纯硅的原理是 化学反应与能量变化如图所示 回答下列问题 1 是 反应 是 反应 是 反应 填 吸热 或 放热 2 反应 破坏反应物中的化学键所吸收的能量 填 大于 或 小于 形成生成物中化学键所放出的能量 吸热 放热 吸热 小于 解析 答案 解析因为反应 是放热反应 所以破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量 易错警示 1 三个不一定 需加热才能发生的反应不一定是吸热反应 如碳和氧气的反应 放热反应常温下不一定容易发生 如铝热反应 吸热反应也不一定需要加热 如Ba OH 2 8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应 2 吸热反应和放热反应都是化学变化 如NaOH固体溶于水是放热过程 但不是放热反应 如升华 蒸发等过程是吸热过程 但不是吸热反应 3 化学反应中能量变化的原因 1 化学反应中能量变化与化学键的关系 化学反应过程 化学反应中能量变化的原因 2 化学反应中能量变化与物质内部能量的关系 大于 小于 化学反应的两大基本特征 物质种类发生变化和能量发生变化 化学键的断裂和形成是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因 例2H2 Cl2 2HCl的反应过程如下图所示 1 根据上图填写下表 2 该反应 填 放出 或 吸收 kJ热量 679 862 放出 183 答案 例3已知1g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量121kJ 且氧气中1molO O键完全断裂时需要吸收能量496kJ 水蒸气中1molH O键形成时放出能量463kJ 则氢气中1molH H键断裂时吸收的能量为A 920kJB 557kJC 436kJD 188kJ 答案 解析 1 概念 能表示化学反应中的热量的化学方程式 2 书写 三字诀 二 热化学方程式 放出或吸收 写 正确 写 出反应的化学方程式 注 注 明物质的状态 用 分别表示气态 液态 固态 g l s 标 用 H 标 明反应放出或吸收的热量 负值表示反应热 正值表示反应热 H的单位为 放 吸 kJ mol 1 例如 已知1molC与1molO2完全反应生成1molCO2放出393 6kJ热量 则该反应的热化学方程式为 C s O2 g CO2 g H 393 6kJ mol 1 热化学方程式的书写方法 1 遵循一般化学方程式的书写规则 一般不写反应条件 2 要注明反应物和生成物的状态 3 在右端注明 H的符号 正号常省略 大小及单位 4 化学计量数只表示物质的量 因此可以是整数 也可以是分数 化学计量数改变 H的数值要相应改变 例4下列对热化学方程式H2 g I2 g HI g H 9kJ mol 1的叙述中 正确的是A 1mol氢气和1mol碘蒸气完全反应需要吸收9kJ热量B 1个氢分子和1个碘分子完全反应需要放出9kJ的热量C 1molH2 g 与1molI2 g 完全反应生成2mol的HI气体放出18kJ的热量D 1molH2 g 与1molI2 g 完全反应吸收18kJ的热量 答案 解析 解析热化学方程式的具体形式是表示一定物质的量 一定聚集状态的反应物完全反应生成一定聚集状态的生成物时的放热或吸热情况 只要依据书写热化学方程式的注意事项 对于本题就不难作出判断 例5已知 101kPa时 1mol辛烷完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为5518kJ 强酸与强碱在稀溶液中发生反应生成1molH2O时放出的热量为57 3kJ 则下列热化学方程式书写正确的是 A C8H18 l O2 g 8CO2 g 9H2O g H 5518kJ mol 1B C8H18 l O2 g 8CO2 g 9H2O l H 5518kJ mol 1C H OH H2O H 57 3kJ mol 1D 2NaOH aq H2SO4 aq Na2SO4 l 2H2O l H 57 3kJ mol 1 答案 解析 解析A项 因该反应为放热反应 H应取 同时水应为液态 故A错 C项中应标明H OH 状态是稀溶液状态 aq D项中Na2SO4应为稀溶液状态 aq H应取 且数值错误 故D错 一查 四态 即 g l s aq 是否正确 二查 正负莫反 即 是否与吸热和放热一致 三查 单位书写 即反应热的单位是否为kJ mol 1 四查 数值对应 即 H的数值与物质化学计量数是否对应 四查 热化学方程式书写正误 思维启迪 1 热值已知下列几种燃料的热值 三 燃料燃烧释放的热量 其热化学方程式分别为 C s O2 g CO2 g H 396kJ mol 1 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l H 896kJ mol 1 C2H5OH l 3O2 g 2CO2 g 3H2O l H 1380kJ mol 1 1 完全燃烧相等物质的量的上述物质 放出热量的大小顺序是 2 完全燃烧等质量的上述物质 放出热量的大小顺序是 3 燃料燃烧放出热量的大小常用热值来衡量 燃料的热值是指在一定条件下的物质完全燃烧所放出的 单位是 4 我国实施的 西气东输 工程中的 气 是指 主要成分是 与煤等燃料相比较其优点是热值高 使用起来更经济 对环境污染小 单位质量 热量 kJ g 1 天然气 甲烷 2 以煤为例 探究提高燃料燃烧效率问题 1 煤燃烧时 将煤块粉碎成煤粉的依据是与空气中O2的增大 煤粉燃烧更充分 反应速率加快 2 通入适当过量空气的依据是空气充足 煤粉燃烧充分 生成CO2 放出热量 若空气不足 煤燃烧不完全 生成CO 产生热量 且会造成污染 3 选择保温隔热且耐热的炉 灶 膛材料的主要目的是 4 充分利用煤燃烧后的废气中的热量可采取的措施是将燃烧后的废气通过交换装置 供其他方面使用 接触面积 多 减少 防止热量散失 提高燃料燃烧效率的措施及意义 1 提高燃料的燃烧效率的措施 尽可能使燃料充分燃烧 提高能量的转化率 关键是燃料与空气或氧气要尽可能充分接触 且空气要适当过量 尽可能充分利用燃料燃烧所释放出的热能 提高热能的利用率 2 提高燃料的燃烧效率的意义在于节约能源 节约资源 减少污染 例6下列措施可以提高燃料燃烧效率的是 提高燃料的着火点 降低燃料的着火点 将固体燃料粉碎 将液体燃料雾化处理 将煤进行气化处理 通入适当过量的空气A B C D 答案 解析 解析理论上 提高燃料燃烧效率的常用方法是增大燃料与空气的接触面积 并通入适当过量的空气 对于 和 由于燃料的着火点是其固有的性质 不可改变 故这两项措施不可行 所采取的措施均是为了增大燃料与空气的接触面积 学习小结 达标检测 1 下列说法正确的是 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 放热反应在常温下一定很容易发生 反应是放出能量还是吸收能量必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小 有的放热反应加热到一定温度引发后 停止加热反应也能继续进行A B C D 1 2 3 4 答案 解析 5 6 解析加热才能发生的反应不一定是吸热反应 如铜在氯气中燃烧 放热反应在常温下不一定容易发生 如N2与H2合成NH3 反应是放热还是吸热取决于反应物 生成物所具有的总能量的相对大小 需要加热才能发生的放热反应 如果反应放出的热量达到反应所需要的热量 停止加热反应也能继续进行 如 1 2 3 4 5 6 A 该图表明催化剂可以改变反应的热效应B 该图表示某反应能量的变化与生成物状态无关C 该图表示某吸热反应分别在有无催化剂的情况下反应过程中的能量变化D 该图表明化学反应不仅遵循质量守恒定律 也遵循能量守恒定律 2 2017 河北承德一中月考 关于下列图示说法正确的是 答案 解析 1 2 3 4 5 6 解析A项 起始能量与最终能量不变 因此催化剂不能改变反应的热效应 故错误 B项 图中并没有表现出物质的状态 因此不能得出该结论 且反应能量的变化与生成物状态有关 故错误 C项 生成物的总能量低于反应物的总能量 因此该反应为放热反应 故错误 D项 多余的能量以热量的形式释放 因此遵循能量守恒定律 故正确 1 2 3 4 5 6 3 将铁粉和硫粉混合后加热 待反应一发生即停止加热 反应仍可持续进行 直至反应完全生成新物质硫化亚铁 这现象说明了A 该反应是吸热反应B 该反应是放热反应C 铁粉和硫粉在常温下可以发生反应D 硫化亚铁的总能量高于铁粉和硫粉的总能量 答案 解析 1 2 3 4 5 6 解析反应发生后停止加热 反应仍可持续进行说明反应为放热反应 A错误 B正确 反应需要加热才能发生 常温下不能进行 C错误 反应是放热反应 所以反应物的总能量高于生成物的总能量 D错误 1 2 3 4 5 6 4 2018 温州十五校联合体期中 1gH2完全燃烧生成液态水放出142 9kJ的热量 下列表示该反应的热化学方程式正确的是A 2H2 g O2 g 2H2O l H 142 9kJ mol 1B 2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJ mol 1C 2H2 O2 2H2O H 571 6kJ mol 1D H2 g O2 g H2O l H 285 8kJ mol 1 答案 解析 1 2 3 4 5 6 解析1g氢气完全燃烧生成液态水 放出142 9kJ热量 所以2mol氢气完全燃烧生成液态水 放出的热量为142 9kJ 4 571 6kJ 所以 H 571 6kJ mol 1 故A B错误 物质的状态影响反应热 未注明物质的聚集状态 故C错误 2gH2燃烧生成液态水时放出285 8kJ的热量 H 0 热化学方程式为H2 g O2 g H2O l H 285 8kJ mol 1 故D正确 1 2 3 4 5 6 5 将煤块粉碎 经脱硫处理 在适当过量的空气中燃烧 这样处理的目的是 使煤充分燃烧 提高煤的利用率 减少SO2的产生 避免造成 酸雨 减少有毒的CO产生 避免污染空气 减少CO2的产生 避免 温室效应 A B C D 答案 解析 解析煤块粉碎是为了提高煤的利用率 脱硫是为了减少SO2的产生 过量空气是为了减少CO的产生 1 2 3 4 5 6 6 下表中的数据是破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量 答案 解析 解析 1 2 破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量越高 则物质越稳定 所具有的能量越低 根据上述数据回答下列问题 1 下列物质本身具有的能量最低的是 填字母 A H2B Cl2C Br2D I2 2 下列氢化物中最稳定的是 填字母 A HClB HBrC HI 1 2 3 4 5 6 3 X2 H2 2HX X代表Cl Br I 的反应是 填 吸热 或 放热 反应 4