化学选修化学反应原理人教版全部ppt课件.ppt

第一章化学反应与能量 第一节化学反应与能量的变化第一课时焓变反应热 化学反应过程中为什么会有能量的变化 化学反应的实质就是反应物分子中化学键断裂 形成新的化学键 重新组合成生成物的分子的过程 旧键断裂需要吸收能量 新键形成需要放出能量 而一般化学反应中 旧键的断裂所吸收的总能量与新键形成所放出的总能量是不相等的 而这个差值就是反应中能量的变化 所以化学反应过程中都会有能量的变化 思考 1 你所知道的化学反应中有哪些是放热反应 能作一个简单的总结吗 活泼金属与水或酸的反应 酸碱中和反应 燃烧反应 多数化合反应 2 你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应 能作一个简单的总结吗 多数的分解反应 氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应 水煤气的生成反应 炭与二氧化碳生成一氧化碳 反应物具有的总能量生成物具有的总能量 一 反应热 化学反应过程中所释放或吸收的能量 都可以用热量 或换算成相应的热量 来表述 叫做反应热 在恒压条件下又称为焓变 焓变 PS 1 符号 H单位 kJ mol或kJ mol 12 反应热描述的是化学反应前后的热量变化3 反应热描述的是一定温度下的热量变化4 任何化学反应都有反应热 表现为吸热反应或者放热反应 一 反应热 化学反应过程中所释放或吸收的能量 都可以用热量 或换算成相应的热量 来表述 叫做反应热 在恒压条件下又称为焓变 焓变 PS H 生成物能量 反应物能量放热反应 H0或 H为 从化学键的角度理解反应与能量变化的关系 以H2 Cl2 2HCl为例 键能数据 H H436kJ molCl Cl243kJ molH Cl431kJ mol 一般用实验数据表示反应热 比较 由实验测得的反应热为186 4kJ mol 小试一下 上述反应的反应热表示为 H 184 6kJ mol 下面的反应该如何表示它的反应热呢 例1 1molC与1mol水蒸气反应生成1molCO和1molH2 需要吸收131 5kJ的热量 H 131 5kJ mol 例2 拆开lmolH H键 lmolN H键 lmolN N键分别需要的能量是436kJ 391kJ 946kj 则1molN2生成NH3的反应热为 1molH2生成NH3的反应热为 92KJ mol 30 6KJ mol 反应热与物质的量的关系 质量守恒能量守恒某一反应中 质量和能量成正比关系热量用Q表示 体系向环境做正功 Q 0 释放能量 放热反应 体系向环境做负功 Q 0 得到能量 吸热反应 判断一个反应是吸热反应还是放热反应的方法 H E2 E1 0为吸热反应E1不能通过实验测得 没有实际的计算意义 反应物分子断键时吸收的总能量 反与生成物分子形成新化学键时释放的能量 生的相对大小 H 反 生若 H 0则为吸热反应 H为 Q0 通过实验直接测得 掌握中和热的测定 阅读P3 资料 体系与环境 键能 破坏1mol共价键吸收的能量或形成1mol共价键放出的能量 键能恒取正值 反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量 反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量 生成物释放的总能量大于反应物吸收的总能量 生成物释放的总能量小于反应物吸收的总能量 1 下列叙述正确的是 A 化学反应一定伴随热量的变化B 凡是吸热或放热过程中热量的变化均称为反应热C 若 H0 则反应物的能量高于生成物的能量2 已知 H H H2 H 436KJ mol 则下列叙述正确的是 A 2个H原子的能量高于1个H2的能量B 2个H原子的能量低于1个H2的能量C H原子比H2分子稳定D H2分子比H原子稳定 AC AD 课堂练习 3 下列变化过程中会放出热量的是 硝酸铵溶于水 物质的燃烧 苛性钠溶于水 生石灰放入水中 醋酸的电离A 仅 B 仅 C 仅 D D 4 下列变化中 属于放热反应的是 A Ba OH 2 8H2O与NH4Cl的反应B 点燃的镁条在二氧化碳中继续燃烧C 灼热的碳与二氧化碳的反应D 氯化钠溶于水 B 小结 一 反应热 焓变 从反应热角度看 H 生成物能量 反应物能量 从键能角度看 H 反应物总键能 生成物总键能 第一章化学反应与能量 第一节化学反应与能量的变化第二课时热化学方程式 H E 生成物的总能量 E 反应物的总能量 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 我们已经认识了反应热 那么如何在化学方程式中正确反映其热量的变化 二 热化学方程式 什么是热化学方程式 表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式 叫做热化学方程式 思考交流 与化学方程式相比 热化学方程式有哪些不同 正确书写热化学方程式应注意哪几点 请看以下几个例子 再思考 热化学方程式 能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式 H2 g I2 g 2HI g H 14 9kJ mol 200 101kPa 1 热化学方程式包含物质变化和能量变化两个部分 二者缺一不可 普通化学方程式只包含物质变化一个部分 物质变化 能量变化 书写热化学方程式的注意事项 1 化学方程的右边必须写上 H 并用 空格 隔开 H 吸热用 放热用 单位是kJ mol或J mol 热化学方程式 能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式 H2 g I2 g 2HI g H 14 9kJ mol 200 101kPa 2 热化学方程式需注明反应时的温度和压强 对于25 101kPa时进行的反应可不注明 普通化学方程式不需注明温度和压强 书写热化学方程式的注意事项 1 化学方程的右边必须写上 H 并用 空格 隔开 H 吸热用 放热用 单位是kJ mol或J mol 2 需注明反应的温度和压强 如不注明条件 即指 25 1 01 105Pa 热化学方程式 能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式 3 热化学方程式需注明各物质的状态 普通化学方程式不需注明物质的状态 书写热化学方程式的注意事项 1 化学方程的右边必须写上 H 并用 空格 隔开 H 吸热用 放热用 单位是kJ mol或J mol 2 需注明反应的温度和压强 如不注明条件 即指 25 1 01 105Pa 3 物质后需标聚集状态 s l g aq 热化学方程式 能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式 4 热化学方程式中化学计量数表示参加反应的各物质的物质的量 可为整数或分数 普通化学方程式中化学计量数宏观上表示各物质的物质的量 微观上表示原子分子数目 只能为整数 不能为分数 阅读P4 资料卡片 kJ mol的含义 每mol反应的焓变 书写热化学方程式的注意事项 1 化学方程的右边必须写上 H 并用 空格 隔开 H 吸热用 放热用 单位是kJ mol或J mol 2 需注明反应的温度和压强 如不注明条件 即指 25 1 01 105Pa 3 物质后需标聚集状态 s l g aq 4 热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示物质的量并不能表示物质的分子数或原子数 因此化学计量数可以是整数也可以是分数 5 根据焓的性质 若化学方程式中各物质的系数加倍 则 H的数值也加倍 若反应逆向进行 则 H改变符号 但绝对值不变 热化学方程式表示的意义 1 反应物和生成物的种类 聚集状态2 反应中各物质的物质的量比和质量比3 反应中放出或吸收的热量 综上所述 问题 反应物和生成物前的系数它代表了什么 在方程式中 H它表示了什么意义 H它的值与什么有关系 热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数 表示对应物质的物质的量 H KJ mol 它表示每摩尔反应所吸收或放出的热量 H它的值与方程式中的计量系数有关 即对于相同的反应 当化学计量数不同时 其 H不同 1 当1mol气态H2与1mol气态Cl2反应生成2mol气态HCl 放出184 6KJ的热量 请写出该反应的热化学方程式 H2 g Cl2 g 2HCl g H 184 6KJ mol 练习 而这些书写也是对的 练习与巩固 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液态水时放热22 68KJ 1mol氯气和水蒸气通过灼热的炭层反应 生成氯化氢和二氧化碳放出145KJ的热量 你写对了吗 写出下列反应的热化学方程式 1 1molC 固态 与适量H2O 气态 反应 生成CO 气态 和H2 气态 吸收131 3kJ的热量 2 0 5molCu 固态 与适量O2 气态 反应 生成CuO 固态 放出78 5kJ的热量 C s H2O g CO g H2 g H 131 3KJ mol 2Cu s O2 g 2CuO s H 314KJ mol 2 00gC2H2完全燃烧生成液态水和CO2放出的热量为99 6KJ 写出C2H2燃烧的热化学方程式 2C2H2 g 5O2 g 4CO2 g 2H2O l H 2589 6KJ mol 2C2H2 g 5O2 g 4CO2 g 2H2O l H 4bkJ2C2H2 g 5O2 g 4CO2 g 2H2O l H 4bkJ molC C2H2 g 5 2O2 g 2CO2 g H2O g H 4bkJ molD 2C2H2 g 5O2 g 4CO2 g 2H2O l H 4bkJ molE 2C2H2 g 5O2 g 4CO2 g 2H2O l H 2bkJ mol 2 已知充分燃烧ag乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水 并放出热量bkJ 则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是 B 点拨 热化学方程式书写正误的判断可从物质的聚集状态 H的正负号 物质的量的大小 单位等主要方面入手 3 沼气是一种能源 它的主要成分是CH4 0 5molCH4完全燃烧生成CO2和H2O时 放出445kJ的热量 则下列热化学方程式中正确的是 A 2CH4 g 4O2 g 2CO2 g 4H2O l H 890kJ mol B CH4 2O2 CO2 H2O H 890kJ mol C CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l H 890kJ mol D 1 2CH4 g O2 g 1 2CO2 g H2O l H 890kJ mol C 4 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 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 5 在200 101kP时 1molH2与碘蒸气作用生成HI反应 科学文献表示为 H2 g I2 g 2HI g H 14 9kJ mol以上化学方程式指出了反应时的和 括号中的符号表示反应物或生成物的 6 在25 101kPa时 有两个由H2和O2化合成1molH2O的反应 一个生成气态水 一个液态水 化学方程式如下 H2 g 1 2O2 g H2O g H 241 8Kj molH2 g 1 2O2 g H2O I H 285 8kJ mol以上两个反应 产物都是 但产物的不同 温度 压强 状态 水 状态 8 热化学方程式 S g O2 g SO2 g H 297 3kJ mol分析下列说法中正确的是 A S g O2 g SO2 l H 297 3KJ molB S g O2 g SO2 l H 297 3KJ molC 1molSO2的键能总和大于1molS和1molO2键能之和D 1molSO2的键能总和小于1molS和1molO2键能之和 BD 第一章化学反应与能量 莒南三中高二化学备课组 中和热燃烧热能源 一 燃烧热 例2 实验测得101kPa时1molH2完全燃烧放出393 5kJ的热量 这就是H2的燃烧热 H2 g 1 2O2 g H2O l H 285 8kJ mol 例1 实验测得101kPa时1molC完全燃烧放出393 5kJ的热量 这就是C的燃烧热 C s O2 g CO2 g H 393 5kJ mol 一 燃烧热 1 燃烧热的的概念 在25 101kPa时 1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量 为什么指定温度和压强 生成物不能继续燃烧 C CO2 g S SO2 g H H2O l 单位 kJ mol 限定燃料的物质的量 2C8H18 l 25O2 g 16CO2 18H2O l H 11036KJ mol 思考 C8H18的燃烧热是多少 H 5518KJ mol 1molC8H18燃烧时放出了多少热 5518KJ 一 燃烧热 1 燃烧热的的概念 在25 101kPa时 1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量 PS 在101kPa时 完全燃烧生成稳定的氧化物如 C C02 H H20 l S S02等 燃烧热通常由实验测得 可燃物以1mol为标准进行测量 系数常用分数表示 2 表示的意义 如 CH4的燃烧热为890 3KJ mol 含义 在101KPa时 1molCH4完全燃烧时 放出890 3KJ的热量 3 表示燃烧热的热化学方程式的书写 应以1mol物质的标准来配平其余物质的化学计量数 常出现分数 4 一定量可燃物完全燃烧时放出的热量 Q放 n 可燃物 H CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O g H 890 31KJ mol 例1 在101kPa时 1molCH4完全燃烧生成CO2和液态H2O 放出890kJ的热量 CH4的燃烧热为多少 1000LCH4 标准状况 燃烧后所产生的热量为多少 解 根据题意 在101kPa时 1molCH4完全燃烧的热化学方程式为 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l H 890kJ mol即CH4的燃烧热为890kJ mol 1000LCH4 标准状况 的物质的量为 n CH4 V CH4 Vm 1000L 22 4L mol 1 44 6mol1molCH4完全燃烧放出890kJ的热量 44 6molCH4完全燃烧放出的热量为 44 6mol 890kJ mol 3 97 104kJ答 CH4的燃烧热为890kJ mol 1000LCH4 标准状况 完全燃烧产生的热量为3 97 104kJ 例2 葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一 葡萄糖燃烧的热化学方程式为 C6H12O6 s 6O2 g 6CO2 g 6H2O l H 2800kJ mol葡萄糖在人体组织中氧化的热化学方程式与它燃烧的热化学方程式相同 计算100g葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量 解 根据题意 葡萄糖的燃烧热为2800kJ mol 100g葡萄糖的物质的量为 n C6H12O6 m C6H12O6 M C6H12O6 100g 180g mol 1 0 556mol1molC6H12O6完全燃烧放出2800kJ的热量 0 556molC6H12O6完全燃烧放出的热量为 0 556mol 2800kJ mol 1560kJ答 100g葡萄糖在人体中完全氧化时产生1560kJ的热量 二 中和热 1 酸和碱的中和反应有热量放出 可以通过实验测得中和反应的反应热 当1L1mol L的稀盐酸跟1L1mol L的NaOH溶液起中和反应时 能放出57 3kJ的热量 NaOH aq HCI aq NaCl aq H2O l H 57 3kJ mol 2 如果用1L1mol L的KOH溶液中和1L1mol L的HNO3溶液 也能放出57 3kJ的热量 KOH aq HNO3 aq KNO3 aq H2O l H 57 3kJ mol 二 中和热1 定义 在稀溶液中 酸跟碱发生中和反应 生成1mol水时的反应热叫做中和热 2 中和热的表示 H aq OH aq H2O 1 H 57 3kJ mol3 要点 条件 稀溶液 稀溶液是指溶于大量水的离子 反应物 强 酸与 强 碱 中和热不包括离子在水溶液中的生成热 电解质电离的吸热所伴随的热效应 生成1mol水 中和反应的实质是H 和OH 化合生成H20 若反应过程中有其他物质生成 这部分反应热也不在中和热之内 放出的热量 57 3kJ mol 例 已知H aq OH aq H2O l H 57 3kJ mol 求下列中和反应中放出的热量 1 用20gNaOH配稀溶液跟足量稀盐酸反应放出 kJ的热量 2 用28gKOH配稀溶液跟足量稀硝酸反应 放出 kJ的热量 28 7 28 7 燃烧热与中和热的区别与联系 2H2 g O2g 2H2O l H 571 6kJ molH2 g 1 2O2 g H2O g H 241 8kJ mol求氢气的燃烧热 1 已知 2 石墨与金刚石的燃烧热是否相同 为什么 请分别写出石墨和金刚石燃烧的热化学方程式 答 H 285 8kJ mol 不相同 因为石墨与金刚石的晶体结构不同 共具有的能量也不相同C 石墨s O2 g CO2 g H 393 5kl molC 金刚石s O2 g CO2 g H 395 0kl mol说明金刚石具有的总能量高 不稳定 3 下列各组物质的燃烧热相等的是 A 碳和一氧化碳B 1moL碳和2moL碳C 1moL乙炔和2moL碳D 淀粉和纤维素 B 285 8kJ mol 1 能源就是能提供自然资源 包括等 2 我国目前使用的主要能源是 是能不 3 能源是国民经济和社会发展的重要物质基础 它的开发和利用情况 可以用来衡量一个国家或地区的经济发展和科学技术水平3 解决能源的办法是 即开发和节约 提高能源的 4 现在探索开发的新能源有等 新能源的主要优势是 能量 化石燃料 煤 石油 天然气 阳光 生物能 风能 地热能 海洋 潮汐 能 化石燃料 再生 开源节流 新的能源 现有能源 利用率 太阳能 氢能 地热能 海洋 潮汐 能 生物能 资源丰富 可以再生 污染少 三 能源 讨论下列问题 1 能源 一级能源 二级能源 例 下列属于一级能源的是 属于二级能源的是 A风能B电能C氢能D阳光E天然气 ADE BC 能源 能提供能量的资源一级能源 来自自然界未经转化的能源 二级能源 一级能源经过转化得到的能源形式 阅读P9 科学视野 找出并识记 太阳能 氢能 地热能 风能各自的优缺点 1 选择燃料的标准是什么 燃烧热 燃料的储量 开采运输储存的条件 价格 对生态环境的影响 等各方面综合考虑 2 煤作为燃料的利弊 提高煤燃烧效率的措施有哪些 思考与交流 1 分析以下几个热化学方程式 哪个是表示固态碳和气态氢气燃烧时的燃烧热的 为什么 A C s O2 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 O2 g H2O g H 241 8kJ mol 随堂练习 B 2 酸雨危害可包括 对人体的直接危害 引起肺部疾病而使人致死 引起河流 湖泊的水体酸化 严重影响水生动植物的生长 破坏土壤 植被 森林 腐蚀金属 油漆 皮革 纺织品及建筑材料等 渗入地下 可能引起地下水酸化 A B C D D 3 1998年出现的全球温度大幅度升高 产生了显著的 厄尔尼诺 现象 干旱和暴雨灾难 危害了许多地区 为了防止气候变暖的进一步恶化 联合国环境保护组织于1998年通过大会要求各国减少工业排放量的气体是 A 二氧化硫B 二氧化碳C 氮的氧化物D 碳氢化合物4 我国三峡工程所提供的清洁 廉价强劲 可再生的水电 相当于每年燃烧3 106t原煤的火力发电厂产生的电能 因此 三峡工程有助于控制 A 温室效应B 酸雨C 白色污染D 破坏大气臭氧层 B A 5 下列说法不正确的是 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6 为了减少大气污染 许多城市正大力推广汽车清洁燃料 目前使用的清洁燃料主要有两类 一类是压缩天然气 CNG 另一类是液化石油气 LPG 这两类燃料的主要成分均为 A 碳氢化合物B 碳水化合物C 氢气D 醇类 A A 第一章化学反应与能量 莒南三中高二化学备课组 盖斯定律及其应用 1 已知 H2 g Cl2 g 2HCl g H 184 6kJ mol则反应HCl g 1 2H2 g 1 2Cl2 g 的 H为 A 184 6kJ molB 92 3kJ molC 369 2kJ molD 92 3kJ mol 复习 D 2 甲硅烷 SiH4 是一种无色气体 遇到空气能发生爆炸性自燃 生成SiO2和水 已知室温下1g甲硅烷自燃放出44 6kJ热量 其热化学方程式为 SiH4 g O2 g SiO2 s H2O l H 1427 2kJ mol 规律 正逆 反应的反应热效应数值相等 符号相反 3 已知H aq OH aq H2O l H 57 3kJ mol 计算下列反应中放出的热量 1 用20gNaOH配成稀溶液跟足量稀盐酸反应 放出热量为kJ 2 用0 1molBa OH 2配成稀溶液跟足量稀硝酸反应 放出热量为kJ 3 用1mol醋酸稀溶液和足量NaOH溶液反应 放出的热量 大于 小于 等于 57 3kJ 理由是 28 65 11 46 小于 醋酸是弱电解质 只是少部分电离 发生电离时要吸热 中和时放热较少 298K 101kPa时 合成氨反应的热化学方程式N2 g 3H2 g 2NH3 g H 92 38kJ mol 在该温度下 取1molN2 g 和3molH2 g 放在一密闭容器中 在催化剂存在下进行反应 测得反应放出的热量总是少于92 38kJ 其原因是什么 该反应是可逆反应 在密闭容器中进行 该反应将达到平衡状态 1molN2 g 和3molH2 g 不能完全反应生成2molNH3 g 因而放出的热量总小于92 38kJ 温故知新 H2 g 1 2O2 g H2O g H1 241 8kJ mol那么 H2的燃烧热 H究竟是多少 如何计算 已知 H2O g H2O l H2 44kJ molH2 g 1 2O2 g H2O l H H1 H2 285 8kJ mol 下列数据 H1表示燃烧热吗 判断 思考 如何测出下列反应的反应热 C s 1 2O2 g CO g H1 C s 1 2O2 g CO g H1 CO g 1 2O2 g CO2 g H2 283 0kJ mol C s O2 g CO2 g H3 393 5kJ mol 不能很好的控制反应的程度 故不能直接通过实验测得 H1 则 H1 H2 H3所以 H1 H3 H2 393 5kJ mol 283 0kJ mol 110 5kJ mol 上两例应用了什么规律 影响反应热的因素 1 与温度 压强有关2 与物质的状态有关3 与反应物的用量有关4 与反应条件 途径 无关 盖斯定律 盖斯定律 不管化学反应是分一步完成或分几步完成 其反应热是相同的 化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关 而与反应的途径无关 A B 请思考 由起点A到终点B有多少条途径 从不同途径由A点到B点的位移有什么关系 登山的高度与上山的途径无关 只与起点和终点的相对高度有关 H2 0 H1 0 S 始态 L 终态 H1 H2 0 如何理解盖斯定律 H H1 H2之间有何关系 H H1 H2 B H A C H1 H2 有些化学反应进行很慢或不易直接发生 很难直接测得这些反应的反应热 可通过盖斯定律获得它们的反应热数据 2 盖斯定律的应用 关键 目标方程式的 四则运算式 的导出 方法 写出目标方程式确定 过渡物质 要消去的物质 然后用消元法逐一消去 过渡物质 导出 四则运算式 例1 已知下列各反应的焓变 Ca s C s 石墨 3 2O2 g CaCO3 s H1 1206 8kJ mol Ca s 1 2O2 g CaO s H2 635 1kJ mol C s 石墨 O2 g CO2 g H3 393 5kJ mol试求 CaCO3 s CaO s CO2 g 的焓变 H4 178 2kJ mol 例2 按照盖斯定律 结合下述反应方程式回答问题 已知 NH3 g HCl g NH4Cl s H1 176kJ mol NH3 g H2O l NH3 aq H2 35 1kJ mol HCl g H2O l HCl aq H3 72 3kJ mol NH3 aq HCl aq NH4Cl aq H4 52 3kJ mol NH4Cl s 2H2O l NH4Cl aq H5 则第 个方程式中的反应热 H是 根据盖斯定律和上述反应方程式得 即 H5 16 3kJ mol 例3 写出石墨变成金刚石的热化学方程式 25 101kPa时 石墨能直接变成金刚石吗 查燃烧热表知 C 石墨 s O2 g CO2 g H1 393 5kJ mol C 金刚石 s O2 g CO2 g H2 395 0kJ mol 所以 得 C 石墨 s C 金刚石 s H 1 5kJ mol 例4 同素异形体相互转化但反应热相当小而且转化速率慢 有时还很不完全 测定反应热很困难 现在可根据盖斯提出的观点 不管化学反应是一步完成或分几步完成 这个总过程的热效应是相同的 已知 P4 s 白磷 5O2 g P4O10 s H1 2983 2kJ mol P s 红磷 5 4O2 g 1 4P4O10 s H2 738 5kJ mol 试写出白磷转化为红磷的热化学方程式 P4 s 白磷 4P s 红磷 29 2kJ mol 4 你知道神六的火箭燃料是什么吗 例5 某次发射火箭 用N2H4 肼 在NO2中燃烧 生成N2 液态H2O 已知 N2 g 2O2 g 2NO2 g H1 67 2kJ mol N2H4 g O2 g N2 g 2H2O l H2 534kJ mol假如都在相同状态下 请写出发射火箭反应的热化学方程式 2N2H4 g 2NO2 g 3N2 g 4H2O l H 1135 2kJ mol 2 思考 为什么在热化学反应方程式中通常可不表明反应条件 正逆反应的反应热效应数值相等 符号相反 不能省去 练习 1 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 热化学方程式还可以表示理论可进行实际难进行的化学反应 C 石墨 s O2 g CO2 g H 393 5kJ mol CO2 g C 石墨 s O2 g H 393 5kJ mol 2 已知25 101kPa下 石墨 金刚石燃烧的热化学方程式分别为C 石墨 O2 g CO2 g H 393 51kJ mol 1C 金刚石 O2 g CO2 g H 395 41kJ mol 1据此判断 下列说法中正确的是 A 由石墨制备金刚石是吸热反应 等质量时 石墨的能量比金刚石的低B 由石墨制备金刚石是吸热反应 等质量时 石墨的能量比金刚石的高C 由石墨制备金刚石是放热反应 等质量时 石墨的能量比金刚石的低D 由石墨制备金刚石是放热反应 等质量时 石墨的能量比金刚石的高 A 3 已知 CO g 1 2O2 g CO2 g H1 283 0kJ mol H2 g 1 2O2 g H2O l H2 285 8kJ mol C2H5OH l 3O2 g 2CO2 g 3H2O l H3 1370kJ mol试计算 2CO g 4H2 g H2O l C2H5OH l 的 H 解 根据盖斯定律 反应 不论是一步完成还是分几步完成 其反应热效应都是相同的 下面就看看反应 能不能由 三个反应通过加减乘除组合而成 也就是说 看看反应 能不能分成 几步完成 2 4 所以 H H1 2 H2 4 H3 283 2 2 285 8 4 1370 339 2kJ mol 4 在100g碳不完全燃烧所得气体中 CO占1 3体积 CO2占2 3体积 且C s 1 2O2 g CO g H 110 35kJ molCO g 1 2O2 g CO2 g H 282 57kJ mol与这些碳完全燃烧相比 损失的热量是 392 92kJB 2489 44kJC 784 92kJD 3274 3kJ C 第二章化学反应速率和化学平衡 莒南三中高二化学备课组 第一节化学反应速率 回忆钠和钾分别与水反应的现象 比较等物质的量浓度的盐酸和醋酸与大理石反应的快慢 不同的化学反应快慢是不一样的 怎么样来比较和描述不同反应的快慢呢 化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的一个物理量 化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示 浓度常用单位 mol L 时间常用单位 s min h 化学反应速率常用单位 mol L s 或mol L min 表达式 v c t 一 化学反应速率的表示 v n V t PS 1 通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示 所以反应速率是正值 2 中学阶段的化学反应速率是平均速率 3 浓度仅指溶液或气体的 固体 纯液体无浓度可言 例题 在2L的密闭容器中 加入1molN2和3molH2 发生N2 3H2 2NH3 在2s末时 测得容器中含有0 4mol的NH3 求该反应的化学反应速率 起始浓度 mol L 2s末浓度 mol L 观察并回答 分别用三种物质表示的反应速率之间有什么关系 问题1 变化浓度 mol L 三步法 0 5 1 5 0 0 2 0 2 0 3 0 1 0 4 1 2 同一个反应 用不同的物质来表示反应速率 数值是不一样的 所以应注明是由哪种物质表示的 同一反应中 各物质的速率之比等于他们在化学方程式中的化学计量数之比 如在N2 3H2 2NH3中 v N2 v H2 v NH3 1 3 2 结论1 常见题型例举 1 用不同的物质来表示反应速率 例1 反应4NH3 5O2 4NO 6H2O在5L的密闭容器中进行 30s后 NO的物质的量增加了0 3mol 则此反应的平均速率可表示为 A v O2 0 01mol L sB v NO 0 008mol L sC v H2O 0 003mol L sD v NH3 0 002mol L s v NO 0 3 5 30 0 002mol L s 2 比较反应速率的大小 例2 反应A 3B 2C 2D在四种不同情况下的反应速率分别为 VA 0 15mol L 1 s 1 VB 0 6mol L 1 s 1 Vc 0 4mol L 1 s 1 VD 0 45mol L 1 s 1则该反应在不同条件下速率快慢顺序是 结论2 在同一反应中 反应速率的大小不能单纯地看数值大小 应化为同一种物质的反应速率再进行比较 3 根据各物质的反应速率之比写出化学方程式 例3 某温度下 浓度都是1mol L的两种气体X2和Y2 在密闭容器中反应生成气体Z 经过tmin后 测得物质的量浓度分别为 c X2 0 4mol L c Y2 0 8mol L c Z 0 4mol L 则该反应的反应方程式可表示为 3X2 Y2 2Z 3X2 Y2 2X3Y 习题 已知反应N2 3H22NH3 根据下图判断 1 A是 物质的量浓度变化情况 2 C是 物质的量浓度变化情况 3 2分钟内N2的平均速率是多少 H2 NH3 0 5mol L min 化学反应速率的测量 2 化学反应进行的时候 反应物和生成物的浓度都在不断地变化 由于反应体系中一种反应物浓度的变化 必然引起其他物质浓度发生相应的变化 因此 化学反应速率只要用反应体系中任何一种物质 反应物或生成物 的浓度变化来表示 一般以最容易测定的物质表示 3 在物质的诸多性质中 特别是在溶液中 当反应物或生成本身有比较明显的颜色时 人们常常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应的速率 1 化学反应速率是通过实验测定的 1 下列反应中2SO2 O22SO3起始浓度 mol L 0 40 202s后浓度 mol L 0 2求 V SO2 V O2 V SO3 2 在500mL的密闭容器中装入1 5molH2 0 5molN2和0 05molNH3 若该反应的反应速率V H2 0 3mol L min 时 求3分钟末时NH3的浓度 3 把0 6molX气体的0 4molY气体混合于2L容器中 使它们发生如下反应 3X Y nZ 2W 2min末已生成0 2molW 若测知V z 0 1mol L min 则 上述反应中Z气体的计量数n的值是 A 1B 2C 3D 4 上述反应在2min末时 已消耗的Y占原来的百分比是 A 20 B 25 C 33 D 50 D B 4 在4个不同的容器中 在不同的条件下进行合成氨反应 根据在相同时间内测定的结果判断 生成氨的速率最快的是 A V H2 0 1mol L minB V N2 0 2mol L minC V NH3 0 15mol L minD V H2 0 3mol L min 注 此类题均换算为同一物质的速率为标准比较 B 5 一定温度下 向一个容积为2L的事先装入催化剂的真空密闭容器中通入1molN2和3molH2 3min末测此容器内压强是起始时压强的0 9倍 在此时间内用H2的量的变化来表示该反应的平均反应速率是 A 0 2mol L minB 0 6mol L minC 0 1mol L minD 0 1mol L min C 6 将固体NH4Br置于密闭容器中 在某温度下 发生下列反应 NH4Br s NH3 g HBr g 2HBr g Br2 g H2 g 2min后 测知H2的浓度为0 5mol L HBr的浓度为4mol L 若上述反应速率用V NH3 表示 求V NH3 7 某温度时 在2L容器中 X Y Z三种气体物质的物质的量随时间变化的曲线图 由图中数据分析 该反应的化学方程式为 反应开始至2min Z的平均反应速率 由图知 2min内X Y Z物质的量的变化为0 3mol 0 1mol 0 2mol比值为3 1 2 可知3X Y 2Z V Z 0 05mol L min 第二章化学反应速率和化学平衡 莒南三中高二化学备课组 第二节影响化学反应速率的因素 1 在通常情况下 Na与水的反应和Mg与水的反应哪个剧烈 反应速率快 为什么 2 将等物质的量的碳酸钠与碳酸氢钠放入等体积等浓度的盐酸中 产生CO2的速率哪个较快 为什么 3 石油的形成要多少年 炸药的爆炸呢 以上说明化学反应速率的决定因素是什么 决定化学反应速率的主要因素 决定化学反应速率的因素是参加反应的物质本身的化学性质 影响反应速率的因素 2 外部因素 1 内部因素 主要因素 参加反应物质的性质 浓度 压强 温度 催化剂 其他因素 光 颗粒大小 溶剂等 没合适的取向 没足够的能量 足够的能量 合适的取向 类比法 借鉴投篮 碰撞理论 n活 n总 活 活化分子百分数 活化分子数 反应物分子数 100 化学反应速率主要取决于 所有能够改变内能 运动速率 以及碰撞几率的方法 都可以用来改变 控制反应的速率 一个反应经历的过程 普通分子 活化能 活化分子 合理取向的碰撞 有效碰撞 新物质 能量 有效碰撞的几率 一 浓度对反应速率的影响 浓度增大 单位体积内n总 T不变 活 不变 n活增大 有效碰撞 V 1 在其他条件不变时 增大反应物浓度 可以增大反应速率 实验2 2结论 浓度大的H2C2O4 aq 先褪色 2KMnO4 5H2C2O4 3H2SO4 K2SO4 2MnSO4 10CO2 8H2O 规律 其他条件不变时 增大反应物的浓度 可以增大反应速率 减小反应物的浓度 可以减小化学反应的速率 浓度对反应速率的影响 本质原因 反应物浓度增大 单位体积内活化分子数增多 有效碰撞的频率增加 反应速率增大 a 此规律只适用于气体或溶液的反应 对于纯固体或液体的反应物 一般情况下其浓度是常数 因此改变它们的量一般不会改变化学反应速率 c 随着化学反应的进行 反应物的浓度会逐渐减小 因此一般反应速率也会逐渐减小 注意 应用1 一定条件下 在CaCO3 块状 2HCl CaCl2 H2O CO2 反应中 为了加快反应的速率 下列那些方法可行 A 增加HCl的浓度B 加水C 增加同浓度盐酸的量D 改加CaCO3粉末 b 一般来说 固体反应物表面积越大 反应速率越大 固体反应物表面积越小 反应速率越小 原因 对气体来说 若其他条件不变 增大压强 就是增加单位体积的反应物的物质的量 即增加反应物的浓度 因而可以增大化学反应的速率 2 压强对反应速率的影响 请试根据浓度对化学反应速率的影响推出压强对化学反应速率的影响情况 规律 对于有气体参加的反应 若其他条件不变 增大压强 气体体积缩小 浓度增大 反应速率加快 减小压强 反应速率减慢 压强增大 体积减小其他条件不变 V C增大 压强对于反应速率的影响是通过对浓度的影响实现的P增大 C成比例增大 P减小 C成比例减小压强只对于有气体参加的反应的速率有影响 发散思考 压强对于任意化学反应的速率都有影响吗 思考 在N2 3H2 2NH3中 当其他外界条件不变时 减小体系压强 该反应的速率怎么变 在反应中保持体系容积不变 充入N2 反应的速率怎么变 在反应中保持体系容积不变 充入He 反应的速率怎么变 在反应中保持体系压强不变 充入He 反应的速率怎么变 压强对反应速率的影响 压强影响反应速率 必须伴随有压强改变时体积的改变现象 否则 压强的变化并没有作用到反应的体系上 即压强变则体积变 实际是浓度的变化 若容器的体积不变 因为各气体的浓度没有变 则速率不变 如在密闭容器中通入惰性气体 注意 对于气体有下列几种情况 1 恒温时 增大压强 体积减少 C增大 反应速率增大 2 恒容时 A 充入气体反应物 反应物浓度增大 总压增大 反应速率增大 B 冲入 无关气体 如He N2等 引起总压增大 但各反应物的分压不变 各物质的浓度不变 反应速率不变 3 恒压时 冲入 无关气体 如He等 引起体积增大 各反应物浓度减少 反应速率减慢 例 对于反应N2 O2 2NO在密闭容器中进行 下列条件哪些不能加快该反应的化学反应速率 A 缩小体积使压强增大B 体积不变充入N2使压强增大C 体积不变充入O2使压强增大D 使体积增大到原来的2倍E 体积不变充入氦气使压强增大 压强对反应速率的影响 DE 三 温度对反应速率的影响 实验2 3结论 温度高的溶液先出现浑浊 Na2S2O3 H2SO4 Na2SO4 SO2 S H2O 1 其他条件不变 温度升高 反应速率加快 T 普通分子变为活化分子 活 n活 V 2 一般说来 温度每升高10 速率增加2 4倍 V 倍数值 t2 t1 10 变化后的反应速率 3 温度对反应速率影响的规律 对吸热反应 放热反应都适用 4 反应若是可逆反应 升高温度 正 逆反应速率都加快 降低温度 正 逆反应速率都减小 四 催化剂对反应速率的影响 实验2 4结论 加入催化剂可以加快反应的速率 使用催化剂 能够降低反应所需的能量 这样会使更多的反应物的分子成为活化分子 大大增加单位体积内反应物分子中活化分子所占的百分数 因而使反应速率加快 催化剂 能改变化学反应速率而自身的化学组成和质量在反应前后保持不变 加快化学反应速率 减慢化学反应速率 注 不说明指正催化剂 四 催化剂对反应速率的影响 能量 反应过程 E1 E2 反应物 生成物 活化分子 活化能 活化分子变成生成物分子放出的能量 反应热 没加催化剂 加了催化剂 凡是能改变反应速率而自身在化学变化前后化学性质和质量没有发生变化的物质叫催化剂 使用催化剂同等程度的增大 减慢 正逆反应速率 从而改变反应到达平衡所需时间 没特别指明一般指正催化剂 催化剂只能催化可能发生的反应 对不发生的反应无作用 催化剂一定的具有选择性 催化剂中毒 催化剂的活性因接触少量的杂质而明显下降甚至遭到破坏 这种现象叫催化剂中毒 注意 五 其他如光照 反应物固体的颗粒大小 电磁波 超声波 溶剂的性质等 也会对化学反应的速率产生影响 各条件对速率的影响大小是 催化剂 温度 浓度 压强 体积变化引起的 各种影响都有其局限性 要针对具体反应具体分析 总结 外界条件对化学反应速率的影响 总结 增加 不变 不变 不变 不变 不变 增加 增加 增加 增加 增加 增加 增加 增加 增加 不变 练习1 对于在溶液间进行的反应 对反应速率影响最小的因素是 A 温度B 浓度C 压强D 催化剂 练习2 下列条件的变化 是因为降低反应所需的能量而增加单位体积内的反应物活化分子百分数致使反应速率加快的是 A 增大浓度B 增大压强C 升高温度D 使用催化剂 练习3 设NO CO22CO 正反应吸热 反应速率为v1 N2 3H22NH3 正反应放热 反应速率为v2 对于前述反应 当温度升高时 v1和v2变化情况为 A 同时增大B 同时减小C v1减少 v2增大D v1增大 v2减小 练习4 在密闭容器里 通入xmolH2和ymol 2 改变下列条件 反应速率将如何改变 1 升高温度 2 加入催化剂 3 充入更多的H2 4 扩大容器的体积 5 容器容积不变 通入氖气 练习5 KClO3和NaHSO3间的反应生成Cl 和H SO42 离子的速度与时间关系如图所示 已知反应速率随c H 的增加而加快 试说明 1 为什么反应开始时 反应速率增大 2 反应后期速率降低的主要原因是什么 反应速率 时间 增大反应物的浓度使反应速率加快的主要原因 对于气体参与体系增大压强使反应速率加快的主要原因是 升高温度使反应速率加快的主要原因是 使用催化剂使反应速率加快的主要原因是 A 活化分子百分数不变 但提高单位体积内活化分子的总数B 增大分子的运动速率而使有效碰撞增加C 升高反应物分子的能量 使活化分子的百分数增加D 降低反应所需的能量 使活化分子百分数增加 A A C D 练习6 将一定浓度的盐酸倒入碳酸钙中 若作如下改变的情况 其中能使最初的化学反应速率增大的是 A 盐酸的浓度不变 而使盐酸的用量一倍B 盐酸的浓度增大一倍 而使盐酸的用量减少到原来的一半C 盐酸的浓度和用量都不变 增加碳酸钙的量D 盐酸和碳酸钙不变 增大压强一倍E 加入CaCl2溶液F 加入CaCl2固体G 将CaCO3用CaCO3粉末代替 BG 练习7 硫代硫酸钠 Na2S2O3 与稀硫酸发生如下反应 Na2S2O3 H2SO4 Na2SO4 SO2 S H2O 下列四种情况中最早出现浑浊的是 A 10 时0 1mol LNa2S2O3和0 1mol LH2SO4各5mLB 10 时0 1mol LNa2S2O3和0 1mol LH2SO4各5mL 加水10mLC 20 时0 1mol LNa2S2O3和0 1mol LH2SO4各5mLD 20 时0 2mol LNa2S2O3和0 1mol LH2SO4各5mL 加水10mL C 练习8 第二章化学反应速率和化学平衡 莒南三中高二化学备课组 第三节化学平衡 第一课时 复习 什么叫可逆反应 可逆反应有哪些特点 在相同条件下 既能向正反应方向进行 同时 又能向逆反应方向进行的化学反应 叫做可逆反应 思考 化学反应速率研究反应的快慢 研究一个化学反应还需要讨论哪些内容 可逆