化学能与热量.ppt

化学能与热量 第二章第一节 1 了解能源是人类生存和发展的重要基础 了解化学在解决能源危机中的重要作用 2 了解化学反应中能量转化的原因 能识出常见的能量转化形式 3 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 4 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 考试说明 考向一反应热 考向二热化学方程式 考向三盖斯定律及反应热的计算 考向四燃烧热中和热能源 1 2013 北京理综 6 下列设备工作时 将化学能转化为热能的是 D 课堂练习 请同学们分别画出吸热反应和放热反应进程中的能量变化图 从化学键的角度分析 放热反应 能量 反应进程 吸热反应 大于 大于 H 0或 H为 小于 小于 H 0或 H为 大 低 稳定 小 高 不稳定 吸热反应与放热反应对比 该反应通常用V2O5作催化剂 加V2O5会使图中B点升高还是降低 理由是 2 2SO2 g O2 g 2SO3 g 反应过程的能量变化如图所示 已知1molSO2 g 氧化为1molSO3 g 的DH 99kJ mol 1 请回答下列问题 1 图中A C分别表示 E的大小对该反应的反应热有无影响 反应物能量 生成物能量 无 降低 因为催化剂改变了反应的历程 使活化能E降低 课堂练习 3 白磷与氧气可发生如下反应 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 P ObkJ mol P OckJ mol O OdkJ mol 根据下图所示的分子结构和有关数据估算该反应的 H 其值为 kJ mol 6a 5d 4c 12b 判断正误 1 煤燃烧需要加热是吸热反应 2 浓硫酸加水是放热反应 3 等量氢气在等量氧气中燃烧不如与它们混合爆炸放热多 4 反应中都有能量变化 只表现为吸热和放热 5 合成氨是放热反应 说明氮气比氨气能量高 常见的放热反应 1 所有燃烧反应 2 中和反应 3 大多数化合反应 4 金属跟水或酸反应 5 铝热反应 6 物质的缓慢氧化 常见的吸热反应 1 大多数分解反应 2 Ba OH 2 8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应 3 以C H2 CO为还原剂的氧化还原反应 除燃烧 4 盐类的水解 二 热化学方程式分析下列热方程式关系 说出书写热化学方程式的注意事项 2H2O l 2H2 g O2 g H 571 6kJ mol 2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJ mol 2H2 g O2 g 2H2O g H 483 6kJ mol 书写热化学方程式的注意事项 化学方程右边必须写上 H 并用 空格 隔开 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 标明物质的聚集状态 s l g aq 5 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 则反应热与正反应的反应热数值相等 符号相反 mol 1的含义 6 热化学方程式中不用 和 表示 5 在25 101kPa下 1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22 68kJ 下列热化学方程式正确的是 B A 相同条件下 2molSO2 g 和1molO2 g 所具有的能量小于2molSO3 g 所具有的能量B 将2molSO2 g 和1molO2 g 置于一密闭容器中充分反应后 放出热量为QkJC 增大压强或升高温度 该平衡都向逆反应方向移动D 如将一定量SO2 g 和O2 g 置于某密闭容器中充分反应后放热QkJ 则此过程中有2molSO2 g 被氧化 D C 三盖斯定律及反应热的计算 相同 始态和终态 2010 广东高考 在298K 100kPa时 已知 2H2O g O2 g 2H2 g H1Cl2 g H2 g 2HCl g H22Cl2 g 2H2O g 4HCl g O2 g H3则 H3与 H1和 H2间的关系正确的是 A H3 H1 2 H2B H3 H1 H2C H3 H1 2 H2D H3 H1 H2 A 课堂练习 四燃烧热中和热能源 知识梳理 一 燃烧热 1 定义 在25 101kPa时 纯物质完全燃烧生成 时所放出的热量 2 意义 CH4的燃烧热为890kJ mol 1 表示在25 101kPa下 1molCH4完全燃烧生成CO2 g 和H2O l 时放出的热量为890kJ 用热化学方程式表示为 1mol 稳定的氧化物 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l H 890kJ mol 1 2 注意 研究条件 反应程度 燃烧物的物质的量 研究内容 所谓完全燃烧也是完全氧化 它是指物质中的下列元素完全转变成对应的稳定物如 C CO2 g H H2O l S SO2 g H2S SO2 g 25 101kPa 完全燃烧 产物是稳定的氧化物 1mol 放出的热量 H 0 单位kJ mol 思考 燃烧放出的热量与燃烧热有什么不同 答 燃烧放出的热量与物质的多少有关 燃烧的物质越多 放出的热量就越多 而燃烧热规定是1mol的可燃物 研究燃烧放出的热量并未限定燃烧产物的形态 而研究燃烧热必须是生成稳定的氧化物 所以 不同量的同一物质完全燃烧 放出的热量可能不同 但燃烧热相等 10 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 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 B 课堂练习 11 在101kPa时 1molCH4完全燃烧生成CO2和液态H2O 放出890 3kJ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 CH4的燃烧热为890 3kJ mol 1000LCH4完全燃烧产生的热量为3 97 104kJ 课堂练习 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 强酸和强碱反应 实质都是H OH H2O 中和热都为57 3kJ mol的热量 2 注意 条件 稀溶液 一般是指浓度均 1mol L 若是浓溶液 则在中和时还要考虑溶液的稀释 此时除发生中和反应外 稀释过程也要放出热量 影响中和热的数值 57 3kJ mol是指强酸与强碱反应生成1mol水时的中和热 限定的量是指生成1mol水 因此书写热化学方程式时 其它物质的化学计量数可用分数表示 中和反应都是放热反应 所以表达中和热时的 H均为负值 如 NaOH aq 1 2H2SO4 aq 1 2Na2SO4 aq H2O l H 57 3kJ mol 12 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 3KJ 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反应热 H1 H2 H3的关系正确的是A H1 H2 H3B H1 H3 H2C H3 H2 H1D H1 H3 H2 D 实验 中和反应反应热的测定 实验原理 H aq OH aq H2O l 活动与探究 1 请大家观察量热计的构造 分析一下 量热器直接测定的数据是什么 反应前后体系 溶液 温度的变化 2 根据体系温度变化可以求得什么物理量 可以求得反应放出的热量 Q cm t 保温 隔热 搅拌 让反应充分 利于热量扩散 Q 中和反应放出的热量 m 反应混合液的质量 c 反应混合液的比热容 t 反应前后溶液温度的差值 活动与探究 3 酸 碱反应时 我们用的是它的稀溶液 它们的质量应怎样得到 Q c V酸 酸 V碱 碱 t2 t1 Q cm t Q 4 18 V酸 V碱 t2 t1 kJ 数据处理 思考 如果某一次实验的数据与另外两次实验的数据差异明显 怎么办 Q 4 18 V酸 V碱 t2 t1 kJ 议一议 你所测得的数据是否为57 3kJ mol 若不是 分析产生误差的原因 可能的原因有 1 量取溶液的体积有误差2 温度计的读数有误 3 实验过程中有液体洒在外面 4 混合酸 碱溶液时 动作缓慢 导致实验误差 5 隔热操作不到位 致使实验过程中热量损失而导致误差 6 测了酸后的温度计未用水清洗便立即去测碱的温度 致使热量损失而引起误差 误差分析 3 燃烧热和中和热的区别与联系 放热反应 H 0 1mol可燃物 O2的量不限 不限量 不限量 H2O是1mol 1mol反应物完全燃烧时放出的热量 不同反应物 燃烧热不同 生成1molH2O时放出的热量 不同反应物的中和热大致相同 均约为57 3kJ mol 三 能源 1 什么是能源 能源的作用 就是能提供能量的自然资源 包括化石燃料 煤 石油 天然气 阳光 风力 流水 潮汐以及柴草等 能源的开发和利用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 2 当今世界上重要的能源是什么 怎样解决能源枯竭问题 节约能源的重要措施是什么 什么是新能源 化石燃料 煤 石油 天然气解决的办法 开源节流 即开发新能源 节约现有能源 提高能源的利用率 措施 科学地控制燃烧反应 使燃料充分燃烧 提高能源的利用率 新能源 太阳能 氢能 风能 地热能 海洋能和生物能 P8