化学反应与能量-复习课件

1、第一章化学反应与能量复习,人教版新课程选修4化学反应原理,第一章知识结构,1,3,一、反应热,定义：化学反应过程中所释放或吸收的能量,都可以热量(或换算成相应的热量)来表述,叫做反应热,又称为焓变。 单位：kJ/mol或kJmol-1 符号：H,焓变,放热,H0,H生成物能量反应物能量（宏观,吸热,H0,从反应物和生成物具有的能量去考虑,放热反应：E反 E生,吸热反应： E反 E生,能量,反应过程,反应物,生成物,H,放出热量,能量,反应过程,反应物,生成物,H,吸收热量,体系能量释放给环境而自身能量降低,反应热的表示方法,H0，H为“,放热反应,H0，H为“,吸热反应,体系从环境吸收能量而自

2、身能量升高,H2+Cl2=2HCl,H反应物总键能生成物总键能（微观,从键能角度看,H436 kJ/mol243 kJ/mol 431 kJ/mol2 183kJ/mol,反应物分子断键时吸收的能量,从微观角度去考虑：化学反应的本质,化学键的断裂与形成,反应物分子断键时吸收的能量,放热反应,生成物分子成键时释放的能量,吸热反应,生成物分子成键时释放的能量,H,E（生成物的总能量） E（反应物的总能量,H,E（反应物的键能） E（生成物的键能,判断反应热的大小,二、热化学方程式,能够表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式,1、热化学方程式定义,a.表示参加反应物质的量. b.反应热的关系

3、的化学方程式,热化学方程式,H写在方程式的右边，用空格隔开，H值“-” 表示放热反应， H值“+”表示吸热反应。单位“kJ/mol”。 2. H与测定条件有关，没有标明是指25，101KPa 3. 系数只表示物质的量，可以是分数。 4. 要注明反应物和生成物的聚集状态，通常用s、l、 g、aq表示固体、液体、气体、稀溶液，不用标“、”。 5. H的值要与化学计量数相对应（正比例）。 6. 正反应若为放热反应，则其逆反应必为吸热反应，二者H的符号相反而数值相等,注 意,热化学方程式同乘以某一个数时,反应热 数值也应该乘上该数; 热化学方程式相加减时,同种物质之间可 以相加减,反应热也随之相加减;

4、 将一个热化学方程式颠倒时,H的“+” “-”号必须随之改变,例 题,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,而这些书写也是对的,H2(g) + Cl2(g) =HCl(g) H =-92.3KJ/mol,1,2,1,2,反应热类型有燃烧热、中和热、溶解热等,燃烧热oC、101kPa时，mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。 单位为KJ/mol。如常温常压下，mol甲烷完全燃烧放出890.31KJ的

5、热量，就是甲烷的燃烧热 CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）； H=890.31KJ/mol,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氧化物时所放出的热量,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,1mol C8H18燃烧时放出了多少热,5518KJ,反应热类型有燃烧热、中和热、

6、溶解热等,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,二、中和热 1定义：在稀溶液中， （强）酸跟（强）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=-57.3kJmol

7、 3.要点： 、条件：稀溶液。稀溶液是指溶于大量水的离子 、反应物： 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,燃烧热与中和热的区别与联系,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,1.盖斯定律,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,3、盖斯定律的应用,方法：写出目标方程式确定“过渡物质” （要消去的物质）然

8、后用消元法逐一 消去“过渡物质”，导出“四则运算式,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,2、我国的能源

9、状况如何？ （1）目前使用的主要 能源是何种能源？ （2）我国的能源储量。 （3）我国的人均能源拥有量。 （4）近年来我国能源的总消费量与人均消费量情况。 3、了解了我国的能源利用率，你有何感想,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,A D E,B C,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,2021/1/30,反应热的计算,第三节 化学反应热的计算,2H2(g)O2(g)2H2O(g) HQ1kJmol-1,2H2(

10、g)O2(g)2H2O(l) HQ2kJmol-1,Q1等于Q2吗,Q1Q2,A2H2(g)O2(g)2H2O(g) H1,2H2(g)O2(g)2H2O(l) H2,试比较下列各组焓变的大小,BS(g)+O2(g)SO2(g) H1 S(s)+O2(g)SO2(g) H2,H1H2,H1H2,题型一：有关热化学反应方程式的的含义及书写 1. 已知一定量的物质参加反应放出的热量，写出其热化学反应方程式,例1 250C (1.01)(105)Pa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,S ( s) + O2 (g) = SO2 ( g ) H =-299

11、.62 kJ mol- 1,解:1g 硫粉在氧气中充分燃烧放出 9. 36kJ 热量,32g ) ( 9.35 kJ /g ) = 299.62 kJ,1 mol 硫粉在氧气中充分燃烧放出热量为,练习1 250C (1.01105)Pa下，4g CO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 ( g) + O2 (g) = 2CO2 ( g ) H =- 134.4 kJ mol- 1,2CO + O2 = 2CO2,228g,Q,9.6kJ,4 g,解： 设2mol CO 燃烧放出的热量为 Q,228g : 4g = Q : 9.6 kJ,Q =1

12、34.4 kJ,放热,2、求反应热的计算,例1】298K、101KPa时，将1.0 g钠与足量的氯气反应，生成氯化钠晶体并放出17.87 KJ的热量，求生成1mol 氯化钠的反应热,kJ mol- 1,例2】乙醇的燃烧热是H=-1366.8kJ/mol，在25，101kPa时，1kg乙醇充分燃烧后放出多少热量,例3】已知下列反应的反应热为： (1)CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) H1=-870.3kJ/mol (2)C(s)+O2(g) =CO2(g) H2=-393.5kJ/mol (3) H2(g)+1/2O2(g) =H2O(l) H3=-285.8k

13、J/mol 试计算下列反应的反应热： 2C(s)+2H2(g)+O2(g) =CH3COOH(l,练习1 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 =- 572 kJ mol- CH4( g ) +2O2 (g ) = CO2 (g ) +2H2O ( l ) ;H =- 890 kJ mol- 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,解：Q = (572kJ 2) + (890 kJ3) =2956 kJ,练习2 按照盖斯定律，结合下述反应方程式回答问题, 已知： NH3

14、(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) H1=-176kJ/mol NH3(g)+H2O(l)=NH3 H2O(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 在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为： 2H2( g ) + O2 ( g) = 2H2O ( l )

15、 H =- 571.6 kJ mol- C3H8( g ) +5O2 ( g ) = 3CO2 ( g ) +4H2O (l ) H =- 2220 kJ mol- 5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ，求 氢气和甲烷的体积比,解1 ：设H2、C3H8的物质的量分别为x，y,答：氢气和丙烷的体积比为 3：1,x + y = 5,571.6/2) x + 2220y = 3847,V(H2):V(C3H8) =n(H2):n(C3H8) = 3.75:1.25 = 3:1,3. 求混合物的组成,x = 3.75 mol,y = 1.25 mol,例 在一定条件下，氢气和丙烷燃烧

16、的化学方程式为： 2H2( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( l ) ;H =- 571.6 kJ mol- C3H8( g ) +5O2 ( g) = 3CO2 ( g ) +4H2O ( l ) ;H =- 2220 kJ mol- 5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ，求 氢气和甲烷的体积比,解2 ：1mol H2 燃烧放热 571.6kJ/2 = 285.8 kJ,答：氢气和丙烷的体积比为 3：1,1mol C3H8燃烧放热 2220 kJ,1mol 混合气 燃烧放热 3847kJ/5 = 769.4 kJ,H2 285.8,C3H4 2220,769.

17、4,1450.6,483.6,3,1,你知道神六的火箭燃料是什么吗,练习：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,2 N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l) H=-1135.2kJ/mol,2,练习：已知下列各反应的焓变 Ca(s)+C(s,石墨)+3/2O2(g)=CaCO3(s) H = -1206.8 kJ/mol Ca

18、(s)+1/2O2(g)=CaO(s) H = -635.1 kJ/mol C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) H = -393.5 kJ/mol 试求CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的焓变,H=178.2 kJ/mol,练习：已知 CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H1= 283.0 kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H2= 285.8 kJ/molC2H5OH(l)+ 3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) H3=-1370 kJ/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

19、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，HH12 H24 H3 283.22 285.84 1370 339.2 kJ/m,已知： 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=571.4kJ/mol CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H=283.0kJ/mol 某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74kJ热量，同时生成3.6g液态水，求原混合气体中H2和CO的物质的量之比,课堂练习4,1:1,已知胆矾溶于水时溶液温度降低， 胆矾分解的热化学方程式为

20、： CuSO45H2O(s)=CuSO4(s)+5H2O(l) H=+Q1kJ/mol 室温下，若将1mol无水硫酸铜溶解为溶液 时放热Q2kJ，则（ ） AQ1Q2 BQ1=Q2 C Q1Q2 D无法确定,A,盖斯定律的灵活应用,课堂练习5,备选练习题,课堂练习,1、下列说法正确的是 A.需要加热方能发生的反应一定是吸热反应 B.放热的反应在常温下一定很易发生 C.反应是放热的还是吸热的必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小 D.吸热反应在一定的条件下也能发生,C D,2.反应C(石墨) C(金刚石)是吸热反应,由此可知A. 石墨比金刚石更稳定B. 该反应的H0 C. 金刚石比石墨稳定

21、D. 金刚石和石墨不能相互转化,AB,3.1molC与1molH2O(g)反应生成lmol CO(g)和1molH2(g),需要吸收131.5kJ的热量,该反应的反应热为H=_kJ/mol,4.HH键、NH键、NN键的键能分别是436kJ/mol、391kJ/mol、946kJ/mol，则1molN2生成NH3的反应热为，1mol H2生成NH3的反应热为,131.5,92KJ/mol,30.7KJ/mol,练 习,练习：在一定条件下，氢气和甲烷燃烧的热化学方程式为: 2H2(g)+O2(g)=2H2O (l); H= 572 kJ /mol CH4(g) +2O2 (g) = CO2(g)+

22、2H2O (l); H= 890 kJ/mol 由1mol 氢气和2mol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,2066KJ,2H2(g)O2(g)2H2O(g) HQ1kJmol-1,2H2(g)O2(g)2H2O(l) HQ2kJmol-1,Q1等于Q2吗,Q1Q2,A2H2(g)O2(g)2H2O(g) H1,2H2(g)O2(g)2H2O(l) H2,试比较下列各组焓变的大小,BS(g)+O2(g)SO2(g) H1 S(s)+O2(g)SO2(g) H2,H1H2,H1H2,2H2(g)+O2g)=2H2O(l) H=-571.6 kJ/mol H2(g)+1/2

23、O2(g)=H2O(g) H=-241.8 kJ/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=-285.8 kJ/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= -393.5 kl/mol C(金刚石s）+ O2（g）= CO2（g) H= -395.4 kl/mol 说明金刚石具有的总能量高，不稳定,2. 25 、101kPa下，C、H2、CH4、C2H4的燃烧热依次为 393.5kJ/mol、285.8kJ/mol、 890.3kJ/mol、1411kJ/mol，则下列热化学方程式书写正确的是 C( s )1/2O2 ( g ) CO ( g ) H =-393.5 kJ/mol 2H2( g )O2 ( g ) 2H2O ( g ) H = +571.6kJ/mol C. CH4 ( g )2 O2 ( g ) CO2 ( g ) 2 H2O ( g ) H = 890.3 kJ/mol D. 1/2C2H4( g )3/2O2 ( g ) CO2 ( g ) H2O ( l ) H