化学能量的变化

1、化学能量的变化第1页，共40页，2022年，5月20日，0点3分，星期二化学反应过程中,所吸收或放出的热量称为化学反应的热效应。常见的放热反应：所有的燃烧反应 所有的中和反应 活泼金属与水、酸的反应 多数的化合反应以下特殊的化合反应是吸热反应：C+CO2 2CO H2+I2 2HIN2+O2 2NO放电C+H2O（g） CO+H2高温第2页，共40页，2022年，5月20日，0点3分，星期二常见的吸热反应：所有的电离过程所有的水解反应多数的分解反应Ba(OH)2+2NH4Cl BaCl2+2NH3+2H2OBa(OH)28H2O+2NH4Cl BaCl2+2NH3+10H2O第3页，共40页，

2、2022年，5月20日，0点3分，星期二一、焓变1、概念：在恒温、恒压下，化学反应过程中吸 收或放出的热量称为反应的焓变。2、符号：H 单位：kJ/mol3、规定 放热： H0 吸热: H0 Q0 E生总能量E反总能量放热反应: HE生总能量第5页，共40页，2022年，5月20日，0点3分，星期二化学反应过程中为什么会有能量的变化呢?化学反应本质上是分子中的旧键断裂形成原子,原子间重新组合形成新键,进而形成新的分子的过程.旧键的断裂会吸收热量,而新键的形成会放出热量,反应是放出还是吸收能量取决于两者之间的相对大小.第6页，共40页，2022年，5月20日，0点3分，星期二化学反应中,化学键的

3、断裂和形成是反应过程中有能量变化的本质原因。 H=E反总键能-E生总键能第5页的问题解决第7页，共40页，2022年，5月20日，0点3分，星期二二、热化学方程式与化学方程式的差别:1、H只用在热化学方程式中，并写在右边4、与参加反应的物质的物质的量有关。同一化 学反应中，热化学方程式中物质的化学计量 数不同， H也不同。化学计量数加倍， H也要加倍。3、热化学方程式中的化学计量数可以是整数， 也可以是分数。2、热化学方程式中必须注明物质的聚集状态 气态（g）、液态（l）、固态（s）第8页，共40页，2022年，5月20日，0点3分，星期二5、书写热化学方程式时应注明反应的温度 和压强。如果不

4、注明温度和压强，则表 示是在250C、101KPa条件下的反应热。另注意：热化学反应方程式中都用“ ” 不用标反应条件第3页的交流与讨论第9页，共40页，2022年，5月20日，0点3分，星期二反应热的测量与计算第10页，共40页，2022年，5月20日，0点3分，星期二获得化学反应热的主要途径:1、实验直接测定2、间接计算获得（1）根据盖斯定律计算（2）根据公式H=E反总键能-E生总键能 计算第11页，共40页，2022年，5月20日，0点3分，星期二根据第6页中的“活动与探究”思考：1、测定反应热时，量热计直接测定的数据是 焓变吗？如果不是直接测定的是什么？2、实验中的反应原理是什么？3、

5、要获得比较精确的数据，该实验应该注意 什么问题？第12页，共40页，2022年，5月20日，0点3分，星期二1、量热计直接测定的是体系的温度变化2、HCl与NaOH反应的反应热测定原理：HCl(aq)+ NaOH (aq) NaCl (aq) +H2O (l) H=-akJmol-11mol 1mol -akJ0.025mol 0.025mol -bkJ由实验可以测定出b值，然后便可换算出a第13页，共40页，2022年，5月20日，0点3分，星期二中和热：在稀溶液中，酸和碱发生中和反应生 成1mol水时所放出的热量强酸与强碱的反应中和热都是57.3 kJmol-1H+(aq)+ OH- (a

6、q) H2O (l) H=-57.3 kJmol-1由于电离过程是吸热的,而弱酸、弱碱都较难电离，所以，强酸与弱碱、强碱与弱酸、弱酸与弱碱反应生成1mol水时所放出的热量都小于57.3 kJ。第14页，共40页，2022年，5月20日，0点3分，星期二3、测定反应热时一定要采取较好的绝热措施， 动作要快，以减小实验误差。第15页，共40页，2022年，5月20日，0点3分，星期二二、盖斯定律1、概念：一个化学反应，不论是一步完成，还是 分步完成，其总的热效应是完全相同的。盖斯定律表明：一个化学反应的焓变仅与反应的起始状态和反应的最终状态有关，而与反应的途径无关。第7页例题第16页，共40页，2

7、022年，5月20日，0点3分，星期二2、计算（1）若一个反应的焓变H=a kJmol1，则其逆反 应的焓变H=-a kJmol1（2）若一个化学反应方程式可由另外几个反应 的化学方程式相加减而得到，则该反应的 焓变亦可以由这几个反应的焓变相加减而 得到。第8页的问题解决第17页，共40页，2022年，5月20日，0点3分，星期二强酸和强碱在稀溶液中的中和热可表示为: H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) H= -57.3k kJmol1， 又知道溶液中的反应有： CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l) H=-Q1kJmol1H2SO4(浓)+2

8、NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l) H= -Q2 kJmol1HNO3(aq)+KOH(aq)=KNO3（aq）+H2O(l) H= -Q3 kJmol1，则Q1、Q2、Q3的关系正确的是 ( )Q1 = Q2 = Q3 B.Q2 Q1 Q3 C. Q2 Q3 Q1 D. Q2 = Q3 Q1C第18页，共40页，2022年，5月20日，0点3分，星期二1、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

9、，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第19页，共40页，2022年，5月20日，0点3分，星期二 1、下列说法中正确的是（ ） 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容易发生C反应是放热还是吸热必须看反应物和生 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第20页，共40页，2022年，5月20日

10、，0点3分，星期二3下列反应属于吸热反应的是 ( )A. C6H12O6(葡萄糖aq)+6O2 6CO2+6H2O B. CH3COOH+KOH CH3COOK+H2OC. A+B C+D； HQ 1的是 A 2H2(g)+O2(g)2H2O(g)， H1 = - Q 1kJmol-1； 2H2(g)+O2(g)2H2O(l)，H2 = - Q 2kJmol-1；B S(g)+O2(g)SO2(g)， H1 = - Q 1kJmol-1； S(s)+O2(g)SO2(g)， H2 = - Q 2kJmol-1；C C(s)+ O2(g)CO(g)， H1 = - Q 1kJmol-1； C(s

11、)+O2(g)CO2(g)， H2 = - Q 2kJmol-1；D H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)， H1 = - Q 1kJmol-1； H2(g)+ Cl2(g)HCl(g)，H2 = - Q 2kJmol-1121212第22页，共40页，2022年，5月20日，0点3分，星期二高低物质所具有的总能量2 A (g) + B(g)2 C (g)5.分析右面的能量变化示意图，下列热化学方程式正确的是 ( )A.2A（g）+ B(g)=2C（g）；H=a（a0）B.2A（g）+ B(g)=2C（g）；H=a（a0）C.2A + B=2 C；H=a（a0）D.2C=2A +B；H=a（

12、a0）B第23页，共40页，2022年，5月20日，0点3分，星期二6、化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成（或拆开）1mol化学键时释放（或吸收）出的能量。已知白磷和P4O6的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能（kJmol1）：PP：198 PO：360 O=O：498则反应P4（白磷）+3O2= P4O6的反应热H为 （ ）A-1638 kJmol1 B+1638 kJmol1 C-126 kJmol1 D+126 kJmol1A第24页，共40页，2022年，5月20日，0点3分，星期二能源的充分利用第25页，共40页，2022年，5月20日，0点3分，星期二

13、1、你所了解的传统能源有哪些？新能源又有哪些？传统能源；煤、石油、天然气、热力、电力等新能源：太阳能、核能、风能、生物质能、地 热能、海洋能、氢能、天然气水合物 等能源第26页，共40页，2022年，5月20日，0点3分，星期二2、能源又可以分为一次能源和二次能源。一次能源 是指直接取自自然界，没有加工转换的各种能量 和资源；二次能源是指由一次能源经过加工转换 后得到的能源。根据这种分类法，请将上面提到 的能源重新分类？一次能源；煤、石油、天然气、太阳能、核能 风能、生物质能、地热能、海洋能二次能源：氢能、天然气水合物 、热力、电力能源第27页，共40页，2022年，5月20日，0点3分，星期

14、二思考：在许多场合将煤块直接燃烧，这种燃烧方式 存在什么缺陷？采用这种方式燃烧煤，煤与空气的接触面积不够，内部煤的燃烧效率偏低，浪费了能源。另外，直接燃烧煤会使其中的硫转化为二氧化硫，引起大气的污染。第28页，共40页，2022年，5月20日，0点3分，星期二有哪些可以提高煤的燃烧效率的方法吗？目前常用的方法主要有三种：（1）将煤制成蜂窝状，以增加与空气的接触面积（2）通过一定的方法将煤转化为液体燃料（如甲醇）（3）通过一定的方法将煤转化为气体燃料（如煤气）完成第9页的“交流与讨论”，提出你的观点。第29页，共40页，2022年，5月20日，0点3分，星期二虽然将煤转化为水煤气再燃烧与直接燃烧

15、煤所获得的能量是一样的，而且将煤转化为水煤气会增加消耗。但将煤转化为水煤气至少有两个优点：一是将固体煤转化为气体，极大地提高了燃烧效率；二是通过转化除去了硫，避免了SO2气体的产生。第30页，共40页，2022年，5月20日，0点3分，星期二除了将煤制成蜂窝状外，日常生活中还常采用如下措施节能：（1）在农村燃烧秸秆时，常使用鼓风机（或 风箱），通过鼓入足量的空气，使秸秆 充分燃烧（2）在使用煤气或天然气作燃料时，常通过 调节煤气的进风口，通入足量的空气， 保证气体的充分燃烧第31页，共40页，2022年，5月20日，0点3分，星期二思考：如果在燃料燃烧时通入过量的空气，对 充分利用能源有没有影

16、响？通入过量的空气，会导致空气带走过多的热量，使燃料的利用效率下降。在生产和生活中，还需要充分利用燃料燃烧所放出的热量，例如：火力发电厂会产生大量的余热，电厂的附近常建有一些其他工厂（如水泥厂）用电厂的余热进行生产。第32页，共40页，2022年，5月20日，0点3分，星期二由于传统能源逐渐枯竭，因此，开发新能源显得十分重要。氢能是一种重要的新能源，请讨论下列问题；1、根据第9页表13计算H2、CH4及C2H2的热值2、讨论H2作为能源有何优点，目前在利用氢能 方面主要存在什么问题？第33页，共40页，2022年，5月20日，0点3分，星期二1、H2、CH4及C2H2的热值分别为142.9kJ

17、g-1、 55.6kJg-1、50kJg-1。 说明H2作为能源具有热值高的特点。另外， 用H2作为能源还具有无污染的特点。2、目前在应用氢能方面最重要的问题是H2的 制取。第34页，共40页，2022年，5月20日，0点3分，星期二点燃天然气和液化石油气（主要成分为C3C5的烷烃）燃烧的化学方程式分别为： CH4+ 2O2 CO2+ 2H2O， C3H8+ 5O2 CO2+4H2O 现有一套以天然气为燃料的灶具，今改用液化石油气，应采取的正确措施是 （ ）A.增大空气进入量或减小石油气进入量B.增大空气进入量或增大石油气进入量C.减小空气进入量或减小石油气进入量D.减小空气进入量或增大石油气

18、进入量 点燃A第35页，共40页，2022年，5月20日，0点3分，星期二已知：化学键SiClHHHClSiSi键能/ kJmol1360436431176工业上高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4 (g) + 2H2(g) Si(s) + 4HCl(g) 该反应的反应热H = _ kJmol1高温236第36页，共40页，2022年，5月20日，0点3分，星期二作业：1、在100g碳不完全燃烧所得的气体中，CO占 1/3体积，CO2占2/3体积，且 C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H =-110.35 kJmol1 CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H =-282.57 kJmol1 与这些碳完全燃烧相比，损失的热量是多少？第37页，共40页，2022年，5月20日，0点3分，星期二2、已知下面热化学方程式： CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H= -890.36 kJmol1 H2(g)+1/2O2(g)= H2O(g) H= -241.8 kJmol1 H2(g)+1/2O2(g)= H2O(l) H= -285.8k kJmol1常温下取体积比为4:1的甲烷和氢气的混合气体11.2L(标准状况下)，在101kPa下经完全燃