第一章 第三节 化学反应中的能量变化.ppt

1、【考纲下载】 1.了解化学反应中的能量变化、 吸热反应、放热反应、反应 热、燃烧热、中和热等概念. 2.初步了解新能源的开发. 3.理解热化学方程的含义、能正 确书写热化学方程式. 4.掌握有关燃烧热的简单计算.,【考情上线】 1.热化学方程式的书 写及正误判断. 2.反应热的大小比较 及简单计算. 3.新能源的开发及中 和热的测定.,一、化学反应中的能量变化 1.反应热 (1)定义：化学反应过程中 或 的热量叫做反应热. (2)符号： . (3)单位： .,放出 吸收,H,kJ/mol,【注意】反应热与测定条件(温度、压强)有关.不特殊指明，即指25，1.01105 Pa条件下测定，同时反应

2、热的大小与物质的聚集状态及量的多少有关.,2.放热反应与吸热反应的比较,H0,H0,大于,小于,大于,小于,酸碱中和反应,分解,【注意】需要加热才能进行的反应不一定都是吸热反应，有些放热反应只有在加热时才能反应，如SO2 SO2.,二、热化学方程式的书写 1.定义：表明反应所 的热量的化学方程式. 2.意义：除具有一般化学方程式的意义外，还有其具体 含义. (1)方程式中各物质的化学计量数代表反应物或生成物的 . (2)反应物或生成物在不同状态条件下，产生的热量值 .,放出或吸收,物质的量,不相,同,3.热化学方程式的书写步骤 (1)写出配平的 . (2)注明各物质的 . (3)写出对应的 .

3、,4.实例 1 g CH4完全燃烧生成液态水时放出55.65 kJ的热量，则甲 烷完全燃烧的热化学方程式为 .,2H2O(l)；H890.4 kJ/mol,化学方程式,状态,反应热,CH4(g)2O2(g) = CO2(g),三、燃料的充分燃烧条件及意义 1.化石燃料：包括 、 、天然气等不可再生能源.,3.燃料不充分燃烧的危害：产生污染，危害健康.,2.充分燃烧的条件 (1)要有适当过量的 . (2)燃料与空气有足够大的 .,煤,石油,空气,接触面积,4.新能源的开发 (1)调整和优化能源结构，降低化石燃料在能源结构中的比率. (2)开发新能源，如 、燃料电池、 和 等. (3)特点是资源丰

4、富，且有些可以再生，对环境没有污染或污染少.,太阳能,风能,氢能,四、中和热的测定实验 1.实验装置,2.实验步骤 (1)组装量热器(如上图)：保温隔热效果一定要好.小烧杯口 要与大烧杯口 ，以减少热量损失.烧杯间要填加隔 热材料，提高保温隔热效果. (2)量取一定量盐酸倒入小烧杯中，测定并记录盐酸的 . (3)量取定量氢氧化钠溶液，测定并记录氢氧化钠溶液的温度. (4)将氢氧化钠溶液倒入小烧杯中搅拌，充分反应后，测定 并记录混合液的 温度. (5)重复实验两次.,相平,温度,最高,3.数据处理,【注意】测量溶液的温度时应将温度计悬挂起来，使水银球处于溶液中间，不要靠在烧杯壁上或插到烧杯底部.

5、不可将温度计当搅拌棒使用.同时实验操作时动作要快，以尽量减少热量的散失.,判断下列说法是否正确 (1)(2009天津高考T6A)CO的燃烧热为283 kJ. () (2)(2009上海高考T5D)化学反应必然伴随着能量的变化. () (3)(2009四川高考T7C)需要加热才能发生的反应一定是 吸热反应. (),(4)(2008四川高考T7D)1 mol甲烷完全燃烧生成气态水和 二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热. () (5)(2007广东高考T14D)实验表明有水生成的反应都是放 热反应. () (6)(2007山东高考T12D)C(石墨s) C(金刚石s)；H0， 所以石墨比金刚石稳定.

6、 (),答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6),书写热化学方程式除了遵循书写化学方程式的要求外，还应注意以下五点： (1)H只能写在标有反应物和生成物聚集状态的化学方程 式的右边，并用“；”隔开.若为放热反应，H为“”； 若为吸热反应，H为“”.H的单位一般为kJ/mol. (2)反应热H与测定条件(如温度、压强)有关.因此书写热 化学方程式时应注明H的测定条件.不注明即为25、 101 kPa.,(3)反应物和生成物的聚集状态不同，反应热的数值和符 号可能不同.因此必须在方程式中用括号注明反应物和 生成物的聚集状态(“s”、“l”或“g”).热化学方程式中不 用“”和“”. (4)热化学

7、方程式中化学计量数只表示该物质的物质的量， 不表示物质分子个数或原子个数，因此，它可以是整 数，也可以是分数.,(5)热化学方程式是表示反应已完成的数量.由于H与反应 完成物质的量有关，所以方程式中化学式前面的化学计 量数必须与H相对应，当反应逆向进行时，其反应热与 正反应的反应热数值相等，符号相反.,已知在1105 Pa、298 K条件下，2 mol氢气燃烧生成水蒸气，放出484 kJ的热量，下列热化学方程式正确的是 () A.H2O(g) = H2(g) ；H242 kJ/mol B.2H2(g)O2(g) = 2H2O(l)；H484 kJ/mol C.H2(g) = H2O(g)；H2

8、42 kJ/mol D.2H2(g)O2(g) = 2H2O(g)；H484 kJ/mol,依据题目中提供的数据，可先写出正确的热化学方程式，然后对各选项的正误作出判断.判断时需注意生成物水的状态是气态而不是液态.,听课记录根据题意及热化学方程式的书写规则可知热化学方程式为：H2(g) = H2O(g)；H242 kJ/mol或2H2(g)O2(g) = 2H2O(g)；H484 kJ/mol.也可将H2O(g)写作反应物，H2(g)、O2(g)写作生成物，但此时H的符号为“”.,答案A,判断热化学方程式正误的注意点有哪些？,提示：(1)看方程式是否配平. (2)看是否丢掉或写错反应物及生成物

9、的聚集状态. (3)看是否丢掉H的“”和“”及单位(kJ/mol). (4)看反应热的数值是否与聚集状态的关系搞错.,燃烧热与中和热的比较,燃烧热,(1)用文字叙述燃烧热和中和热时用正值表示.如：CH4的 燃烧热为890.3 kJ/mol. (2)“完全燃烧生成稳定的氧化物”是指单质或化合物燃烧 后变为最稳定的氧化物.完全燃烧时，下列元素要生 成对应的氧化物：CCO2、HH2O、SSO2、CCO 不是完全燃烧，而SSO3不是燃烧产物，生成的水为 液态不能是气态.,(2009四川高考)25，101 kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJ/mol，辛烷的燃烧热为5518

10、kJ/mol.下列热化学方程式书写正确的是 (),A.2H(aq)SO (aq)Ba2(aq)2OH(aq) = BaSO4(s)2H2O(l)；H57.3 kJ/mol B.KOH(aq) H2SO4(aq ) = K2SO4(aq)H2O(l)；H57.3 kJ/mol C.C8H18(l) O2(g) = 8CO2(g)9H2O(g)；H 5518 kJ/mol D.2C8H18(l)25O2(g) =16CO2(g)18H2O(l)；H5518 kJ/mol,解析中和热是指强酸、强碱稀溶液反应生成1 mol H2O(l)时放出的热量，选项A错误；辛烷的燃烧热是指1 mol可燃物完全燃烧

11、生成稳定的氧化物如H2O(l)而不是H2O(g)时放出的热量，选项C、D均错误.,答案B,1.(2009西城区模拟)下列关于热化学反应的描述中正确 的是 () A.已知H(aq)OH(aq) = H2O(l)；H57.3 kJ/mol， 则H2SO4和Ba(OH)2反应的反应热H2(57.3) kJ/mol B.燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是 CH3OH(g)1/2O2(g) = CO2(g)2H2(g)；H192.9 kJ/mol，则CH3OH的燃烧热为192.9 kJ/mol,C.H2(g)的燃烧热是285.8 kJ/mol，则2H2O(g) = 2H2(g) O2(g)；

12、H571.6 kJ/mol D.葡萄糖的燃烧热是2800 kJ/mol，则 C6H12O6(s)3O2(g) = 3CO2(g)3H2O(l)；H1400 kJ/mol,解析：H2SO4与Ba(OH)2的反应除了HOH= H2O的中和热外还包括Ba2SO = BaSO4的反应热，选项A错误；选项B中CH3OH燃烧生成的是H2(g)而不是稳定的氧化物H2O(l)；选项C中的H2O为气态而不是液态.,答案：D,1.物质的气、液、固三态的变化与反应热的关系,2.反应热的计算方法 (1)利用键能计算反应热：通常人们把拆开1 mol某化学键 所吸收的能量看成该化学键的键能，键能通常用E表示， 单位为kJ

13、/mol或kJmol1. 方法：HE(反应物)E(生成物)，即H等于反 应物的键能总和与生成物的键能总和之差. 如反应H2(g)Cl2(g) = 2HCl(g) HE(HH)E(ClCl)2E(HCl) (2)由反应物、生成物的总能量计算反应热： H生成物总能量反应物总能量.,(3)用盖斯定律计算反应热 化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各 生成物)有关，而与反应的途径无关.即如果一个反应可 以分步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一 步完成时的反应热是相同的.即：,(4)根据燃烧热或中和热求算 当物质的燃烧热为x，则a mol该物质完全燃烧时H ax；当酸碱发生中和反应的

14、中和热为y，则当生成b mol H2O时的Hby.,3.可逆反应中的反应热 例如：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)；H197 kJ/mol， 因可逆反应不能进行完全，则若向密闭容器中通入2 mol SO2和1 mol O2，反应达到平衡后，放出的热量要 小于197 kJ.,比较H的大小时，要注意区别正与负.如： 2H2(g)O2(g) = 2H2O(g)；H1a kJ/mol 2H2(g)O2(g) = 2H2O(l)；H2b kJ/mol aH2.,(2009全国卷)已知： 2H2(g)O2(g) = 2H2O(l)；H571.6 kJ/mol CH4(g)2O2(g) = CO2(

15、g)2H2O(l)；H890 kJ/mol 现有H2和CH4的混合气体112 L(标准状况)，使其完全燃烧 生成CO2和H2O(l)，若实验测得反应放热3695 kJ，则原混合气 体中 H2和CH4的物质的量之比是 () A.11B.13 C.14 D.23,解析设混合气体中H2为x mol，CH4为y mol. xy1.253.7513.,答案B,2.(2009海南高考)已知：Fe2O3(s) C(s) = CO2(g) 2Fe(s)；H234.15 kJ/mol C(s)O2(g) = CO2(g)；H393.5 kJ/mol 则2Fe(s) O2(g) = Fe2O3(s)的H是 ()

16、A.824.4 kJ/mol B.627.6 kJ/mol C.744.7 kJ/mol D.169.4 kJ/mol,解析：将题给的两个热化学方程式变换为： 2Fe(s) CO2(g) = Fe2O3(s) C(s)； H234.15 kJ/mol O2(g) = CO2(g)；H590.25 kJ/mol 将两式相加即得H234.15590.25824.4 kJ/mol.,答案：A,化学反应热效应的实验探究 任何化学反应都有一定的热效应，通过化学实验探究一个化学反应放热还是吸热是探究实验方案设计的重要内容，通过学生对这方面问题的探究，可提高学生综合分析问题、设计和评价实验的能力，化学反应中

17、的能量变化在实验中的应用主要体现在以下两个方面： (1)设计实验证明一个化学反应的热效应. (2)中和热的测定及误差分析.,提出问题已知某一化学反应X2Y = 2Z的热效应较大，可以通过什么方法来验证该反应的热效应？ 进行猜想反应X2Y = 2Z是一，它可以使反应器及其周围温度升高，设计方案证明温度升高.反应X2Y = 2Z是一，它可以使反应器及周围温度降低，设计方案证明温度降低.,设计和实施方案 1.用下图所示装置研究反应X2Y = 2Z的热效应，请在图中标明加入的物质.,2.现象与结论 ； .,思考与拓展 你还能设计出哪些方案来探究上述反应的热效应？(用图示表示设计方案，并说明现象与结论)

18、,【解析】根据猜想提供的信息使反应器周围温度的变化，会引起封闭体系内气体压强的变化.再依据设计1中提示，我们不难设计出实验装置：让小试管套在一广口瓶内，然后连接一个盛有品红溶液或加几滴红墨水的U形管.这样可通过U形管内液体液面的变化来判断反应是放热反应还是吸热反应.,【答案】进行猜想放热反应吸热反应,设计和实施方案 1.如下图所示,2.向X中滴加一定量Y后，若观察到U形管左管液面下降，右管液面上升，则该反应为放热反应.相反，该反应为吸热反应,思考与拓展实验方案：如下图所示,现象与结论：若烧杯内出现浑浊，说明该反应是放热反应；若烧杯内溶液仍澄清且加入少量Ca(OH)2能溶解，说明该反应是吸热反应

19、.,随堂巩固 1.(2009上海高考)下列对化学反应的认识错误的是() A.会引起化学键的变化 B.会产生新的物质 C.必然引起物质状态的变化 D.必然伴随着能量的变化,解析：化学变化的本质是旧化学键的断裂、新化学键的形成，化学变化会产生新的物质及伴随能量变化，但物质状态不一定发生变化，如：N2(g)3H2(g) 2NH3(g).故选C.,答案：C,2.分析下面的能量变化示意图，判断下列热化学方程式 书写正确的是 (),A.CO(g)H2O(l) = CO2(g)H2(g)；H0 D.COH2O = CO2H2；H0,解析：由变化示意图可知：HE(生成物)E(反应物)0，且反应物与生成物的状态

20、均已标明，所以A、C、D三项不正确.,答案：B,3.下列关于热化学反应的描述中正确的是 () A.HCl和NaOH反应的中和热H57.3 kJ/mol，则 H2CO3和Ca(OH)2反应的中和热H2(57.3) kJ/mol B.CO(g)的燃烧热是283.0 kJ/mol，则2CO2(g) = 2CO(g) O2(g)反应的H(2283.0) kJ/mol C.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 D.1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量 是甲烷的燃烧热,解析：A项，除中和热外还包括Ca2CO = CaCO3的反应热，且H2CO3电离还需吸收热量；C项，需加热才能发生的反应不一

21、定是吸热反应，如NH3的催化氧化就是一个在加热条件下进行的放热反应；D项，甲烷的燃烧热应指101 kPa时，1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2(g)时放出的热量,答案：B,4.已知CH4(g)2O2(g) = CO2(g)2H2O(l)； HQ1 kJ/mol 2H2(g)O2(g) = 2H2O(g)；HQ2 kJ/mol 2H2(g)O2(g) = 2H2O(l)；HQ3 kJ/mol 常温下，取体积比为41的甲烷和H2的混合气体112 L (已换算为标准状况)，经完全燃烧后恢复到常温，则放 出的热量为(单位：kJ) () A.4Q10.5Q3 B.4Q10.5Q2 C.4Q1Q

22、3 D.4Q12Q2,解析：根据题意先确定在常温条件下甲烷和氢气燃烧的热化学方程式CH4(g)2O2(g) = CO2(g)2H2O(l)；HQ1 kJ/mol，2H2(g)O2(g) = 2H2O(l)；HQ3kJ/mol.在112 L混合气体中甲烷的体积为89.6 L，即4 mol，氢气的体积为22.4 L，即1 mol.可根据热化学方程式计算出4 mol甲烷和1 mol氢气完全燃烧时所放出的热量共为4Q10.5 Q3.选项A符合题意.,答案：A,5.由金红石(TiO2)制取单质Ti，涉及到的步骤为： TiO2 TiCl4 Ti 已知：C(s)O2(g) = CO2(g)；H393.5 kJ/mol 2CO(g)O2(g) = 2CO2(g)；H566 kJ/mol TiO2(s)2Cl2(g) = TiCl4(s)O2(g)； H141 kJ/mol 则TiO2(s)2Cl2(g)2C(s) = TiCl4(s)2CO(g)的H ，反应TiCl42Mg = 2MgCl2Ti在Ar 气氛中进行的理由是 .,解析：根据盖斯定律，化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关，而与具体反应进行的途径无关.将上述三反应整理即：2得化学