化学反应与能量变化1.ppt

那么，你还知道其他形式的能量变化的例子吗？如何定量地来描述或测定一个反应释放或吸收的能量呢？ 1了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。 2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。 3了解热化学方程式的含义并能正确书写热化学方程式。 4认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的变化，能量的多少取决于反应物和生成物的质量，反应过程中能量守恒。 【思考思考】1.化学反应都有新物质产生，同时还伴随着能量变化，化学反应都有新物质产生，同时还伴随着能量变化，请列举学过的有热量变化的相关反应。请列举学过的有热量变化的相关反应。 Mg、P、S、Fe、H2、C、煤、石油、天然气等煤、石油、天然气等燃烧；活泼金属与酸反应；酸碱中和反应等要放出燃烧；活泼金属与酸反应；酸碱中和反应等要放出热量。热量。 氢氧化钡晶体与氯化铵晶体迅速搅拌下反应氢氧化钡晶体与氯化铵晶体迅速搅拌下反应 ；CO2与与C的反应，的反应，CaCO3受热分解，盐类水解反应等受热分解，盐类水解反应等要吸收热量。要吸收热量。2. 在这些反应中，哪些是我们日常生活中利用到的？在这些反应中，哪些是我们日常生活中利用到的？ 化学反应中所释放的能量化学反应中所释放的能量当今世界最重要当今世界最重要的能源。的能源。 在化学反应过程中放出或吸收的热量，反应过程中放出或吸收的热量，通常叫做反应热。又称焓变。通常叫做反应热。又称焓变。1.1.符号符号：H 2.2.单位单位：一般采用一般采用kJ/mol 一.反应热 焓变3.3.研究对象：研究对象：一定压强下，敞口容器中一定压强下，敞口容器中 发生的反应。发生的反应。4.4.产生原因：产生原因：化学键断裂化学键断裂吸热吸热 化学键形成化学键形成放热放热go1molH1molH2 2与与1molCl1molCl2 2反应生成反应生成2molHCl2molHCl时的反应热时的反应热(1)(1)从该图中你能获得什么信息？从该图中你能获得什么信息？(2)(2)你能计算出该反应过程中能量变化为多少吗？你能计算出该反应过程中能量变化为多少吗？分析：分析：(1)由图可知断裂由图可知断裂1 mol HH键要吸收键要吸收436 kJ的能量，的能量，断裂断裂 1 mol ClCl 键要吸收键要吸收243 kJ的能量，的能量，H原子与原子与Cl 原原子结合生成子结合生成1 mol HCl 时放热时放热431 kJ的能量。的能量。(2)生成生成2 mol HCl放出的能量为：放出的能量为：431 kJ2436 kJ243 kJ183 kJ。答案：答案：(1)发生化学反应，反应物断裂化学键需吸收能量，发生化学反应，反应物断裂化学键需吸收能量，生成物形成化学键需放出能量生成物形成化学键需放出能量(2)放出放出183 kJ的能量的能量【结论结论】反应完成时，生成物中形成新化学键时释放的反应完成时，生成物中形成新化学键时释放的总能量（总能量（862 kJ）比断裂反应物中旧化学键时吸收的比断裂反应物中旧化学键时吸收的总能量（总能量（679 kJ）大，故为放热反应大，故为放热反应.该反应的反应热计算为（放热反应）：该反应的反应热计算为（放热反应）： H =E（反应物总键能）（反应物总键能）- E（生成物总键能）（生成物总键能） =（436+243）-（431+431）= -184.6（ kJmol） 放热反应：放热反应： 当生成物分子总键能大于反应物分当生成物分子总键能大于反应物分子中总键能时。子中总键能时。 H 为为“-”或或H 0图示可知：图示可知： 如果反应物所具有的总能量大于生成物所如果反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量，反应物转化为生成物时放出热量，这具有的总能量，反应物转化为生成物时放出热量，这是放热反应。反之，如果反应物所具有的总能量小于是放热反应。反之，如果反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量，反应物就需要吸收热量才能生成物所具有的总能量，反应物就需要吸收热量才能转化为生成物，这是吸热反应。转化为生成物，这是吸热反应。反应热计算反应热计算 【例例 1 1】1molC与与1molH2O(g)反应生成反应生成lmol CO(g)和和1mol H2(g)，需要吸收，需要吸收131.5kJ的热量，该反应的反应热为的热量，该反应的反应热为H= kJ/mol。 【例例 2 2】 拆开拆开 lmol H-H键、键、lmol N-H键、键、lmolNN键分键分别需要的能量是别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则，则1mol N2生成生成NH3的反应热为的反应热为 ，1mol H2生成生成NH3的反应热为的反应热为 。 分析：分析：N2(g)3H2(g)2NH3(g)，因拆开，因拆开 lmol N-H键和键和生成生成 lmol N-H键吸收和释放出的能量相等，所以此反应键吸收和释放出的能量相等，所以此反应的反应热计算如下：的反应热计算如下： H =(946kJ/mol+3436kJ/mol)- 23391kJ/mol =-92kJ/mol31而而 lmol H2只与只与 mol N2反应反应.所以此题所以此题lmolN2生成生成NH3的的反应热反应热H= -92kJ/mol。 lmolH2生成生成NH3的反应热的反应热H= -30.67kJ/mol，131.51判断化学反应放热或吸热的方法判断化学反应放热或吸热的方法(1)根据根据H的的“”和和“”判断。判断。H为为“”为吸热反应，为吸热反应，H为为“”为放热反为放热反应。应。(2)根据反应物和生成物的总能量差判断。根据反应物和生成物的总能量差判断。若若E(反应物反应物)E(生成物生成物)，为放热反应；若，为放热反应；若E(生成生成物物)E(反应物反应物)，则为吸热反应。，则为吸热反应。(3)根据反应物和生成物的键能差判断。根据反应物和生成物的键能差判断。若反应物的总键能大于生成物的总键能，则为若反应物的总键能大于生成物的总键能，则为吸热反应；若生成物的总键能大于反应物的总键能，吸热反应；若生成物的总键能大于反应物的总键能，则为放热反应。则为放热反应。(4)根据反应类型或具体的化学反应判断。根据反应类型或具体的化学反应判断。2常见的吸热反应和放热反应常见的吸热反应和放热反应(1)常见的放热反应有：常见的放热反应有：活泼金属与活泼金属与H2O或酸的反应，如或酸的反应，如2Al6HCl=2AlCl33H2；酸碱中和反应，如酸碱中和反应，如2KOHH2SO4=K2SO42H2O； 注意注意 (1)(1)需要加热才能进行的反应不一定都是吸热反应，需要加热才能进行的反应不一定都是吸热反应，如木炭的燃烧。如木炭的燃烧。(2)(2)常温下就能进行的反应不一定都是放热反应，常温下就能进行的反应不一定都是放热反应，如氢氧化钡晶体和氯化铵固体的反应。如氢氧化钡晶体和氯化铵固体的反应。(3)(3)任何化学反应都伴随着能量变化，但能量变化任何化学反应都伴随着能量变化，但能量变化不一定都表现为热量变化，还可能以声、光、电等形不一定都表现为热量变化，还可能以声、光、电等形式表现出来。式表现出来。(1)反应在恒压条件下进行时，反应热又称焓变，符号反应在恒压条件下进行时，反应热又称焓变，符号为为H，单位：，单位：kJ/mol。HH(生成物生成物)H(反应物反应物)。(2)H为为“”或或H0，为吸热反应。，为吸热反应。(3)反应物的总能量大于生成物的总能量时，该反应为反应物的总能量大于生成物的总能量时，该反应为放热反应，反之，该反应为吸热反应；反应物的键能总和放热反应，反之，该反应为吸热反应；反应物的键能总和小于生成物的键能总和时，该反应为吸热反应，反之，放小于生成物的键能总和时，该反应为吸热反应，反之，放热反应。热反应。(4)HE(生成物生成物)E(反应物反应物)反应物中化学键断反应物中化学键断裂吸收的能量和生成物中化学键生成放出的能量和。裂吸收的能量和生成物中化学键生成放出的能量和。(5)利用键能数据计算反应热时，要准确计算化学键利用键能数据计算反应热时，要准确计算化学键断裂或生成的数量。断裂或生成的数量。 放热反应和吸热反应的比较类型类型比较比较放热反应放热反应吸热反应吸热反应定义定义有热量放出的化学反应有热量放出的化学反应吸收热量的化学反应吸收热量的化学反应形成形成原因原因反应物具有的总能量大于反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量生成物具有的总能量反应物具有的总能量小于反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量生成物具有的总能量与化学与化学键强弱键强弱的关系的关系生成物分子成键时释放出生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子的总能量大于反应物分子断裂时吸收的总能量断裂时吸收的总能量生成物分子成键时释放出生成物分子成键时释放出的总能量小于反应物分子的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量断键时吸收的总能量表示表示方法方法H0H0图示图示常见常见的实的实例例大多数化合反应；大多数化合反应；中和反应；中和反应；金属与酸反应金属与酸反应如：如：Mg2HCl=MgCl2H2H0；以以C、CO为还原剂的氧为还原剂的氧化还原反应化还原反应课后作业 1、小结本节知识要点。 2、完成教材习题1.、2于作业本。 3、预习本节教材余下内容。1.1.定义：定义：表明反应所放出或吸收的热量表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式，叫做热化学方程式。的化学方程式，叫做热化学方程式。 例如：例如：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)，H=-483.6kJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)，H=-571.6kJ/mol注：气体用注：气体用g；液体用液体用l；固体用固体用s二二. .热化学方程式热化学方程式2.2.书写热化学方程式要点：书写热化学方程式要点： C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g);注明物质的聚集状态注明物质的聚集状态（s、l、g）右端标热量数值和符号，右端标热量数值和符号， H：吸热用吸热用“+”，放热用：，放热用：“-”。系数单位是系数单位是“摩尔摩尔”，而不是，而不是“个个”。它可以是整数也可以是分数，对于同一反它可以是整数也可以是分数，对于同一反应，当化学计量数不同时，其应，当化学计量数不同时，其H也不同。也不同。H=+131.3kJ/mol 同一反应采用不同系数，热量值同一反应采用不同系数，热量值H要相要相应变化。应变化。如：如： 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); H=-571.6kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=1H2O(l); H=-285.8kJ/mol需注明反应的温度和压强需注明反应的温度和压强，不注明条，不注明条件，既指件，既指: (250C ， 1.01105Pa)【例【例1 1】已知在已知在2525，101101kpakpa下，下，1 1克辛烷燃烧克辛烷燃烧生成二氧化碳和液态水时放出生成二氧化碳和液态水时放出48.4048.40kJkJ热量，热量，表示上述反应的热化学方程式正确的是表示上述反应的热化学方程式正确的是 ( ) ( )A AC C8 8H H1818(1)+25/2O(1)+25/2O2 2(g)= 8CO(g)= 8CO2 2(g)+9H(g)+9H2 2O(g) O(g) H = -48.40 kJ H = -48.40 kJmolmol-1-1B BC C8 8H H1818(1)+25/2O(1)+25/2O2 2(g)= 8CO(g)= 8CO2 2(g)+9H(g)+9H2 2O(1) O(1) H = -5518 kJ H = -5518 kJmolmol-1-1C CC C8 8H H1818(1)+25/2O(1)+25/2O2 2(g)= 8CO(g)= 8CO2 2(g)+9H(g)+9H2 2O(1) O(1) H = +5518 kJ H = +5518 kJmolmol-1-1D DC C8 8H H1818(1)+25/2O(1)+25/2O2 2(g)= 8CO(g)= 8CO2 2(g)+9H(g)+9H2 2O(1) O(1) H = -48.40 kJ H = -48.40 kJmolmol-1-1B3 3热化学方程式的应用热化学方程式的应用 【练习【练习1 1】 1克甲烷在空气中燃烧，恢复克甲烷在空气中燃烧，恢复常温下测得放出热量常温下测得放出热量55.625 KJ，试写出热试写出热化学方程式。化学方程式。CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ; H=-890 kJmol-1【答案【答案】【练习【练习2 2】 同温、同压下，比较同温、同压下，比较Q1与与Q2的大小：的大小： S(g)+O2(g)=SO2(g)； H=- Q1 kJ/mol S(s)+O2(g)=SO2(g)； H=- Q2 kJ/molQ1Q2【练习练习3 3】 已知：已知： C(s)+O2(g)=CO2(g)； H=- 393.5 kJ/mol 要获得要获得1000千焦热量，需燃烧多少千焦热量，需燃烧多少克碳？克碳？30.5克克【练习练习4 4】已知：已知：S(s)+O2(g)=SO2(g)；H=- 290.6 kJ/mol求求1.6克硫燃烧成为克硫燃烧成为SO2气体放出多少热气体放出多少热量？量？14.53kJ二二. .热化学方程式热化学方程式1.1. 定义：定义：表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式，表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式，叫做热化学方程式。叫做热化学方程式。2.2.书写热化学方程式要点：书写热化学方程式要点：注明物质的聚集状态注明物质的聚集状态（s s、l l、g g）右端标热量数值和符号，右端标热量数值和符号， H H：吸热用：吸热用“+ +”，放热用：，放热用：“- -”。系数单位是系数单位是“摩尔摩尔”，而不是，而不是“个个”。它可以是整数。它可以是整数也可以是分数，对于同一反应，当化学计量数不同时，也可以是分数，对于同一反应，当化学计量数不同时，其其H H也不同。也不同。同一反应采用不同系数，热量值同一反应采用不同系数，热量值H H要相应变化。要相应变化。 2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l); O(l); H =-571.6kJ/molH =-571.6kJ/mol H H2 2(g)+1/2O(g)+1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l); O(l); H =-285.8kJ/molH =-285.8kJ/mol需注明反应的温度和压强，不注明条件，既指需注明反应的温度和压强，不注明条件，既指: 25: 250 0C C ， 1.011.0110105 5Pa)Pa) 作业作业: P6 3. 4