化学反应与能量的变化.ppt

开始学案学案1 1化学反应与能量化学反应与能量的变化的变化考点1考点2考点11.任何化学反应不仅有物质变化还有能量变化，能量变化主要表任何化学反应不仅有物质变化还有能量变化，能量变化主要表现为现为 的变化，也有光能、声能的变化等。在一定温度和压强的变化，也有光能、声能的变化等。在一定温度和压强下，反应吸收或放出的热量称为下，反应吸收或放出的热量称为 ，若反应在一定的压强，若反应在一定的压强下进行，反应热又称为下进行，反应热又称为 ，符号为，符号为 ，单位为，单位为 。2.反应热与化学键的关系反应热与化学键的关系化学反应是拆开化学键和形成化学键的过程，拆开化学键吸收能化学反应是拆开化学键和形成化学键的过程，拆开化学键吸收能量，形成化学键放出能量，例如量，形成化学键放出能量，例如H2Cl2=2HCl,拆开拆开1 mol H2分子分子需要需要436 kJmol-1，拆开，拆开1 mol Cl2需要需要243 kJmol-1,形成形成1 mol HCl放出放出 kJmol-1，则该反应的反应热为放出，则该反应的反应热为放出184.6 kJmol-1或或者者H= 。H=反应物的总键能反应物的总键能-生成物的总键能生成物的总键能热量热量反应热反应热焓变焓变HkJmol-1431.8-184.6 kJmol-13.吸热反应和放热反应吸热反应和放热反应(1)放热反应：即有热量放出的化学反应，其反应物的总能量大于放热反应：即有热量放出的化学反应，其反应物的总能量大于生成物的总能量（见图甲）。生成物的总能量（见图甲）。H 0。(2)吸热反应：即吸收热量的化学反应，其反应物的总能量小于生吸热反应：即吸收热量的化学反应，其反应物的总能量小于生成物的总能量（见图乙）。成物的总能量（见图乙）。H 0。4.燃烧热与中和热燃烧热与中和热(1)燃烧热燃烧热概念：在概念：在101 kPa时，时，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。燃烧热的单位一般用时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。燃烧热的单位一般用表示。表示。注意：完全燃烧，是指物质中下列元素完全转变成对应的物质：注意：完全燃烧，是指物质中下列元素完全转变成对应的物质：C ，H ，S 等。等。kJmol-1CO2H2O(l)SO2表示的意义：例如表示的意义：例如C的燃烧热为的燃烧热为393.5 kJmol-1，表示在，表示在101 kPa时，时，1 mol C完全燃烧放出完全燃烧放出393.5 kJ的热量。的热量。(2)中和热中和热概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1 mol H2O，这时的反应热叫中和热。这时的反应热叫中和热。中和热可表示为：中和热可表示为： 。若在反应过程中还伴有其他热效应（如生成沉淀、固体溶解或若在反应过程中还伴有其他热效应（如生成沉淀、固体溶解或浓溶液稀释、弱电解质的电离等），则放出的热量不再等于中和热，浓溶液稀释、弱电解质的电离等），则放出的热量不再等于中和热，如稀醋酸与稀如稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成溶液反应生成1 mol水，因醋酸的电离要吸热，水，因醋酸的电离要吸热，放出的热量小于放出的热量小于57.3 kJ。中和热的测定：中和热测定实验需要的仪器有大小不同的烧中和热的测定：中和热测定实验需要的仪器有大小不同的烧杯、量筒、杯、量筒、 。 ，需要测量的数据有，需要测量的数据有开始酸碱的温度（计算酸碱温度的平均值）和反应后混合液的温度，开始酸碱的温度（计算酸碱温度的平均值）和反应后混合液的温度，反应放出的热量计算式为反应放出的热量计算式为Q=mcT（注：（注：T（K）=T（）+273.15 c=4.18 JK-1g-1），实验中使酸或碱过量的原因是保），实验中使酸或碱过量的原因是保证反应完全，使测得的热量值准确，若用证反应完全，使测得的热量值准确，若用50 mL 0.5 molL-1的盐酸的盐酸和和50 mL 0.55 molL-1的的NaOH溶液反应和用溶液反应和用60 mL 0.5 molL-1的的盐酸和盐酸和60 mL 0.55 molL-1的的NaOH溶液反应放出的热量溶液反应放出的热量 （填（填“是是”或或“不不”）相同）相同,中和热中和热 （填（填“是是”或或“不不”）相同。）相同。理由是理由是。H+（aq）+OH-(aq)=H2O(l) H=-57.3 kJmol-1放出的热量与反应的酸碱的量有关，但中和热是放出的热量与反应的酸碱的量有关，但中和热是1 mol H与与1 mol OH-完全反应放出完全反应放出1 mol H2O(l)时的热量时的热量温度计温度计环形玻璃搅拌棒环形玻璃搅拌棒不不是是5.能源能源重要的化石燃料：重要的化石燃料： 、 、 。煤作燃料的利弊问题：从资源蕴藏、开采、运输、资源综合利用煤作燃料的利弊问题：从资源蕴藏、开采、运输、资源综合利用及环保等方面分析。新能源的开发：最有希望的新能源是及环保等方面分析。新能源的开发：最有希望的新能源是 、 和和 、 、 等。等。煤煤石油石油天然气天然气太阳能太阳能氢能氢能风能风能地热能地热能海洋能海洋能生物质能生物质能1.下列说法正确的是下列说法正确的是 （ ） A.物质发生化学变化都伴随着能量变化物质发生化学变化都伴随着能量变化 B.任何反应中的能量变化都表现为热量变化任何反应中的能量变化都表现为热量变化 C.伴有能量变化的物质变化都是化学变化伴有能量变化的物质变化都是化学变化 D.即使没有物质的变化，也可能有能量的变化即使没有物质的变化，也可能有能量的变化A、D一、放热反应、吸热反应判断一、放热反应、吸热反应判断1.根据具体化学反应实例判断根据具体化学反应实例判断(1)常见的放热反应：所有可燃物的燃烧、所有金属与酸的反应、常见的放热反应：所有可燃物的燃烧、所有金属与酸的反应、所有中和反应、绝大多数化合反应、少数分解反应、多数置换反应、所有中和反应、绝大多数化合反应、少数分解反应、多数置换反应、某些复分解反应。某些复分解反应。(2)常见的吸热反应：极个别的化合反应（常见的吸热反应：极个别的化合反应（CO2和和C的反应）、绝的反应）、绝大多数的分解反应、少数置换反应大多数的分解反应、少数置换反应C+H2O(g)、Fe+H2O(g)、某、某些复分解反应（铵盐与强碱的反应），盐类的水解。些复分解反应（铵盐与强碱的反应），盐类的水解。2.根据反应物和生成物的相对稳定性判断：由稳定的物质生成不根据反应物和生成物的相对稳定性判断：由稳定的物质生成不稳定的物质的反应为吸热反应，反之为释放能量的反应。稳定的物质的反应为吸热反应，反之为释放能量的反应。3.根据反应条件判断，凡是持续加热才能进行的反应一般就是吸根据反应条件判断，凡是持续加热才能进行的反应一般就是吸热反应，反之，一般为释放能量的反应。热反应，反之，一般为释放能量的反应。4.根据反应物和生成物的总能量的相对大小判断，若反应物的总根据反应物和生成物的总能量的相对大小判断，若反应物的总能量大于生成物的总能量，反应时释放能量，否则吸收能量。能量大于生成物的总能量，反应时释放能量，否则吸收能量。5.溶解热：浓硫酸、强碱、强碱的碱性氧化物溶于水时放热，铵溶解热：浓硫酸、强碱、强碱的碱性氧化物溶于水时放热，铵盐溶于水吸热。盐溶于水吸热。特别注意：反应是吸热反应还是放热反应与反应条件无关，反应特别注意：反应是吸热反应还是放热反应与反应条件无关，反应需要加热的反应不一定是吸热反应，常温下就反应的不一定是放热需要加热的反应不一定是吸热反应，常温下就反应的不一定是放热反应。反应。二、燃烧热、中和热、反应热的关系二、燃烧热、中和热、反应热的关系三者既有联系又有区别，燃烧热和中和热都是正值，并且都是定三者既有联系又有区别，燃烧热和中和热都是正值，并且都是定值，反应热既有正值又有负值，符号不表示大小而表示吸热或放热，值，反应热既有正值又有负值，符号不表示大小而表示吸热或放热，反应热随反应物的物质的量变化而变化。反应热随反应物的物质的量变化而变化。例如：例如：C(s)+O2(g)=CO2(g) H=-393.5 kJmol-1，碳的燃烧热，碳的燃烧热是是393.5 kJmol-1。H(aq)OH(aq)=H2O(l) H57.3 kJmol-1，中和热为，中和热为57.3 kJmol-1。特别注意：特别注意：(1)(1)燃烧热和中和热用燃烧热和中和热用H H表示带表示带“-”,-”,用文字表达不用文字表达不带带“-”-”。(2)(2)在反应：在反应：2H2H2 2(g)(g)O O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(g) O(g) H H1 1a a kJkJmolmol1 1中，中，2 mol H2 mol H2 2燃烧生成气态水放出的热量为燃烧生成气态水放出的热量为a kJa kJ，该反应的，该反应的H H是是 a kJa kJmolmol1 1, ,注意单位。注意单位。【例【例1】已知】已知25 、101 kPa时，乙烯和乙炔（时，乙烯和乙炔（C2H2）燃烧的热化学）燃烧的热化学 方程式分别为：方程式分别为： C2H4（g）+3O2（g）=2CO2（g）+2H2O（l） H=-1411 kJmol-1 2C2H2（g）+5O2（g）=4CO2（g）+2H2O（l） H=-2600 kJmol-1 又知燃烧时火焰的温度乙炔高于乙烯。据此，下列说法正确的是又知燃烧时火焰的温度乙炔高于乙烯。据此，下列说法正确的是 （ ）A.25 、101 kPa时，时，1 mol乙烯完全燃烧生乙烯完全燃烧生 成气态产物时，放出的热量多于成气态产物时，放出的热量多于1411 kJB.等质量的乙烯和乙炔完全燃烧，乙炔放热多等质量的乙烯和乙炔完全燃烧，乙炔放热多C.乙炔的燃烧热为乙炔的燃烧热为2600 kJmol-1D.乙烯燃烧的能量变化如图所示乙烯燃烧的能量变化如图所示【解析】【解析】A A错，乙烯燃烧生成气态水时，由于液态水吸收热量转错，乙烯燃烧生成气态水时，由于液态水吸收热量转化为气态水，放出的热量小于化为气态水，放出的热量小于1411 kJ1411 kJ；B B错，等质量的乙烯、乙炔错，等质量的乙烯、乙炔完全燃烧，乙烯放出的热量多；完全燃烧，乙烯放出的热量多；C C错，乙炔错，乙炔1 mol1 mol完全燃烧放出的热完全燃烧放出的热量为其燃烧热，应为量为其燃烧热，应为1300 kJ1300 kJmolmol-1-1。【答案【答案】D1.下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是 （ ） A.生成物能量一定低于反应物总能量生成物能量一定低于反应物总能量 B.放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率 C.由盖斯定律，可计算某些难以直接测定的反应焓变由盖斯定律，可计算某些难以直接测定的反应焓变 D.同温同压下，同温同压下，H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）在光照和点燃条）在光照和点燃条 件下的件下的H不同不同返回目录返回目录考点21.概念概念将一个化学反应的将一个化学反应的 变化和反应的变化和反应的 变化同时表示出变化同时表示出来的化学方程式称为热化学方程式。来的化学方程式称为热化学方程式。如：如：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H(273 K)=-571.6 kJmol-1表示表示的含义是的含义是 。2.书写注意事项书写注意事项(1)在各物质的后面用括号注明在各物质的后面用括号注明 ，一般用英文字，一般用英文字母母 、 、 分别代表物质的气态、液体、固态，水溶液分别代表物质的气态、液体、固态，水溶液中的溶质则用中的溶质则用 表示。但不用表示。但不用“”“”(因已注明状态因已注明状态)。(2)在在H后要注明后要注明 ，因为在不同的，因为在不同的 下进行同一个下进行同一个反应，其反应的反应，其反应的 是不同的。若为是不同的。若为298 K，可以省略。，可以省略。(3)标明标明H的的 ：吸热表示为：吸热表示为 ，放热表示，放热表示为为 。“-”物质物质能量能量 一定温度和压强下一定温度和压强下2 mol H2与与1 mol O2完全反应生成完全反应生成2 mol液态水放出热量液态水放出热量571.6 kJ物质的状态物质的状态glsaq温度温度温度温度反应热反应热“+”、“-”“+”(4)H的单位为的单位为 。其中，每。其中，每mol表明参加反应的表明参加反应的各物质的物质的量与热化学方程式中各物质的系数相同。各物质的物质的量与热化学方程式中各物质的系数相同。(5)热化学方程式的系数指的是反应中各物质的热化学方程式的系数指的是反应中各物质的 ，并不表示物质的分子或原子数，可以是并不表示物质的分子或原子数，可以是 数，也可以是数，也可以是 数，数，若各物质的系数加倍，则若各物质的系数加倍，则H的的 也加倍。若反应逆向进行，也加倍。若反应逆向进行，则则H 改变，但改变，但 不变。不变。数值数值kJmol-1物质的量物质的量整整分分数值数值正负号正负号2.红磷（红磷（P）和白磷（）和白磷（P4）均为磷的同素异形体。已知：）均为磷的同素异形体。已知： 两者在氯气中燃烧，均有白色烟雾产生；两者在氯气中燃烧，均有白色烟雾产生； P P4 4（s s）+5O+5O2 2（g g）=P=P4 4O O1010（s s） H1 1=-2983.2 kJ=-2983.2 kJmolmol-1-1 P P（s s）+5/4O+5/4O2 2（g g）=1/4P=1/4P4 4O O1010（s s）H2 2=-738.5 kJ=-738.5 kJmolmol-1-1 (1)写出红磷在氯气中燃烧的化学方程式写出红磷在氯气中燃烧的化学方程式 。 (2)写出白磷转化为红磷的热化学方程式写出白磷转化为红磷的热化学方程式 ， 由此可知，红磷比白磷由此可知，红磷比白磷 （填（填“稳定稳定”或或“不稳定不稳定”）。）。P4（s）=4P（s） H=-292.2 kJmol-12P+3Cl2 2PCl3 2P+5Cl2 2PCl5燃烧燃烧燃烧燃烧稳定稳定影响反应热大小的因素影响反应热大小的因素(1)反应热与测定条件（温度、压强等）有关。不特别指明，即指反应热与测定条件（温度、压强等）有关。不特别指明，即指25 ，1.01105 Pa（101 kPa）测定的。中学里热化学方程式里看）测定的。中学里热化学方程式里看到的条件（如点燃）是反应发生的条件，不是测量条件。到的条件（如点燃）是反应发生的条件，不是测量条件。(2)反应热的大小与物质的聚集状态有关。反应物越是气态产物越反应热的大小与物质的聚集状态有关。反应物越是气态产物越是液态反应放出的热量越大，但是液态反应放出的热量越大，但H越小。越小。(3)反应热的大小与物质的计量数有关。反应热的大小与物质的计量数有关。(4)与反应的产物有关，如碳燃烧生成与反应的产物有关，如碳燃烧生成CO2比生成比生成CO放出的热量多，放出的热量多，但但H小。小。(5)与物质的稳定性有关，所生成的物质越稳定放出的热量越多或与物质的稳定性有关，所生成的物质越稳定放出的热量越多或吸收的热量越少。吸收的热量越少。(6)与金属性、非金属性的强弱有关，非金属性越强，得到电子形与金属性、非金属性的强弱有关，非金属性越强，得到电子形成阴离子放出的能量越大，金属性越强失去电子吸收的能量越小。成阴离子放出的能量越大，金属性越强失去电子吸收的能量越小。【例【例2】下列有关热化学方程式的叙述正确的是】下列有关热化学方程式的叙述正确的是 （ ） A.已知已知2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H571.6 kJ/mol，则氢，则氢 气的燃烧热为气的燃烧热为285.8 kJ/mol B.已知已知C(石墨，石墨，s)C(金刚石，金刚石，s) H0，则金刚石比石墨稳定，则金刚石比石墨稳定 C.含含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7 kJ的的 热量，则稀醋酸和稀热量，则稀醋酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式为：溶液反应的热化学方程式为： NaOH(aq)CH3COOH(aq)=CH3COONa(aq)H2O(l) H57.4 kJ/mol D.已知已知2C(s)2O2(g)=2CO2(g) H1；2C(s)O2(g)= 2CO(g) H2，则，则H1H2A【解析】石墨转化为金刚石是吸热反应，金刚石能量高，石【解析】石墨转化为金刚石是吸热反应，金刚石能量高，石墨比金刚石稳定，墨比金刚石稳定，B B不正确；醋酸反应过程中继续电离，电离不正确；醋酸反应过程中继续电离，电离吸收热量，吸收热量，C C不正确；碳完全燃烧生成不正确；碳完全燃烧生成COCO2 2比不完全燃烧生成比不完全燃烧生成COCO放出的热量多，但是其反应热放出的热量多，但是其反应热H是负值，故是负值，故H1 1H2 2，D D不不正确。正确。2.如图，如图，a曲线是曲线是298 K、101 kPa时时N2与与H2反应过程中能量变化的反应过程中能量变化的 曲线图，下列叙述正确的是曲线图，下列叙述正确的是 （ ） A.该反应的热化学方程式为：该反应的热化学方程式为：N23H2 2NH3 H92 kJmol1 B.b曲线是升高温度时的能量变化曲线曲线是升高温度时的能量变化曲线 C.加入催化剂，该化学反应的反应热改变加入催化剂，该化学反应的反应热改变 D.在在298 K、体积一定的条件下，通入、体积一定的条件下，通入1 mol N2和和3 mol H2反应后反应后 放出的热量为放出的热量为Q1 kJ，若通入，若通入2 mol N2和和6 mol H2反应后放出的反应后放出的 热量为热量为Q2 kJ，则，则184Q22Q1D返回目录返回目录一样的软件一样的软件 不一样的感觉不一样的感觉 一样的教室一样的教室 不一样的心情不一样的心情 一样的知识一样的知识 不一样的收获不一样的收获