化学反应中的热效应精.ppt

化学反应中的热效应第1页，本讲稿共96页 化化学学反反应应过过程程中中既既有有物物质质变变化化，同同时时又又总总是是伴伴随着随着能量的变化能量的变化。化学反应中能量变化的应用化学反应中能量变化的应用第2页，本讲稿共96页 化化学学反反应应过过程程中中既既有有物物质质变变化化，同同时时又又总总是是伴伴随着随着能量的变化能量的变化。化学反应中能量变化的应用化学反应中能量变化的应用钢钢铁铁的的炼炼制制第3页，本讲稿共96页【回顾回顾】：释释放放或或吸吸收收热热量量是是化化学学反反应应中中能能量量变变化化的的主主要形式之一。要形式之一。在在我我们们以以前前所所学学的的化化学学反反应应中中有有哪哪些些是是放放热热反反应？哪些是应？哪些是吸热吸热反应？反应？第4页，本讲稿共96页放热反应放热反应吸热反应吸热反应燃烧反应燃烧反应酸碱中和反应酸碱中和反应金属与酸或水的反应金属与酸或水的反应大多数化合反应大多数化合反应铝热反应铝热反应C和和CO2，C和和H2O(g)的反应的反应Ba(OH)28H2O和和NH4Cl的反应的反应大多数分解反应大多数分解反应盐类水解和弱电解质电离盐类水解和弱电解质电离思考：思考：放热反应常温下一定能发生，放热反应常温下一定能发生，而吸热反应一定需要加热，对吗？而吸热反应一定需要加热，对吗？第5页，本讲稿共96页一、反应热和焓变一、反应热和焓变1.反应热：反应热：2.焓变：焓变：在在恒温、恒压恒温、恒压的条件下，化学反应过程中所吸的条件下，化学反应过程中所吸收或释放的热量称为反应的收或释放的热量称为反应的焓变焓变。符号：符号：H单位：单位：kJmol1在化学反应过程中，当反应物和生成物具有在化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同温度相同温度时，所时，所吸收吸收或或放出放出的热量。的热量。第6页，本讲稿共96页【交流与讨论交流与讨论】：化学反应中为什么会有能量的变化？化学反应中为什么会有能量的变化？一个化学反应是吸收热量还是放出热量，一个化学反应是吸收热量还是放出热量，取决于取决于反应物的总能量反应物的总能量和和生成物的总能量生成物的总能量的的相对大小。相对大小。第7页，本讲稿共96页放热反应：放热反应：吸热反应：吸热反应：H0或或H为为“”H0或或H为为“”放热放热反应物反应物生成物生成物能能量量反应过程反应过程H0H生成物总能量反应物总能量生成物总能量反应物总能量吸热吸热反应物反应物生成物生成物能能量量反应过程反应过程H0H表示化学反应中整个反应体系能量增加或者减少的量值。表示化学反应中整个反应体系能量增加或者减少的量值。第8页，本讲稿共96页【交流与讨论交流与讨论】：化学反应中为什么会有能量的变化？化学反应中为什么会有能量的变化？宏观：宏观：反应物和生成物所具有的总能量不反应物和生成物所具有的总能量不同。同。微观：微观：？第9页，本讲稿共96页化学键断裂时吸收总能量化学键断裂时吸收总能量=化学键形成时放出总能量化学键形成时放出总能量=679kJ/mol862kJ/mol能量差的计算：能量差的计算：能量差能量差=679kJ/mol862kJ/mol=183kJ/mol键能键能：破坏：破坏1mol共价键共价键所吸收的能量或形成所吸收的能量或形成1mol共价键所放出的能共价键所放出的能量。量。共价键的键能越大，共价键的键能越大，该共价键越牢固该共价键越牢固H反应物反应物总键能总键能生成物生成物总键能总键能已知键能已知键能:NN946KJ/mol,H-H436KJ/mol,H-N391KJ/mol，请请计算计算出合成氨反应的出合成氨反应的H。第10页，本讲稿共96页旧键旧键断裂，断裂，新键新键形成形成旧键旧键断裂断裂需要需要吸收能量吸收能量，新键新键形成形成需要需要放出能量放出能量。化学反应的化学反应的本质本质：一般化学反应中，旧键的断裂所吸收的一般化学反应中，旧键的断裂所吸收的总能量与新键形成所放出的总能量是不相等总能量与新键形成所放出的总能量是不相等的，而这个差值就是反应中能量的变化。所的，而这个差值就是反应中能量的变化。所以化学反应过程中会有能量的变化。以化学反应过程中会有能量的变化。分子变原子分子变原子原子变分子原子变分子第11页，本讲稿共96页【交流与讨论交流与讨论】：化学反应中为什么会有能量的变化？化学反应中为什么会有能量的变化？宏观：宏观：反应物和生成物所具有的总能量不反应物和生成物所具有的总能量不同。同。微观：微观：旧的化学键断裂时所吸收的能量与新旧的化学键断裂时所吸收的能量与新的化学键形成时所放出的能量不同。的化学键形成时所放出的能量不同。H生成物生成物总能量总能量反应物反应物总能量总能量H反应物反应物总键能总键能生成物生成物总键能总键能第12页，本讲稿共96页物质的能量与稳定性关系物质的能量与稳定性关系能量越低越稳定能量越低越稳定,越稳定的物质共价键的越稳定的物质共价键的键能就越大，熔沸点就越高。键能就越大，熔沸点就越高。放热反应：生成物比反应物稳定放热反应：生成物比反应物稳定吸热反应：反应物比生成物稳定吸热反应：反应物比生成物稳定已知：金刚石（已知：金刚石（S）石墨石墨(S)H0则可知：金刚石与石墨的熔沸点哪个高？则可知：金刚石与石墨的熔沸点哪个高？第13页，本讲稿共96页2、下列变化中，属于吸热反应的是、下列变化中，属于吸热反应的是()A.反应物的总能量大于生成物的总能量的反应反应物的总能量大于生成物的总能量的反应 B.A+B C+DA+B C+D；H0 H0 C.反应物总键能小于生成物总键能反应物总键能小于生成物总键能 D.焦炭与高温水蒸气反应焦炭与高温水蒸气反应D练习练习1、下列变化中，属于放热反应的是、下列变化中，属于放热反应的是()A.Ba(OH)28H2O与与NH4Cl的反应的反应 B.点燃的镁条在二氧化碳中继续燃烧点燃的镁条在二氧化碳中继续燃烧 C.灼热的碳与二氧化碳的反应灼热的碳与二氧化碳的反应 D.CHCH3 3COOH+KOH CHCOOH+KOH CH3 3COOK+HCOOK+H2 2O OBD第14页，本讲稿共96页 3 3、下列说法中正确的是（、下列说法中正确的是（）A A需要加热方能发生的反应一定是吸热反应需要加热方能发生的反应一定是吸热反应B B放热的反应在常温下一定很容易发生放热的反应在常温下一定很容易发生C C反应是放热还是吸热必须看反应物和生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成物所具有的总能量的相对大小D D吸热反应在一定的条件下才能发生吸热反应在一定的条件下才能发生C第15页，本讲稿共96页4 4下列反应属于吸热反应的是下列反应属于吸热反应的是 ()()A.CA.C6 6H H1212O O6 6(葡萄糖葡萄糖aq)+6Oaq)+6O2 2 6CO6CO2 2+6H+6H2 2O O B.CHB.CH3 3COOH+KOH CHCOOH+KOH CH3 3COOK+HCOOK+H2 2O OC.A+B C+D H0 C.A+B C+D H H2第32页，本讲稿共96页S(g)+O2(g)=SO2(g)；H1S(S)+O2(g)=SO2(g)；H2例例2、在同温、同压下，比较下列反应放出热、在同温、同压下，比较下列反应放出热量量H1、H2的大小的大小两式数量相同，两式数量相同，S由固态由固态吸收热量转化为气态，吸收热量转化为气态，再氧化燃烧生成再氧化燃烧生成SO2。其放出热量的。其放出热量的总和小于总和小于由气态由气态S直接燃烧所放出的热量直接燃烧所放出的热量 H1Q Q 1 1的是的是 A A 2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)(g)2H2H2 2O(g)O(g)，H H1 1=-Q=-Q 1 1kJkJmolmol-1-1；2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)(g)2H2H2 2O(l)O(l)，H H2 2=-Q=-Q 2 2kJkJmolmol-1-1；B B S(g)+OS(g)+O2 2(g)(g)SOSO2 2(g)(g)，H H1 1=-Q=-Q 1 1kJkJmolmol-1-1；S(s)+OS(s)+O2 2(g)(g)SOSO2 2(g)(g)，H H2 2=-Q=-Q 2 2kJkJmolmol-1-1；C C C(s)+OC(s)+O2 2(g)(g)CO(g)CO(g)，H H1 1=-Q=-Q 1 1kJkJmolmol-1-1；C(s)+OC(s)+O2 2(g)(g)COCO2 2(g)(g)，H H2 2=-Q=-Q 2 2kJkJmolmol-1-1；D D H H2 2(g)+Cl(g)+Cl2 2(g)(g)2HCl(g)2HCl(g)，H H1 1=-Q=-Q 1 1kJkJmolmol-1-1；H H2 2(g)+Cl(g)+Cl2 2(g)(g)HCl(g)HCl(g)，H H2 2=-Q=-Q 2 2kJkJmolmol-1-1121212第37页，本讲稿共96页引入引入在热化学方程式中的反应热数据，在热化学方程式中的反应热数据，是通过何种途径获得的呢？是通过何种途径获得的呢？最直接的方法是通过实验测得。最直接的方法是通过实验测得。第38页，本讲稿共96页四、反应热的测量四、反应热的测量【活动与探究活动与探究】阅读课本阅读课本p6p6的实验，的实验，了解其实验原理和步骤了解其实验原理和步骤.第39页，本讲稿共96页【思考思考】观察量热计的构造，根据什么数观察量热计的构造，根据什么数据来获得反应热？据来获得反应热？第40页，本讲稿共96页盐酸温度盐酸温度(t1)/氢氧化钠溶液温度氢氧化钠溶液温度(t2)/反应体系最高温度反应体系最高温度(t3)/反应体系的温度变化反应体系的温度变化(t)=t3-/(t1+t2)2反应体系的质量反应体系的质量 m=（V酸酸酸酸V碱碱 碱碱）、）、g中和反应的反应热中和反应的反应热H=-C m t10-30.025KJmol-1通过测量温度通过测量温度计算计算H的方法的方法第41页，本讲稿共96页(1)用一个量筒量取用一个量筒量取50 mL 0.50 mol/L盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，量盐酸的温度，(注意要把温度计上的酸注意要把温度计上的酸用水冲洗干净用水冲洗干净)。温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗后温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗后的溶液能否倒入小烧杯？为什么？的溶液能否倒入小烧杯？为什么？因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗，因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗，温度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失，温度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失，故要冲洗干净；冲洗后的溶液不能倒入小烧杯，若故要冲洗干净；冲洗后的溶液不能倒入小烧杯，若倒入，会使总溶液的质量增加，而导致实验结果误倒入，会使总溶液的质量增加，而导致实验结果误差。差。1.1.实验步骤：实验步骤：第42页，本讲稿共96页(2)用另一个量筒量取用另一个量筒量取50 mL 0.50 mol/L NaOH溶液，溶液，并用温度计测量并用温度计测量NaOH溶液的温度，记录。把温度计溶液的温度，记录。把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液溶液一次迅速一次迅速倒入小烧杯。倒入小烧杯。.酸、碱混合时，为何要把量筒中的酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOHNaOH溶液一次溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？倒入小烧杯而不能缓缓倒入？.因为本实验的关键是测反应的反应热，若动因为本实验的关键是测反应的反应热，若动作迟缓，将会使热量损失而使误差增大。作迟缓，将会使热量损失而使误差增大。第43页，本讲稿共96页(3)(3)用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的取混合溶液的最高温度最高温度，记为终止温度，记入下，记为终止温度，记入下表。表。实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒？为什么？为什么？不能。因为铜丝易导热，使热量损失较大不能。因为铜丝易导热，使热量损失较大第44页，本讲稿共96页(4)假设溶液的比热容与水的比热容相等，溶假设溶液的比热容与水的比热容相等，溶液的密度与水的密度相等，忽略量热计的比液的密度与水的密度相等，忽略量热计的比热，根据溶液温度升高的数值，计算该反应热，根据溶液温度升高的数值，计算该反应的反应热并写出热化学方程式。可的反应热并写出热化学方程式。可重复实验三重复实验三次次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。，取测量所得数据的平均值作为计算依据。第45页，本讲稿共96页（5）如果用同样的方法测定氢氧化钾与盐）如果用同样的方法测定氢氧化钾与盐酸反应、氢氧化钠与硝酸反应的反应热，请酸反应、氢氧化钠与硝酸反应的反应热，请预测其反应热是否相同，并设计实验方案加预测其反应热是否相同，并设计实验方案加以验证。以验证。实验的结果相同，因为三个反应的本质实验的结果相同，因为三个反应的本质一样，都是一样，都是H+OH-=H2O。第46页，本讲稿共96页中和热中和热：在：在稀溶液稀溶液中，酸和碱发生中和反应中，酸和碱发生中和反应生成生成1mol水时所放出的热量水时所放出的热量在在稀溶液稀溶液中中,强酸与强碱强酸与强碱的反应中和热都是的反应中和热都是57.3kJmol-1H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)H=-57.3kJmol-1通过实验测得的数据普遍低于标准值，请分通过实验测得的数据普遍低于标准值，请分析原因，并提出减少实验误差的方案析原因，并提出减少实验误差的方案（如充分反应，减少热交换等如充分反应，减少热交换等）。第47页，本讲稿共96页强酸与弱碱、强碱与弱酸、弱酸与弱碱反应强酸与弱碱、强碱与弱酸、弱酸与弱碱反应生成生成1mol水时所放出的热量都小于水时所放出的热量都小于57.3kJ。由于电离过程是吸热的由于电离过程是吸热的,而弱酸、弱碱而弱酸、弱碱都较难电离。都较难电离。第48页，本讲稿共96页概念辨析概念辨析若将若将1L1mol/LNaOH1L1mol/LNaOH溶液中加入稀醋酸、溶液中加入稀醋酸、稀稀硫硫酸、稀硝酸，恰好完全反应时的热效应分别为酸、稀硝酸，恰好完全反应时的热效应分别为H H1 1、H H2 2 、H H3 3 ；则三者的大小；则三者的大小关系为关系为 。H H1 1 H H3 3=H=H2 2 第49页，本讲稿共96页 有人建议用有人建议用50mL0.55mol/LNaOH50mL0.55mol/LNaOH进行上进行上述实验，测得的中和热数值会更加准确。述实验，测得的中和热数值会更加准确。为什么？为什么？可以保证盐酸完全反应。使测得的热量可以保证盐酸完全反应。使测得的热量更加准确更加准确第50页，本讲稿共96页讨论讨论1.本实验中若把本实验中若把50 mL 0.50 mol/L的盐酸改为的盐酸改为50 mL 0.50 mol/L醋酸，所测结果是否会有所变化？为什么醋酸，所测结果是否会有所变化？为什么？答案：会有所变化。因为醋酸为弱电解质，其电离时答案：会有所变化。因为醋酸为弱电解质，其电离时要吸热，故将使测得结果偏小。要吸热，故将使测得结果偏小。2.若改用若改用100 mL 0.50 mol/L100 mL 0.50 mol/L的盐酸和的盐酸和100 mL 0.55 100 mL 0.55 mol/Lmol/L的的NaOHNaOH溶液，所测中和热的数值是否约为本实验溶液，所测中和热的数值是否约为本实验结果的二倍（假定各步操作没有失误）？结果的二倍（假定各步操作没有失误）？答案：答案：否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成1 1 molHmolH2 2O O时放出的热量，其数值与反应物的量的多少无关，时放出的热量，其数值与反应物的量的多少无关，故所测结果应基本和本次实验结果相同（若所有操作都准故所测结果应基本和本次实验结果相同（若所有操作都准确无误，且无热量损失，则二者结果相同）。确无误，且无热量损失，则二者结果相同）。第51页，本讲稿共96页（1）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是。（2）实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒）实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒_，其原，其原因是因是。（3）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值。（4）实验中改用）实验中改用60mL0.50mol/L盐酸跟盐酸跟50mL0.55mol/LNaOH溶液进溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量行反应，与上述实验相比，所放出的热量（填（填“相等相等”“不相等不相等”），所求中和热），所求中和热。环形玻璃搅拌棒环形玻璃搅拌棒不能不能偏小偏小不相等不相等相等相等练习练习50mL0.50mol/L盐酸与盐酸与50mL0.55mol/L1NaOH溶液在图示的装置中进行中和反溶液在图示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题：和热。回答下列问题：铜丝易导热，使实验过程中热量损失较大铜丝易导热，使实验过程中热量损失较大 第52页，本讲稿共96页【引入引入】通过实验测定化学反应的反应热通过实验测定化学反应的反应热是最直接的方法，但是，并不是所有反应是最直接的方法，但是，并不是所有反应的反应热都能通过实验测定。的反应热都能通过实验测定。第53页，本讲稿共96页【交流与讨论交流与讨论】：如何测定如何测定C(s)+1/2O2(g)=CO(g)的反应热的反应热H1？.能直接测定吗？如何测？能直接测定吗？如何测？.若不能直接测，怎么办？若不能直接测，怎么办？第54页，本讲稿共96页1 1、盖斯定律、盖斯定律的内容的内容:一个化学反应，不论是一步完成，还是分几一个化学反应，不论是一步完成，还是分几步完成步完成,其总的热效应是相同的。其总的热效应是相同的。五、反应热的计算五、反应热的计算 换句话说换句话说,化学反应的焓变只与反应体系化学反应的焓变只与反应体系的的起始状态和最终状态起始状态和最终状态有关有关,而与而与反应的途径反应的途径无关无关。第55页，本讲稿共96页HH1+H2盖斯定律直观化盖斯定律直观化第56页，本讲稿共96页 CO(g)C(s)CO2(g)H2H1H3H2H1H3=+第57页，本讲稿共96页C(s)+1/2O2(g)=CO(g)H3？CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)H2-283.0kJ/molC(s)+O2(g)=CO2(g)H1-393.5kJ/mol-)H3=H1H2=-393.5kJ/mol(-283.0kJ/mol)=-110.5kJ/mol利用盖斯定律计算化学反应的焓变时，利用盖斯定律计算化学反应的焓变时，热化学方程式热化学方程式可以可以和和数学代数方程式数学代数方程式一样进行一样进行加减乘除加减乘除组合而成。组合而成。第58页，本讲稿共96页1.已知：已知：.C(石墨，石墨，s)+O2(g)=CO2(g)H1=-393.5kJ/mol.C(金刚石，金刚石，s)+O2(g)=CO2(g)H2=-395.0kJ/mol写出石墨变成金刚石的热化学方程式写出石墨变成金刚石的热化学方程式(25,101kPa时时).解：解：-得：得：C(石墨，石墨，s)=C(金刚石，金刚石，s)H=+1.5kJ/mol【课堂练习课堂练习】：第59页，本讲稿共96页2.某次发射火箭，用某次发射火箭，用N2H4（肼）在（肼）在NO2中燃烧，生成中燃烧，生成N2、液态、液态H2O.已知：已知：N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)H1=+67.2kJ/molN2H4(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。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。解：解：2-得：得：2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)H=-1135.2kJ/mol第60页，本讲稿共96页3.已知已知.CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)H1=283.0kJ/mol.H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)H2=285.8kJ/mol.C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)H3=-1370kJ/mol试计算试计算.2CO(g)4H2(g)=H2O(l)C2H5OH(l)的的H解解:=2+4-HH12H24H3283.22285.841370339.2kJ/mol第61页，本讲稿共96页第62页，本讲稿共96页标准燃烧热标准燃烧热定义：在定义：在101kPa时，时，lmol物质物质完全燃烧完全燃烧的的反应热反应热.衡量衡量燃料燃料燃烧燃烧放放出出热量热量大小大小的物理量是的物理量是？热值热值定义：在定义：在101kPa时，时，lg物质物质完全燃烧完全燃烧的的反应热反应热.第63页，本讲稿共96页练习：练习：1.下列各组物质的标准燃烧热相等的是下列各组物质的标准燃烧热相等的是：（：（）A.碳和一氧化碳碳和一氧化碳B.1mol碳和碳和2mol碳碳C.1mol乙炔和乙炔和2mol碳碳D.淀粉和纤维素淀粉和纤维素BH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)；=-285.8kJ/molHH2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)；=-241.8kJ/molH2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)；=-483.6kJ/molH2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)；=-571.6kJ/molH2.已知热化学方程式：已知热化学方程式：则氢气的则氢气的标准标准燃烧热为：燃烧热为：285.8kJ/mol第64页，本讲稿共96页注意：注意：燃烧的条件是在燃烧的条件是在101kPa；标准燃烧热标准燃烧热:燃料是以燃料是以1mol作为标准作为标准，因此书写热化学方程，因此书写热化学方程式时，其它物质的化学计量数可用分数表示；式时，其它物质的化学计量数可用分数表示；物质燃烧都是物质燃烧都是放热放热反应，所以表达物质燃烧时的反应，所以表达物质燃烧时的H均为负均为负值；值；燃烧要完全燃烧要完全:C元素转化为元素转化为CO2，而不是，而不是CO；H元素转化为元素转化为H2O(l)，而不是，而不是H2O(g),N元素转化为元素转化为N2。S元素转化为元素转化为SO2如：如：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l);H=285.8kJ/mol标准燃烧热标准燃烧热第65页，本讲稿共96页【思考思考】燃烧放出的热量与标准燃烧热有什么不同？燃烧放出的热量与标准燃烧热有什么不同？答：答：燃烧放出的热量与物质的多少有关，燃烧的物质越多，燃烧放出的热量与物质的多少有关，燃烧的物质越多，放出的热量就越多，而标准燃烧热规定是放出的热量就越多，而标准燃烧热规定是1mol的可燃物；的可燃物；研究燃烧放出的热量并未限定燃烧产物的形态，而研研究燃烧放出的热量并未限定燃烧产物的形态，而研究标准燃烧热必须是生成究标准燃烧热必须是生成稳定的氧化物稳定的氧化物。所以，不同量的同一物质完全燃烧，放出的热量可能所以，不同量的同一物质完全燃烧，放出的热量可能不同，但标准燃烧热是一定的。不同，但标准燃烧热是一定的。根据课本知识：计算完全燃烧相等质量的根据课本知识：计算完全燃烧相等质量的C、C8H18、CH4、C2H5OH，H2放出的热量大小顺序为放出的热量大小顺序为 。第66页，本讲稿共96页1、你所了解的传统能源有哪些？新能源又有哪些？、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、天然气水合物热能、海洋能、氢能、天然气水合物等等能能源源第67页，本讲稿共96页2、能源又可以分为一级能源和二、能源又可以分为一级能源和二级级能源。一能源。一级级能能源是指直接取自自然界，没有加工转换的各种能量源是指直接取自自然界，没有加工转换的各种能量和资源；二和资源；二级级能源是指由一能源是指由一级级能源经过加工转换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？的能源重新分类？一一级级能源能源：煤、石油、天然气、太阳能、煤、石油、天然气、太阳能、天然气水天然气水合物合物、风能、生物质能、地热能、海洋能风能、生物质能、地热能、海洋能二二级级能源：氢能、电力能源：氢能、电力、核能、核能能能源源第68页，本讲稿共96页思考：在许多场合将煤块直接燃烧，这种燃烧方式思考：在许多场合将煤块直接燃烧，这种燃烧方式存在什么缺陷？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，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，引起大气的燃烧煤会使其中的硫转化为二氧化硫，引起大气的污染。污染。第69页，本讲稿共96页有哪些可以提高煤的燃烧效率的方法吗？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：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）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）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）通过一定的方法将煤转化为气体燃料（如煤气）完成第完成第10页的页的“交流与讨论交流与讨论”，提出你的观点。，提出你的观点。第70页，本讲稿共96页3.能源的充分利用能源的充分利用71第71页，本讲稿共96页问题问题为什么将煤转化为水煤气进行燃烧为什么将煤转化为水煤气进行燃烧分析分析转化后一氧化碳与氢气燃烧放出的热量比碳转化后一氧化碳与氢气燃烧放出的热量比碳燃烧放出的热量多燃烧放出的热量多问题问题若我们将煤转化为水煤气时消耗的热量考若我们将煤转化为水煤气时消耗的热量考虑进去呢虑进去呢分析分析根据盖斯定律，并不会增加放出的热量根据盖斯定律，并不会增加放出的热量问题问题那为什么还要进行转化呢那为什么还要进行转化呢解决解决为了提高燃烧效率，减少环境污染为了提高燃烧效率，减少环境污染72第72页，本讲稿共96页主要成分主要成分热值热值价格价格煤煤主要主要为为碳、碳、还还含有含有H、S等元素等元素29.26MJ/kg0.3元元/公斤公斤液化气液化气碳碳氢氢化合物的混合物化合物的混合物(主要主要为为C4H10)47.5MJ/kg109.2MJ/m32.6元元/公斤公斤管道煤气管道煤气H2-48%CH4-13%CO20%15.9MJ/m30.9元元/公斤公斤天然气天然气主要成分主要成分为为CH439.7MJ/kg2.1元元/公斤公斤我们常用的燃料，我们根据各燃料的热值、成分、我们常用的燃料，我们根据各燃料的热值、成分、价格分析每种燃料的优劣。价格分析每种燃料的优劣。若控制相同条件，使用同一煤气灶，由原来烧液化气改用若控制相同条件，使用同一煤气灶，由原来烧液化气改用 烧天然气，需要我们对空气进量如何处理？烧天然气，需要我们对空气进量如何处理？增大增大适当适当空气进量空气进量 第73页，本讲稿共96页不论天然气、管道煤气、液化气、煤他们都是不可再不论天然气、管道煤气、液化气、煤他们都是不可再生资源，煤只能用两百年，天然气只能用生资源，煤只能用两百年，天然气只能用50年，石油年，石油最多只能用最多只能用50年，面对这样一串串数字怎样解决我们现年，面对这样一串串数字怎样解决我们现在所面临的能源危机呢？在所面临的能源危机呢？节约能源，开发新能源节约能源，开发新能源 合理利用回收资源合理利用回收资源 1吨废塑料至少能回炼吨废塑料至少能回炼600千克汽油和柴油。千克汽油和柴油。第74页，本讲稿共96页1.2 化学反应的方向化学反应的方向第75页，本讲稿共96页水总是自发地由高处往低处流水总是自发地由高处往低处流自然界中有许多自然而然发自然界中有许多自然而然发生的现象，请同学们联系生生的现象，请同学们联系生活知识，列举一些能自动发活知识，列举一些能自动发生的例子？生的例子？第76页，本讲稿共96页自然界中水总是从高处往低处流；自然界中水总是从高处往低处流；食盐溶解于水；食盐溶解于水；室温下冰块自动融化；室温下冰块自动融化；墨水扩散；墨水扩散；火柴棒散落从火柴棒散落从有序有序变为变为混乱混乱等。等。生活中的自发过程生活中的自发过程第77页，本讲稿共96页镁条燃烧；酸碱中和；镁条燃烧；酸碱中和；铁器暴露在潮湿空气中铁器暴露在潮湿空气中会生锈；甲烷和氧气的会生锈；甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧，混合气体遇明火就燃烧，锌与锌与CuSO4溶液会自溶液会自动反应生成动反应生成Cu和和ZnSO4等，这些过程等，这些过程都是自发的，其逆过都是自发的，其逆过程就是非自发的。程就是非自发的。第78页，本讲稿共96页1 1、自发过程：、自发过程：在一定条件下，不借助外在一定条件下，不借助外部力量就能自动进行的过程。部力量就能自动进行的过程。2 2、自发反应：、自发反应：在一定在一定温度和压强温度和压强下，下，无需外界帮助无需外界帮助就能自动进行的反应，就能自动进行的反应，称为自发反应。称为自发反应。【归纳小结归纳小结】如何判断一个反应能否自发进行？如何判断一个反应能否自发进行？外界帮助指外界帮助指:通电、光照等。通电、光照等。第79页，本讲稿共96页酸碱中和、镁条燃烧等这些一定条件下能自酸碱中和、镁条燃烧等这些一定条件下能自发发生的反应有何共同特点？发发生的反应有何共同特点？【思考与交流思考与交流】共同特点：共同特点：HO即放热反应即放热反应放热反应使体系能量降低，放热反应使体系能量降低，能量越低越能量越低越稳定稳定，HO有利于反应自发进行有利于反应自发进行从能量角度分析它们为什么可以自发？从能量角度分析它们为什么可以自发？一般情况下，一般情况下，HO即放热反应易发即放热反应易发生自发反应。生自发反应。第80页，本讲稿共96页NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l)H=37.30kJ/mol自发反应一定要自发反应一定要HO？结论：结论：HO有利于反应自发进行，自发反应不一定要有利于反应自发进行，自发反应不一定要HS(l)S(s)熵变：熵变：反应前后体系熵的变化叫做反应的反应前后体系熵的变化叫做反应的熵变，用熵变，用S。化学反应的化学反应的S越大，越有利于反应自发进行。越大，越有利于反应自发进行。第83页，本讲稿共96页产生气体的反应产生气体的反应、气体物质的物质的量增大气体物质的物质的量增大的反的反应，熵变通常都是正值（应，熵变通常都是正值（S0），为熵增加），为熵增加反应反应。例如：例如：2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+CO2(g)+H2O(g)第84页，本讲稿共96页练习：练习：判断下列过程的熵变大于零还是小于零判断下列过程的熵变大于零还是小于零2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)NaOH(s)=Na+(aq)+OH-(aq)Ag+(aq)+Cl-(aq)=AgCl(s)第85页，本讲稿共96页自发反应一定是熵增加的反应吗？自发反应一定是熵增加的反应吗？2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)SO有利于反应自发进行，有利于反应自发进行，自发反应不一定要自发反应不一定要SO【思考与交流思考与交流】熵变是反应能否自发进行一个熵变是反应能否自发进行一个因素因素,但不是惟一因素。但不是惟一因素。Ag+(aq)+Cl-(aq)=AgCl(s)SO第86页，本讲稿共96页 体系能量降低体系能量降低和和混乱度增大混乱度增大都都有促使反应有促使反应自发进行自发进行的倾向的倾向。在一定条件下，一个化学反应能在一定条件下，一个化学反应能否自发进行，既与否自发进行，既与反应焓变反应焓变有关，又有关，又与与反应熵变反应熵变有关，但都有关，但都不是惟一因素不是惟一因素。第87页，本讲稿共96页变化变化方向性方向性HSCO2(s)CO2(g)2Mg(s)+O2(g)=2MgO(s)K(s)+H2O(l)=K+(aq)+OH-(aq)+1/2H2(g)Ag+(aq)+Cl-(aq)=AgCl(s)第88页，本讲稿共96页 G=HT S当当G0时，反应不自发进行时，反应不自发进行当当G=0时，平衡状态时，平衡状态吉布斯自由能变吉布斯自由能变第89页，本讲稿共96页温度对反自发性的情况温度对反自发性的情况类类型型HSG=H-TS反应的自发性反应的自发性102003000永远是永远是0在在任何温度任何温度下都是下都是非自发反非自发反应应在高温在高温0在低温在低温0在在低温低温是是自发反应自发反应在高温是非自发反应在高温是非自发反应在高温在高温0在低温是非自发反应在低温是非自发反应在在高温高温是是自发反应自发反应第90页，本讲稿共96页第91页，本讲稿共96页【课堂达标测试课堂达标测试】1、碳酸铵碳酸铵（NH4）2CO3在室温下就能自在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的是发地分解产生氨气，对其说法中正确的是（）A、其分解是因为生成了易挥发的气体，使体、其分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大；系的熵增大；B、其分解是因为外界给予了能量；、其分解是因为外界给予了能量；C、其分解是吸热反应，据能量判据碳酸铵不、其分解是吸热反应，据能量判据碳酸铵不能自发分解；能自发分解；D、碳酸盐都不稳定，都能自发分解。、碳酸盐都不稳定，都能自发分解。A第92页，本讲稿共96页2、下列说法正确的是、下列说法正确的是（）A、凡是放热反应都是自发的，由于吸热反应都是非、凡是放热反应都是自发的，由于吸热反应都是非自发的；自发的；B、自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减少、自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减少或不变；或不变；C、自发反应在恰当条件下才能实现；、自发反应在恰当条件下才能实现；D、自发反应在任何条件下都能实现。、自发反应在任何条件下都能实现。3、自发进行的反应一定是、自发进行的反应一定是（）A、吸热反应；、吸热反应；B、放热反应；、放热反应；C、熵增加反应；、熵增加反应；D、熵增加或者放热反应。、熵增加或者放热反应。CD第93页，本讲稿共96页4、250C和和1.01105Pa时，反应时，反应2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)H=56.76kJ/mol自发进行的原因是自发进行的原因是（）A、是吸热反应；、是吸热反应；B、是放热反应；、是放热反应；C、是熵减少的反应；、是熵减少的反应；D、熵增大效应大于能量效应。、熵增大效应大于能量效应。D第94页，本讲稿共96页5.下列反应中，在高温下不能自发进行的是下列反应中，在高温下不能自发进行的是D.CO(g)C(s)1/2O2B.2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)A.(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)C.MgCO3(s)MgO(s)CO2(s)D熵减熵减熵增熵增熵增熵增熵增熵增第95页，本讲稿共96页水的不同聚集状态的混乱程度水的不同聚集状态的混乱程度第96页，本讲稿共96页