化学反应与能量变化 (2)优秀课件.ppt

化学反应与能量变化第1页，本讲稿共23页考试说明考试说明 1、能正确书写热化学方程式。、能正确书写热化学方程式。2、能用盖斯定律进行有关反应热的简单计、能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。算。3、了解燃烧热及中和热的定义及计算。、了解燃烧热及中和热的定义及计算。第2页，本讲稿共23页写出下列反应的热化学方程式写出下列反应的热化学方程式1 1、1molN1molN2 2(g)(g)与适量与适量O O2 2(g)(g)反应生成反应生成NONO (g)(g)，需吸收，需吸收68kJ68kJ的热量；的热量；2 2、2molCu(s)2molCu(s)与适量与适量O O2 2(g)(g)反应生成反应生成CuO(s)CuO(s)，放出，放出314kJ314kJ热量；热量；3 3、1g 1g 硫粉在氧气中充分燃烧放出硫粉在氧气中充分燃烧放出 9.36kJ9.36kJ热量，热量，写出硫燃烧的热化学方程式。写出硫燃烧的热化学方程式。4 4、4g CO4g CO在氧气中燃烧生成在氧气中燃烧生成COCO2 2，放出，放出 9.6kJ9.6kJ热量，热量，写出写出COCO燃烧的热化学方程式。燃烧的热化学方程式。第3页，本讲稿共23页用用H2O2和和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知：金属粉末中的铜。已知：Cu(s)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+H2(g)H=+64.39kJmol-12H2O2(I)=2H2O(I)+O2(g)H=-196.46kJmol-1H2(g)+O2(g)=H2O(I)H=-285.84kJmol-1 在在H2SO4溶液中溶液中,Cu与与H2O2反应生成反应生成Cu2+和和H2O的热化学方程式为的热化学方程式为 。第4页，本讲稿共23页 已知：已知：已知：已知：H H2 2(g)+F(g)+F2 2(g)2HF(g)(g)2HF(g)H=-270 kJmol-270 kJmol1 1 ，下列说法正确的是下列说法正确的是()A2 L氟化氢气体分解成氟化氢气体分解成1 L氢气与氢气与1 L氟气吸收氟气吸收 270 kJ热量热量B1 mol氢气与氢气与1 mol氟气反应生成氟气反应生成2mol液态液态 氟化氢放出热量小于氟化氢放出热量小于270 kJC在相同条件下，在相同条件下，1 mol氢气与氢气与1 mol氟气的能氟气的能 量总和大于量总和大于2 mol氟化氢气体的能量氟化氢气体的能量D1个氢气分子与个氢气分子与1个氟气分子反应生成个氟气分子反应生成2个氟个氟 化氢气体分子放出化氢气体分子放出270 kJ热量热量C第5页，本讲稿共23页下列关于热化学反应的描述中正确的是下列关于热化学反应的描述中正确的是AHCl和和NaOH反应的中和热反应的中和热H57.3 kJmol1，则，则H2SO4和和Ca(OH)2反应的中和热反应的中和热H2(57.3)kJmol1BCO(g)的燃烧热是的燃烧热是283.0 kJmol1，则，则2CO2(g)2CO(g)O2(g)反应的反应的H2283.0 kJmol1C需要加热才能发生的反应一定是吸热反应需要加热才能发生的反应一定是吸热反应D1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷燃烧热出的热量是甲烷燃烧热B第6页，本讲稿共23页一、燃烧热一、燃烧热1、定义：在、定义：在25OC、101kPa时，时，l mol物质物质完全完全 燃烧燃烧生成生成稳定的氧化物稳定的氧化物时所放出的热量。时所放出的热量。【思考思考】燃烧放出的热量与燃烧热有什么不同？燃烧放出的热量与燃烧热有什么不同？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，而燃烧热规定是越多，放出的热量就越多，而燃烧热规定是1 mol的可燃的可燃物；物；研究燃烧放出的热量并未限定燃烧产物的形态，而研究燃研究燃烧放出的热量并未限定燃烧产物的形态，而研究燃烧热必须是烧热必须是生成稳定的氧化物。生成稳定的氧化物。所以，不同量的同一物质完全燃烧，放出的热量可能不同，但所以，不同量的同一物质完全燃烧，放出的热量可能不同，但燃烧热相等。燃烧热相等。第7页，本讲稿共23页2、注意：、注意：研究条件：研究条件：25,101 kPa反应程度：反应程度：完全燃烧，产物是完全燃烧，产物是稳定的氧化物稳定的氧化物。燃烧物的物质的量燃烧物的物质的量：1 mol研究内容：研究内容：放出的热量。（放出的热量。（H0，单位，单位kJ/mol）所谓完全燃烧也是完全氧化，它是指物质中的所谓完全燃烧也是完全氧化，它是指物质中的下列元素完全转变成对应的稳定物下列元素完全转变成对应的稳定物 如如:CCO2(g)、H H2O（l）、）、S SO2（g）、）、H2 S SO2（g）第8页，本讲稿共23页练习：练习：0.3mol的气态高能燃料乙硼烷（的气态高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧）在氧气中燃烧，生成固态气中燃烧，生成固态B2O3和液态水，放出和液态水，放出649.5kJ热热量，其反映燃烧热的热化学方程式为：量，其反映燃烧热的热化学方程式为：已知；已知；H2O（l）=H2O（g）H=44kJ/mol，则，则11.2L（标准状况（标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出热乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出热量是量是 kJ。B2H6(g)3O2(g)B2O3(s)3H2O(l)H2165 kJmol-11016.53、有关燃烧热的计算、有关燃烧热的计算第9页，本讲稿共23页练习：下列式子能表示相应物质的燃烧热的是练习：下列式子能表示相应物质的燃烧热的是 A、CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)H=-890.31kJ/molB、2C(s)+O2(g)=2CO(g)H=-224.0kJ/molC、C(s)+O2(g)=CO2(g)H=-395.0kJ/molD、C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)H=-1366.8kJ/molCD课堂练习课堂练习 第10页，本讲稿共23页(2007年高考江苏卷年高考江苏卷)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是转化为氢气的两种反应原理是CH3OH(g)H2O(g)=CO2(g)3H2(g)；H=+49.0 kJmol1CH3OH(g)1/2O2(g)=CO2(g)2H2(g)；H=192.9 kJmol1下列说法正确的是下列说法正确的是()(A)CH3OH的燃烧热为的燃烧热为192.9 kJmol1(B)反应反应中的能量变化如图所示中的能量变化如图所示(C)CH3OH转变成转变成H2的过程一定要吸收能量的过程一定要吸收能量(D)根据根据推知反应：推知反应：CH3OH(l)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g)的的 H192.9 kJmol1D课堂练习课堂练习 第11页，本讲稿共23页二、中和热二、中和热1、定义：在、定义：在稀溶液稀溶液中，酸跟碱发生中和反应，生成中，酸跟碱发生中和反应，生成1mol水水时的反应热。时的反应热。强酸和强碱反应，实质都是强酸和强碱反应，实质都是H+OH-=H2O，中和热都为，中和热都为 57.3kJ/mol 的热量的热量.2、注意：、注意：条件稀溶液条件稀溶液（一般是指浓度均（一般是指浓度均 1mol/L）若是浓溶液，则在中和时还要考虑溶液的稀释，此时除发生若是浓溶液，则在中和时还要考虑溶液的稀释，此时除发生中和反应外，稀释过程也要放出热量，影响中和热的数值。中和反应外，稀释过程也要放出热量，影响中和热的数值。第12页，本讲稿共23页 57.3kJ/mol 是指强酸与强碱反应生成是指强酸与强碱反应生成1mol水时的中和热。水时的中和热。思考思考:若是强酸跟弱碱或弱酸跟强碱发生中和反应，中和热也是若是强酸跟弱碱或弱酸跟强碱发生中和反应，中和热也是57.3kJ/mol吗？为什么？吗？为什么？答：答：若是强酸跟弱碱或弱酸跟强碱发生中和反应，中和热将小若是强酸跟弱碱或弱酸跟强碱发生中和反应，中和热将小于于57.3kJ/mol。因为：。因为：弱电解质反应时会不断电离，电离时弱电解质反应时会不断电离，电离时要吸热；要吸热；生成的盐会水解，水解也要吸热。生成的盐会水解，水解也要吸热。限定的量是指限定的量是指生成生成1mol水，水，因此书写热化学方程式时，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；其它物质的化学计量数可用分数表示；中和反应都是放热反应，所以表达中和热时的中和反应都是放热反应，所以表达中和热时的H均为负值。均为负值。如：如：NaOH(aq)+1/2 H2SO4(aq)=1/2 Na2SO4(aq)+H2O(l)H=57.3kJ/mol第13页，本讲稿共23页【例例】：强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应：应：H+(aq)+OH(aq)=H2O(l)H=57.3KJ/mol，向向1L0.5mol/L的的NaOH溶液中加入下列物质：溶液中加入下列物质：稀稀醋酸醋酸浓硫酸浓硫酸稀硝酸恰好完全反应时的热效应稀硝酸恰好完全反应时的热效应H1、H2、H3的关系正确的是的关系正确的是 A：H1 H2 H3 B：H1 H3 H2 C：H3 H2 H1 D：H1 H3 H2D第14页，本讲稿共23页练习练习、298K298K，101kPa101kPa时，合成氨反应的热化学方时，合成氨反应的热化学方程式程式N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g)=2NH(g)=2NH3 3(g);(g);H H =-92.38kJ/mol=-92.38kJ/mol。在该温度下，取在该温度下，取1 mol N1 mol N2 2(g)(g)和和3 mol H3 mol H2 2(g)(g)放在一密闭容器中，在催化剂存在放在一密闭容器中，在催化剂存在进行反应，测得反应放出的热量总是少于进行反应，测得反应放出的热量总是少于92.38kJ92.38kJ，其原因是什么？，其原因是什么？该反应是可逆反应，在密闭容器中进行该反该反应是可逆反应，在密闭容器中进行该反应将达到平衡状态，应将达到平衡状态，1 mol N1 mol N2 2(g)(g)和和3 mol 3 mol H H2 2(g)(g)不能完全反应生成不能完全反应生成2 mol NH2 mol NH3 3(g)(g)，因而放，因而放出的热量总小于出的热量总小于92.38kJ92.38kJ第15页，本讲稿共23页燃烧热和中和热的区别与联系燃烧热和中和热的区别与联系 燃烧热燃烧热中和热中和热相相同同点点能量变化能量变化H不不同同点点反应物的量反应物的量生成物的量生成物的量反应热的反应热的含义含义放热反应放热反应H01mol(O2的量不限的量不限)可能是可能是1mol，也可，也可能是能是0.5mol不限量不限量H2O是是1mol1mol反应物完全燃反应物完全燃烧时放出的热量；烧时放出的热量；不同反应物，燃烧不同反应物，燃烧热不同热不同生成生成1mol H2O时放时放出的热量；不同反应出的热量；不同反应物的中和热大致相同，物的中和热大致相同，均约为均约为57.3kJ/mol。第16页，本讲稿共23页3.3.中和热的测定中和热的测定实验用品仪器实验用品仪器 ：大烧杯（大烧杯（500ml）、小烧杯、小烧杯（100ml）、温度计、温度计、量筒（、量筒（50ml、2只只）、）、环形环形玻璃搅拌棒玻璃搅拌棒、硬纸板或泡沫塑料板（有硬纸板或泡沫塑料板（有2孔）、泡沫孔）、泡沫塑料或碎纸条塑料或碎纸条 盐酸（盐酸（0.50mol/L）氢氧化钠溶液（氢氧化钠溶液（0.50mol/L）实验步骤实验步骤 ：第17页，本讲稿共23页中和热的准确值是中和热的准确值是57.3kJ/mol,分析上述实验结果分析上述实验结果偏小的可能原因偏小的可能原因1.塑料泡沫隔热效果差塑料泡沫隔热效果差2.混合后搅拌不充分混合后搅拌不充分3.混合后过早读数混合后过早读数4.混合时溶液外溅混合时溶液外溅问题讨论问题讨论1.NaOH溶液为什么要过量？溶液为什么要过量？2.若将若将HCl改用改用CH3COOH测得结果将测得结果将为什么为什么?第18页，本讲稿共23页练习练习:50mL0.50mol/L盐酸与盐酸与50mL0.50mol/LNaOH溶液在溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放如图所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和热。回答下列问题：出的热量可计算中和热。回答下列问题：（1）从实验装置上看，图中）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是尚缺少的一种玻璃用品是 。（2）烧杯间填满碎纸条）烧杯间填满碎纸条的作用是的作用是 。（3）大烧杯上如不盖硬）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值纸板，求得的中和热数值 （填（填“偏大偏大”、“偏小偏小”、“无影响无影响”）。）。环形玻璃搅拌棒环形玻璃搅拌棒 防止热量散失防止热量散失 偏小偏小 第19页，本讲稿共23页（4）实验中）实验中60mL0.50mol/L盐酸与盐酸与 50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应，溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的与上述实验相比，所放出的 热量热量 （填（填“相等相等”、“不相等不相等”），），所求中和热所求中和热 （填（填“相等相等”、“不相等不相等”），），简述理由简述理由 。（5）用相同浓度和体积的氨水代替）用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会进行上述实验，测得的中和热的数值会 （均填（均填“偏大偏大”、“偏小偏小”、“无影响无影响”）。）。不相等不相等 相等相等 中和热与参加反应的酸碱的量无关中和热与参加反应的酸碱的量无关 偏小偏小 第20页，本讲稿共23页三、盖斯定律三、盖斯定律 化学反应不管时一步完成还是分几步完成，其反应化学反应不管时一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。即：反应热只与物质的始态（各反应物）热是相同的。即：反应热只与物质的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与变化的途径无关。和终态（各生成物）有关，而与变化的途径无关。所所谓物质的状态包括温度、物质的量以及聚集状态。谓物质的状态包括温度、物质的量以及聚集状态。例如，由反应物例如，由反应物A A转变为生成物转变为生成物B B可以有可以有两条途径：两条途径：1 1、由、由A A直接生成直接生成B B，反应热为，反应热为QQ1 12 2、由、由A A生成生成X X，反应热为，反应热为QQ2 2；再由再由X X生成生成B B，反应热为，反应热为QQ3 3则：则：QQ1 1=Q=Q2 2+Q+Q3 3第21页，本讲稿共23页2(2007年高考海南化学卷，反应热年高考海南化学卷，反应热)已知：已知：(1)Zn(s)1/2O2(g)=ZnO(s)；H=348.3 kJ/mol(2)2Ag(s)1/2O2(g)=Ag2O(s)；H=31.0 kJ/mol则则Zn(s)Ag2O(s)=ZnO(s)2Ag(s)的的 H等于等于()(A)317.3 kJ/mol (B)379.3 kJ/mol(C)332.8 kJ/mol (D)317.3 kJ/molA第22页，本讲稿共23页例题例题3、同素异形体相互转化但反应热相当小而且转同素异形体相互转化但反应热相当小而且转化速率慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。化速率慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的观点现在可根据盖斯提出的观点“不管化学反应是一步完不管化学反应是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的”。已知：已知：P4(s、白磷白磷)+5O2(g)=P4O10(s)；=-2983.2 kJ/molH1P(s、红磷、红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)；=-738.5 kJ/molH2试写出白磷转化为红磷的热化学方程式试写出白磷转化为红磷的热化学方程式_。P4(s、白磷白磷)=4 P(s、红磷红磷)；=-29.2 kJ/molH第23页，本讲稿共23页