化学反应中的能量变化热化学方程式优秀PPT.ppt

化学反应中的能量变化热化学方程式第1页，本讲稿共20页一、概述一、概述v1、化学反应过程中总是伴随、化学反应过程中总是伴随 和和 变化的，而能变化的，而能量变化又多数以量变化又多数以 的形式表现出来，另外还有电能、的形式表现出来，另外还有电能、光能等；光能等；v2、当能量变化以热的形式表现时，将化学反应分为、当能量变化以热的形式表现时，将化学反应分为v 。v能量的释放或吸收是以发生变化的能量的释放或吸收是以发生变化的 为基础的。为基础的。v3、是物质在化学反应中发生能量是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因。变化的主要原因。v4、和和 是两条基本的是两条基本的自然定律。自然定律。第2页，本讲稿共20页5、糖类在体内和体外的氧化本质、糖类在体内和体外的氧化本质相同相同、最终产物、最终产物一样一样、释放的能量释放的能量相等相等。当反应条件和进行方式。当反应条件和进行方式不相同不相同。生物。生物氧化（体内氧化）是在体温条件和酶的催化下进行的，氧化（体内氧化）是在体温条件和酶的催化下进行的，能能量的转化率和利用率都很高。量的转化率和利用率都很高。6、人类利用能源的三个阶段：、人类利用能源的三个阶段：柴草阶段、化石能源阶段、多能源结构阶段柴草阶段、化石能源阶段、多能源结构阶段7、火电即火力发电是我国现阶段主要的发电形式。是通、火电即火力发电是我国现阶段主要的发电形式。是通过化石燃料的燃烧，使化学能转化为热能，加热水使之汽过化石燃料的燃烧，使化学能转化为热能，加热水使之汽化为蒸气以推动蒸汽轮机，带动发电机发电。化为蒸气以推动蒸汽轮机，带动发电机发电。8、最早使用的充电电池是、最早使用的充电电池是 。9、充电电池即二次电池可以实现化学能转变成电能、充电电池即二次电池可以实现化学能转变成电能（放电）、电能转变成化学能（充电）的循环。（放电）、电能转变成化学能（充电）的循环。10、风能是太阳能的一种转换形式。、风能是太阳能的一种转换形式。11、一次能源：直接从自然界中获得的能源；、一次能源：直接从自然界中获得的能源；二次能源：一次能源经过加工得来的能源。二次能源：一次能源经过加工得来的能源。第3页，本讲稿共20页v13、化学反应、化学反应过程的实质过程的实质是旧键断裂和新键的形成过是旧键断裂和新键的形成过程，程，断键吸热，成键放热，反应过程总的热量变化情断键吸热，成键放热，反应过程总的热量变化情况取决于断键吸收的总能量与成键放出的总能量的差值；况取决于断键吸收的总能量与成键放出的总能量的差值；另一种表达形式为取决于反应物具有的总能量与生产另一种表达形式为取决于反应物具有的总能量与生产物具有的总能量的差值；物具有的总能量的差值；H0,H0,吸热；吸热；H0,H0,放热；放热；相同条件下，同一化学键的断裂与形成的热量变化相同条件下，同一化学键的断裂与形成的热量变化值相等。值相等。12、反应热（焓变）：化学反应过程中、反应热（焓变）：化学反应过程中吸收吸收或或放出放出的热量，的热量，由生成物与反应物的由生成物与反应物的焓值差焓值差决定。决定。注：中学阶段研究的是注：中学阶段研究的是敞开容器敞开容器中发生反应的热量变中发生反应的热量变化，即要求压强一定。化，即要求压强一定。在表示反应热时一定要体现出来是在表示反应热时一定要体现出来是吸热吸热还是还是放热放热及相应及相应的能量的能量变化值变化值。第4页，本讲稿共20页二、热化学方程式二、热化学方程式v1、含义：表明反应所、含义：表明反应所放出放出或或吸收吸收的的热量热量的化学方程式的化学方程式v2、书写要求：、书写要求：v注明反应的温度和压强，不注明时，通常指注明反应的温度和压强，不注明时，通常指101kPa101kPa和和2525 C C；v必须注明各反应物和生产物的状态必须注明各反应物和生产物的状态；v用用 H H表示反应过程中的热量变化情况必须有表示反应过程中的热量变化情况必须有“”、“”；H H的数值与反应物和生产物的状态及方程式中各物质的的数值与反应物和生产物的状态及方程式中各物质的计量系数、反应所处的外界环境相关，可逆反应中与反应进行计量系数、反应所处的外界环境相关，可逆反应中与反应进行的程度无关，但单位不变；的程度无关，但单位不变；v热化学方程式中各物质的计量系数不表示分子个数，相当于热化学方程式中各物质的计量系数不表示分子个数，相当于表示的是物质的量的倍数，可以不是最简比，可以是分数表示的是物质的量的倍数，可以不是最简比，可以是分数；第5页，本讲稿共20页热化学方程式中一般不注明反应条件；有机反应一般热化学方程式中一般不注明反应条件；有机反应一般不写箭头，而写等号；可逆反应一般写明可逆符号；不写箭头，而写等号；可逆反应一般写明可逆符号；盖斯定律：同一化学反应的能量变化情况只取决于反盖斯定律：同一化学反应的能量变化情况只取决于反应的起始和终了状态，而与反应的途径无关应的起始和终了状态，而与反应的途径无关第6页，本讲稿共20页v3、书写练习、书写练习（1）已知）已知H2和和O2反应生成反应生成1molH2O（g）放出）放出241.8kJ的的热量。热量。1g H2O（g）转化为）转化为1gH2O（l）时放出热量）时放出热量2.444kJ。试写出。试写出1molH2完全燃烧生成完全燃烧生成1molH2O（l）的热化学方程式。的热化学方程式。H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)，H285.792kJ/mol（2）4molSO2 和一定量氧气混合，在一定条件下发生反和一定量氧气混合，在一定条件下发生反应。当反应放出应。当反应放出314.624kJ的热量时，的热量时，SO2的转化率为的转化率为80。试确定上述反应的热化学方程式。试确定上述反应的热化学方程式。2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，H196.6kJ/mol第7页，本讲稿共20页（3）已知）已知0.5 mol甲烷和甲烷和0.5 mol水蒸气在水蒸气在t，p k Pa时，完全时，完全反应生成一氧化碳和氢气（合成气），吸收了反应生成一氧化碳和氢气（合成气），吸收了a kJ热量。该热量。该反应的热化学方程式：反应的热化学方程式：。CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)；H2akJ/molt，p k Pa第8页，本讲稿共20页v（4）盖斯定律的应用）盖斯定律的应用已知：已知：C(s)+O2(g)=CO2(g)，H1；C(s)+1/2O2(g)=CO(g)，H2CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)；H3 H1=H2+H3。又知下列热化学方程式：。又知下列热化学方程式：Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)，H25kJ/mol3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g)，H47kJ/molFe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g)，H+19kJ/mol试写出试写出FeO(s)被被CO(g)还原为还原为Fe(s)和和CO2(g)的热化学方的热化学方程式。程式。FeO(s)+CO(g)=Fe(s)CO2(g)，H11kJ/mol第9页，本讲稿共20页由金红石由金红石 TiO2 制取单质制取单质Ti，涉及到的步骤为：，涉及到的步骤为：已知：已知：C s O2 g CO2 g；H 393 5 kJmol 1 2CO g O2 g 2CO2 g；H 566 kJmol 1 TiO2 s 2Cl2 g TiCl4 s O2 g；H+141 kJmol 1则则TiO2 s 2Cl2 g 2C s TiCl4 s 2CO g 的的 H 。第10页，本讲稿共20页三、燃烧热三、燃烧热v1、含义：在、含义：在101kPa时，时，1mol物质完全燃烧生成物质完全燃烧生成稳稳定定氧化物时所放出的热量。氧化物时所放出的热量。已知已知2mol2mol氢气与足量的氧气充分反应，生成液态水，放氢气与足量的氧气充分反应，生成液态水，放出热量出热量571.6kJ571.6kJ。写出该反应的热化学方程式。写出该反应的热化学方程式。根据上述信息，写出氢气燃烧热的热化学方程式。根据上述信息，写出氢气燃烧热的热化学方程式。注：注：氢气的氢气的“燃烧热为燃烧热为”与氢气的与氢气的“燃烧热燃烧热 H H为为”的区别的区别第11页，本讲稿共20页v2 2、巩固练习、巩固练习A A、（、（0404天津）已知丙醛的燃烧热为天津）已知丙醛的燃烧热为1815kJ/mol1815kJ/mol，丙酮，丙酮的燃烧热为的燃烧热为1789kJ/mol1789kJ/mol。写出丙醛燃烧的热化学方程。写出丙醛燃烧的热化学方程式。式。CH3CH2CHO(l)+4O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l)，H1815kJ/mol第12页，本讲稿共20页B B、（、（0505天津）磷在氧气中燃烧，可以生成两种固体天津）磷在氧气中燃烧，可以生成两种固体氧化物。氧化物。3.1gP3.1gP在在3.2gO3.2gO2 2中燃烧到反应物耗尽，放出中燃烧到反应物耗尽，放出XkJXkJ的热量。的热量。（1 1）确定生成物的组成及相应的质量。）确定生成物的组成及相应的质量。（2 2）已知）已知P P的燃烧热为的燃烧热为YkJ/molYkJ/mol，则，则1molP1molP与与O O2 2反应生反应生成成P P2 2O O3 3的反应热为的反应热为 H 。（3 3）写出）写出1molP1molP与与O O2 2反应生成固体反应生成固体P P2 2O O3 3的热化学方程式的热化学方程式 。(1)P2O3 2.75g；P2O3 3.55g;(2)H-(20X-Y)kJ/mol(3)P(s)+3/4O2(g)=1/2P2O3(s)，H(20X-Y)kJ/mol第13页，本讲稿共20页vC、（、（05北京）北京）CO、CH4都是可燃性气体。都是可燃性气体。v（1）等体积）等体积CO、CH4在相同条件下完全燃烧，转移的电在相同条件下完全燃烧，转移的电子数之比为子数之比为 。v（2）101kPa时，时，CO的燃烧热为的燃烧热为283kJ/mol。相同条。相同条件下，件下，2molCH4完全燃烧生成完全燃烧生成H2O（l），放出的热量是），放出的热量是1molCO完全燃烧时放出热量的完全燃烧时放出热量的6.3倍。试写出倍。试写出CH4完全燃完全燃烧反应的热化学方程式烧反应的热化学方程式 。v（1）1：4v（2）CH4(g)+2O2=CO2(g)+2H2O(l)，v H891.45kJ/mol第14页，本讲稿共20页气体气体A由由C、H、F三种元素组成。将标况下三种元素组成。将标况下1.12LA在过量在过量的氧气中完全燃烧，恢复原状态，放出的氧气中完全燃烧，恢复原状态，放出QkJ的热量。已知的热量。已知生成的气体物质全部被澄清的石灰水吸收，可以得到生成的气体物质全部被澄清的石灰水吸收，可以得到6.95g的沉淀。再取相同条件下的等量的的沉淀。再取相同条件下的等量的A装入一个薄膜袋中，装入一个薄膜袋中，总质量为总质量为2.20g。（1）根据上述数据计算，）根据上述数据计算，A的相对分子质量不会大于的相对分子质量不会大于 （2）通过计算、分析确定）通过计算、分析确定A的化学式为的化学式为（3）薄膜袋的质量为）薄膜袋的质量为 。（4）写出该条件下）写出该条件下A在氧气中燃烧的热化学方程式在氧气中燃烧的热化学方程式 正确答案：正确答案：（1）44；（；（2）CH3F；（；（3）0.50g；（4）2CH3F(g)3O2(g)2CO2(g)2H2O(l)2HF(g);H=-40QkJ/mol标况标况第15页，本讲稿共20页四、中和热四、中和热v1、含义：、含义：在在稀稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1mol水水时时放出放出的热量的热量2、书写、书写3、强酸与强碱的反应可以用相同的离子方程式、强酸与强碱的反应可以用相同的离子方程式表示，即反应的本质是相同的，所以中和热的表示，即反应的本质是相同的，所以中和热的数值是相同。在数值是相同。在稀稀溶液中，有溶液中，有弱酸弱酸或或弱碱弱碱参加参加的酸碱中和反应的中和热一般的酸碱中和反应的中和热一般少于少于57.3kJ/mol。第16页，本讲稿共20页v巩固练习：巩固练习：v（06天津）已知反应：天津）已知反应：v101时，时，2(s)2(g)2(g)；v221kJmolv稀溶液中，稀溶液中，(aq)(aq)2(l)；v57.3kJmolv下列结论正确的是下列结论正确的是v碳的燃烧热大于碳的燃烧热大于110.5kJ mol v的反应热为的反应热为221kJ molv稀硫酸与稀稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为溶液反应的中和热为57.3kJmolv稀醋酸与稀稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成溶液反应生成1mol水，放出水，放出57.3kJ热量热量正确答案：正确答案：A第17页，本讲稿共20页v4、中和热的测定实验、中和热的测定实验（一）实验用品（一）实验用品大烧杯、小烧杯泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板大烧杯、小烧杯泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个空）（中心有两个空）（量热计）（量热计）温度计温度计（两个）、（两个）、量筒量筒（两个）、（两个）、环形搅拌器环形搅拌器0.50mol/L盐酸、盐酸、0.55mol/LNaOH溶液溶液第18页，本讲稿共20页（二）实验注意事项（二）实验注意事项A、量热器保温效果要好、量热器保温效果要好B、反应物起始温度测量要准、反应物起始温度测量要准C、反应物浓度要稀、反应物浓度要稀 D、碱液稍微过量、碱液稍微过量E、溶液混合、盖好量热器盖子动作要快、溶液混合、盖好量热器盖子动作要快F、搅拌动作要轻、且快，但搅拌器不能接触温度计、搅拌动作要轻、且快，但搅拌器不能接触温度计G、混合溶液温度最高点测量准确、混合溶液温度最高点测量准确第19页，本讲稿共20页已知：已知：25、101kPa时，（时，（1）12g石墨不完全燃烧生成石墨不完全燃烧生成CO，放出放出110.5kJ热量，热量，CO继续燃烧又放出继续燃烧又放出283.0kJ热量；（热量；（2）金）金刚石燃烧的热化学方程式为：刚石燃烧的热化学方程式为：C（金刚石，（金刚石，s）+O2(g)=CO2(g)；H=395.0kJ/mol下列下列说法中正确的是（说法中正确的是（）A由石墨制备金刚石是放热反应由石墨制备金刚石是放热反应B等质量时，金刚石所具有的能量比石墨所具有的能量低等质量时，金刚石所具有的能量比石墨所具有的能量低CCO燃烧的热化学方程式为：燃烧的热化学方程式为：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)；H=283.0kJmol1D石墨燃烧的热化学方程式为：石墨燃烧的热化学方程式为：C（石墨，（石墨，s）+O2(g)=CO2(g)；H=393.5kJmol1 第20页，本讲稿共20页