化学反应中的热量变化.ppt

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1、 能源是国民经济发展和人民生活所必须能源是国民经济发展和人民生活所必须的重要物质基础。从人类利用能源的发的重要物质基础。从人类利用能源的发展史中可以清楚的看到，每一种能源的展史中可以清楚的看到，每一种能源的发现和利用都把人类支配自然的能力提发现和利用都把人类支配自然的能力提高到一个新的水平；能源科学技术的每高到一个新的水平；能源科学技术的每一次重大突破，都引起一场技术革命。一次重大突破，都引起一场技术革命。正是基于这一认识，新课程突出了化学正是基于这一认识，新课程突出了化学反应与能量转化这一教学。反应与能量转化这一教学。生活中哪些事实说明了在化学反应中伴随着生活中哪些事实说明了在化学反应中伴随

2、着能量的变化？请说出能量转化的方式。能量的变化？请说出能量转化的方式。 生活实例生活实例 能量转化方式能量转化方式 绿色植物的光合作用绿色植物的光合作用 把光能把光能化学能化学能动植物维系生命活动动植物维系生命活动 把化学能把化学能热能热能人们烤火（燃料燃烧）人们烤火（燃料燃烧） 把化学能把化学能热能热能电池发电电池发电 把化学能把化学能电能电能石油气的燃烧石油气的燃烧镁条燃烧镁条燃烧闪电时产生氮氧化物闪电时产生氮氧化物“神州神州”七号发射升空精彩瞬七号发射升空精彩瞬间间化学反应总是伴随着各种能量的变化，而其中化学反应总是伴随着各种能量的变化，而其中最常见的是以热量的形式吸收和释放。最常见的是

3、以热量的形式吸收和释放。 化学反应中的热量变化化学反应中的热量变化 实验实验1 镁条与盐酸反应镁条与盐酸反应(铝片铝片) 向一支试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条，加向一支试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条，加入入5 mL 2 mol/L盐酸，用手触摸试管外壁，有什盐酸，用手触摸试管外壁，有什么感觉？么感觉？实验实验2 氢氧化钡晶体与氯化铵反应氢氧化钡晶体与氯化铵反应向烧杯中加入约向烧杯中加入约7g氢氧化钙，再加入约氢氧化钙，再加入约10g氯化铵晶氯化铵晶体，再将固体混匀，使之充分反应。反应混合物的体，再将固体混匀，使之充分反应。反应混合物的温度有什么变化？温度有什么变化？一一. 化学反应中的热量变化

4、化学反应中的热量变化2.常见常见的放的放(吸吸)热反应热反应(1)金属与酸的反应金属与酸的反应(2)所有的燃烧反应所有的燃烧反应(3)酸碱中和反应酸碱中和反应(4)大多数化合反应大多数化合反应放热反应放热反应吸热反应吸热反应按能量变化按能量变化放热反应放热反应:放出热量的化学反应放出热量的化学反应吸热反应吸热反应:吸收热量的化学反应吸收热量的化学反应1.化学化学反应反应(1)氢氧化钡与氯化铵晶体的反应氢氧化钡与氯化铵晶体的反应(2) C(s) + CO2(g)= 2CO(g) (3) C(s) + H2O(g) =CO(g) + H2(g)(4)大多数分解反应大多数分解反应高温高温高温高温 判

5、断下列反应是放热反应还是吸热反应：判断下列反应是放热反应还是吸热反应：1.镁条的燃烧。镁条的燃烧。2.高温煅烧石灰石。高温煅烧石灰石。3.氧化钙与水的反应。氧化钙与水的反应。4.盐酸与氢氧化钠溶液反应盐酸与氢氧化钠溶液反应交流与讨论交流与讨论放热吸热放热放热放热放热吸热吸热吸热5.高温下木炭与二氧化碳反应生成一氧化碳。高温下木炭与二氧化碳反应生成一氧化碳。6.炸药爆炸炸药爆炸7.Ca(OH)2和和NH4Cl的反应的反应8.炽热的碳与炽热的碳与H2O的反应的反应9.甲烷在氧气中的燃烧甲烷在氧气中的燃烧反应物的总能量高反应物的总能量高生成物的总能量低生成物的总能量低放出热量放出热量生成物的总能量高

6、生成物的总能量高反应物的总能量低反应物的总能量低吸收热量吸收热量3.放放(吸吸)热反应中的能量变化热反应中的能量变化放热反应放热反应: :吸热反应吸热反应: : E(反应物反应物) E(生成物生成物) E(反应物反应物) E(生成物生成物) E(反应物反应物) = E(生成物生成物) + 放出的热量放出的热量 E(生成物生成物) = E(反应物反应物) + 吸收的热量吸收的热量按热量变化按热量变化放热反应放热反应:放出热量的化学反应放出热量的化学反应吸热反应吸热反应:吸收热量的化学反应吸收热量的化学反应化学化学反应反应1.2. 从总能量判断从总能量判断放热反应：放热反应：吸热反应：吸热反应：反

7、应物的总能量反应物的总能量生成物的总能量生成物的总能量反应物的总能量反应物的总能量生成物的总能量生成物的总能量3. 从键能判断从键能判断放热反应：放热反应：吸热反应：吸热反应：反应物断键吸收的能量反应物断键吸收的能量生成物成键放出的能量生成物成键放出的能量反应物断键吸收的能量反应物断键吸收的能量生成物成键放出的能量生成物成键放出的能量巩固练习巩固练习1.下列实验所涉及的反应中，属吸热反应的是下列实验所涉及的反应中，属吸热反应的是( )A.用镁条引燃铝、氧化铁混合粉末用镁条引燃铝、氧化铁混合粉末B.锌与盐酸反应制氢气锌与盐酸反应制氢气C.用氯化铁制氢氧化铁胶体用氯化铁制氢氧化铁胶体D.一氧化碳转

8、化为二氧化碳一氧化碳转化为二氧化碳D4.反应热反应热(1)定义：定义：在化学反应中放出或吸收的热量叫在化学反应中放出或吸收的热量叫 反应热。反应热。(2)符号：符号： (3)单位：单位：HkJ mol1放热反应放热反应H取负值（取负值（H0） E(反应物反应物) E(生成物生成物) 吸热反应吸热反应练习练习 关于吸热反应和放热反应，下列说法错误关于吸热反应和放热反应，下列说法错误的是（的是（ ）A.需要加热才能进行的化学反应一定是吸热需要加热才能进行的化学反应一定是吸热反应反应B.放热反应在常温下一定能发生放热反应在常温下一定能发生C.吸热反应在常温下不一定不能发生吸热反应在常温下不一定不能发

9、生D.反应物的总能量高于生成物的总能量时，反应物的总能量高于生成物的总能量时，发生放热反应发生放热反应E.吸热反应中的反应热吸热反应中的反应热(H )为正值为正值F. C(s)+O2(g)=CO2(g) H = 393.6kJABF三、热化学方程式三、热化学方程式 1.定义：表明反应放出或吸收的定义：表明反应放出或吸收的热量热量的的化学化学方程式方程式叫热化学方程式。叫热化学方程式。 如：如：C(s)+O2(g)=CO2(g) H=393.6kJ mol1.书写原则：书写原则：(1)写符合质量守恒的化学方程式；注明反应物，生写符合质量守恒的化学方程式；注明反应物，生成物聚集状态（成物聚集状态（

10、s,l,g） 。(2) 热化学方程式各物质前的化学计量数不表示分子热化学方程式各物质前的化学计量数不表示分子个数，只表示物质的量。可以是整数或简单分数。个数，只表示物质的量。可以是整数或简单分数。(3) 在恒压条件下，用在恒压条件下，用H表示反应放出或吸收的热表示反应放出或吸收的热量，量， H0-吸热，单位吸热，单位KJ/mol。含义：含义：1molC(固体固体)与与 1molO2(气体气体)完全反应，生成完全反应，生成1molCO2气体，放出气体，放出393.6kJ热量。热量。1、下列热化学方程式书写正确的是、下列热化学方程式书写正确的是课堂反馈练习：课堂反馈练习：CA2SO2 + O2 2

11、SO3 H= 196.6 kJ/molBH2(g)+O2(g) H2O (g) H= 241.8 kJC2H2(g)+O2(g) 2H2O(l) H= 571.6 kJ/molDC(s) + O2(g) CO2(g) H= + 393.5 kJ/mol C、CO、CH4完全燃烧的热化学方程式可以分别完全燃烧的热化学方程式可以分别表示为表示为C(s) + O2(g) CO2(g) H= 393.6 KJ mol1 2CO(g) + O2(g) 2CO2(g) H= 565.2 KJ mol1CH4 (g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O H= 889.6 KJ mol1 完全燃烧相

12、等物质的量的上述物质，放出热量的完全燃烧相等物质的量的上述物质，放出热量的大小顺序为大小顺序为CH4 、 C、COC金刚石金刚石(s)+O2(g) = CO2(g) H= 395.5 KJ mol1 (1)C石墨石墨(s) + O2(g) = CO2(g) H= 393.4 KJ mol1 (2) 写出石墨转化为金刚石的热化学方程式，并判断哪一写出石墨转化为金刚石的热化学方程式，并判断哪一种物质更稳定。种物质更稳定。 例：例：方程式方程式(2)(1)得：得：C石墨石墨(s) = C金刚石金刚石(s) H=+1.91 KJ mol1 石墨能量更低，更稳定。石墨能量更低，更稳定。 有关热化学方程式

13、的计算有关热化学方程式的计算2、当、当17g氨气完全分解为氨气完全分解为N2和和H2时，吸收时，吸收46.2KJ的热量，写出其热化学反应方程。的热量，写出其热化学反应方程。 3、15g乙烷（乙烷（C2H6）完全燃烧生成）完全燃烧生成CO2和水蒸和水蒸气，并放出气，并放出718.7KJ的热量，写出乙烷完全燃的热量，写出乙烷完全燃烧生成烧生成CO2和和水蒸气水蒸气的热化学方程。的热化学方程。课堂反馈练习：课堂反馈练习： 反应热与键能的关系反应热与键能的关系对于化学反应对于化学反应 H2 + Cl2 2HCl生成生成1molH2中的中的H Cl： 放出放出431.8 kJ能量能量断开断开1molH2

14、中的中的H H：吸收：吸收436.4 kJ能量能量断开断开1molCl2中的中的Cl Cl：吸收：吸收242.7kJ能量能量则吸收的能量为：则吸收的能量为：放出的能量为：放出的能量为： 436.4 kJ + 242.7kJ = 679.1kJ 431.8 kJ 2 = 863.6kJH2(g) + Cl2 (g) 2HCl(g) H= 184.5 KJ mol1资料卡：资料卡：键能键能 原子形成分子的过程中要放出能量。反之，要使原子形成分子的过程中要放出能量。反之，要使气态分子中彼此结合的原子分开，使原子间的共价键气态分子中彼此结合的原子分开，使原子间的共价键断裂，则要吸收能量。拆开断裂，则要

15、吸收能量。拆开1mol气态物质中某种共价气态物质中某种共价键需要吸收的能量，就是该共价键的键能。共价键的键需要吸收的能量，就是该共价键的键能。共价键的键能越大，该共价键越牢固。键能越大，该共价键越牢固。表表2-3 某些共价键的键能某些共价键的键能共价键共价键键能键能/kJmol-1共价键共价键键能键能/kJmol-1H H436.4C C347.7Cl Cl242.7H Cl431.8H O462.8N N941.71、物质发生化学变化的实质：、物质发生化学变化的实质： 物质发生化学变化的过程，实质上就是旧的化学键物质发生化学变化的过程，实质上就是旧的化学键断裂和新的化学键形成过程。断裂和新的

16、化学键形成过程。 小结2 2、化学反应根据热量的变化分为放热反应和吸热反应。、化学反应根据热量的变化分为放热反应和吸热反应。化学反应过程中放出或吸收的热量叫做反应热。用化学反应过程中放出或吸收的热量叫做反应热。用H H表示，单位：表示，单位：kJmolkJmol1 1 ；H H0 0时，为放热反应；时，为放热反应；H H0 0时，为吸热反应。时，为吸热反应。3 3、表示化学反应中放出或吸收的热量的化学方程式称、表示化学反应中放出或吸收的热量的化学方程式称为热化学方程式。为热化学方程式。 练习练习1. 已知每已知每1g碳完全燃烧生成二氧化碳时将放碳完全燃烧生成二氧化碳时将放出出32.8kJ 热量

17、，写出该反应的热化学方程式。热量，写出该反应的热化学方程式。练习练习2. 已知每已知每0.2 mol辛烷（辛烷（C8H18)完全燃烧生成完全燃烧生成二氧化碳和液态水时将放出二氧化碳和液态水时将放出1094.4 kJ热量，写出热量，写出该反应的热化学方程式。该反应的热化学方程式。燃料燃烧释放的热量 练习练习.若若2.6 g 乙炔（乙炔（C2H2，气态）完全燃烧，气态）完全燃烧生成液态水和生成液态水和CO2（g）时放热）时放热130 kJ。则。则乙炔燃烧的热化学方程式为乙炔燃烧的热化学方程式为 C2H2（g）5/2O2（g）=2CO2（g）H2O（l）H=1300 kJ/mol2C2H2（g）5O

18、2（g）=4CO2(g)2H2O(l) H=2600 kJ/mol一、燃烧热一、燃烧热 什么是燃烧热？是不是物质燃烧放出的热量就叫燃烧热什么是燃烧热？是不是物质燃烧放出的热量就叫燃烧热呢？呢？ 在在101 kPa时，时，1 mol 物质物质完全燃烧生成稳定的完全燃烧生成稳定的氧化物氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。.燃烧热通常可由实验测得。燃烧热通常可由实验测得。.在理解物质燃烧热的定义时，要注意以下几点：在理解物质燃烧热的定义时，要注意以下几点：研究条件：研究条件：101 kPa反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物。反应程度：完全燃烧，产物是稳定

19、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：放出的热量。（研究内容：放出的热量。（H0，单位，单位kJ/mol）在未有特别说明的情况下，外界压强一般指在未有特别说明的情况下，外界压强一般指101 kPa所谓完全燃烧也是完全氧化，它是指物质中的下列元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素完全转变成对应的稳定物 如如:C CO2(g)、H2 H2O（l）、）、S SO2（g）练习练习1分析以下几个热化学方程式，哪个是表示固态分析以下几个热化学方程式，哪个是表示固态碳和气态氢气燃烧时的燃烧热的？为什么？碳和气态氢气燃烧时的燃烧热的？为什么？A.

20、C（s）O2（g）=CO(g);H=110.5 kJ/molB.C（s）O2（g）=CO2(g);H=393.5 kJ/molC.2H2(g)O2(g)=2H2O(l);H=571.6 kJ/molD.H2(g)O2(g)=H2O(g);H=241.8 kJ/mol解析解析: A项项 C（s）燃烧未生成稳定氧化物）燃烧未生成稳定氧化物CO2(g)，故其，故其反应热不能叫燃烧热；反应热不能叫燃烧热；B项项符合燃烧热的定义；符合燃烧热的定义；C项项H2虽然转变成了稳定的氧化物虽然转变成了稳定的氧化物H2O（l），但由于其反应），但由于其反应热表示的是热表示的是2 mol H2 完全燃烧时的热量变化

21、，故不能完全燃烧时的热量变化，故不能叫燃烧热；叫燃烧热；D项项参加燃烧的参加燃烧的H2虽然是虽然是1 mol，但其生成，但其生成H2O（g），而不是），而不是H2O（l），故它的反应热也不为），故它的反应热也不为H2的燃烧热。的燃烧热。你能根据题中信息写出表示你能根据题中信息写出表示HH2 2燃烧热的热化学方程式吗？燃烧热的热化学方程式吗？H2（g） O2（g）= H2O（l）；）；H=285.8 kJ/mol21 由于计算燃烧热时，由于计算燃烧热时，可燃物质是以可燃物质是以1 mol 1 mol 作为标准来计作为标准来计算的，所以热化学方程式的化学计量系数常出现分数。算的，所以热化学方程式的

22、化学计量系数常出现分数。二、燃烧热的计算及应用二、燃烧热的计算及应用例题例题1.在在101 kPa时，时，1 mol CH4 完全燃烧生成完全燃烧生成CO2和液和液态态H2O，放出，放出890.3 kJ的热量，的热量，CH4的燃烧热为多少？的燃烧热为多少？1000 L CH4（标准状况）燃烧后所产生的热量为多少？（标准状况）燃烧后所产生的热量为多少？ 解析：根据题意，在解析：根据题意，在101 kPa时，时，1 mol CH4完全燃烧的热化学方程式为：完全燃烧的热化学方程式为：CH4（g）2O2（g）=CO2（g）2H2O（l）；）；H=890.3 kJ/mol即即CH4的燃烧热为的燃烧热为8

23、90.3 kJ/mol。1 000 L CH4（标准状况）的物质的量为：（标准状况）的物质的量为：n(CH4)= =44.6 mol1 mol CH4 完全燃烧放出完全燃烧放出890.3 kJ的热量，的热量，44.6 mol CH4 完全燃烧放出的热完全燃烧放出的热量为：量为： 44.6 mol890.3 kJ/mol=3.97104 kJ答案：答案：CH4的燃烧热为的燃烧热为890.3 kJ/mol，1 000 L CH4（标准状况）完全燃烧产（标准状况）完全燃烧产生的热量为生的热量为3.97104 kJ。2.葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一。葡萄糖葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一。葡萄

24、糖燃烧的热化学方程式为：燃烧的热化学方程式为：C6H12O6（s）6O2（g）=6CO2（g）6H2O（l）；）；H=2 800 kJ/mol 葡萄糖在人体组织中葡萄糖在人体组织中氧化的热化学方程式与它燃烧的热化学方程式相同。氧化的热化学方程式与它燃烧的热化学方程式相同。计算计算100 g葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量。葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量。解析：根据题意，葡萄糖的燃烧热为解析：根据题意，葡萄糖的燃烧热为2800 kJ/mol100 g葡萄糖的物质的量为：葡萄糖的物质的量为： n(C6H12O6)=0.556 mol1 mol C6H12O6完全燃烧放出完全燃烧放出2 8

25、00 kJ的热量，的热量，0.556 mol C6H12O6完全燃烧放出的热量为：完全燃烧放出的热量为： 0.556 mol2 800 kJ/mol=1557 kJ答案：答案：100 g葡萄糖在人体中完全氧化时产生葡萄糖在人体中完全氧化时产生1557 kJ的热量。的热量。三、使用化石燃料的利弊 广义地讲，能够发生燃烧反应放出热量的物质都可称广义地讲，能够发生燃烧反应放出热量的物质都可称为燃料。各种燃料的化学能在燃烧过程中转化为热能，为燃料。各种燃料的化学能在燃烧过程中转化为热能，给人类社会提供了巨大的能量，保证了人类社会不断发给人类社会提供了巨大的能量，保证了人类社会不断发展和进步。展和进步。 煤、石油、天然气是当今世界上重要的化石燃料。煤、石油、天然气是当今世界上重要的化石燃料。