化学反应与能量 (2)讲稿.ppt

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1、关于化学反应与能量(2)第一页，讲稿共三十二页哦第二页，讲稿共三十二页哦第三页，讲稿共三十二页哦一、化学反应中为何有能量变化？一、化学反应中为何有能量变化？(吸收能量吸收能量)旧分子旧分子拆开拆开 原子原子(放出能量放出能量)新分子新分子结合结合吸收能量吸收能量放出能量放出能量放热反应放热反应吸热反应吸热反应相对大小决定相对大小决定从从键能键能大小的角度：大小的角度：第四页，讲稿共三十二页哦例如：例如：H2+Cl2=2HClE反应放出反应放出=862 kJ/mol-679 kJ/mol=183 kJ/molHClHClHHHHClClClCl+436 kJ/mol243kJ/m ol431 k

2、J/molH=-183 kJ/mol即：即：H=反应物键能反应物键能-产物键能产物键能第五页，讲稿共三十二页哦从从能量能量守恒的角度：守恒的角度：E反应物总能量反应物总能量E生成物总能量生成物总能量E反应物总能量反应物总能量E生成物总能量生成物总能量吸热反应吸热反应生成物的生成物的总能量总能量生成物的生成物的总能量总能量HH=E生成物总能量生成物总能量-E反应物总能量反应物总能量HE活活E活活放热反应放热反应物质的能量无绝对数值，物质的能量无绝对数值，无法相减计算无法相减计算H0第六页，讲稿共三十二页哦（改编）在答题卡的坐标图中，分别画出上述反应在无（改编）在答题卡的坐标图中，分别画出上述反应

3、在无催化剂和有催化剂情况下，反应过程能量的变化图催化剂和有催化剂情况下，反应过程能量的变化图【例】【例】（20112011年广东年广东3131）第七页，讲稿共三十二页哦二二.反应热反应热 焓变焓变 在化学反应过程中放出或吸收的热量，通常叫做在化学反应过程中放出或吸收的热量，通常叫做反反应热应热，又称，又称焓变焓变。1.符号：符号：H 2.单位：单位：kJ/mol 或或kJmol5.计算方法：计算方法：H=物总能量物总能量-物总能量；物总能量；H=_物总键能物总键能-_物总键能。物总键能。反应反应 生成生成 生成生成反应反应3.表现形式：燃烧热、中和热、溶解热等。表现形式：燃烧热、中和热、溶解热

4、等。第八页，讲稿共三十二页哦三、常见的吸热反应和放热反应三、常见的吸热反应和放热反应思考：思考：放热反应一定不需要加热。吸热反应一定需要加热，上放热反应一定不需要加热。吸热反应一定需要加热，上述说法对吗？并举例说明述说法对吗？并举例说明例：例：NH4ClO4分解分解时放出大量的热。时放出大量的热。第九页，讲稿共三十二页哦1(判一判判一判)下列说法是否正确下列说法是否正确(填填“”或或“”)?(1)雪熔化时温度降低，说明雪熔化是吸热反应雪熔化时温度降低，说明雪熔化是吸热反应 (2)C(石墨，石墨，s)=C(金刚石，金刚石，s)H0说明石墨比金刚石稳定说明石墨比金刚石稳定(3)2H2O(l)=2H

5、2(g)O2(g)的焓变的焓变H0(4)所有的燃烧反应都是放热反应，所以不需要加热就能进行所有的燃烧反应都是放热反应，所以不需要加热就能进行2.对下列化学反应热现象，不正确的说法是（对下列化学反应热现象，不正确的说法是（）放热反应发生时不必加热放热反应发生时不必加热化学反应一定有能量变化化学反应一定有能量变化吸热反应需要加热后才能发生吸热反应需要加热后才能发生化学反应热效应数值与参加反应的物质的多少有关化学反应热效应数值与参加反应的物质的多少有关 A.B.C.D.C H受何因素影响？与转化率有关吗？它与受何因素影响？与转化率有关吗？它与Q有何区别？有何区别？第十页，讲稿共三十二页哦四、热化学方

6、程式四、热化学方程式 1.热化学方程式热化学方程式（1）定义：表示参加反应的物质的的）定义：表示参加反应的物质的的 关系的化学方程式。关系的化学方程式。（2）意义：不仅表明化学反应中）意义：不仅表明化学反应中_的变化，也表明了化学的变化，也表明了化学反应中的反应中的_变化。变化。物质的量和反应热物质的量和反应热 物质物质 能量能量（3）书写热化学方程式要注意：）书写热化学方程式要注意：注明反应物及生成物的状态注明反应物及生成物的状态(s)，(l)，(g)，(aq)。不用标不用标“”或或“”，水，水溶液则用溶液则用aq表示。表示。化学计量数仅表示物质的量，可以是整数，也可以是分数。化学计量数仅表

7、示物质的量，可以是整数，也可以是分数。化学计量数与化学计量数与H相对应，若计量数增倍，相对应，若计量数增倍，H也要增倍。也要增倍。放热反应的放热反应的H为为“”，吸热反应的为，吸热反应的为“”，H的单位为的单位为kJmol-1。反应热（反应热（H）与测定条件（）与测定条件（T、p）有关，若不注明则指）有关，若不注明则指在在25 和和101 kPa（通常情况）时的数据。（通常情况）时的数据。第十一页，讲稿共三十二页哦练习练习1 1、已知：、已知：H H2 2（g g）+F+F2 2（g g）=2HF=2HF（g g）H=-270 kJmolH=-270 kJmol-1-1；下列说法正确的是；下列

8、说法正确的是()()A.2 LA.2 L氟化氢气体分解成氟化氢气体分解成1 L1 L氢气与氢气与1 L1 L氟气氟气吸收吸收270 kJ270 kJ热量热量B.1 molB.1 mol氢气与氢气与1 mol1 mol氟气反应生成氟气反应生成2 mol2 mol液液态氟化氢放出的热量小于态氟化氢放出的热量小于270 kJ270 kJC.C.在相同条件下，在相同条件下，1 mol1 mol氢气与氢气与1 mol1 mol氟气的氟气的能量总和大于能量总和大于2 mol2 mol氟化氢气体的能量氟化氢气体的能量D.1D.1个氢气分子与个氢气分子与1 1个氟气分子反应生成个氟气分子反应生成2 2个个氟化

9、氢气体分子放出氟化氢气体分子放出270 kJ270 kJ热量热量C第十二页，讲稿共三十二页哦2.状态状态C第十三页，讲稿共三十二页哦2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）H=-571.6 kJmol-1练习练习3、已知已知 1 g氢气燃烧生成液态水时放出氢气燃烧生成液态水时放出142.9 kJ热量，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B2H6（g）+3O2（g）=B2O3（s）+3H2O（l）H=-2165 kJ/mol练习练习4、已知、已知0.3 mol乙硼烷（乙硼烷（B2H6）在氧气中完）在氧气中完全燃烧生成全燃烧生成B2O3固体和液态水，放出固体和液态水，放出649.

10、5 kJ热量。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。第十四页，讲稿共三十二页哦高考第一高考第一轮复习轮复习第二节燃烧热第二节燃烧热 反应热的计算反应热的计算第十五页，讲稿共三十二页哦第十六页，讲稿共三十二页哦（1）概念：）概念：_时，时，_纯物质纯物质_燃烧生成燃烧生成_的化合物时所放出的热量。的化合物时所放出的热量。（2）单位：）单位：_。（3）燃烧产物必须是稳定的氧化物。氮元素转化为）燃烧产物必须是稳定的氧化物。氮元素转化为_，氢元，氢元素转化为素转化为_，碳元素转化为，碳元素转化为_，硫元素转化为，硫元素转化为_。kJmol-1 25 、101 kPa 1 mol 完

11、全完全稳定稳定N2 H2O（l）CO2 SO2（4 4）书写热化学方程式：）书写热化学方程式：燃烧热是以燃烧热是以1 mol1 mol物质物质完全燃烧完全燃烧所放出的热量，因此在书写它的热化学方程所放出的热量，因此在书写它的热化学方程式时，应以燃烧式时，应以燃烧1 mol1 mol物质为标准来配平其余物质的物质为标准来配平其余物质的化学计量数。化学计量数。例如：例如：C C8 8H H1818（l l）+25/2O+25/2O2 2（g g）=8CO=8CO2 2（g g）+9H+9H2 2O O（l l）H=-5518 kJmolH=-5518 kJmol-1-1即即C C8 8H H181

12、8的燃烧热为的燃烧热为5518 kJmol5518 kJmol-1-1。一、燃烧热一、燃烧热第十七页，讲稿共三十二页哦H+(aq)+OH(aq)=H2O(l)=-57.3 kJ/molH 1 1、概念：在、概念：在稀溶液稀溶液中，酸和碱发生中和反应而生中，酸和碱发生中和反应而生成成1mol1mol水水时放出的热量。时放出的热量。研究条件：稀溶液研究条件：稀溶液 反应物：酸与碱反应物：酸与碱生成物及其物质的量：水生成物及其物质的量：水 1mol1mol放出的热量：放出的热量：57.3kJ/mol57.3kJ/mol注：注：强酸与弱碱反应，强碱与弱酸、弱酸和弱碱强酸与弱碱反应，强碱与弱酸、弱酸和弱

13、碱反反应生成应生成1molH2O放出的热小于放出的热小于57.3KJ/mol二、中和热：二、中和热：第十八页，讲稿共三十二页哦2、中和热测定实验（见选修、中和热测定实验（见选修4第第5页）页）所需仪器所需仪器硬纸板硬纸板烧杯烧杯环形玻璃搅拌棒环形玻璃搅拌棒装置要求：装置要求：隔热保隔热保温，尽量温，尽量减少减少热量热量散失，散失，减小减小实验误实验误差。差。第十九页，讲稿共三十二页哦燃烧热燃烧热与中和热的区别与联系与中和热的区别与联系第二十页，讲稿共三十二页哦A.2CHA.2CH4 4(g)+4O(g)+4O2 2(g)=2CO(g)=2CO2 2(g)+4H(g)+4H2 2O(g)H=-1

14、780.6 kJmolO(g)H=-1780.6 kJmol-1-1B.CHB.CH4 4(g)+2O(g)+2O2 2(g)=(g)=COCO2 2(g g)+2H+2H2 2O O(l l)H=-890.3 kJmol-1H=-890.3 kJmol-1C.CHC.CH4 4(g g)+2O+2O2 2(g g)=CO=CO2 2(g g)+2H+2H2 2O O(l l)H=-890.3 kJH=-890.3 kJD.2HD.2H2 2(g g)+O+O2 2(g g)=2H2H2 2O(l)H=-285.8 kJO(l)H=-285.8 kJ例题例题1、胶状液氢（主要成分是、胶状液氢（

15、主要成分是H2和和CH4）有希望用于未来的运载火箭和空）有希望用于未来的运载火箭和空间运输系统。实验测得：间运输系统。实验测得：101 kPa时，时，1 mol H2完全燃烧生成液态水，放出完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ的热量；的热量；1 mol CH4完全燃烧生成液态水和完全燃烧生成液态水和CO2，放出，放出890.3 kJ的热量。下的热量。下列热化学方程式书写正确的是列热化学方程式书写正确的是规律：判断热化学方程式的正误主要是规律：判断热化学方程式的正误主要是“四看四看”；“一看一看”：化学原理是否正确，如燃烧热和中和热的热化：化学原理是否正确，如燃烧热和中和热的热化学方程式是否

16、符合燃烧热和中和热的概念。学方程式是否符合燃烧热和中和热的概念。“二看二看”：状态是否标明。：状态是否标明。“三看三看”：反应热：反应热H的符号是否正确。的符号是否正确。“四看四看”：反应热的数值与化学计量数是否对应。：反应热的数值与化学计量数是否对应。B三、热化学方程式的正误判定三、热化学方程式的正误判定第二十一页，讲稿共三十二页哦D由由C、S形成的液态化合物形成的液态化合物CS2 0.2 mol在在O2中完全燃烧，生成两种气态氧化物，中完全燃烧，生成两种气态氧化物，25 时放出热量时放出热量215 kJ，该反应的热化学方程式为，该反应的热化学方程式为CS2(l)3O2(g)=CO2(g)2

17、SO2(g)H1 075 kJ/molE已知已知N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJ/mol，则在一定条件下向密闭，则在一定条件下向密闭容器中充入容器中充入0.5 mol N2(g)和和1.5 mol H2(g)充分反应放出充分反应放出46.2 kJ的热量的热量CD第二十二页，讲稿共三十二页哦核能：属于核能：属于不可再生不可再生新能源新能源第二十三页，讲稿共三十二页哦1.盖斯定律盖斯定律一个化学反应不管是一个化学反应不管是_完成还是分完成还是分_完成，完成，其其_都相同。都相同。(即化学反应的反应热只与反应体即化学反应的反应热只与反应体系的系的_和和_有关，而与反应的有关，而与

18、反应的_无无关。关。)2.计算方法计算方法如下图：如下图：H=_。一步一步 几步几步 反应热反应热 H1+H2 四、化学反应热的计算四、化学反应热的计算始态始态终态终态途径途径第二十四页，讲稿共三十二页哦C(s)+1/2O2(g)=CO(g)H1？CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)H2-283.0 kJ/molC(s)+O2(g)=CO2(g)H-393.5 kJ/mol+)H1+H2=HH1=H H2 =-393.5 kJ/mol(-283.0 kJ/mol)=-110.5 kJ/mol第二十五页，讲稿共三十二页哦 有些化学反应进行很慢或不易直接发生，很难直接有些化学反应进行很慢或不

19、易直接发生，很难直接测得这些反应的反应热，可通过盖斯定律获得它们的测得这些反应的反应热，可通过盖斯定律获得它们的反应热数据。反应热数据。3盖斯定律的应用解题步骤：解题步骤：写写出待求（目标）方程式；出待求（目标）方程式；找找出待求方程式中各物质出现在已知方程式的什出待求方程式中各物质出现在已知方程式的什么位置；么位置；调调整计量数整计量数算：算：根据已知方程式的相加减对应算出根据已知方程式的相加减对应算出H第二十六页，讲稿共三十二页哦【例题【例题1】已知】已知 CO(g)+1/2 O2(g)=CO2(g)H1=283.0 kJ/mol H2(g)+1/2 O2(g)=H2O(l)H2=285.

20、8 kJ/molC2H5OH(l)+3 O2(g)=2 CO2(g)+3 H2O(l)H3=-1370 kJ/mol试计算试计算2CO(g)4 H2(g)=H2O(l)C2H5OH(l)的的H【解】根据盖斯定律，反应根据盖斯定律，反应不论是一步完成还是分几步完成，其反应不论是一步完成还是分几步完成，其反应热效应都是相同的。下面就看看反应热效应都是相同的。下面就看看反应能不能由能不能由三个反应通过加三个反应通过加减乘除组合而成，也就是说，看看反应减乘除组合而成，也就是说，看看反应能不能分成能不能分成几步完成。几步完成。2+4-=所以，所以，HH12 H24 H3 283.22 285.84 13

21、70 339.2 kJ/mol第二十七页，讲稿共三十二页哦例题例题2.已知：（已知：（1）胆矾失水的热化学方程式为：）胆矾失水的热化学方程式为：CuSO45H2O（s）=CuSO4（s）+5H2O（l）H=+Q1 kJmol-1（2）室温下，无水硫酸铜溶于水的热化学方程式为：）室温下，无水硫酸铜溶于水的热化学方程式为：CuSO4（s）=Cu2+（aq）+SO42-（aq）H=-Q2 kJmol-1（3）胆矾（）胆矾（CuSO45H2O）溶于水时溶液温度降低。则）溶于水时溶液温度降低。则Q1与与Q2的关系是（的关系是（Q1、Q2为正数）为正数）()A.Q1Q2 B.Q1=Q2 C.Q10,Q1Q

22、2。答案：。答案：A 第二十八页，讲稿共三十二页哦3.4.Cu(s)+H2O2(l)+2H(aq)=Cu2(aq)+2H2O(l)H=319.68 kJmol-1 4Al(s)+3CO2(g)=3C(s)+2Al2O3(s)H=(3a-4b)kJ/mol第二十九页，讲稿共三十二页哦2SO2(g)O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。反应过程的能量变化如图所示。已知已知1 mol SO2(g)氧化为氧化为1 mol SO3(g)的的H99 kJmol1。请回答下列问题：请回答下列问题：(1)图中图中A、C分别表示分别表示_、_，E的大小对该反应的反应热有无影响？的大小对该反应的反应

23、热有无影响？_。该反应通常用该反应通常用V2O5作催化剂，加作催化剂，加V2O5会使图中会使图中B点升高还是降低？点升高还是降低？_，理由是理由是_；(2)图中图中H_kJmol1；(3)V2O5的催化循环机理可能为：的催化循环机理可能为：V2O5氧化氧化SO2时，自身被还原为四价钒时，自身被还原为四价钒化合物；四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方化合物；四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式程式_；(4)已知单质硫的燃烧热为已知单质硫的燃烧热为296 kJmol1，计算由，计算由S(s)生成生成3 mol SO3(g)的的H_(要求计算过程要求计算过程)。反

24、应物总能量反应物总能量生成物总能量生成物总能量没有影响没有影响因为催化剂改变了反应历程，使反应活化能因为催化剂改变了反应历程，使反应活化能E降低降低降低降低198第三十页，讲稿共三十二页哦练习练习1：合成气：合成气(CO和和H2为主的混合气体为主的混合气体)不但是重要的燃料不但是重要的燃料也是重要的化工原料，制备合成气的方法有多种，用甲也是重要的化工原料，制备合成气的方法有多种，用甲烷制备合成气的反应为：烷制备合成气的反应为：CH4(g)O2(g)=CO(g)2H2(g)H136 kJmol1CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)H2216 kJmol1氢 气 与 氧 气 反 应 生 成 水 蒸 气 的 热 化 学 方 程 式 为氢 气 与 氧 气 反 应 生 成 水 蒸 气 的 热 化 学 方 程 式 为_。2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H504 kJ/mol第三十一页，讲稿共三十二页哦感谢大家观看感谢大家观看9/5/2022第三十二页，讲稿共三十二页哦