化学反应中的热效应课件.ppt
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1、关于化学反应中的热效应现在学习的是第1页,共27页【问题问题1】化学反应中,物质能量的转化四处可见,形式多样。根据化学反应中,物质能量的转化四处可见,形式多样。根据你的经验和所学过的知识,结合你的经验和所学过的知识,结合化学化学2第第34页页“你知道吗?你知道吗?”栏栏目,举例说明化学反应中伴随着哪些类型的能量变化。目,举例说明化学反应中伴随着哪些类型的能量变化。答:(答:(1)化学能与热能的相互转化)化学能与热能的相互转化,例如:例如:石油燃烧:化学能转化为热能。石油燃烧:化学能转化为热能。二氧化碳高温条件与单质碳反应:热能转化为化学能。二氧化碳高温条件与单质碳反应:热能转化为化学能。(2)
2、化学能与光能的相互转化,例如:)化学能与光能的相互转化,例如:萤火虫夜晚能发出荧光:是由于体内某些物质的化学反应将化学萤火虫夜晚能发出荧光:是由于体内某些物质的化学反应将化学能转化为光能。能转化为光能。浓硝酸光照分解:光能转化为化学能。浓硝酸光照分解:光能转化为化学能。(3)化学能与电能的相互转化,例如:)化学能与电能的相互转化,例如:原电池放电:化学能转化为电能。原电池放电:化学能转化为电能。饱和食盐水电解:电能转化为化学能。饱和食盐水电解:电能转化为化学能。【小结小结】化学反应总伴随有能量的转化。化学反应总伴随有能量的转化。在某些化学反应中,吸收的热能、在某些化学反应中,吸收的热能、光能、
3、电能等转化为化学能。在某些化学反应中,化学能有以热能、光能、电能等转化为化学能。在某些化学反应中,化学能有以热能、光能、电能等形式释放出来。光能、电能等形式释放出来。现在学习的是第2页,共27页【活动与探究活动与探究】【实验实验1】向一支试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条,加入向一支试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条,加入5mL 2mol/L盐酸,盐酸,用手触摸试管外壁,有什么感觉?用手触摸试管外壁,有什么感觉?【感觉感觉】试管外壁很烫。试管外壁很烫。【结论结论】镁条与盐酸反应放出了大量的热。镁条与盐酸反应放出了大量的热。【问题问题】请写出反应的离子方程式请写出反应的离子方程式,并指出还会出现什么现象
4、?并指出还会出现什么现象?答:答:Mg+2H=Mg2+H2,镁条逐渐溶解,有气泡放出。镁条逐渐溶解,有气泡放出。【实验实验2】在在100mL小烧杯中加入约小烧杯中加入约20g经研磨的氢氧化钡晶体经研磨的氢氧化钡晶体Ba(OH)28H2O然后加入约然后加入约10g氯化铵晶体,用玻璃棒搅拌,使之充氯化铵晶体,用玻璃棒搅拌,使之充分混合。有什么现象?用手触摸烧杯外壁,反应混合物的温度有什分混合。有什么现象?用手触摸烧杯外壁,反应混合物的温度有什么变化?么变化?【现象和感觉现象和感觉】反应混合物呈糊状,闻到刺激性气味,烧杯外壁冰凉,反应混合物呈糊状,闻到刺激性气味,烧杯外壁冰凉,反应混合物温度降低。反
5、应混合物温度降低。【结论结论】氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应吸收了大量的热。氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应吸收了大量的热。【问题问题2】请写出反应的化学方程式。请写出反应的化学方程式。答答:Ba(OH)28H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3+10H2O现在学习的是第3页,共27页【问题问题2】根据你掌握的知识请总结出常见哪些过程是放热过程,哪些过程是吸热过根据你掌握的知识请总结出常见哪些过程是放热过程,哪些过程是吸热过程呢?程呢?【常见的吸热过程与放热过程常见的吸热过程与放热过程】(1)常见的放热过程:)常见的放热过程:所有的燃烧反应;所有的燃烧反应;金属与酸反应;金属与酸反应;中和反应;
6、中和反应;大部分化合反应;大部分化合反应;物质的缓慢氧化;物质的缓慢氧化;化学键的形成;化学键的形成;浓硫酸、生石灰、烧碱溶于水。浓硫酸、生石灰、烧碱溶于水。现在学习的是第4页,共27页(2)常见的吸热过程:)常见的吸热过程:炭与水蒸气反应;炭与水蒸气反应;炭与二氧化碳反应;炭与二氧化碳反应;氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应;氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应;大部分大部分分解反应;分解反应;硝酸铵溶于水;硝酸铵溶于水;电离过程;电离过程;化学键的断裂。化学键的断裂。【问题问题3】下列反应既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是下列反应既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是()A、铝片与稀盐酸反应、铝片与
7、稀盐酸反应 B、Ba(OH)28H2O与氯化铵晶体反应与氯化铵晶体反应C、灼热的炭与、灼热的炭与CO2反应反应 D、甲烷在氧气中燃烧、甲烷在氧气中燃烧现在学习的是第5页,共27页【问题问题4】是否吸热反应一定要加热?而放热反应一定不要加热?要加热的反应是否吸热反应一定要加热?而放热反应一定不要加热?要加热的反应都是吸热反应吗?请举例说明。都是吸热反应吗?请举例说明。答:吸热反应不一定要加热,如:氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应是吸热反应,答:吸热反应不一定要加热,如:氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应是吸热反应,但该反应不需加热。放热反应有的也需要在加热的情况下才能进行,如:燃烧反但该反应不需加热。放热
8、反应有的也需要在加热的情况下才能进行,如:燃烧反应是放热反应,但需要加热到着火点才能燃烧。要加热的反应不都是吸热反应,应是放热反应,但需要加热到着火点才能燃烧。要加热的反应不都是吸热反应,如燃烧反应。如燃烧反应。二、化学反应中能量转化的原因分析二、化学反应中能量转化的原因分析(一)从微观分析(化学反应过程中能量变化的根本原因)(一)从微观分析(化学反应过程中能量变化的根本原因)1、化学反应的实质是:旧化学键断裂,新化学键的形成。、化学反应的实质是:旧化学键断裂,新化学键的形成。断键吸热,成键放热。断键吸热,成键放热。2、放热反应:反应物断键吸收的总能量生成物成键放出的总能量、放热反应:反应物断
9、键吸收的总能量生成物成键放出的总能量 吸热反应:反应物断键吸收的总能量生成物成键放出的总能量吸热反应:反应物断键吸收的总能量生成物成键放出的总能量【阅读阅读】请同学们阅读请同学们阅读化学化学2第第36页资料卡,了解键能定义和应用。页资料卡,了解键能定义和应用。【键能键能】(1)定义:拆开)定义:拆开1mol气态物质中某种共价键需要吸收的能量。气态物质中某种共价键需要吸收的能量。(指出:形成(指出:形成1mol气态物质中某种共价键所放出的能量等于拆开气态物质中某种共价键所放出的能量等于拆开1mol气态物质中某种共价键需要吸收的能量。)气态物质中某种共价键需要吸收的能量。)(2)共价键的键能越大,
10、该共价化合物越稳定。)共价键的键能越大,该共价化合物越稳定。现在学习的是第6页,共27页【问题问题5】已知已知H2的键能为的键能为436kJ/mol,I2的键能为的键能为151kJ/mol,HI的键能的键能为为298kJ/mol,则:,则:2HI(g)=I2(g)+H2(g)是吸热反应还是放热反应?是吸热反应还是放热反应?。【问题问题6】已知已知HCl的键能为的键能为431kJ/mol,对比,对比HI的键能,你认为哪个稳的键能,你认为哪个稳定?定?。【问题问题7】物质之间发生化学反应时,一定发生变化的是(物质之间发生化学反应时,一定发生变化的是()A、颜色、颜色 B、状态、状态 C、化学键、化
11、学键 D、原子核、原子核【注意注意】键能越大,共价键越不容易破坏,形成的物质就越稳定,则该物质键能越大,共价键越不容易破坏,形成的物质就越稳定,则该物质本身所具有的能量就越低。本身所具有的能量就越低。物质的总能量是物质本身内能的总和,而断键吸收或成键放出的能量则物质的总能量是物质本身内能的总和,而断键吸收或成键放出的能量则是外界供给的,因此两者是两个不同的概念。是外界供给的,因此两者是两个不同的概念。【问题问题8】根据能量守恒定律,你认为对于吸热反应和放热反应,反应根据能量守恒定律,你认为对于吸热反应和放热反应,反应物的总能量和生成物的总能量大小有何关系?物的总能量和生成物的总能量大小有何关系
12、?(二)从宏观上分析:取决于反应物的总能量和生成物的总能量的相对大小。(二)从宏观上分析:取决于反应物的总能量和生成物的总能量的相对大小。即:吸热反应和放热反应中反应物总能量与生成物总能量的关系即:吸热反应和放热反应中反应物总能量与生成物总能量的关系放热反应中:反应物的总能量生成物的总能量放热反应中:反应物的总能量生成物的总能量吸热反应中:反应物的总能量生成物的总能量吸热反应中:反应物的总能量生成物的总能量【注意注意】物质自身具有的能量越低越稳定。物质自身具有的能量越低越稳定。现在学习的是第7页,共27页三、燃料燃烧释放的热量三、燃料燃烧释放的热量热值:一定条件下,单位质量的物质完全燃烧所放出
13、的热量。热值:一定条件下,单位质量的物质完全燃烧所放出的热量。单位:单位:kJg1。【分组讨论分组讨论】自学自学化学化学2第第38页页“资料卡资料卡”讨论:讨论:(1)大量使用化石燃料有哪些缺点?)大量使用化石燃料有哪些缺点?(2)现在已经或将来可以采用哪些方法减少弊端?)现在已经或将来可以采用哪些方法减少弊端?【交流与讨论交流与讨论】请完成请完成化学化学2第第37页页“交流与讨论交流与讨论”。【练习练习9】下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是(下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是()A、碳酸钙受热分解、碳酸钙受热分解 B、乙醇燃烧、乙醇燃烧C、铝粉与氧化铁粉末反应、铝粉与氧化铁粉
14、末反应 D、氧化钙溶于水、氧化钙溶于水现在学习的是第8页,共27页【结论结论】(1)大量使用化石燃料:)大量使用化石燃料:煤和石油燃烧时,常发生不完全燃烧,排放出大量烟尘和煤和石油燃烧时,常发生不完全燃烧,排放出大量烟尘和CO。有些煤中灰粉含量大,水分多,热效应低。有些煤中灰粉含量大,水分多,热效应低。某些化石燃料燃烧排放出的废气中含有二氧化硫和氮的氧化物,直接排某些化石燃料燃烧排放出的废气中含有二氧化硫和氮的氧化物,直接排放到大气中会污染空气并形成酸雨。放到大气中会污染空气并形成酸雨。能引起温室效应。能引起温室效应。化石燃料是不可再生的能源,用一些少一些。化石燃料是不可再生的能源,用一些少一
15、些。(2)方法:)方法:研究化石燃料完全燃烧的条件和减少燃料燃烧产生的热量损耗技术,研究化石燃料完全燃烧的条件和减少燃料燃烧产生的热量损耗技术,研究提高燃料利用率的措施。研究提高燃料利用率的措施。怎样防止燃料燃烧造成环境污染。怎样防止燃料燃烧造成环境污染。通过化学方法把石油、煤等化石燃料转化为洁净燃料。通过化学方法把石油、煤等化石燃料转化为洁净燃料。开发氢能、核能、太阳能等洁净、高效的新能源。开发氢能、核能、太阳能等洁净、高效的新能源。现在学习的是第9页,共27页【练习练习11】已知已知CH4与与C3H8完全燃烧的化学方程式为:完全燃烧的化学方程式为:C3H8+5O2=3CO2+4H2O(条件
16、:点燃,下同)。(条件:点燃,下同)。CH4+2O2=CO2+2H2O。某居民家用燃料从液化石油气。某居民家用燃料从液化石油气(主要成分可用(主要成分可用C3H8表示)改为天然气,该居民家庭的灶表示)改为天然气,该居民家庭的灶具要作相应的调整,正确的方法应是:增大具要作相应的调整,正确的方法应是:增大 的进入量或减小的进入量或减小 的进入量。理由是:的进入量。理由是:。现在学习的是第10页,共27页四、化学反应的反应热和焓变四、化学反应的反应热和焓变1、反应热:在化学反应过程中,当反应物和生成物具有相同温度时,所吸收、反应热:在化学反应过程中,当反应物和生成物具有相同温度时,所吸收或放出的热量
17、称为化学反应的反应热。或放出的热量称为化学反应的反应热。2、焓变:在恒温、恒压的条件下,化学反应过程中吸收或释放的热量、焓变:在恒温、恒压的条件下,化学反应过程中吸收或释放的热量称为反应的焓变,用称为反应的焓变,用H表示,单位常常用表示,单位常常用kJmol1。【注意注意】严格地讲,焓变是指恒温、恒压的条件下,体系仅作体积功、不严格地讲,焓变是指恒温、恒压的条件下,体系仅作体积功、不做其他功(如电功等)的变化过程的热效应。如不特别指明,化学反应的做其他功(如电功等)的变化过程的热效应。如不特别指明,化学反应的反应热就是该反应的焓变。反应热就是该反应的焓变。3、热化学方程式、热化学方程式(1)定
18、义:表明反应放出或吸收的热量的化学方程式叫热化学方程式。)定义:表明反应放出或吸收的热量的化学方程式叫热化学方程式。【热化学方程式的含义热化学方程式的含义】热化学方程式热化学方程式:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=571.6kJmol1 它表示:它表示:2mol氢气与氢气与1mol氧气完全反应生成氧气完全反应生成2mol水时,会放出水时,会放出571.6kJ的热量。的热量。式中式中g、l、s表示各反应物或生成物的状态。表示各反应物或生成物的状态。g表示气体(表示气体(gas)、)、l表示表示液体(液体(liquid)、)、s表示固体(表示固体(solid)。)。H表示反应放出或吸收
19、的热效应(焓变),当表示反应放出或吸收的热效应(焓变),当H0时,表示反时,表示反应放热,应放热,H0时,表示反应吸热。时,表示反应吸热。现在学习的是第11页,共27页【问题问题12】请根据以下请根据以下3个热化学方程式回答下列问题:个热化学方程式回答下列问题:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=571.6kJmol1 ;H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)H=285.8kJmol1 ;H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)H=241.8kJmol1 。(1)上述)上述3个热化学方程式与以前学过的化学方程式有什么区别?个热化学方程式与以前学过的化学方程式有什么区别?答:答:热
20、化学方程式标有热量的变化;热化学方程式标有热量的变化;热化学方程式中各种反应物和生成物都要标明状态;热化学方程式中各种反应物和生成物都要标明状态;热化学方式前的化学计量数只表示物质的量。热化学方式前的化学计量数只表示物质的量。【注意注意】由于热化学方程式中化学计量数只表示物质的量,所以,可以是整数,由于热化学方程式中化学计量数只表示物质的量,所以,可以是整数,也可以是分数。也可以是分数。(2)与与的的H有什么关系?为什么?有什么关系?为什么?答:反应答:反应的热效应是反应的热效应是反应的的2倍。因为反应倍。因为反应中参加反应的氢气与氧中参加反应的氢气与氧气的物质的量是反应气的物质的量是反应中中
21、2倍。倍。【注意注意】H的单位是的单位是kJmol1 ,它并不代表反应物的物质的量为,它并不代表反应物的物质的量为1mol。对于反应。对于反应它表示:它表示:“2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)”这一组合为这一组合为1mol;对于反应;对于反应则表示则表示“H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)”这一组合为这一组合为1mol。(3)与与的的H有什么不同?为什么?有什么不同?为什么?答:反应答:反应的热效应比反应的热效应比反应大。因为水蒸气转化为液态水时会放出大。因为水蒸气转化为液态水时会放出热量。热量。现在学习的是第12页,共27页【小结小结】(2)书写热化学方程式的注意事项:)书写
22、热化学方程式的注意事项:因为同种物质在不同状态下的热效应是不同的。所以,在热化学方因为同种物质在不同状态下的热效应是不同的。所以,在热化学方程式中一定要标明物质的聚集状态(程式中一定要标明物质的聚集状态(g:气体、:气体、l:液体、:液体、s:固体、:固体、aq:水溶液)。热化学方程式中不用:水溶液)。热化学方程式中不用“”或或“”。此外热化学方。此外热化学方程式无需标明反应条件。程式无需标明反应条件。注意注意H的的“”与与“”,放热反应为,放热反应为“”。吸热反应为。吸热反应为“”,H的单位是的单位是kJmol1 。化学计量数只表示物质的量,不表示物质的分子数或原子数,单位化学计量数只表示物
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