《高三化学复习课件》化学反应中的热效应.ppt

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1、化学反应中的热效应化学反应中的热效应新型替代能源新型替代能源甲醇汽油是由甲醇汽油是由10%25%的甲醇与其它化工原料、的甲醇与其它化工原料、添加剂合成的新型车用燃料，不含任何汽油，但可添加剂合成的新型车用燃料，不含任何汽油，但可达到达到90%97%国标汽油的性能和指标。国标汽油的性能和指标。热化学反应方程式热化学反应方程式已知常温常压下，已知常温常压下，1mol液态甲醇在空气中完全燃液态甲醇在空气中完全燃烧生成液态水，放出烧生成液态水，放出726.5kJ的热量。试写出该条的热量。试写出该条件下甲醇完全燃烧的热化学方程式。件下甲醇完全燃烧的热化学方程式。热化学反应方程式的书写热化学反应方程式的书

2、写2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)H=-1453kJmol-1总结判断热化学方程式是否正确应该从哪些方面判断？总结判断热化学方程式是否正确应该从哪些方面判断？判断热化学方程式正误要注意判断热化学方程式正误要注意“四看四看”一看：各物质的聚集状态是否正确一看：各物质的聚集状态是否正确二看：二看：H中的中的“+”、“-”是否正确是否正确三看：三看：H的单位是否为的单位是否为kJmol-1四看：四看：H的数值与化学计量系数是否相对应的数值与化学计量系数是否相对应表示的含义是什么？表示的含义是什么？2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)H=-1

3、453kJmol-1CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)H=-726.5kJmol-12CO2(g)+4H2O(l)=2CH3OH(l)+3O2(g)H=1453kJmol-1甲醇的标准燃烧热是多少？甲醇的标准燃烧热是多少？甲醇的热值是什么？甲醇的热值是什么？H=-726.5kJmol-122.7kJg-1思考分析：在点燃条件下，把思考分析：在点燃条件下，把1mol甲醇液体在一定量的氧甲醇液体在一定量的氧气中恰好反应，放出热量若小于气中恰好反应，放出热量若小于726.5kJ，分析产物的可能，分析产物的可能情况；情况；标准燃烧热、热值标准燃烧热、热值化学反应过程中的热

4、量变化图化学反应过程中的热量变化图请画出甲醇燃烧过程的能量变化图请画出甲醇燃烧过程的能量变化图2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)H=-1453kJmol-1反应过程反应过程能量能量反应物的反应物的总能量总能量生应物的生应物的总能量总能量2CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(l)选修选修4P3必修必修2P37反应过程反应过程能量能量反应物的反应物的总能量总能量生应物的生应物的总能量总能量2CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(l)2CO2(g)+4H2O(g)反应过程反应过程能量能量选修选修4P38E反反E生生 HEa正正Ea逆

5、逆化学反应中能量变化的本质原因化学反应中能量变化的本质原因2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)H=-1453kJmol-1下表是一些化学键的键能数据，请根据上面这条热化学方程下表是一些化学键的键能数据，请根据上面这条热化学方程式算出式算出x x的值。（只要求列出式子）的值。（只要求列出式子）化学键化学键C-H C-O H-OC=O氧气中氧气中氧氧键氧氧键键能键能E(kJmol-1)413326463x496放热反应放热反应吸热反应吸热反应能量能量图示图示能量能量分析分析与活与活化能化能关系关系与键与键能的能的关系关系反应过程反应过程能量能量反应物反应物生成物生成物H

6、0吸收吸收能量能量吸热反应吸热反应H=E生生-E反反0H=Ea正正-Ea逆逆0反应过程反应过程能量能量反应物反应物生成物生成物A2(g)+B2(g)2A(g)+2B(g)2AB(g)H1H3H2反应过程反应过程能量能量反应物反应物生成物生成物A2(g)+B2(g)2A(g)+2B(g)2AB(g)H1H3H2H=Eb反反-Eb生生01、常见的放热反应（变化）：、常见的放热反应（变化）：燃烧、中和、氧化反应；金属与水和酸的反应；大多数的化燃烧、中和、氧化反应；金属与水和酸的反应；大多数的化合反应。合反应。原子得得电子；原子结合为分子（化学键的形成）；浓硫酸、原子得得电子；原子结合为分子（化学键的

7、形成）；浓硫酸、固体强碱溶于水。固体强碱溶于水。2、常见的吸热反应（变化）：、常见的吸热反应（变化）：电离；水解、电解；多数的分解反应；一些特殊的反应电离；水解、电解；多数的分解反应；一些特殊的反应C+CO2=2COC+H2O(g)=CO+H2Ba(OH)28H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3+10H2O高温高温原子失电子、分子拆成原子（化学键的断裂）。原子失电子、分子拆成原子（化学键的断裂）。NH4NO3溶于水溶于水甲醇汽油甲醇汽油当前能源短缺的实质是原当前能源短缺的实质是原油短缺。甲醇汽油是一种油短缺。甲醇汽油是一种“以煤代油以煤代油”的路径，可的路径，可以作为汽油的替代物从而以作

8、为汽油的替代物从而实现对原油的部分替代。实现对原油的部分替代。工业上用煤制甲醇：目前工业上用煤制甲醇：目前工业上几种都是采用一氧工业上几种都是采用一氧化碳、二氧化碳加压催化化碳、二氧化碳加压催化氢化法合成甲醇。氢化法合成甲醇。1、概念：一个化学反应，不论是一步完成，还是分、概念：一个化学反应，不论是一步完成，还是分步完成，其总的热效应是完全相同的。步完成，其总的热效应是完全相同的。2、应用盖斯定律计算、应用盖斯定律计算（1）若一个反应的焓变）若一个反应的焓变H=akJmol 1，则其逆反应的则其逆反应的焓变焓变H=-akJmol 1（2）由几个已知反应求另一个反应，则几个反应乘）由几个已知反应

9、求另一个反应，则几个反应乘以适当的系数相加减，得出最终的反应，能量数值由以适当的系数相加减，得出最终的反应，能量数值由加减的数值求解。加减的数值求解。盖斯定律盖斯定律反应热的计算反应热的计算目前工业上生产甲醇的方法是将煤先气化生成目前工业上生产甲醇的方法是将煤先气化生成CO和和H2，再将，再将CO和和H2加压催化液化得到，若已知加压催化液化得到，若已知2CO(g)+O2=2CO2(g)；H=-566.0kJmol-12H2(g)+O2(g)=2H2O(l)；H=-571.6kJmol-1CH3OH(l)+1.5O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)；H=-726.5kJmol-1请写出请写出

10、CO和和H2在一定条件下生成甲醇的热化学方程式在一定条件下生成甲醇的热化学方程式CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)H=-128.1kJmol-1可逆反应的反应热可逆反应的反应热已知：在相同条件下，甲醇也能分解生成已知：在相同条件下，甲醇也能分解生成CO和和H2，在温度为，在温度为220260，压强为，压强为5.9MPa，利用触媒（，利用触媒（NC3H6）做催化）做催化剂，现将剂，现将amolCO和和bmolH2置于密闭容器中充分反应生成置于密闭容器中充分反应生成CH3OH(l)，若放热小于，若放热小于128.1kJ，则可能的原因是什么？，则可能的原因是什么？CO(g)+2H2(g)=C

11、H3OH(l)H=-128.1kJmol-1在生产过程中，反应器必须要进行热交换，以保证反应在生产过程中，反应器必须要进行热交换，以保证反应温度控制在温度控制在220260，请分析其中的原因。，请分析其中的原因。交流与讨论交流与讨论用甲醇作为燃料存在哪些不利的影响？用甲醇作为燃料存在哪些不利的影响？要解决能源危机我们还需要做怎样的努力？要解决能源危机我们还需要做怎样的努力？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原理是CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)H=+49.0kJmol-1CH3OH(g)+

12、1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g)H=-192.9kJmol-1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192.9kJmol-1B.反应反应中的能量变化如上图所示中的能量变化如上图所示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H-192.9kJmol-1D已知氨气的燃烧热为已知氨气的燃烧热为381.25kJmol-1，试写出氨气完全燃，试写出氨气完全燃烧的热化学方程式，并求出热值烧的热化学方程式，并求出热值又知：又知：N2(g)+O2(g

13、)=2NO(g)H1=+180.0kJmol-14NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)H2=-905.8kJmol-1计算氨气燃烧的热效应：计算氨气燃烧的热效应：4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)H3=？查阅无机化学查阅无机化学得到下列数据。得到下列数据。请估算氨气燃烧请估算氨气燃烧反应的反应热反应的反应热化学键化学键破坏破坏1mol化学键所需要能量化学键所需要能量(kJ)NN946OH463NH390.7O=O498.94NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)H4=？练习：练习：1、已知：、已知：N2(g)+3H2(g)=2NH3

14、(g)的能量变化如下图的能量变化如下图所示。所示。（1）1molN和和3molH生成生成1molNH3(g)是是_能量的过程能量的过程（填（填“吸收吸收”或或“释放释放”）。）。（2）1/2N2(g)+3/2H2(g)=NH3(g)；H=_。（3）N2(g)和和H2(g)生成生成NH3(l)的热化学方程式。的热化学方程式。练习：练习：2、红磷、红磷P(s)和和Cl2(g)发生反应生成发生反应生成PCl3(g)和和PCl5(g)。反应。反应过程和能量关系如下图所示过程和能量关系如下图所示(图中的图中的H表示生成表示生成1mol产物的数据产物的数据)。根据上图回答下列问题：根据上图回答下列问题：(

15、1)PCl5分解成分解成PCl3和和Cl2的热化学方程的热化学方程式是式是_。(2)工业上制备工业上制备PCl5通常分两步进行，通常分两步进行，先将先将P和和Cl2反应生成中间产物反应生成中间产物PCl3，然，然后降温，再和后降温，再和Cl2反应生成反应生成PCl5。原因是。原因是_(3)P和和Cl2分两步反应生成分两步反应生成1molPCl5的的H3_，P和和Cl2一步反应生成一步反应生成1molPCl5的的H4_H3(填填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”)；燃烧热燃烧热中和热中和热定义定义同同异异反应物的量反应物的量生成物的量生成物的量注注在在恒温恒压恒温恒压时，时，1mol物质

16、物质完全燃烧（生成完全燃烧（生成稳定的物稳定的物质质）时所放出的热量）时所放出的热量在在稀溶液稀溶液时，强酸和强碱时，强酸和强碱发生中和反应生成发生中和反应生成1molH2O时所放出的热量时所放出的热量放热反应（放热反应（H0）；是特殊的焓变。）；是特殊的焓变。1mol可燃物可燃物不限不限不限不限1molH2O指在氧气中燃烧；指在氧气中燃烧；没有特别指明，没有特别指明，一律默认为常温常一律默认为常温常压下测定。压下测定。H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)H=-57.3kJmol-1，而弱酸或而弱酸或弱碱在中和反应中由于电离吸弱碱在中和反应中由于电离吸收热量，其反应热的数值小于收热量，其

17、反应热的数值小于57.3kJmol-1；必须是酸和必须是酸和碱的稀溶液，因为浓酸溶液和碱的稀溶液，因为浓酸溶液和浓碱溶液在相互稀释时会放热浓碱溶液在相互稀释时会放热燃烧热、中和热是物质的属性，与用量无关燃烧热、中和热是物质的属性，与用量无关焓变的判断与测定焓变的判断与测定NH4Cl和和Ba(OH)28H2O实验：中和热的测定实验：中和热的测定1、简易量热计的主要构造？、简易量热计的主要构造？保温层、温度计、环形玻璃搅拌棒保温层、温度计、环形玻璃搅拌棒2、测定步骤？、测定步骤？（两量三测一算）（两量三测一算）用两个量筒量取盐酸、测温度用两个量筒量取盐酸、测温度t1；量取氢氧化钠溶液，测温度量取氢

18、氧化钠溶液，测温度t2；混合搅拌，测最高温度混合搅拌，测最高温度t3；计算。；计算。t0=（t1+t2）/2t=t3-t0Q=cmtH=-Q/n=-cmt/n3、计算的方法、计算的方法Q=cmt起始平均温度的起始平均温度的计计算方法？算方法？H=Q/nn为为水物水物质质的量的量（kJ/mol）4、实验应该注意什么问题？实验应该注意什么问题？采取较好的绝热措施，操作快。采取较好的绝热措施，操作快。例例.50mL0.50mol/L盐酸与盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液溶液在如图所示的装置中进行中和反在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中应。通过测定反应过程中所放出的热量可计

19、算中和热。回答下列问题：所放出的热量可计算中和热。回答下列问题：(1)从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是_。(2)用相同浓度和体积的醋酸代替稀盐酸溶液进行实验，求用相同浓度和体积的醋酸代替稀盐酸溶液进行实验，求得的中和热数值得的中和热数值_(填填“偏大偏大”、“偏小偏小”或或“无影无影响响”)。(3)实验测得中和热数值为实验测得中和热数值为53.5kJmol1，与，与57.3kJmol1有偏差，产生偏差的原因可能是有偏差，产生偏差的原因可能是_(填字母填字母)。a实验装置保温、隔热效果差实验装置保温、隔热效果差b量取量取NaOH溶液的体积时仰视

20、读数溶液的体积时仰视读数c分多次把分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的烧杯中溶液倒入盛有硫酸的烧杯中d用温度计测定用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定溶液起始温度后直接测定HCl溶液的溶液的温度温度环形玻璃搅拌器环形玻璃搅拌器 偏小偏小acd（1）一级能源和二级能源）一级能源和二级能源一级能源：是指直接取自自然界，没有加工转换一级能源：是指直接取自自然界，没有加工转换的各种能量和资源的各种能量和资源 如：煤、石油、天然气、太阳能、风能、生物质如：煤、石油、天然气、太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能能、地热能、海洋能二级能源是指由一级能源经过加工转换后得到二级能源是指由一级能源经过加工转

21、换后得到的能源。的能源。如：如：氢能、电力氢能、电力 1、能源分类、能源分类（2）可再生能源和不可再生能源）可再生能源和不可再生能源 可再生：在自然界中可以不断再生并有规律地得可再生：在自然界中可以不断再生并有规律地得到补充或重复利用的能源。到补充或重复利用的能源。如：太阳能、风能、生物质能、潮汐能、氢能、如：太阳能、风能、生物质能、潮汐能、氢能、乙醇等。乙醇等。不可再生：煤、石油、天然气等不可再生：煤、石油、天然气等能源的充分利用能源的充分利用（3）新能源）新能源 特点：资源丰富、可再生、无特点：资源丰富、可再生、无(少少)污染污染 如：太阳能、氢能、地热能、风能、生物质能、潮汐能如：太阳能

22、、氢能、地热能、风能、生物质能、潮汐能2、燃料的充分燃烧、燃料的充分燃烧（1）可燃物燃烧的条件：）可燃物燃烧的条件：与氧气接触、达到着火点与氧气接触、达到着火点（2）充分燃烧的必要条件：）充分燃烧的必要条件：适当充足的氧气、与氧气的接触面积大适当充足的氧气、与氧气的接触面积大3、煤的综合利用、煤的综合利用 气化：把煤转化为可燃性气体。高温下煤和水蒸气气化：把煤转化为可燃性气体。高温下煤和水蒸气作用，得到作用，得到CO、H2、CH4等等 液化：把煤转化为液体燃料。煤和氢气作用或气化液化：把煤转化为液体燃料。煤和氢气作用或气化产物产物CO、H2（水煤气），经催化合成得到液体。（水煤气），经催化合成

23、得到液体。干馏：干馏：把煤隔绝空气加强热，得到焦炭、煤焦油、把煤隔绝空气加强热，得到焦炭、煤焦油、焦炉气、粗氨水、粗苯等焦炉气、粗氨水、粗苯等绿色化学的主要特点：绿色化学的主要特点：绿色化学又称环境友好化学，它的主要特点是：绿色化学又称环境友好化学，它的主要特点是：1.充分利用资源和能源，采用无毒、无害的原料；充分利用资源和能源，采用无毒、无害的原料；2.在无毒、无害的条件下进行反应，以减少废物向环境排放；在无毒、无害的条件下进行反应，以减少废物向环境排放；3.提高原子的利用率，力图使所有作为原料的原子都被产品所提高原子的利用率，力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳，实现消纳，实现“零排放零

24、排放”；4.生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。产品。例例.已知在已知在298K时下述反应的有关数据：时下述反应的有关数据：C(s)+1/2O2(g)=CO(g)H1=110.5kJmol-1C(s)+O2(g)=CO2(g)H2=393.5kJmol-1则则C(s)+CO2(g)=2CO(g)的的H为为（）A+283.5kJmol-1B+172.5kJmol-1C172.5kJmol-1D504kJmol-1B例例.碘与氢气反应的热化学方程式是碘与氢气反应的热化学方程式是I2(g)+H2(g)2HI(g)H=-9.48kJmol-1I2(s)+H2(g)2HI(g)H=+26.48kJmol-1下列说法正确的是下列说法正确的是()A.的产物比的产物比的产物稳定的产物稳定B.I2(s)I2(g)H=+17.00kJmol-1C.的反应物总能量比的反应物总能量比的反应物总能量低的反应物总能量低D.1molI2(g)中通入中通入1molH2(g),发生反应时放热发生反应时放热9.48kJC反应热计算方法反应热计算方法1、自身能量：、自身能量：H=E生生E反反2、活化能：、活化能：H=Ea正正Ea逆逆3、化学键能：、化学键能：H=E反反E生生4、实验数据、实验数据：H=Q/n5、盖斯定律、盖斯定律