化學(xué)能量的變化

化學(xué)能量的變化第1頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一化學(xué)反應(yīng)過程中,所吸收或放出的熱量稱為化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)。常見的放熱反應(yīng)：所有的燃燒反應(yīng)所有的中和反應(yīng)活潑金屬與水、酸的反應(yīng)多數(shù)的化合反應(yīng)以下特殊的化合反應(yīng)是吸熱反應(yīng)：C+CO22COH2+I22HI△△N2+O22NO放電C+H2O（g）CO+H2高溫第2頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一常見的吸熱反應(yīng)：所有的電離過程所有的水解反應(yīng)多數(shù)的分解反應(yīng)Ba(OH)2+2NH4ClBaCl2+2NH3↑+2H2OBa(OH)2·8H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3↑+10H2O第3頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一一、焓變1、概念：在恒溫、恒壓下，化學(xué)反應(yīng)過程中吸收或放出的熱量稱為反應(yīng)的焓變。2、符號：△H

單位：kJ/mol3、規(guī)定放熱：△H<0Q>0吸熱:△H>0Q<0第4頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一一個化學(xué)反應(yīng)是吸收能量還是放出能量，取決于反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的相對大小。△H=E生總能量-E反總能量吸熱反應(yīng)：△H>0E生總能量>E反總能量放熱反應(yīng):△H<0E反總能量>E生總能量第5頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一化學(xué)反應(yīng)過程中為什么會有能量的變化呢?化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)上是分子中的舊鍵斷裂形成原子,原子間重新組合形成新鍵,進(jìn)而形成新的分子的過程.舊鍵的斷裂會吸收熱量,而新鍵的形成會放出熱量,反應(yīng)是放出還是吸收能量取決于兩者之間的相對大小.第6頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一化學(xué)反應(yīng)中,化學(xué)鍵的斷裂和形成是反應(yīng)過程中有能量變化的本質(zhì)原因?！鱄=E反總鍵能-E生總鍵能第5頁的問題解決第7頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一二、熱化學(xué)方程式與化學(xué)方程式的差別:1、△H只用在熱化學(xué)方程式中，并寫在右邊4、與參加反應(yīng)的物質(zhì)的物質(zhì)的量有關(guān)。同一化學(xué)反應(yīng)中，熱化學(xué)方程式中物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)不同，△H也不同?；瘜W(xué)計量數(shù)加倍，△H也要加倍。3、熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)。2、熱化學(xué)方程式中必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)氣態(tài)（g）、液態(tài)（l）、固態(tài)（s）第8頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一5、書寫熱化學(xué)方程式時應(yīng)注明反應(yīng)的溫度和壓強。如果不注明溫度和壓強，則表示是在250C、101KPa條件下的反應(yīng)熱。另注意：熱化學(xué)反應(yīng)方程式中都用“”不用標(biāo)反應(yīng)條件第3頁的交流與討論第9頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一反應(yīng)熱的測量與計算第10頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一獲得化學(xué)反應(yīng)熱的主要途徑:1、實驗直接測定2、間接計算獲得（1）根據(jù)蓋斯定律計算（2）根據(jù)公式△H=E反總鍵能-E生總鍵能計算第11頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一根據(jù)第6頁中的“活動與探究”思考：1、測定反應(yīng)熱時，量熱計直接測定的數(shù)據(jù)是焓變嗎？如果不是直接測定的是什么？2、實驗中的反應(yīng)原理是什么？3、要獲得比較精確的數(shù)據(jù)，該實驗應(yīng)該注意什么問題？第12頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一1、量熱計直接測定的是體系的溫度變化2、HCl與NaOH反應(yīng)的反應(yīng)熱測定原理：HCl(aq)+NaOH(aq)NaCl(aq)+H2O(l)△H=-akJ·mol-11mol1mol-akJ0.025mol0.025mol-bkJ由實驗可以測定出b值，然后便可換算出a第13頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一中和熱：在稀溶液中，酸和堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol水時所放出的熱量強酸與強堿的反應(yīng)中和熱都是57.3kJ·mol-1H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)△H=-57.3kJ·mol-1由于電離過程是吸熱的,而弱酸、弱堿都較難電離，所以，強酸與弱堿、強堿與弱酸、弱酸與弱堿反應(yīng)生成1mol水時所放出的熱量都小于57.3kJ。第14頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一3、測定反應(yīng)熱時一定要采取較好的絕熱措施，動作要快，以減小實驗誤差。第15頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一二、蓋斯定律1、概念：一個化學(xué)反應(yīng)，不論是一步完成，還是分步完成，其總的熱效應(yīng)是完全相同的。蓋斯定律表明：一個化學(xué)反應(yīng)的焓變僅與反應(yīng)的起始狀態(tài)和反應(yīng)的最終狀態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。第7頁例題第16頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一2、計算（1）若一個反應(yīng)的焓變△H=akJ·mol1，則其逆反應(yīng)的焓變△H=-akJ·mol1（2）若一個化學(xué)反應(yīng)方程式可由另外幾個反應(yīng)的化學(xué)方程式相加減而得到，則該反應(yīng)的焓變亦可以由這幾個反應(yīng)的焓變相加減而得到。第8頁的問題解決第17頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一強酸和強堿在稀溶液中的中和熱可表示為:

H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kkJ·mol1，又知道溶液中的反應(yīng)有：

CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l)△H=-Q1kJ·mol1H2SO4(濃)+2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l)△H=-Q2kJ·mol1HNO3(aq)+KOH(aq)=KNO3（aq）+H2O(l)△H=-Q3kJ·mol1，則Q1、Q2、Q3的關(guān)系正確的是()Q1=Q2=Q3B.Q2>Q1>Q3

C.Q2>Q3>Q1D.Q2=Q3>Q1C第18頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一1、已知25℃、101kPa下，石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式分別為：

C(石墨)+O2(g)＝CO2(g)；△H=－393.51kJ·mol-1

C(金剛石)+O2(g)＝CO2(g)；△H=－395.41kJ·mol-1

據(jù)此判斷，下列說法中正確的是（）

A.由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的低

B.由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的高

C.由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng)；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的低

D.由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng)；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的高A第19頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一1、下列說法中正確的是（）A．需要加熱方能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)B．放熱的反應(yīng)在常溫下一定很容易發(fā)生C．反應(yīng)是放熱還是吸熱必須看反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對大小D．吸熱反應(yīng)在一定的條件下也能發(fā)生C第20頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一3．下列反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)的是()A.C6H12O6(葡萄糖aq)+6O26CO2+6H2OB.CH3COOH+KOHCH3COOK+H2OC.A+BC+D；△H<0D．破壞生成物全部化學(xué)鍵所需能量小于破壞反應(yīng)物全部化學(xué)鍵所需能量

酶D第21頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一AC4．同溫同壓下,下列各組熱化學(xué)方程式中Q2>Q1的是

A．

2H2(g)+O2(g)＝2H2O(g)，△H1=-Q1kJ·mol-1；2H2(g)+O2(g)＝2H2O(l)，△H2=-Q2kJ·mol-1；B．

S(g)+O2(g)＝SO2(g)，△H1=-Q1kJ·mol-1；S(s)+O2(g)＝SO2(g)，△H2=-Q2kJ·mol-1；C．

C(s)+O2(g)＝CO(g)，△H1=-Q1kJ·mol-1；C(s)+O2(g)＝CO2(g)，△H2=-Q2kJ·mol-1；D．

H2(g)+Cl2(g)＝2HCl(g)，△H1=-Q1kJ·mol-1；H2(g)+Cl2(g)＝HCl(g)，△H2=-Q2kJ·mol-1121212第22頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一高低物質(zhì)所具有的總能量2A(g)+B(g)2C(g)5.分析右面的能量變化示意圖，下列熱化學(xué)方程式正確的是()A.2A（g）+B(g)=2C（g）；△H=a（a＞0）B.2A（g）+B(g)=2C（g）；△H=a（a＜0）C.2A+B=2C；△H=a（a＜0）D.2C=2A+B；△H=a（a＞0）B第23頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一6、化學(xué)反應(yīng)可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過程?；瘜W(xué)鍵的鍵能是形成（或拆開）1mol化學(xué)鍵時釋放（或吸收）出的能量。已知白磷和P4O6的分子結(jié)構(gòu)如圖所示，現(xiàn)提供以下化學(xué)鍵的鍵能（kJ·mol1）：P—P：198P—O：360O=O：498則反應(yīng)P4（白磷）+3O2=P4O6的反應(yīng)熱△H為（）A．-1638kJ·mol1

B．+1638kJ·mol1

C．-126kJ·mol1

D．+126kJ·mol1A第24頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一能源的充分利用第25頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一1、你所了解的傳統(tǒng)能源有哪些？新能源又有哪些？傳統(tǒng)能源；煤、石油、天然氣、熱力、電力等新能源：太陽能、核能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮?、海洋能、氫能、天然氣水合物等能源?6頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一2、能源又可以分為一次能源和二次能源。一次能源是指直接取自自然界，沒有加工轉(zhuǎn)換的各種能量和資源；二次能源是指由一次能源經(jīng)過加工轉(zhuǎn)換后得到的能源。根據(jù)這種分類法，請將上面提到的能源重新分類？一次能源；煤、石油、天然氣、太陽能、核能風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮?、海洋能二次能源：氫能、天然氣水合物、熱力、電力能源?7頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一思考：在許多場合將煤塊直接燃燒，這種燃燒方式存在什么缺陷？采用這種方式燃燒煤，煤與空氣的接觸面積不夠，內(nèi)部煤的燃燒效率偏低，浪費了能源。另外，直接燃燒煤會使其中的硫轉(zhuǎn)化為二氧化硫，引起大氣的污染。第28頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一有哪些可以提高煤的燃燒效率的方法嗎？目前常用的方法主要有三種：（1）將煤制成蜂窩狀，以增加與空氣的接觸面積（2）通過一定的方法將煤轉(zhuǎn)化為液體燃料（如甲醇）（3）通過一定的方法將煤轉(zhuǎn)化為氣體燃料（如煤氣）完成第9頁的“交流與討論”，提出你的觀點。第29頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一雖然將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣再燃燒與直接燃燒煤所獲得的能量是一樣的，而且將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣會增加消耗。但將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣至少有兩個優(yōu)點：一是將固體煤轉(zhuǎn)化為氣體，極大地提高了燃燒效率；二是通過轉(zhuǎn)化除去了硫，避免了SO2氣體的產(chǎn)生。第30頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一除了將煤制成蜂窩狀外，日常生活中還常采用如下措施節(jié)能：（1）在農(nóng)村燃燒秸稈時，常使用鼓風(fēng)機（或

風(fēng)箱），通過鼓入足量的空氣，使秸稈充分燃燒（2）在使用煤氣或天然氣作燃料時，常通過調(diào)節(jié)煤氣的進(jìn)風(fēng)口，通入足量的空氣，保證氣體的充分燃燒第31頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一思考：如果在燃料燃燒時通入過量的空氣，對充分利用能源有沒有影響？通入過量的空氣，會導(dǎo)致空氣帶走過多的熱量，使燃料的利用效率下降。在生產(chǎn)和生活中，還需要充分利用燃料燃燒所放出的熱量，例如：火力發(fā)電廠會產(chǎn)生大量的余熱，電廠的附近常建有一些其他工廠（如水泥廠）用電廠的余熱進(jìn)行生產(chǎn)。第32頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一由于傳統(tǒng)能源逐漸枯竭，因此，開發(fā)新能源顯得十分重要。氫能是一種重要的新能源，請討論下列問題；1、根據(jù)第9頁表1—3計算H2、CH4及C2H2的熱值2、討論H2作為能源有何優(yōu)點，目前在利用氫能方面主要存在什么問題？第33頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一1、H2、CH4及C2H2的熱值分別為142.9kJ·g-1、

55.6kJ·g-1、50kJ·g-1。

說明H2作為能源具有熱值高的特點。另外，用H2作為能源還具有無污染的特點。2、目前在應(yīng)用氫能方面最重要的問題是H2的制取。第34頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一點燃天然氣和液化石油氣（主要成分為C3~C5的烷烴）燃燒的化學(xué)方程式分別為：

CH4+2O2

CO2+2H2O，

C3H8+5O2

CO2+4H2O

現(xiàn)有一套以天然氣為燃料的灶具，今改用液化石油氣，應(yīng)采取的正確措施是（）

A.增大空氣進(jìn)入量或減小石油氣進(jìn)入量

B.增大空氣進(jìn)入量或增大石油氣進(jìn)入量

C.減小空氣進(jìn)入量或減小石油氣進(jìn)入量

D.減小空氣進(jìn)入量或增大石油氣進(jìn)入量點燃A第35頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一已知：化學(xué)鍵Si—ClH—HH—ClSi—Si鍵能/kJ·mol1360436431176工業(yè)上高純硅可通過下列反應(yīng)制?。篠iCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)

該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H=___________kJ·mol1高溫236第36頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一作業(yè)：1、在100g碳不完全燃燒所得的氣體中，CO占

1/3體積，CO2占2/3體積，且C(s)+1/2O2(g)=CO(g)△H=-110.35kJ·mol1CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H=-282.57kJ·mol1與這些碳完全燃燒相比，損失的熱量是多少？第37頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一2、已知下面熱化學(xué)方程式：

CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.36kJ·mol1

H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)△H=-241.8kJ·mol1H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kkJ·mol1常溫下取體積比為4:1的甲烷和氫氣的混合氣體11.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，在101kPa下經(jīng)完全燃燒后恢復(fù)至常溫，求放出的熱量。第38頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一3、已知兩個熱化學(xué)方程式：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H1=-571.5kJ·mo