專題一化學(xué)反應(yīng)的能量變化

關(guān)于專題一化學(xué)反應(yīng)的能量變化

我們知道，一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生除了會(huì)有新物質(zhì)生成外，還會(huì)伴隨著能量的變化。1、根據(jù)你所學(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí)，總結(jié)出哪些是吸熱反應(yīng)，哪些是放熱反應(yīng)？2、化學(xué)反應(yīng)為什么伴隨著能量的變化？利用學(xué)過(guò)的知識(shí)分析，分別從微觀角度、宏觀角度。3、我們?nèi)绾味康孛枋鲆粋€(gè)化學(xué)反應(yīng)到底釋放或吸收了多少熱量呢？第2頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天從反應(yīng)物和生成物具有的能量去考慮放熱反應(yīng)：E反

>E生吸熱反應(yīng)：E反

<E生能量反應(yīng)過(guò)程反應(yīng)物生成物放出熱量能量反應(yīng)過(guò)程反應(yīng)物生成物吸收熱量第3頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天2HH—HCl—Cl斷開(kāi)1molH－H鍵要吸收436kJ的能量。2Cl2H—ClH2+Cl22HCl斷1molCl—Cl鍵要吸收243kJ的能量。形成2molH—Cl鍵要放出2×431kJ的能量。放出183kJ的能量第4頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、化學(xué)反應(yīng)的焓變反應(yīng)熱：化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中所釋放或吸收的熱量符號(hào)：ΔH，單位：kJ/mol或kJ?mol-1焓：是與內(nèi)能有關(guān)的物理量符號(hào)：H焓變：反應(yīng)產(chǎn)物與反應(yīng)物的焓值差符號(hào)：△H恒壓條件下，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱等于焓變?chǔ)＝H（產(chǎn)物）－H（反應(yīng)物)ΔH＝產(chǎn)物能量－反應(yīng)物能量從焓變角度看：從反應(yīng)熱角度看：1.焓和焓變?chǔ)=QP第5頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天放熱反應(yīng)：吸熱反應(yīng)：ΔH＜0或ΔH為“－”ΔH＞0或ΔH為“＋”吸熱反應(yīng)物生成物焓反應(yīng)過(guò)程△H＞0放熱反應(yīng)物生成物焓反應(yīng)過(guò)程△H＜0第6頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天

反應(yīng)熱.焓變.鍵能的概念及其關(guān)系

(1)概念反應(yīng)熱

焓變鍵能

化學(xué)反應(yīng)中吸收或者放出的熱量。恒壓條件下的反應(yīng)熱符號(hào):ΔHΔH<0:放熱反應(yīng)

ΔH>0:吸熱反應(yīng)破壞1mol化學(xué)鍵所吸收的能量(或形成1mol化學(xué)鍵所放出的能量)第7頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天(2)三者的關(guān)系:ΔH=生成物的總能量－反應(yīng)物的總能量ΔH=反應(yīng)物鍵能的和－生成物鍵能的和例1：1molC與1molH2O(g)反應(yīng)生成lmolCO(g)和1molH2(g)，需要吸收131.5kJ的熱量，該反應(yīng)的反應(yīng)熱為△H=

kJ/mol。

例2：拆開(kāi)lmolH—H鍵、lmolN－H鍵、lmolN≡N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，則1molN2生成NH3的反應(yīng)熱為

1molH2生成NH3的反應(yīng)熱為

。

第8頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天2、熱化學(xué)方程式：

表示化學(xué)反應(yīng)與熱效應(yīng)關(guān)系的方程式叫熱化學(xué)方程式。熱效應(yīng)與反應(yīng)條件、反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)、物質(zhì)的量有關(guān)。我們認(rèn)識(shí)了反應(yīng)熱，那么如何在化學(xué)方程式中正確反映其熱量的變化？第9頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天通過(guò)以上兩個(gè)例子，說(shuō)明熱化學(xué)方程式與一般的化學(xué)方程式的書寫有什么不同？第10頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天熱化學(xué)方程式與一般的化學(xué)方程式不同(1)書寫熱化學(xué)方程式要注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)，(為什么？)而常溫、常壓可以不注明；(2)熱化學(xué)方程式要標(biāo)明物質(zhì)的狀態(tài)(3)方程式后要隔一空格標(biāo)出反應(yīng)熱?H，吸熱為“＋”，放熱為“－”，反應(yīng)熱數(shù)值要與化學(xué)式前系數(shù)對(duì)應(yīng)；(4)方程式中的計(jì)量系數(shù)表示實(shí)際反應(yīng)的物質(zhì)的物質(zhì)的量，可以是整數(shù)也可以是分?jǐn)?shù)，若化學(xué)方程式中各物質(zhì)的系數(shù)加倍，則△H的數(shù)值也加倍。第11頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天[交流研討]已知在298K時(shí),由氫氣和氮?dú)夥磻?yīng)生成1molNH3(g)放熱46.11kJ,將下列化學(xué)方程式寫成熱化學(xué)方程式。

第12頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式課堂練習(xí)1、1molN2(g)與適量O2(g)反應(yīng)生成NO

(g)，需吸收68kJ的熱量；2、2molCu(s)與適量O2(g)反應(yīng)生成CuO(s)，放出314kJ熱量；第13頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天簡(jiǎn)易量熱計(jì)示意圖計(jì)算反應(yīng)熱需測(cè)定哪些數(shù)據(jù)？在實(shí)驗(yàn)中怎樣準(zhǔn)確測(cè)定這些數(shù)據(jù)？3.反應(yīng)熱的測(cè)定第14頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天自制簡(jiǎn)易量熱計(jì)如何求算一個(gè)體系放出或吸收的熱量呢？Q=-C(T2-T1)＝-C0m(T2-T1)C—熱容，當(dāng)物質(zhì)吸收熱量溫度升高時(shí)，溫度每升高1K所吸收的熱量，稱為該物質(zhì)的熱容；C0—比熱容，單位質(zhì)量物質(zhì)的熱容；T—熱力學(xué)溫度，也叫開(kāi)爾文溫度，單位為KT(K)=t(℃)+273.15.第15頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天

4，測(cè)定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱利用簡(jiǎn)易量熱計(jì)測(cè)定室溫下中和反應(yīng)的反應(yīng)熱。1、向量熱計(jì)內(nèi)筒中加入1.0mol/L的鹽酸100mL，蓋上杯蓋，插入溫度計(jì)，勻速攪拌后記錄初始溫度T12、向250mL的燒杯中加入1.0mol/L的NaOH溶液100mL，調(diào)節(jié)其溫度，使之與量熱計(jì)中鹽酸的溫度相同。3、快速將燒杯中的堿液倒入量熱計(jì)中，蓋好杯蓋，勻速攪拌，記錄體系達(dá)到的最高溫度T2。4、假設(shè)溶液的比熱等于水的比熱并忽略量熱計(jì)的熱容，根據(jù)溶液溫度升高的數(shù)值，計(jì)算此中和反應(yīng)的反應(yīng)熱。用同樣的方法分別測(cè)定KOH溶液與鹽酸反應(yīng)，NaOH溶液與硝酸反應(yīng)的反應(yīng)熱。

中和熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)第16頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天在測(cè)定過(guò)程中應(yīng)注意什么問(wèn)題(1)用保溫性能好的儀器測(cè)量。(2)混合好后，迅速蓋好裝置蓋子，減少熱量的損失。(3)所用藥品濃度的配制須準(zhǔn)確,用強(qiáng)酸和強(qiáng)堿溶液,而且要是稀溶液。(4)宜用有0.1分刻度的溫度計(jì)，讀數(shù)盡可能準(zhǔn)確，且估讀至小數(shù)點(diǎn)后二位。同時(shí)應(yīng)注意水銀球部位要完全浸沒(méi)在溶液中，而且要穩(wěn)定一段時(shí)間后再讀數(shù)，以提高所測(cè)的精度。(5)記錄最高溫度。第17頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天

測(cè)定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱第18頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天H+(aq)+OH－(aq)=H2O(l)；=-57.3kJ/molH

在稀溶液中，酸和堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1mol水時(shí)放出的熱。研究條件：稀溶液反應(yīng)物：酸與堿生成物及其物質(zhì)的量：1mol

放出的熱：57.3kJ/mol注：強(qiáng)酸與弱堿反應(yīng)，強(qiáng)堿與弱酸、弱酸和弱堿反應(yīng)生成1molH2O放出的熱小于57.3KJ/mol5，

中和熱：第19頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天【提問(wèn)】我們測(cè)得中和熱數(shù)值如果不等于57.3kJ，你們認(rèn)為造成誤差的原因可能有哪些？

（1）量取溶液的體積有誤差（2）藥品的選用不當(dāng)引起的誤差（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有液體灑在外面（4）混合酸、堿溶液時(shí)，動(dòng)作緩慢（5）隔熱操作不到位，致使實(shí)驗(yàn)過(guò)程中熱量損失而導(dǎo)致誤差（6）測(cè)了酸后的溫度計(jì)未用水清洗而便立即去測(cè)堿的溫度，致使熱量損失而引起誤差。

……第20頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天［練習(xí)］50mL0.50mol/L鹽酸與50mL0.55mol/LNaOH溶液在圖示的裝置中進(jìn)行中和反應(yīng)。通過(guò)測(cè)定反應(yīng)過(guò)程中所放出的熱量可計(jì)算中和熱?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）從實(shí)驗(yàn)裝置上看，圖中尚缺少的一種玻璃用品是

。（2）燒杯間填滿碎紙條的作用是

。（3）大燒杯上如不蓋硬紙板，求得的中和熱數(shù)值

（填“偏大”“偏小”“無(wú)影響”）。（4）實(shí)驗(yàn)中改用60mL0.50mol/L鹽酸跟50mL0.55mol/LNaOH溶液進(jìn)行反應(yīng)，與上述實(shí)驗(yàn)相比，所放出的熱量

（填“相等”“不相等”），所求中和熱

（填“相等”“不相等”），簡(jiǎn)述理由：（5）用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，測(cè)得的中和熱的數(shù)值會(huì)

；用50mL0.50mol/LNaOH溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，測(cè)得的中和熱的數(shù)值會(huì)

。（均填“偏大”“偏小”“無(wú)影響”）第21頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天2024/4/246、燃燒熱1）.燃燒熱的的概念:在101kPa時(shí),1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時(shí)所放出的熱量。注：Ⅰ、在101kPa時(shí)，完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物如:C→C02，H→H20(l)，S→S02等Ⅱ、燃燒熱通常由實(shí)驗(yàn)測(cè)得Ⅲ、可燃物以1mol為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量Ⅳ、其他化學(xué)計(jì)量數(shù)常用分?jǐn)?shù)表示Ⅴ、用文字表述燃燒熱（中和熱）時(shí)，不帶負(fù)號(hào)；若用△H表示，則必須帶負(fù)號(hào)。第22頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天2024/4/242）.表示的意義：如:CH4的燃燒熱為890.3KJ/mol.含義:在101KPa時(shí),1molCH4完全燃燒時(shí),放出890.3KJ的熱量.3.表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式的書寫：應(yīng)以1mol物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)配平其余物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)(常出現(xiàn)分?jǐn)?shù))

4.一定量可燃物完全燃燒時(shí)放出的熱量Q放=n(可燃物)

×△HCH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H=－890.31KJ/mol第23頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天2024/4/245、注意：①燃燒的條件是在101kPa（一般省略）；②可燃物以1mol純物質(zhì)作為標(biāo)準(zhǔn)，因此書寫熱化學(xué)方程式時(shí)，其它物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)可用分?jǐn)?shù)表示；③物質(zhì)燃燒都是放熱反應(yīng)，所以表達(dá)物質(zhì)燃燒時(shí)的△H均為負(fù)值；④生成的產(chǎn)物是穩(wěn)定的氧化物，C的燃燒熱是指生成CO2，而不是CO；H2的燃燒熱是指生成H2O(l)，而不是H2O(g)；H2S的燃燒熱是指生成SO2。如：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H=－285.8kJ/mol⑤燃燒的熱化學(xué)方程式和燃燒熱的熱化學(xué)方程式、中和反應(yīng)的熱化學(xué)方程式和中和熱的熱化學(xué)方程式第24頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天【思考】燃燒放出的熱量與燃燒熱有什么不同？第25頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天2024/4/24燃燒熱與中和熱的區(qū)別與聯(lián)系ΔH<0,單位kJ/mol放熱反應(yīng)1mol純物質(zhì)1mol水1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時(shí)放出的熱量;不同的物質(zhì)燃燒熱不同酸堿中和生成1molH2O時(shí)放出的熱量,強(qiáng)酸強(qiáng)堿間的中和反應(yīng)中和熱大致相同,均約為57.3kJ/mol第26頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天2024/4/243）、有關(guān)燃燒熱的計(jì)算

例1：10g硫磺在氧氣中完全燃燒生成氣態(tài)SO2，放出的熱量能使500gH2O溫度由18℃升至62.4℃，則硫磺的燃燒熱為

，熱化學(xué)方程式為

（已知每克水溫度每升高1℃所需熱量為4.18J）第27頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天2024/4/242H2(g)+O2g)=2H2O(l)ΔH=-571.6kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)ΔH=-241.8kJ/mol求氫氣的燃燒熱。1、已知：2、石墨與金剛石的燃燒熱是否相同（參照P7），為什么？請(qǐng)分別寫出石墨和金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式。答:ΔH=-285.8kJ/mol不相同,因?yàn)槭c金剛石的晶體結(jié)構(gòu)不同,共具有的能量也不相同C(石墨s）+O2（g）=CO2（g)ΔH=-393.5kJ/molC(金剛石s）+O2（g）=CO2（g)ΔH=-395.0kJ/mol說(shuō)明金剛石具有的總能量高，不穩(wěn)定第28頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天2024/4/243、下列各組物質(zhì)的燃燒熱相等的是：（）A.碳和一氧化碳B.1moL碳和2moL碳C.1moL乙炔和2moL碳D.淀粉和纖維素BH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)=-285.8kJ/molHH2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)=-241.8kJ/molH2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)=-483.6kJ/molH2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)=-571.6kJ/molH4.已知熱化學(xué)方程式：則氫氣的燃燒熱為：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿285.8kJ/mol第29頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天2024/4/24練習(xí)：分析以下幾個(gè)熱化學(xué)方程式，哪個(gè)是表示固態(tài)碳和氣態(tài)氫氣燃燒時(shí)的燃燒熱？判斷依據(jù)是什么？A.C（s）＋O2（g）=CO(g)ΔH=－110.5kJ/molB.C（s）＋O2（g）=CO2(g)ΔH=－393.5kJ/molC.2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH=－571.6kJ/molD.H2(g)＋1／2O2(g)=H2O(l)ΔH=－285.8kJ/molE.H2(g)＋1／2O2(g)=H2O(g)ΔH=－241.8kJ/mol第30頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天2024/4/24能源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，它的開(kāi)發(fā)和利用情況，可以用來(lái)衡量一個(gè)國(guó)家或地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平1、能源就是能提供

自然資源，包括：

2、我國(guó)目前使用的主要能源是

，是不能

。3.解決能源的辦法是

，即開(kāi)發(fā)

和節(jié)約

，提高能源的

。4.現(xiàn)在探索開(kāi)發(fā)的新能源有

等，新能源的主要優(yōu)勢(shì)是

?；剂?煤、石油、天然氣)、陽(yáng)光、生物能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ?潮汐)能利用率

太陽(yáng)能、氫能、地?zé)崮?、海洋（潮汐）能、生物?/p>

三、能源第31頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天2024/4/24討論下列問(wèn)題：

1、能源、一級(jí)能源、二級(jí)能源例:下列屬于一級(jí)能源的是：屬于二級(jí)能源的是：A風(fēng)能B電能C氫能D陽(yáng)光E天然氣ADEBC能源：能提供能量的資源一級(jí)能源：來(lái)自自然界未經(jīng)轉(zhuǎn)化的能源。二級(jí)能源：一級(jí)能源經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化得到的能源形式。第32頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天2024/4/24選擇