高中化学选修4课件:第一章 化学反应与能量(7份)

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名称 高中化学选修4课件:第一章 化学反应与能量(7份)
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科目 化学
更新时间 2014-03-01 13:01:06

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课件21张PPT。“给我一个支点和一根足够长的杠杆,我可以撬动地球!”
推动人类社会进步的这个支点和杠杆是什么呢?思考第一章 化学反应与能量化学反应与能量的变化回忆 氢原子和氢原子分开时,
化学键怎么变?
能量怎么变化?多了?少了?
从哪来?到哪去?
化学键的变化与能量的变化有什么关系?
外力做功时能量如何变化回忆 氢原子和氢原子靠近时,
化学键怎么变?
能量怎么变化?多了?少了?
从哪来?到哪去?
化学键的变化与能量的变化有什么关系?物质的变化常伴随着能量变化结 论总结化学反应中存在能量变化的主要原因是:_______________________
________________________断开化学键需要吸收能量,形成
化学键释放能量(微观)。从化学键角度(微观):从物质总能量角度(宏观):Q1>Q2,Q1E2,E1你能否计算出H2+Cl2=2HCl是吸热还是放热反应?吸收或者放出的热量是多少? 观察下列示意图:P2图1-1你发现了吗?一、反应热 焓变 化学反应过程中所释放或吸收的能量,
都可以用热量(或转换成相应的热量)来表
述,叫做反应热,又称为“焓变”。符号: ΔH ,单位:kJ/mol 或 kJ?mol-1思考ΔH的正负值是如何规定的?参照体系是什么?
体系的能量如何变化?升高还是降低?
环境的能量如何变化?升高还是降低?
规定放热反应的ΔH 为“-”,是站在谁的角度?体系还是环境?放热反应中环境+-反应体系的能量降低反应体系的能量升高ΔH <0ΔH >0 石墨能否自动转化为金刚石?
采取什么措施有可能将石墨转化为金刚石?反应热数据的用途 判断反应发生的难易 计算燃料的用量反应热可以由实验测得,也可以用其他办法得到。预测若干化学键的键能( kJ/mol,25 ℃ )H2 + F2 = 2HF H2 + Cl2 = 2HCl
预测当生成2 mol HF和2 mol HCl时,哪个
反应放出的热量多?
说说你的理由? 如何验证你的预测?回 顾化学反应过程中同时存在着物质和能量的变化。能量的释放或吸收以发生变化的物质为基础,二者密不可分,但以物质为主。能量的多少则以反应物和产物的质量为基础,同时遵循 定律和 定律。(P17)
化学反应过程中所释放或吸收的能量叫做___,它等于反应前后体系的___,用___表示,单位为___。
放热反应, ΔH ____;吸热反应, ΔH ____。
ΔH表示参加反应的各物质的物质的量与化学方程式中的___________相同。二、热化学方程式二、热化学方程式1.定义:可表示参加反应物质的量和反应热的关系的方程式,叫做热化学方程式。
2.写法:
1)要注明反应的温度、压强(298K,101kPa时不写;
2)要注明反应物和生成物的聚集状态,常用s、l、g表示固体、液体、气体。
3) ΔH的值必须与方程式的化学计量数对应。计量数加倍时, ΔH也要加倍。当反应逆向进行时, 其ΔH与正反应的数值相等,符号相反。二、热化学方程式4)方程式中的化学计量数以“mol”为单位,不表示分子数,因此可以是整数,也可以是小数或分数。
5)在方程式后写下ΔH的数值和单位,方程式与ΔH用空格隔开。
6)热化学方程式一般不写反应条件;不标明生成沉淀或气体符号。
7)可逆反应的ΔH是按照完全反应时测得的数据。3、ΔH的大小比较1)方程式计量数相同,反应物或生成物的聚集状态不同
放热反应:
生成固体放出的热量___生成液体放出的热量____生成气体放出的热量
吸热反应:
生成固体吸收的热量___生成液体吸收的热量___生成气体吸收的热量2)反应物或生成物的状态相同,计量数不同
若一反应的化学计量数是另一反应化学计量数的n倍,则其反应热是另一反应的反应热的n倍。
3)可逆反应中的ΔH是指完全反应时的反应热。因此要考虑反应进行的程度,当反应进行的程度越大,则ΔH越大。 1、 1mol C与1mol 水蒸气反应生成1mol CO 和1mol H2,需要吸收 131.5 kJ的热量。写出此反应的热化学方程式。随堂练习C随堂练习3、已知
(1)H2( g )+1/2O2 ( g ) = H2O ( g ) ΔH1 = a kJ/mol
(2)2H2( g )+O2 ( g ) =2H2O ( g ) ΔH2 = b kJ/mol
(3) H2( g )+1/2O2 ( g ) = H2O ( l ) ΔH3 = c kJ/mol
(4) 2H2( g )+O2 ( g ) =2H2O ( l ) ΔH4 = d kJ/mol
则a、b、c、d的关系正确的是 。
A、ad>0 C、2a=b< 0 D、2c=d>0
C课后作业课件20张PPT。1、化学反应与能量变化[阅读提纲]
1.什么是反应热(焓变)?
什么是放热反应和吸热反应?
2.什么是热化学方程式?在热化学
方程式中如何表示放热和吸热?
3.为什么在热化学方程式中必须标
明物质的集聚状态?
4.热化学方程式中的系数表示什么
?能否用分数表示?一.反应热(焓变)
反应过程中所放出或吸收的
能量都属于反应热(焓变ΔH)。1.放热反应: 放出热量的化学
反应。(放热>吸热)ΔH<02.吸热反应: 吸收热量的化学反应。(吸热>放热) ΔH>0化学反应中为什么会伴随能量变化?(微观解释)旧键的断裂:吸收能量
新键的形成:放出能量
总能量的变化取决于上述两个过程能量变化的相对大小。
吸热:前者>后者
放热:前者<后者小结:
(1)化学反应的本质:
原子的分离与结合的
过程
(2)反应物分子中原子解离
-------吸热。
生成物新分子的形成---
-------放热。二.热化学方程式
定义:
例如:
2H2(气)+O2(气)=2H2O(气)-483.6KJ
2mol 1mol 2mol
2H2(气)+O2(气)=2H2O(液)-571 6KJ
2mol 1mol 2molP3~4例1、例2
思考与交流2.书写要点:
C(固)+H2O(气)=CO(气)+H2(气)①标集聚状态(固、液、气)
②右端标热量数值和符号:
吸热用“+”,放热用:“-”。
③系数单位是“摩”,而不是“个”;
也不能表示物质的量之比。
+131.3KJ④系数可用分数,但热量值要
相应变化。如:
2H2(气)+O2(气)=2H2O(液)-
571.6KJ
H2(气)+ O2(气)=H2O(液)-1
2⑤不注明条件,即指:
(250C 1.01×105Pa)
285.8KJ[例1] 1克甲烷在空气中燃烧,
恢复常温下测得放出热量55.625
KJ,试写出热化学方程式。CH4(气)+2O2(气)=CO2(气)
+2H2O(液)-890KJ[讨论] 1.为什么集聚状态不同,
热量值不同?答:液态水变成水蒸气要吸收
热量2.若反应物状态不同,而生成
物状态相同,那么热量值相
同吗?答:不同[练习1]
同温、同压下,比较Q1与Q2的
大小:
S(气)+O2(气)==SO2(气)+Q1
S(固)+O2(气)==SO2(气)+Q2Q1Q2[练习2] 已知:
C(固)+O2(气)==CO2(气)-393.5KJ
要获得1000千焦热量,需燃烧多
少克碳?30.5克[练习3] 已知:
S(固)+O2(气)=SO2(气)-290.6KJ
求1.6克硫燃烧成为SO2气体放
出多少热量?14.53KJ[小结1]
1.反应热
2.热化学方程式
(1)意义
(2)书写要规范 mVCN÷M×M×NA÷NA×22.4÷22.4×V液÷V液(标况)nQ[小结2][自我检测]
3mol CH4燃烧时,生成液态水和CO2 同时
放出2670.9KJ的热。请写出热化学方程式。
2. 常温下14克CO在足量氧气中充分燃烧,放
出141.3KJ热量,写出该热化学方程式。[自我检测]
3. 1836年,俄国化学家盖斯指出:化学反应
的热效应仅与反应物的最初状态和生成物
的最终状态有关,而与中间步骤无关。按
此规律,结合下列热化学方程式:
C(固、金刚石)+O2(气)==CO2(气)-395.41KJ
C(固、石墨)+O2(气)==CO2(气)-393.51KJ
回答有关问题:
(1)石墨转化为金刚石的热化学方程式是:
(2)石墨和金刚石相比较,————的稳定性
更大。自我检测题答案:
1. CH4(气)+2O2(气)=CO2(气)+
2H2O(液)-890.3KJ
2. 2CO(气)+ O2(气)=2CO2(气)
-565.2KJ
3.(1) C(固、石墨)==
C(固、金刚石)+1.90KJ
(2)石墨谢谢!再见!课件24张PPT。新课标人教版化学选修4 第一章 化学反应与能量第一节化学反应与能量的变化 这是一幅幅多么撩人的自然美景,然而,如今的地球正在遭受着前所未有的灾难:大气污染加剧、水污染严重,固体废弃物与日俱增、臭氧空洞、酸雨、赤潮、温室效应、水土流失、土地沙漠化等。归根结底,都和化学反应有着密切的关系,我们这一章研究的主要是物质的能量变化,这种能量变化常以热能、电能、光能等形式表现出来。让我们共同学习、研究化学反应与能量,做好保护地球,保护环境的工作。。反应物的总能量高生成物的总能量低生成物的总能量高反应物的总能量低放热反应吸热反应反应物的总能量=生成物的总能量+放出的热量生成物的总能量=反应物的总能量+吸收的热量 化学反应的过程,可以看成是能量的“贮存”或“释放”的过程回忆 氢原子和氢原子分开时,
化学键怎么变?
能量怎么变化?多了?少了?
从哪来?到哪去?
化学键的变化与能量的变化有什么关系?
外力做功时能量如何变化回忆 氢原子和氢原子靠近时,
化学键怎么变?
能量怎么变化?多了?少了?
从哪来?到哪去?
化学键的变化与能量的变化有什么关系?思考 液态水变成气态水时,能量是如何变化的?能否从微观角度解释能量变化的原因?物质的变化常伴随着能量变化结 论 你从图中发现了什么?
1、……
2、……
3、……观察下列示意图:你发现了吗?反应热 焓变 化学反应过程中所释放或吸收的能量,
都可以热量(或转换成相应的热量)来表
述,叫做反应热,又称为“焓变”。符号: ΔH ,单位:kJ/mol 或 kJ?mol-1综上所述∶当△H为“一”或△H<O时,为放热反应;
当△H为“+”或△H>O时,为吸热反应。
请同学们分析p3的能量变化图。
二、热化学方程式
能够表示化学反应热效应的化学方程式应怎样书写?下面我们来讨论和研究∶
例1∶在2000C、101KPa时,1molH2与碘蒸气作用生成HI的反应,科学文献上表示为∶ H2(g)+I2(g)====2HI(g)
△H=一14.KJ/mol
当在2000C101KPa时
例2∶在250C、101KPa时,有两个由氢气和氧气化合成1mol水的交反应,一个生成气态水,一个生成液态水,其化学方程式可表示∶H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) △H=一241.8KJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H=一285.8KJ/mol
请同学们分析为什么二者的产物同样是水,而释出的能量却不同?
热化学方程式∶能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。
思考1、在同温、同压下,比较下列反应放出热量Q1、Q2的大小A:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)+Q1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)+Q2数量的分析:反应物的状态,数量和生成物的数量都相同,但由于气态水转化为液态要放出一定热量∴Q2>Q1B: S(g)+O2(g)=SO2(g)+Q1
S(S)+O2(g)=SO2(g)+Q2思考2、在同温、同压下,比较下列反应放出热量Q1、Q2的大小两式数量相同,S由固态吸收热量转化为气态,在氧化燃烧生成SO2。其放出热量的总和小于由气态S直接燃烧所放出的热量,Q1 C(S)+O2(g)=CO2(g)+Q2
思考3、在同温、同压下,比较下列反应放出热量Q1、Q2的大小固态C氧化为CO,释放出热量Q1,CO是气体燃料,和O2反应生成CO2,又释放热量Q3,两次释放热量的总和Q1+Q3,等于固态C氧化为气态CO2释放的热量Q2,∴Q2>Q1D: H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)+Q1
1/2H2(g)+1/2Cl2(g)= HCl(g)+Q2
状态相同,但数量后式仅是前式的一半,释放的热量也应是前式的一半,Q2<Q1思考与交流热化学方程式与普通化学方程式有什么这区别?正确书写其应当注意哪几点?小结∶热化学方程式不单表示了反 应物和生成物的关系,而且表示了反应的热效应。书写热化学方程式应注意∶
1、需注明反应的温度和压强。如在多少度,多少千帕;如在常温(250c)、常压(101kpa)下,可不注明温度和压强的条件;
2、应注明反应物和生成物的状态;固体一s,液体一l,气体一g;
3、热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数。化学计量数可以是整数,也可以是分数。对于相同的反应,当计量数不同时,其△H不同。
4、在方程式右端要注明△H为多少“+”或“一”kJ/mol。(练习与巩固)依据事实,写出下列反应的热化学方程式∶(1)1mol碳完全燃烧放出393.5KJ的热量;
(2)1克甲醇燃烧生成二氧化碳和水(液态)时放热22.68KJ;
(3)1mol氯气和水蒸气通过灼热的炭层反应,生成氯化氢和二氧化碳放出145KJ的热量。 1、 1mol C与1mol 水蒸气反应生成1mol CO 和1mol H2,需要吸收 131.5 kJ的热量。写出此反应的热化学方程式。随堂练习C随堂练习3、已知
(1)H2( g )+1/2O2 ( g ) = H2O ( g ) ΔH1 = a kJ/mol
(2)2H2( g )+O2 ( g ) =2H2O ( g ) ΔH2 = b kJ/mol
(3) H2( g )+1/2O2 ( g ) = H2O ( l ) ΔH3 = c kJ/mol
(4) 2H2( g )+O2 ( g ) =2H2O ( l ) ΔH4 = d kJ/mol
则a、b、c、d的关系正确的是 。
A、ad>0 C、2a=b< 0 D、2c=d>0
C作业布置∶第一次作业∶p5Ex3(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、 Ex4(1)、(2)、
谢谢!课件27张PPT。第三节
化学反应热的计算教学目标:
掌握盖斯定律并能进行化学反应热的简单计算思考:为什么在热化学反应方程式中通常可不表明反应条件?强调:正逆反应的反应热效应数值相等,符号相反。“+”不能省去。知识回顾已知石墨的燃烧热:△H=-393.5kJ/mol
1)写出石墨的完全燃烧的热化学方程式
2)二氧化碳转化为石墨和氧气的热化学方程式应用:热化学方程式还可以表示理论可进行实际难进行的化学反应[思考] 298K,101kPa时,合成氨反应的热化学方程式:
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g);△H = -92.38kJ/mol
在该温度下,取1 mol N2(g)和3 mol H2(g)放在一密闭容器中,在催化剂存在进行反应,测得反应放出的热量总是少于92.38kJ,其原因是什么? 该反应是可逆反应,在密闭容器中进行该反应将达到平衡状态, 1 mol N2(g)和3 mol H2(g)不能完全反应生成2 mol NH3(g),因而放出的热量总小于92.38kJ如何测定如下反应: C(s)+1/2O2(g)=CO(g) 的反应热△H1①能直接测定吗?如何测?
②若不能直接测,怎么办?[思考]计算一.盖斯定律:1.盖斯定律的内容:不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热相同。换句话说,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。2.盖斯定律直观化△H=△H1+△H2 CO(g)C(s)CO2(g)实例1C(s)+1/2O2(g) = CO(g) △H1=?CO(g)+1/2O2(g) = CO2(g) △H2=-283.0 kJ/molC(s)+O2(g) = CO2(g) △H3=-393.5 kJ/mol+)△H1 + △H2 = △H3 ∴△H1 = △H3 - △H2
= -393.5 kJ/mol -(-283.0 kJ/mol)
= -110.5 kJ/mol如何测定如下反应: C(s)+1/2O2(g)=CO(g) 的反应热△H1①能直接测定吗?如何测?
②若不能直接测,怎么办?[思考]计算C(s)+1/2O2(g)=CO(g); △H1 =-110.5 kJ/mol下列数据表示H2的燃烧热吗?Why? H2(g)+1/2O2(g) = H2O (g)
△H1=-241.8kJ/mol H2(g)+1/2O2(g) = H2O (l)
△H=△H1+ △H2=-285.8kJ/mol实例2 有些化学反应进行很慢或不易直接发生,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反应热数据。2.盖斯定律的应用关键:目标方程式的“四则运算式”的导出方法:
1.写出目标方程式确定“过渡物质” (要消去的物质)
2. 然后用消元法逐一消去“过渡物质”,导出“四则运算式”。盖斯简介【例1】已知① CO(g) + 1/2 O2(g) = CO2(g) ;
ΔH1= -283.0 kJ/mol
② H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l) ;
ΔH2= -285.8 kJ/mol
③C2H5OH(l) + 3 O2(g) = 2 CO2(g) + 3H2O(l);
ΔH3=-1370 kJ/mol 试计算:
④2CO(g)+ 4 H2(g) = H2O(l)+ C2H5OH (l)
的ΔH【解】:①×2 + ②×4 - ③ = ④ ΔH=ΔH1×2 +ΔH2×4 -ΔH3 ?=-283.2×2 -285.8×4 +1370 =-339.2 kJ/mol例2:写出石墨变成金刚石的热化学方程式 (25℃,101kPa时)
说明: (1)可以在书中查找需要的数据
(2)并告诉大家你设计的理由。用一用盖斯定律石墨能直接变成金刚石吗?查燃烧热表知:
①C(石墨,s)+O2(g)= CO2(g) △H1=-393.5kJ/mol
②C(金刚石,s)+O2(g)= CO2(g) △H2=-395.0kJ/mol 解:①- ②得:
C(石墨,s)= C(金刚石,s) ; △H=+1.5kJ/mol 观察该热化学方程式,回答:金刚石能自动变成石墨吗?需要什么条件? 若金刚石、石墨共1mol混合在氧气中燃烧,产热QKJ,则两者的物质的量之比为:你知道神六的火箭燃料是什么吗?例3:某次发射火箭,用N2H4(肼)在NO2中燃烧,生成N2、液态H2O。已知:
N2(g)+2O2(g) = 2NO2(g) ; △H1=+67.2kJ/mol
N2H4(g)+O2(g) = N2(g)+2H2O(l); △H2=-534kJ/mol
假如都在相同状态下,请写出发射火箭
反应的热化学方程式。2 N2H4(g)+ 2NO2(g) = 3N2(g)+4H2O(l) ;
△H=-1135.2kJ/mol 例4:已知:
CH4 (g) + 2O2(g)= CO2 (g) + 2H2 O (l);
△ H= -Q1 KJ/mol
2H2(g)+O2(g) = 2H2 O (g);
△ H= -Q2 KJ/mol
2H2(g)+O2(g) = 2H2 O (l);
△ H=- Q3 KJ/mol
常温下,取体积比4:1的甲烷和氢气的混合气体11.2L(标况),经完全燃烧恢复常温,放出的热为:0.4Q1+0.05Q3 1. 已知25℃、101kPa下,石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为:

据此判断,下列说法正确的是( )
A. 由石墨制备金刚石是吸热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的低
B. 由石墨制备金刚石是吸热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的高;
C. 由石墨制备金刚石是放热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的低
D. 由石墨制备金刚石是放热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的高A①C(石墨,s)+O2(g)= CO2(g) △H1=-393.5kJ/mol
②C(金刚石,s)+O2(g)= CO2(g) △H2=-395.0kJ/mol练 2. 在100 g 碳不完全燃烧所得气体中,CO占1/3体积,CO2占2/3体积,且
C(s) +1/2O2(g) = CO(g); = -110.35 kJ/mol
CO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g); = -282.57 kJ/mol
与这些碳完全燃烧相比,损失的热量是( )
392.92 kJ B. 2489.44 kJ
C. 784.92 kJ D. 3274.3 kJC练二.反应热的计算: 利用反应热的概念、盖斯定律、热化学方程式进行有关反应热的计算:题型一:有关热化学反应方程式的的含义及书写题型二:燃烧热、中和热的判断、求算及测量具体内容:
1. 已知一定量的物质参加反应放出的热量,写出其热化学反应方程式。
2、有关反应热的计算:
(1)盖斯定律及其应用
(2) 根据一定量的物质参加反应放出的热量(或根据已知的热化学方程式),进行有关反应热的计算或比较大小。
(3)利用键能计算反应热课本P12 例1:【解】钠与氯气起反应的化学方程式如下Na(s) + 1/2Cl2(g) = NaCl (s)23g/mol △H 1.0g -17.87kJ△H=23g/mol×(-17.87kJ)÷ 1.0g
=-411kJ/mol答:略注意热化学方程式正确书写,特别注意有关单位的正确书写。课本P12 例2:【解】C2H6O(l) + 3O2(g)== 2CO2(g) +3H2O (l) 46g/mol -1366.8kJ/mol
1000g XX=(-1366.8kJ/mol × 1000g)/ 46g/mol
=-29710kJ答:1kg乙醇燃烧后放出29710kJ热量设1kg乙醇燃烧后放出的热量为X已知:
欲得到相同的热量,需分别燃烧固体碳和氢气的质量比约为( )
A. 2:3.25 B. 12:3.25
C. 1:1 D. 393.5:241.8B变式练习1 变式练习2 氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷的热化学方程式分别为:
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l);△H=-285.8kJ/mol
CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g);△H=-283.0kJ/mol
C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l);
△H=-5518kJ/mol
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);
△H=-890.3kJ/mol
相同质量的氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃烧时放出热量最少的是( )
A. H2(g) B. CO(g) C. C8H18(l) D. CH4(g)B1.已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)
△H=-571.6kJ/mol
CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)
△H=-283.0kJ/mol
某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74kJ热量,同时生成3.6g液态水,求原混合气体中H2和CO的物质的量之比课堂练习:列方程求解 若取金刚石和石墨的混合晶体共1mol在O2中完全燃烧,产生的热量为Q kJ,则金刚石和石墨的物质的量之比为: 。2.已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式为:
① C(金刚石、s)+O2(g) = CO2(g)
△H1=-395.41kJ/mol
② C(石墨、s)+O2(g) = CO2(g)
△H2=-393.51kJ/mol课堂练习:课堂练习:3.已知胆矾溶于水时溶液温度降低,
胆矾分解的热化学方程式为:
CuSO4?5H2O(s) = CuSO4(s)+5H2O(l)
△H=+Q1kJ/mol
室温下,若将1mol无水硫酸铜溶解为溶液
时放热Q2kJ,则( )
A.Q1>Q2 B.Q1=Q2
C.Q1A
设计合理的反应过程,注意反应热的正、负号!
盖斯定律的灵活应用 G.H.Germain?Henri?Hess?(1802~1850)俄国化学家。1802年8月7日生于瑞士日内瓦,1850年12月12日卒于俄国圣彼得堡(现为列宁格勒)。3岁随父侨居俄国,并在俄国受教育。1825年于多尔帕特大学获医学专业证书,同时受到了化学和地质学的基础教育。1826~1827年,在斯德哥尔摩J.J.贝采利乌斯的实验室工作并从其学习化学。回俄国后在乌拉尔作地质勘探工作,后在伊尔库茨克做医生并研究矿物。1830年当选为圣彼得堡科学院院士,专门研究化学,任圣彼得堡工艺学院理论化学教授并在中央师范学院和矿业学院讲授化学。1838年成为俄国科学院院士。盖斯简介????盖斯早期研究了巴库附近的矿物和天然气;发现了蔗糖氧化生成糖二酸。他研究了炼铁中的热现象,作了大量的量热工作。1836年发现,在任何一个化学反应过程中,不论该反应过程是一步完成还是分成几步完成,反应所放出的总热量相同,并于1840年以热的加和性守恒定律公诸于世,后被称为盖斯定律。此定律为能量守恒定律的先驱。当一个反应不能直接发生时,应用此定律可间接求得反应热。因此,盖斯也是热化学的先驱者。著有《纯粹化学基础》(1834),曾用作俄国教科书达40年。盖斯简介 盖斯定律是在热力学第一定律之前发现的,实际上是热力学第一定律在化学反应的具体体现,是状态函数的性质。盖斯定律奠定了热化学计算的基础,使化学方程式像普通代数方程那样进行运算,从而可以根据已经准确测定的热力学数据计算难以测定的反应热。盖斯简介课件12张PPT。新课标人教版化学选修4 第一章 化学反应与能量第三节化学反应热的计算 H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g) △H1=-241.8kJ/mol
那么,H2的燃烧热△H究竟是多少?如何计算?
已知: H2O(g)==H2O(l) △H2=-44kJ/mol
H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l) △H=△H1+△H2=-285.8kJ/mol
下列数据△H1表示燃烧热吗?why判断 小组讨论汇报任务如何测出这个反应的反应热:
(1)C(s)+1/2O2(g)==CO(g) ΔH1=?
①C(s)+1/2O2(g)==CO(g) ΔH1=?
②CO(g)+1/2O2(g)== CO2(g) ΔH2=-283.0kJ/mol
③C(s)+O2(g)==CO2(g) ΔH3=-393.5kJ/mol
① + ② = ③ ,
则 ΔH1 + ΔH2 =ΔH3
所以, ΔH1 =ΔH3- ΔH2 =-393.5kJ/mol+ 283.0kJ/mol=-110.5kJ/mol应用了什么规律?盖斯定律?盖斯? 不管化学反应是分一步完成或分几步完成,其反应热是相同的。
化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。如何理解盖斯定律? ΔH、ΔH1、ΔH2
之间有何关系?ΔH=ΔH1+ΔH2BΔH能举出生活中或化学反应中的实例吗?例1:写出石墨变成金刚石的热化学方程式 (25℃,101kPa时)
说明: (1)可以在书中查找需要的数据
(2)并告诉大家你设计的理由。用一用盖斯定律石墨能直接变成金刚石吗?先思考,之后小组讨论汇报查燃烧热表知:
①C(石墨,s)+O2(g)==CO2(g) △H1=-393.5kJ/mol
②C(金刚石,s)+O2(g)==CO2(g) △H2=-395.0kJ/mol
所以, ①- ②得:
C(石墨,s)= C(金刚石,s) △H=+1.5kJ/mol 观察该热化学方程式,回答:金刚石能自动变成石墨吗?需要什么条件?你知道神六的火箭燃料是什么吗?例2:某次发射火箭,用N2H4(肼)在NO2中燃烧,生成N2、液态H2O。已知:
N2(g)+2O2(g)==2NO2(g) △H1=+67.2kJ/mol
N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l) △H2=-534kJ/mol
假如都在相同状态下,请写出发射火箭反应的热化学方程式。
2 N2H4(g)+ 2NO2(g)== 3N2(g)+4H2O(l) △H=-1135.2kJ/mol 思考:如何选择火箭燃料? 对照书中燃烧热的表格1、怎么比较各种燃料?
2、若只考虑能量,用什么最好?
3、只考虑能量行吗?为什么?比冲性能、自燃特性、无毒、可贮存盖斯定律 1、请用自己的话描述一下盖斯定律。
2、盖斯定律有哪些用途?总结归纳谢谢!课件12张PPT。2019/1/6燃烧热 能源2019/1/6 在一定条件下,氢气和丙烷燃烧的化学方程式为:
2H2( g ) + O2 ( g) = 2H2O ( l ) ΔH=-571.6 kJ/mol
C3H8( g ) +5O2 ( g ) = 3CO2(g) +4H2O ( l ) ΔH=- 2220 kJ/mol
5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ,则
氢气和甲烷的体积比为 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1解 :设H2、C3H8的物质的量分别为x,y答:氢气和丙烷的体积比为 3:1 x + y = 5 (571.6/2)(x) + 2220y = 3847 V(H2):V(C3H8) =n(H2):n(C3H8) = 3.75:1.25 = 3:1温故知新 x = 3.75 moly = 1.25 mol2019/1/6燃烧热一、燃烧热的的概念:
25℃ 101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定化合物时所放出的热量。为什么指定温度和压强? 生成物不能继续燃烧 一般指:
C -- CO2 (g)
N– N2 (g)
S – SO2 (g)
H– H2O(l)单位: kJ/mol限定燃料的物质的量 注意:
2C8H18(l)+25O2(g)=16CO2+18H2O(l);△H=-11036KJ/mol思考:C8H18的燃烧热为多少? △H=-5518KJ/mol2019/1/62H2( g ) + O2 ( g) = 2H2O ( l ) ΔH=-571.6 kJ/mol
H2( g ) +1/2 O2 ( g) = H2O ( g ) ΔH=-241.8 kJ/mol
求氢气的燃烧热。1、已知:2、石墨与金刚石的燃烧热是否相同,为什么?
请分别写出石墨和金刚石燃烧的热化学方程式。答:ΔH=-285.8 kJ/mol 不相同,因为石墨与金刚石的晶体结构不同,共具有的能量也不相同
C(石墨s)+ O2(g)= CO2(g) ΔH= -393.5 kl/mol
C(金刚石s)+ O2(g)= CO2(g) ΔH= -395.0 kl/mol练 习2019/1/62.表示的意义: 如: CH4的燃烧热为890.3KJ/mol.
含义: 在101KPa时, 1molCH4完全燃烧时,放出890.3KJ的热量. 3.表示燃烧热的热化学方程式的书写: 应以1mol物质的标准来配平其余物质的化学计量数(常出现分数) 4.一定量可燃物完全燃烧时放出的热量Q放=n(可燃物)ⅹ△H燃烧热2019/1/6燃烧热与中和热的区别与联系2019/1/6选择燃料的标准是什么?
燃烧热、燃料的储量、开采运输储存的条件、价格、对生态环境的影响,等各方面综合考虑。
煤作为燃料的利弊?提高煤燃烧效率的措施有哪些?思考与交流2019/1/6能源问题阅读课文,讨论下列问题:
1、能源、一级能源、二级能源下列属于一级能源的是:
属于二级能源的是:
A 风能 B电能 C 氢能 D 阳光 E 天然气 A D EB C能 源:能提供能量的自然资源
一级能源:来自自然界未经转化的能源。
二级能源:一级能源经过转化得到的能源形式。2019/1/62、我国的能源状况如何?
(1)目前使用的主要
能源是何种能源?
(2)我国的能源储量。
(3)我国的人均能源拥有量。
(4)近年来我国能源的总消费量与人均消费量情况。
3、了解了我国的能源利用率,你有何感想?能源问题2019/1/61、查阅有关资料,评价下列能源的优缺点:科学探索----作业2、以甲醇和乙醇作为汽油的代用品的主要好处是什么?2019/1/6 3、上网查找资料,了解有关能源的知识和目前主要存在的问题带大家到<中国能源网>看看
再 见 课件20张PPT。新课标人教版化学选修4 第一章 化学反应与能量第二节 燃烧热 能源
练习.若2.6 g 乙炔(C2H2,气态)完全燃烧生成液态水和CO2(g)时放热130 kJ。则乙炔燃烧的热化学方程式为
C2H2(g)+5/2O2(g) 2CO2(g)+H2O(l)ΔH=-1300 kJ/mol2C2H2(g)+5O2(g)==4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2600 kJ/mol
一、燃烧热
什么是燃烧热?是不是物质燃烧放出的热量就叫燃烧热呢? 在25℃,101 kPa时,1 mol 物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。⑴.燃烧热通常可由实验测得。
⑵.在理解物质燃烧热的定义时,要注意以下几点:
①研究条件: 25℃ ,101 kPa
②反应程度:完全燃烧,产物是稳定的氧化 物。
③燃烧物的物质的量:1 mol
④研究内容:放出的热量。(ΔH<0,单位kJ/mol)
⑤在未有特别说明的情况下,外界压强一般指25℃ ,101 kPa.所谓完全燃烧也是完全氧化,它是指物质中的下列元素完全转变成对应的稳定物 如: C CO2(g)、H H2O(l)、S SO3 (g)
[练习1]分析以下几个热化学方程式,哪个是表示固态碳和气态氢气燃烧时的燃烧热的?为什么?
A.C(s)+O2(g)===CO(g);ΔH=110.5 kJ/mol
B.C(s)+O2(g)===CO2(g);ΔH=-393.5 kJ/mol
C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l);ΔH=-571.6 kJ/mol
D.H2(g)+O2(g)===H2O(g);ΔH=-241.8 kJ/mol解析: A项 C(s)燃烧未生成稳定氧化物CO2(g),故其反应热不能叫燃烧热;B项符合燃烧热的定义;C项H2虽然转变成了稳定的氧化物H2O(l),但由于其反应热表示的是2 mol H2 完全燃烧时的热量变化,故不能叫燃烧热;D项参加燃烧的H2虽然是1 mol,但其生成H2O(g),而不是H2O(l),故它的反应热也不为H2的燃烧热。 你能根据题中信息写出表示H2燃烧热的热化学方程式吗?H2(g)+ O2(g)== H2O(l);ΔH= -285.8 kJ/mol 由于计算燃烧热时,可燃物质是以1 mol 作为标准来计算的,所以热化学方程式的化学计量系数常出现分数。二、燃烧热的计算及应用
[例题]1.在101 kPa时,1 mol CH4 完全燃烧生成CO2和液态H2O,放出890.3 kJ的热量,CH4的燃烧热为多少?1000 L CH4(标准状况)燃烧后所产生的热量为多少?
解析:根据题意,在101 kPa时,1 mol CH4完全燃烧的热化学方程式为:
CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890.3 kJ/mol
即CH4的燃烧热为890.3 kJ/mol。
1 000 L CH4(标准状况)的物质的量为:n(CH4)= =44.6 mol
1 mol CH4 完全燃烧放出890.3 kJ的热量,44.6 mol CH4 完全燃烧放出的热量为: 44.6 mol×890.3 kJ/mol=3.97×104 kJ
答案:CH4的燃烧热为890.3 kJ/mol,1 000 L CH4(标准状况)完全燃烧产生的热量为3.97×104 kJ。2.葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一。葡萄糖燃烧的热化学方程式为:
C6H12O6(s)+6O2(g)===6CO2(g)+6H2O(l)ΔH=-2 800 kJ/mol 葡萄糖在人体组织中氧化的热化学方程式与它燃烧的热化学方程式相同。计算100 g葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量。解析: 根据题意,葡萄糖的燃烧热为2 800 kJ/mol,100 g葡萄糖的物质的量为: n(C6H12O6)==0.556 mol
1 mol C6H12O6完全燃烧放出2 800 kJ的热量,0.556 mol C6H12O6完全燃烧放出的热量为: 0.556 mol×2 800 kJ/mol=1 557 kJ
答案:100 g葡萄糖在人体中完全氧化时产生1 557 kJ的热量。三、能源 能源就是能提供能量的自然资源,包括化石燃料(煤、石油、天然气)、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。能源的开发和利用可以用来衡量一个国家或地区的经济发展和科学技术水平。 煤、石油、天然气是当今世界上重要的化石燃料。 但它们的蕴藏有限,且不可再生。解决的办法 :开源节流。即开发新能源,节约现有能源,提高能源的利用率。 节约能源的重要措施:
科学地控制燃烧反应,使燃料充分燃烧,提高能源的利用率。相关思考题∶[问题]1.燃料充分燃烧的条件是什么? 2.燃料燃烧时,若空气过量或不足,会造 成什么后果?3.为什么固体燃料要粉碎后使用?1.使燃料充分燃烧的措施:
(1)通入充足且适量的空气;
(2)固体燃料粉碎、液体燃料喷雾以增大燃料与空气的接触面。讨论:下面列出的是有关煤作燃料利弊问题的一些主要论点,请参考这些论点,并准备有关材料,简要论述你对该问题的看法。

①煤是我国储量最多的能源资源,应充分利用该资源为我国的社会主义建设服务。
据有人估计,我国的煤炭储量足够使用几百年。
②煤的形成需经过数亿年的时间,用一些就少一些,不可再生。
③ 煤是重要的化工原料,把煤作燃料简单烧掉太可惜,应该综合利用。④ 煤是发热量很高的固体燃料,我国煤炭资源相对比较集中,开采成本较低,用煤作燃料合算。
煤作为固体燃料,燃烧反应速率小,热利用效率低,且运输不方便。
⑤煤直接燃烧时产生SO2等有毒气体和烟尘,对环境造成严重污染。
⑥可以通过清洁煤技术,如煤的液化和气化,以及实行烟气净化脱硫等,大大减少燃煤对环境造成的污染,提高煤燃烧的热利用率。
⑦煤大量开采时,会造成地面塌陷。资源蕴藏方面:
煤是我国储量最多的能源资源,应充分利用,但由于煤为不可再生能源,故使用过程中应减少不必要的浪费,并提高其能量利用率,同时应加快开发新能源。
开采和运输方面:
我国煤炭资源相对比较集中,开采成本较低,这从我国的大、中、小型煤矿繁多即可说明,且一般的煤矿工人不需要多么高深的技术;但煤在大量开采时,又会造成地面塌陷;在运输方面,很不方便,需要装、卸、运等诸多环节,且开采出来的煤在贮存时便有部分变质,造成资源浪费,同时造成环境污染,这从煤矿周围的空气质量普遍不佳(尤其是粉尘)即可证明,故应大大提高清洁煤技术,使煤通过气化等手段而变得易于运输。资源综合利用:
煤作为固体燃料,燃烧反应速率小,热利用效率低,我们国家的煤,在进行综合利用时的办法主要是煤的干馏和煤的气化、液化,但在此过程中,却有相当多的副产物不能有效利用,如在炼焦过程中产生的焦炉气、煤焦油等,我们都没有很好地进行再加工,结果是既浪费了资源,又污染了环境。因此,积极开展煤的综合利用十分重要。
污染环境方面:
由于煤中除了主要元素C外,还含有少量的H、S、N、O等元素,煤在直接燃烧时会产生SO2、氮氧化物及烟尘等,严重影响空气质量且易导致酸雨、温室效应等,从而使环境受到严重污染,故通过清洁煤技术(如煤的液化和气化,以及实行烟气净化脱硫等),大大减少燃煤对环境造成的污染,势在必行。提高煤燃烧的热利用率、开发新的能源也是大势所趋。[议一议]1.城市家用燃料使用气体燃料比使用煤、煤球等固体燃料有什么好处?答案:1.首先,因气体易扩散,故气体燃料与空气混合充分,容易发生完全燃烧,与固体燃料相比有较高的能量利用率。
其次,气体燃料便于管道运输、使用方便(易点燃、易熄灭)、无渣无尘、清洁卫生。
第三,固体煤中含有硫、氮等杂质,直接燃煤,会产生大量二氧化硫、氮氧化物(NOx)、粉尘,造成大气污染,住宅环境、居室空气的污染则更严重。
2.推广使用天然气(相对于管道煤气和液化气)为什么是城市燃气的发展方向?管道煤气是一种清洁燃料,然而这是相对于住宅、居室环境而言的,从城市大环境看,并没有改善城市大气的污染程度。原因很简单,制造煤气要燃煤,使用煤气没有降低城市的煤炭消耗量,原来一家一户煤球炉的废气仅仅变成由数家煤气厂排放而已。液化气是发热量最高的优质清洁燃料,但液化气使用不便,且要消耗宝贵的石油资源,天然气则是一种既有管道煤气的方便,又有液化气无毒、发热量高的优点且不易爆的燃料,所以,推广使用天然气是城市燃气产业的发展方向。
[想一想]1.工业上常用把煤块粉碎、液体燃料喷成雾状,而使燃料充分燃烧,这种方法是否适合家用?
2.从能量守恒的角度看,把煤加工成煤气,是否能增加煤的发热量?1.不适合 2.不能四、新能源的开发及限制  1.燃料电池,2.氢能, 3.太阳能, 4.风能,生物能、核能、地热能、潮汐能等 谢谢!