化学反应与能量变化习题课课件（共18张PPT）

(共17张PPT)
化学反应与能量变化习题课
高中化学
学习目标
1． 通过典型例题学习， 提升对化学反应中物质变化与能量变化 的进 一 步理解 。 能进行反应焓变的计算， 能用热化学方程式 表示反应中的能量变化。
2． 通过给定的反应过程与能量变化示意图， 能从宏观上分析反应 的热效应， 从微观上理解化学键的形成 、 断裂与能量变化的关 系， 提升微观探析的学科素养。
3． 能将能量变化与化学反应速率 、 平衡结合在 一起， 解决较复杂 的实际问题， 优化反应条件。
X
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1 ．反应 A＋B →C ( ΔH<0） 分两步进行：
① A＋B →X ( ΔH>0） ， ② X →C ( ΔH<0） 。
试在下列坐标图中画出总反应过程中能量变化示意图。
一、化学反应过程与能量变化示意图
C
+4 ＋3 ＋2
□
高中化学
2． 最近 ， 中国科学院大连化物所 CO2 催化转化为 CO 的研究获得新成果。 下图是使用不同催化剂（NiPc 和 CoPc） 时转化过程中的能量变化。
下列说法不合理的是（ B ）
A ．转化过程中有极性键形成
B . ·CO2 经氧化反应得到·COOH
C． 吸附在 NiPc或 CoPc表面带有
相同基团的物种其能量不同
D． 该研究成果将有利于缓解温室
效应并解决能源转化问题
其中吸附在催化剂表面的物种用 “ ·”标注
高中化学
3 ．我国学者结合实验与计算机模拟结果 ， 研究了在金催化剂表面上水煤气变换 的反应历程 ， 如图所示 ， 其中吸附在金表面上的物种用*标注。
① 可知水煤气变换的 H ＜ 0 ；
② 该历程中最大能垒（活化能）E正 ＝ 2.02 eV ， 写出该步骤的化学方程式 。
CO(g)+H2O(g) ＝CO2(g)+H2(g)
高中化学
3 ．我国学者结合实验与计算机模拟结果 ， 研究了在金催化剂表面上水煤气变换 的反应历程 ， 如图所示 ， 其中吸附在金表面上的物种用*标注。
① 可知水煤气变换的 H ＜ 0 ；
② 该历程中最大能垒（活化能）E正 ＝ 2.02 eV ， 写出该步骤的化学方程式 。
COOH* +H* + H2O* ＝ COOH* + 2H* + OH*
H2O* ＝ H* + OH*
二、热化学方程式的书写
第二代推进剂——肼(H2N-NH2)
4. 请根据能量变化示意图 ， 写出肼燃烧生成N2(g)和H2O(g)的
热化学方程式。
高中化学
热化学方程式
能量变化
高中化学
物质变化
N2H4(g) ＋ O2(g) ＝ N2(g) ＋ 2H2O(g)
ΔH ＝－534 kJ/mol
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已知断裂1 mol 化学键所需的能量：N≡N 942 kJ、 O=O 500 kJ、
|ΔH1 | ＋ |ΔH3 | ＝ |ΔH2 |
ΔH3 ＝＋ 2 218 kJ/mol
N-N 154 kJ ， 判断断裂1 mol N-H 键所需的能量 391 kJ 。
ΔH3 ＝ 500 ＋ 154 ＋ 4E(N-H)
H—N—N—H | |
H H
ClO－发生歧化反应生成Cl－和ClO3- ， 由得失电子守恒可得 ： 3ClO－= ClO3-＋2Cl－。 3ClO－(aq)= ClO3-(aq)＋2Cl－(aq)。
ΔH＝E(ClO3-)＋2E(Cl－)－3E(ClO－)＝63＋0－3×60＝－117 kJ ·mol－ 1。
5． 一定条件下 ， 在水溶液中1 mol
Cl－、 ClOx － （x＝ 1 ， 2 ， 3 ， 4） 的 能量(kJ)相对大小如图所示。
ClO4-
（ 1） D是 (填离子符号)。
Cl2＋2NaOH = NaCl＋NaClO＋H2O
3Cl2＋6NaOH = 5NaCl＋NaClO3＋3H2O
ClO3-
ClO-
Cl-
（2） B → A＋C 反应的热化学方程式为
3ClO－(aq) = ClO3-(aq)＋2Cl－(aq)
。
_____________________________________________________________
ΔH＝－117 kJ/mol
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6． 在微生物作用的条件下 ，NH4 经过两步反应被氧化成 NO
两步反应的能量变化示意图如下。
＋
3。
－
1 mol NH (aq)全部氧化成NO (aq)的热化学方程式： 。
3
-
4
+
① NH (aq)＋1.5O2(g) ＝ NO (aq)＋2H+(aq)＋H2O(l) ΔH1 =－273 kJ ·mol-1
② NO (aq)＋0.5O2(g) ＝ NO (aq) ΔH2 =－73 kJ ·mol-1
∵ 物质变化： ① + ② ∴ 能量变化 =－273 kJ ·mol- 1＋(－73 kJ ·mol- 1)
=－346 kJ ·mol- 1
NH aq)＋2O2(g) ＝ NO- (aq)＋2H+(aq)＋H2O(l) ΔH =－346 kJ ·mol-1
3
-
2
-
2
-
4
+
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3
计量数（配平）
状态（g、 l、s、aq）
条件（常温常压可省略）
符号
数值
单位
（1） ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量
（2） ΔH＝反应物的总键能之和－生成物的总键能之和
（3） 盖斯定律
基础
遵循
热化学 方程式
守恒
变化
物质 遵循 质量
能量
变化
能量 守恒
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表示
高中化学
7． 用 2 mol SO2与 1 mol O2在一定条件下进行下列反应：
2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH＝－196.6 kJ ·mol－ 1。
（ 1） 2 mol SO2与 1 mol O2充分反应后 ，放出的热量 < 196.6 kJ。
（2） 当放出157.3 kJ热量时 ， SO2的转化率为 80% 。
无论化学反应是否可逆 ， 热化学方程式中的反应热ΔH都表示反应进行到
底（完全转化） 时的能量变化。 ΔH是指2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)完全转化为 2 mol SO3(g)时放出的能量。
（3） 向同温同体积的甲、 乙两容器中分别充入气体：
甲： 2 mol SO2与 1 mol O2 乙： 2 mol SO3
恒温恒容下 ，反应达到平衡 ， 甲的能量变化为Q甲 ， 乙的能量变化为Q乙，
Q甲和Q乙在数值上的关系为 。
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7． 用 2 mol SO2与 1 mol O2在一定条件下进行下列反应：
2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH＝－196.6 kJ ·mol－ 1。
放出196.6 kJ
吸收196.6 kJ
Q甲
SO2、 O2、 SO3
Q甲＋Q乙＝ 196.6
与 1 mol O
2 mol SO3
2 mol SO
2 2
Q乙
（4） 当该反应处于平衡状态时 ，在体积不变的条件下 ， 下列措施中有利于提
高SO2平衡转化率的有 B （填字母）
A． 升高温度 B ．增大压强
C ．加入催化剂 D ．移出氧气
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7． 用 2 mol SO2与 1 mol O2在一定条件下进行下列反应：
2SO2(g)＋O2(g) 、 2SO3(g) ΔH＝－196.6 kJ ·mol－ 1。
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7． 用 2 mol SO2与 1 mol O2在一定条件下进行下列反应：
2SO2(g)＋O2(g) 、 2SO3(g) ΔH＝－196.6 kJ ·mol－ 1。
（5）在硫酸工业生产中 ， 为了有利于SO2的转化 ， 且能充分利用热能 ， 采用了
中间有热交换器的接触室（见图） 。 下列说法错误的是： B 。
A． a、 b两处的混合气体成分含量相同 ， 温度不同
C． 热交换器的作用是预热待反应的气体 ， 冷却反
应后的气体 SO2、 O2
D． c处气体经热交换后再次催化氧化的目的是提高
SO2的转化率
B． c、d两处的混合气体成分含量相同 ，温度不同SO3、 SO2、 O2
SO3、 SO2、 O2
SO2、 O2