课件24张PPT。专题1 化学反应与能量变化
第一单元 化学反应中的热效应
第1课时 化学反应的焓变火箭发射时释放出巨大的能量，火炬燃烧需要持久的能量释放，那么如何定量地描述一个化学反应释放或吸收的热能？怎样准确测量化学反应释放或吸收的热量呢？【思考】（1）化学反应的能量转化有哪些形式？
（2）你学过的化学反应哪些是释放能量的？哪些是吸收能量的？1.了解反应热和焓变的含义，知道放热反应和吸热反应的概念，理解化学反应过程中能量变化的原因。（重点）2.能熟练书写热化学方程式，能通过比较的方法理解热化学方程式与化学方程式的区别。（重点）获得物质和能源通过反应可以获得新物质
也可以获得能源（化学反应中伴随着能量变化）如何表示化学反应中的能量变化呢？【问题讨论】
化学研究的目的是什么？一、反应热和焓变：在化学反应过程中，当反应物与生成物具有相同温度时，所吸收或放出的热量，称为化学反应的反应热；在恒温、恒压的条件下，化学反应过程中吸收或释放的热量称为反应的 “焓变”。符号：?H单位：kJ/mol或kJ·mol-1 受温度和压强的影响规定：吸热反应:△H > 0 或者值为“+”
放热反应:△H < 0 或者值为“-”二、放热反应和吸热反应一个化学反应是吸收能量还是放出能量，是由什么决定的呢? 请从宏观、微观两个角度进行分析。宏观:反应物和生成物具有的总能量的相对大小 微观:破坏旧的化学键吸收的能量与形成新的化学键放出的能量的相对大小 吸热反应生成物反应物能
量图1反应过程中能量变化曲线图：生成物图2反应物能量放热反应反应物的能量之和OO反应过程反应过程>反应物的能量之和规律： 生成物的能量之和生成物的能量之和<放热反应吸热反应反应物分子断键
时吸收的能量反应物分子断键
时吸收的能量放热反应<生成物分子成键
时释放的能量吸热反应>生成物分子成键
时释放的能量△H = 反应物键能 - 生成物键能常见的放热反应和吸热反应放热反应吸热反应燃料的燃烧
中和反应
金属与酸反应
大多数化合反应C+CO2 , H2+CuO
C+H2O
Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl
CaCO3高温分解
大多数分解反应反应热可以通过实验来测定。例如：在200 ℃、101 kPa
时，测得1 mol H2与碘蒸气作用生成HI气体时，放出
14.9 kJ的热量。该反应的反应热是多少？想一想：
用怎样的式子才能既表明化学反应中物质的变化，又
表明热量的变化呢？热化学方程式该热化学方程式为什么要指明反应时的温度和压强？-14.9 kJ/mol△H是受温度和压强影响的一个物理量！H2(g)+1/2O2(g) ==== H2O(g) △H = - 241.8 kJ/molH2(g)+1/2O2(g) ==== H2O(l) △H = - 285.8 kJ/mol2H2(g)+O2(g) ==== 2H2O(g) △H = - 483.6 kJ/mol分析以下三个热化学方程式：【阅读理解】1.△H的数值除了与温度、压强有关外，还与哪些因素有关？
与反应物及生成物的状态、各物质前的化学计量数有关。
对于同一化学反应，当化学计量数不同时，其 ?H 不同,且与化学计量数成正比例关系。 2.为什么热化学方程式中的化学计量数可以是分数？普通化学方程式中的化学计量数能否用分数呢？热化学方程式中,各物质化学式前的计量数只代表物质的量,不代表分子数,所以可以用分数；而普通化学方程式中的计量数可以代表分子数，也可代表物质的量，所以不能用分数。2H2(g)+O2(g)====2H2O(l) ?H =-571.6 kJ/mol如何理解△H的单位 kJ/mol？请读一读下面的热化学反应方程式。在压强为101 kPa、温度为25 ℃的条件下每2 mol 氢气与1 mol 氧气反应生成2 mol 液态水，放热571.6 千焦。?H(kJ/mol)表示每摩尔某一反应所放出或吸收的热量。（1）需注明反应的温度和压强，一般不特别注明时，则指在101 kPa和25 ℃时的数据；
（2）需注明△H的“＋”与“－”；
（3）需注明反应物和生成物的聚集状态（s、l、g、aq）；
（4）各物质前的化学计量数可以是整数也可以是分数，当化学计量数不同时，其△H也不同。 三、热化学反应方程式的书写四、热化学方程式的意义(1)表示什么物质参加反应，结果生成什么物质。(2)反应物和生成物之间的质量比、物质的量比。(3)反应物完全变成生成物后所放出或吸收的热量。1.已知在1×105 Pa，298 K条件下，2 mol氢气燃烧生成水蒸
气放出484 kJ热量，下列热化学方程式中正确的是( )
A.H2O(g)====H2(g)＋ O2(g) ΔH＝＋242 kJ·mol－1
B.2H2(g) + O2(g)====2H2O(l) ΔH＝－484 kJ·mol－1
C.H2(g) + O2(g)====H2O(g) ΔH＝＋242 kJ·mol－1
D.2H2(g) + O2(g)====2H2O(g) ΔH＝＋484 kJ·mol－1A2.下列说法中不正确的是______。
A.化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化
B.放热反应不需要加热即可发生
C.需要加热条件的化学反应都是吸热反应
D.化学反应是吸收热量还是放出热量取决于生成物具有的总能量和反应物具有的总能量的相对大小
Ｅ.分解反应肯定是吸热反应
Ｆ.物质燃烧放出热量BCE3.已知：断裂1 mol H2(g)中的H－H键需要吸收
436 kJ的能量；断裂 1 mol O2(g)中的O==O键需
要吸收498 kJ的能量；生成 H2O(g)中1 mol的H－O
键需要放出463 kJ的能量。
写出热化学方程式。【提示】当2 mol H2和1 mol O2反应生成2 mol H2O时，放出463 kJ×2×2 -(436 kJ×2+498 kJ)
=482 kJ的能量。2H2(g)+O2(g)====2H2O(g) △H=-482 kJ ?mol－14.写出下列反应的热化学方程式：(1)N2(g)与H2(g)反应生成1 mol NH3 (g)，放出
46.1 kJ热量。(3)2 mol C2H2(l)燃烧生成CO2(g)和H2O (l),放出2598.8 kJ热量。(2)1 mol C2H5OH(l)完全燃烧生成CO2(g) 和H2O (l)，
放出1366.8 kJ热量。(4)1 mol C（石墨）与适量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)，吸收131.3 kJ热量。(1) N2(g)+ H2(g)====NH3(g) ΔH= - 46.1 kJ·mol－1(2)C2H5OH (l)+3O2(g)====2CO2(g)+3H2O(l)
ΔH=-1366.8 kJ·mol-1(3)2C2H2(l)+5O2(g)====4CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-2598.8 kJ·mol-1 (4)C(s,石墨)+H2O(g)====CO(g)+H2(g)
ΔH= + 131.3 kJ·mol-1【答案】世间的事情，不是一味执著就能进步的，读死书而不活用，是不能从中获益的。而留下一点空间容自己转身，留下一些时间让自己思考，不急不缓，不紧不松，往往是入道之门。课件46张PPT。第2课时 反应热的测量与计算
能源的充分利用 我国的珠穆朗玛峰是世界最高峰。在登珠穆朗玛峰时，从北坡登顶和从南坡登顶，虽然路线不同但总的高度是相同的。今天我们将要学到的反应焓变的计算就用到了相似的原理。1. 学习测定化学反应中中和热的实验方法,能正确分析误差产生的原因并能采取适当的措施减小误差。2.知道盖斯定律的内容，能运用盖斯定律计算化学反应的反应热。（重点）3.认识节约能源、充分利用能源的重要意义,了解化学在解决能源危机中的重要作用及常见的节能方法。 酸和碱发生中和反应而生成1 mol H2O所对应的反应热叫中和热。 在热化学方程式中,提供了反应热的数据,那么,这些数据是通过什么途径获得的呢? 下面我们以中和热的测定来了解反应热数据的获得。一、中和热H+(aq)+OH－(aq)====H2O(l)
= - 57.3 kJ/mol△H注：强酸与弱碱反应，强碱与弱酸、弱酸和弱碱反应生成1 mol H2O放出的热小于57.3 kJ/mol其热化学方程式可表示为：二、中和热的测定1.实验药品：50 mL 0.50 mol/L的盐酸
50 mL 0.50 mol/L的氢氧化钠溶液2.实验仪器：简易量热计3.实验步骤：(1)组装量热计。
在大烧杯底部垫泡沫塑料（或碎纸
片），使放入的小烧杯杯口与大烧
杯杯口相平。然后再在大、小烧杯
之间填满碎泡沫塑料（或碎纸片），大烧杯上用泡
沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个小
孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，如图
所示。用一个量筒量取50 mL 0.50 mol/L盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度t1，记在课本表格中。(2)药品取用。用另一个量筒量取50 mL 0.50 mol/L NaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度t2 ，记在课本表格中。把量筒中的NaOH溶液迅速倒入量热计中。立即盖上盖板,用环形玻璃搅拌棒轻轻搅拌溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记为终止温度t3，记在课本表格中。(3)酸碱混合。（4）重复以上实验两次。本实验中，我们所用盐酸溶液、氢氧化钠溶液的体积均为50 mL,它们的浓度均为0.50 mol/L。由于是稀溶液，且为了计算简便，我们近似地认为，所用酸、碱溶液的密度均为1 g/cm3，且中和后所得溶液的比热容为 4.18 J/（g·℃)(5)数据处理。Q =cmΔt 。
Q: 反应放出的热量。
c：反应混合液的比热容。
m：反应混合液的质量。
Δt：反应前后溶液温度的差值。已知 V酸=V碱=50 mL
c酸= c碱=0.50 mol/L
ρ酸=ρ碱=1 g/cm3
c=4.18 J/（g·℃）Q =0.418×Δt kJ 中和热1.大、小烧杯放置时，为何要使两杯口相平？填碎泡沫塑料的作用是什么？减少热量损失2.酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？减少热量损失。3.实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒？为什么？ 不能。因为铜丝易导热，使热量损失较大。4.有人建议用50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热数值会更加准确。为什么？ 可以保证盐酸完全反应，使测得的热量更加准确。5.判断下列实验操作对中和热测定的数值有何影响？（选填“变大” “变小”或者“不变”）。(1)大烧杯上没有盖硬纸板。
(2)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行实验。
变小变小(3)用相同浓度和体积的醋酸代替稀盐酸溶液进行实验。
(4)实验中改用60 mL 0.50 mol/L盐酸跟50 mL
0.55 mol/L NaOH溶液进行实验。变小不变 在众多的化学反应中，有些反应的反应速率很慢，有些反应同时有副反应，还有些反应不易直接进行，测定这些反应的热效应很困难。如何测定C(s)+1/2O2(g) ====CO(g)的反应热ΔH①能直接测定吗？如何测？
②若不能直接测，怎么办？思考：可通过盖斯定律获得它们的反应热数据。三、盖斯定律 一个化学反应，不论是一步完成,还是分几步完成，其总的热效应是完全相同的。 化学反应的焓变（ΔH）只与反应体系的起始态和最终态有关，而与反应的途径无关。△H = △H1+△H2盖斯定律直观化 盖斯定律是质量守恒定律和能量守恒定律共同体现的结果。= +CO(g)C(s)CO2(g)实例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/mol① + ② = ③
则 ΔH1 + ΔH2 =ΔH3
所以， ΔH1 =ΔH3 -ΔH2
= - 393.5 kJ/mol + 283.0 kJ/mol= - 110.5 kJ/mol①确定待求的反应方程式；
②找出待求反应方程式中各物质出现在已知反应方程式的什么位置；
③根据未知方程式中各物质计量数和位置的需要对已知方程式进行处理，或调整计量数，或调整反应方向；
④实施叠加并检验上述分析的正确与否。盖斯定律的计算要注意：将煤转化为水煤气的主要反应为: C (s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) 已知: C (s) + O2(g) = CO2(g) △H1=-393.5kJ/mol H2(g) + ? O2(g) = H2O(g) △H2=-241.8kJ/mol CO(g)+ ? O2(g) = CO2(g) △H3=-283.0kJ/mol 甲同学据此认为“煤燃烧时加少量水可以使煤燃烧时放出更多的热量”。【问题探究】 乙同学根据盖斯定律通过下列计算过程计算， C (s) + H2O(g) + O2(g) → CO2(g) + H2O(g) △H1 C (s)+H2O(g)+O2(g) → CO(g)+ H2(g)+O2(g) △H2 CO(g)+H2(g)+O2(g) →CO(g)+H2O(g)+1/2O2(g) △H3 CO(g)+H2O(g)+1/2O2(g) →CO2(g)+H2O(g) △H4 则有： △H1 = △H2+△H3+ △H4虽然将煤转化为水煤气再燃烧与直接燃烧煤所获得的能量是一样的，而且将煤转化为水煤气会增加消耗。但将煤转化为水煤气至少有两个优点：一是：将固体煤转化为气体，极大地提高了燃烧效率；
二是：通过转化除去了硫，避免了SO2气体的产生。于是乙同学认为“将煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与直接燃烧煤放出的热量一样多”。 你的观点呢？标准燃烧热：在101 kPa时，l mol 物质完全燃烧的反应热。衡量燃料燃烧放出热量大小的物理量热值：在101 kPa 下，l g 物质完全燃烧所放出的热量。四、标准燃烧热1.定义关于燃烧热的理解：
①研究条件： 25 ℃ ,101 kPa
②反应程度：完全燃烧
③燃烧物的物质的量：1 mol④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，外界条件一般指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。
例如：C→CO2(g)；H→H2O(l)；S→SO2(g)；Cl→HCl(g)；N→N2(g)标准燃烧热和中和热的区别与联系1 mol 反应物完全
燃烧时放出的热
量；不同反应物，
标准燃烧热不同。生成1 mol 水时放出
的热量；酸与碱的中
和热都约为57.3 kJ/mol 。放热反应ΔH＜0；单位：kJ/mol 1 mol 可燃物生成1 mol 水【思考】燃烧放出的热量与标准燃烧热有什么不同？提示：① 燃烧放出的热量与物质的多少有关，燃烧的物质越多，放出的热量就越多，而标准燃烧热规定是1 mol的可燃物；
② 研究燃烧放出的热量并未限定燃烧产物的形态，而研究标准燃烧热必须是生成对应的稳定物。
所以，不同量的同一物质完全燃烧，放出的热量可能不同，但标准燃烧热是一定的。2.研究物质标准燃烧热的意义
了解化学反应完成时产生热量的多少，以便更好地控制反应条件，充分利用能源。五、能源利用与节能措施 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， 但它们的蕴藏量有限，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。 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积。按转换状况分类 一次能源:水能、生物能、石油、太阳能、风能、地热能、海洋能、核能 二次能源:电力、焦炭、煤气、蒸汽、热水、汽油、煤油、沼气 思考下列问题：
1.世界上最重要的化石燃料有哪些？有何优点？
2.广义上讲，哪些物质可称为燃料？
3.从资源蕴藏、开采、运输、资源综合利用以及环境保护等方面探讨煤作燃料的利弊。
4.我国能源利用现状如何？如何调整和优化能源结构的方向？
5.新能源的特点有哪些？哪些是被认为最有希望的新能源？1.世界上最重要的化石燃料：
煤（主要成分为C）、石油（主要为烃的混合物，其中重要产物汽油的主要成分为辛烷C8H18）、天然气（主要成分为甲烷）。
优点：燃烧热都很高。
2.广义上讲，能够发生燃烧，反应放出热量的物质都可称为燃料。3.煤作燃料的利弊
从化学的角度，煤的燃烧热虽高，但燃烧反应速率慢，热量利用率低；且煤是重要的化工原料，把煤作燃料烧掉不仅会产生SO2等有害气体和烟尘，而且浪费资源。 从资源、环境的角度看，煤是我国储量最多的能源资源，应充分利用。但煤的形成需经数亿年的时间，属于不可再生能源，且大量开采虽成本较低，但存在造成地面塌陷及瓦斯爆炸等隐患。煤的直接燃烧是一种低效的利用，且对环境会造成污染。
从综合经济效益角度看，通过清洁煤技术，如煤的液化和气化，及实行烟气净化脱硫等，减少燃烧煤对环境的污染，提高煤燃烧的热利用率。4.我国是少数以煤为主要能源的国家之一，且煤燃烧的热利用率较低。
我国调整和优化能源结构的方向：一方面，要提高煤燃烧的热利用率；另一方面，降低煤在能源结构中的比例，节约油气资源，加快开发水电、核电和其他新能源，实现可持续发展。5.新能源的特点：
资源丰富，可再生，对环境无污染或很少污染。
最有希望的新能源：太阳能、燃料电池、风能和氢能等。六.新能源的开发 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。 1.（2013·海南高考）已知下列反应的热化学方程式：
6C(s)+5H2(g)+3N2(g)+9O2(g)=2C3H5(ONO2)3(l) △H1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H2
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H3
则反应4C3H5(ONO2)3(l)=12CO2(g)+10H2O(g)+ O2(g)+
6 N2(g)的△H为( )
A.12△H3+5△H2-2△H1 B.2△H1-5△H2-12△H3
C.12△H3-5△H2-2△H1 D.△H1-5△H2-12△H3 A2.使18 g 焦炭发生不完全燃烧，所得气体中CO占1/3体积，CO2占2/3体积， 已知：C(s)+ O2(g)====CO(g)；△H=-Q1 kJ/mol,CO(g)+ O2(g)=====CO2(g)；△H=-Q2 kJ/mol A.1/3Q1 kJ B.1/3Q2 kJ
C.1/3(Q1+Q2) kJ D.1/2Q2 kJ与这些焦炭完全燃烧相比较，损失的热量是（ ） D3.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) ΔH1= + 67.2 kJ/mol
N2H4(g)+O2(g)====N2(g)+2H2O(l) ΔH2= - 534 kJ/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。2N2H4(g)+2NO2(g)====3N2(g)+4H2O(l)
△H= - 1135.2 kJ/mol 4.若向1 L 1 mol/L NaOH溶液中分别加入稀醋酸、浓硫酸、稀硝酸，恰好完全反应时的热效应分别为ΔH1、ΔH2 、ΔH3 ，则三者的大小关系： 。ΔH1>ΔH3>ΔH2 5.2H2(g)+O2(g)====2H2O (l)
2H2(g)+O2(g)====2H2O (g)
若在标准状况下，将H2和O2组成的混合气体点燃爆炸后
再恢复到标准状况下，气体体积为33.6 L，则反应放出的热量是_______kJ。286ΔH =-484kJ/molΔH =-572kJ/mol 黎明的曙光对暗夜是彻底的决裂，对彩霞是伟大的奠基。
