课件16张PPT。化学反应原理绪 言绪 言问题:1、化学研究的核心问题是:2、化学中最具有创造性的工作是:3、如何实现这个过程?化学反应设计和创造新的分子通常是利用已发现的原理来进行
设计并实现这个过程4、所以我们必须对什么要清楚才能做到?对化学反应的原理的理解要清楚我们才能知道化学反应是怎样发生的,
为什么有的反应快、有的反应慢,它遵循
怎样的规律,如何控制化学反应才能为人
所用!这就是学习化学反应原理的目的化学反应原理所研究的范围是1、化学反应的速率、方向及限度的问题2、水溶液中的离子反应的问题3、化学反应与能量的问题4、电化学的基础知识我们从哪些方面来认识一个反应?先认识几个概念:1、有效碰撞2、活化分子3、活化能4、催化剂有 效 碰 撞1、什么是有效碰撞?引起分子间的化学反应的碰撞结论:分子间的碰撞是发生化学反应的必要条件而有效碰撞是发生化学反应的充分条件推论:某一化学反应的速率大小与单位时间内有效碰撞的次数有关活 化 分 子1、什么是活化分子?具有较高能量,能够发生有效碰撞的分子结论:发生有效碰撞的分子一定是活化分子,
但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞。推论:有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物中活化分子的多少有关。活化分子的多少又与什么有关??1、什么是活化能?活化分子高出反应物分子平均能量的部分结论:活化分子的多少与该反应的活化能的大小有关,活化能的大小是由反应物分子的性质决定,推论:活化能越小则一般分子成为活化分子越容易,则活化分子越多,则单位时间内有效碰撞越多,则反应速率越快。活 化 能归 纳 总 结一个反应要发生一般要经历哪些过程?普通
分子活化
能活化
分子合理
取向的
碰撞有效
碰撞解 释 问 题1、为什么可燃物有氧气参与,还必
须达到着火点才能燃烧?2、催化剂在我们技术改造和生产中
起关键作用,它主要作用是提高
化学反应速率,试想一下为什么
催化剂能提高反应速率?我们知道:一个化学反应过程中,
除了生成新物质外,还有能量变化热能电能光能E1:反应的活化能; E2:活化分子变成生成物分子放出的能量E1- E2:反应热第一节 化学反应与能量的变化1、常见的放热、吸热反应分别有哪些?吸热反应:①大部分的分解反应② C+CO2 反应③铵盐与碱的反应 ④盐的水解和弱电解质的电离知识回顾放热反应:①物质与氧气的反应②燃烧反应③中和反应④大部分的化合反应⑤金属与酸的反应 无2、反应吸热、放热与反应条件有无关系。吸 3、若反应物的总能量 < 生成物的总能量
则反应 热若拆旧键(吸收能量)< 成新键(放出能量)则反应
热放从宏观角度从微观角度研究化学反应原理包含哪些基本内容?情景1问题:为什么难易程度不同,与什么有关系?结论:影响化学反应速率的根本原因
是反应物本身的性质。内因点燃加热高温、高压、
催化剂易易难情景2将H2 +O2混合,在室温条件下可以稳定
存在数百年,但点燃后却会发生剧烈的
爆炸反应,而且只要配比相当,可以完
全转化成生成物。这说明了什么?不同的外界条件都能够
改变化学反应的速率。结论:情景3H2+N2即使在高温、高压、催化剂的
条件下反应也不能完全转化为生成物,
这又说明了什么?有些反应是有一定限度的结论:课件13张PPT。 1、1mol C与1mol H2O(g)反应生成lmol CO(g)和1mol H2(g),需要吸收131.5kJ的热量,该反应的反应热为△H= kJ/mol。 2、拆开 lmol H—H键、lmol N-H键、lmolN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,则1mol N2生成NH3的反应热为 ,1mol H2生成NH3的反应热为 。 +131.5-92KJ/mol-30.6KJ/mol3、下列说法正确的是
A、需要加热方能发生的反应一定是吸热反应
B、放热的反应在常温下一定很易发生
C、反应是放热的还是吸热的必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小
D、吸热反应在一定的条件下也能发生
4、反应C(石墨) C(金刚石)是吸热反应,由此可知
A、石墨比金刚石更稳定
B、金刚石和石墨可以相互转化
C、金刚石比石墨稳定
D、金刚石和石墨不能相互转化CDAB热化学方程式任何一个化学反应都包括物质的变化和能量的变化。
那么,有什么表达式能把这两种变化都表示出来?只表示物质变化【例1】 在200℃、101kPa时,1 mol H2与碘蒸气作用生成
HI的反应,科学文献上表示为:二、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。1、定义:2、含义:?表示1mol气态H2与1mol气态碘完全反应,
生成2mol气态HI时,放出14.9kJ的热量。物质变化能量变化★3、热化学方程式的书写H2(g)+I2(g) ===== 2HI(g) △H=-14.9kJ/mol200℃
101kPa普通化学方程式不需注明温度和压强。 ③ 2H2 (g) + O2(g) = 2H2O(l); △H= – 571.6 kJ/mol△H与实验的条件、
物质的状态有关!⑴ 一般应注明反应的温度、压强;(250C ,101kPa时不注明)⑵ 一定标明各物质的状态(s、l、g、aq) ;
方程式中不用“↓”和“↑”表示
(3)、热化学方程式中化学计量数表示参加反应的各物质的物质的量,可为整数或分数。
普通化学方程式中化学计量数宏观上表示各物质的物质的量,微观上表示原子分子数目,只能为整数,不能为分数。 ③ 2H2 (g) + O2(g) = 2H2O(l); △H= – 571.6 kJ/mol(5)ΔH只放右边(数值及单位);
放热: ΔH < 0; 吸热: ΔH > 0; (4)ΔH的值与系数相匹配。正逆反应的ΔH绝对值相等,符号相反。(6) 反应物完全变成生成物,所释放或吸收的热量。(7) 热化学方程式一般不要写反应条件。系数加倍,ΔH值也加倍。 ③ 2H2 (g) + O2(g) = 2H2O(l); △H= – 571.6 kJ/mol ④ 2H2O(l) = 2H2 (g) + O2(g) ; △H= + 571.6 kJ/mol例1:当1mol气态H2与1mol气态Cl2反应生成2mol气态HCl,放出184.6kJ的热量,请写出该反应的热化学方程式。H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) ?H =-184.6 kJ/mol2H2(g) + 2Cl2(g) = 4HCl(g) ?H =-369.2 kJ/mol例2:1mol N2(g) 与适量O2(g) 反应生成NO2 (g),
需吸收68kJ的热量;写出热化学方程式。N2(g) + 2O2(g) = 2NO2 (g) ?H = + 68 kJ/mol例3、沼气的主要成分是甲烷。0.5 mol CH4完全燃烧
生成CO2和H2O时,放出445 kJ的热量。则下列热化学
方程式中正确的是( )A、2CH4( g ) + 4O2( g ) = 2CO2( g ) + 4H2O ( l )
ΔH = + 890 kJ/mol B、CH4 + 2O2 = CO2 + H2O ΔH = – 890 kJ/mol C、CH4 ( g ) + 2 O2 ( g ) = CO2 ( g ) + 2 H2O ( l )
ΔH = – 890 kJ/mol D、 1/2CH4 ( g ) + O2 ( g ) = 1/2CO2 ( g ) + H2O ( l )
ΔH = – 890 kJ/mol C状态ΔH = – 445 kJ/mol 已知:H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) △H= –184.6kJ/mol
则反应 HCl(g) = H2(g) + Cl2(g) 的△H为( )DA、 +184.6 kJ/mol B、 -92.3 kJ/mol
C、 -369.2 kJ/mol D、 +92.3 kJ/mol下列热化学方程式书写正确的是 ( )
A、C(s)+O2(g)==CO2(g) △H=+393.5kJ/mol
B、2SO2+O2==2SO3 △H= -196.6kJ/mol
C、H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l) △H=-285.8kJ/mol
D、2H2(g)+O2(g)==2H2O(l) △H= —571.6KJc已知:
P4(s)(白磷)+5O2(g)= P4O10(s)
△H =-2983.2 kJ/mol 4P(s)(红磷)+5O2(g)= P4O10(s)
△H =-2954 kJ/mol
那么,1mol红磷转变成相应物质的量白磷时,应是( )
A、吸收29.2kJ热量 B、放出29.2kJ热量
C、放出7.3kJ热量 D、吸收7.3kJ热量D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>0C课件30张PPT。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
什么是燃烧热?是不是物质燃烧放出的热量就叫燃烧热呢? 1、定义: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:
一、燃烧热?①研究条件:
②反应程度:
③燃烧物的物质的量:
④研究内容:25℃ ,101 kPa完全燃烧,产物是稳定的氧化物。如:C→C02,H→H20(l) 等(系数常用分数表示)(会再燃烧了)C2H2(g)+5/2O2(g)= 2CO2(g)+H2O(l)ΔH=-1300 kJ/mol2C2H2(g)+5O2(g)==4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2600 kJ/mol1 mol放出的热量。(ΔH<0,单位kJ/mol)2.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) [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=-393.5kJ/mol
C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l);ΔH=-571.6 kJ/mol
D.H2(g)+1/2O2(g)===H2O(g);ΔH=-241.8kJ/mol [练习2] 你能根据题中信息写出表示H2燃烧热的热化学方程式吗? [练习2] 你能根据题中信息写出表示H2燃烧热的热化学方程式吗? 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。3.下列各组物质的燃烧热相等的是:( )
A.碳和一氧化碳 B.1moL碳和2moL碳
C.1moL乙炔和2moL碳 D.淀粉和纤维素B[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?
二、燃烧热的计算及应用Q放=n(可燃物)ⅹ△H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、中和热1.定义:在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应,生成1mol水时的反应热叫做中和热。2. 中和热的表示:
H+(aq)+OH-(aq)=H2O (l);△H=-57.3kJ/mol3.要点:1)条件:稀溶液。(稀溶液是指溶于大量水的离子。)2)反应物: (强)酸与(强)碱。(中和热不包括离子在水溶液中的生成热、电解质电离的吸热所伴随的热效应。) 3)生成1mol水4)放出的热量:57.3kJ/mol例:已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l);
?H=-57.3kJ/mol ,求下列中和反应中放出的热量。
(1)用20gNaOH配稀溶液跟足量稀盐酸反应放出____________ kJ的热量。
(2)用28gKOH配稀溶液跟足量稀硝酸反应,放出____________kJ的热量。
28.728.7燃烧热与中和热的区别与联系放热反应ΔH<0 , 单位 kJ/mol1mol可燃物可能是1mol也可以是0.5mol(不限)不限量H2O 1mol1mol反应物完全燃烧时放出的热量;不同的物质燃烧热不同酸碱中和生成1molH2O时放出的热量,强酸强碱间的中和反应中和热大致相同,均约为57.3kJ/mol1、能源就是能提供 自然资源,包括
等。
2、我国目前使用的主要能源是 ,是不 。
3、能源是国民经济和社会发展的重要物质基础,它的开发和利用情况,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
3.解决能源的办法是 ,即开发 和节约
, 提高能源的 。
4.现在探索开发的新能源有
等,
新能源的主要优势是 。
能量 化石燃料(煤、石油、天然气) 、阳光、生物能、风能、地热能、海洋(潮汐)能 化石燃料 再生 开源节流 新的能源 现有能源 利用率 太阳能、氢能、地热能、海洋(潮汐)能、生物能 资源丰富,可以再生,污染少 四、能源讨论下列问题:
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2、下列叙述正确的是( )
A.电能是二级能源
B.水力是二级能源
C.天然气是一级能源
D.水煤气是一种高效而没有污染的一级能源
E.氢气是一种高效而没有污染的二级能源A C E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。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。3、1998年出现的全球温度大幅度升高,产生了显著的“厄尔尼诺”现象.干旱和暴雨灾难,危害了许多地区。为了防止气候变暖的进一步恶化,联合国环境保护组织于1998年通过大会要求各国减少工业排放量的气体是( )
A. 二氧化硫 B. 二氧化碳
C. 氮的氧化物 D. 碳氢化合物
4、我国三峡工程所提供的清洁.廉价强劲.可再生的水电,相当于每年燃烧3×106t原煤的火力发电厂产生的电能。因此,三峡工程有助于控制 ( )
A. 温室效应 B. 酸雨
C. 白色污染 D. 破坏大气臭氧层BABA5、已知25℃、101 kPa下,石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为C(石墨)+O2(g) = CO2(g) ; △H=-393.51 kJ·mol-1
C (金刚石) +O2 (g) = CO2(g) ; △H=-395.41 kJ·mol-1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 B6.下列说法正确的是
A.1 mol H2SO4与1 mol Ba(OH)2完全中和所放出的热量为中和热
B.强酸和强碱的稀溶液发生中和反应一定是放热反应
C.CO是不稳定的氧化物,它能继续和氧气反应生成稳定的CO2,故反应一定是吸热反应
D.在101 kPa时,1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热 7.下列说法不正确的是 ( )
A. 化石燃料在任何条件下都能充分燃烧
B. 化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体
C. 直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好
D. 固体煤变为气体燃料后,燃烧效率将提高
8.为了减少大气污染,许多城市正大力推广汽车清洁燃料。目前使用的清洁燃料主要有两类,一类是压缩天然气(CNG),另一类是液化石油气(LPG)。这两类燃料的主要成分均为 ( )
A.碳氢化合物 B.碳水化合物
C.氢气 D.醇类AA谢谢! 1、1mol C与1mol H2O(g)反应生成lmol CO(g)和1mol H2(g),需要吸收131.5kJ的热量,该反应的反应热为△H= kJ/mol。 2、拆开 lmol H—H键、lmol N-H键、lmolN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,则1mol N2生成NH3的反应热为 ,1mol H2生成NH3的反应热为 。 +131.53、下列说法正确的是
A、需要加热方能发生的反应一定是吸热反应
B、放热的反应在常温下一定很易发生
C、反应是放热的还是吸热的必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小
D、吸热反应在一定的条件下也能发生
4、反应C(石墨) C(金刚石)是吸热反应,由此可知
A、石墨比金刚石更稳定
B、金刚石和石墨可以相互转化
C、金刚石比石墨稳定
D、金刚石和石墨不能相互转化CDAB5.下列叙述正确的是 ( )
A.化学反应一定伴随热量的变化
B.凡是吸热或放热过程中热量的变化均称为反应热
C.若△H<0,则反应物的能量高于生成物的能量
D.若△H>0,则反应物的能量高于生成物的能量
6.已知:H + H ═ H2;△H=-436KJ/mol,则下列叙述正确的是 ( )
A.2个H原子的能量高于1个H2的能量
B.2个H原子的能量低于1个H2的能量
C. H原子比H2分子稳定
D.H2分子比H原子稳定A CA D7.下列说法正确的是 ( )
A.需要加热方能发生的反应一定是吸热反应
B.放热的反应在常温下一定很易发生
C.放热反应还是吸热反应主要由反应物、生成物所具有的总能量的相对大小决定
D.吸热反应发生过程中要不断从外界获得能量,放热反应发生过程中不再需要外界能量C8、将铁粉和硫粉混合后加热,待反应一发生即停止加热,反应仍可持续进行,直至反应完全生成新物质硫化亚铁。该现象说明了( )。A、该反应是吸热反应B、该反应是放热反应C、铁粉和硫粉在常温下可以发生反应D、生成物硫化亚铁的总能量高于反应物铁粉和硫粉的总能量 9、下列说法不正确的是( )A、放热反应不需加热即可发生B、化学反应过程中的能量变化除了热能处,也可以是光能、电能等C、需要加热才能进行的化学反应不一定是吸热反应D、化学反应热效应数值与参加反应的物质多少有关AB10.下列变化过程中会放出热量的是( )
①硝酸铵溶于水②物质的燃烧③苛性钠溶于水
④生石灰放入水中 ⑤醋酸的电离
A.仅①⑤ B.仅②③
C.仅②④ D.②③④D11.下列变化中,属于放热反应的是 ( )
A.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
B.点燃的镁条在二氧化碳中继续燃烧
C.灼热的碳与二氧化碳的反应
D.氯化钠溶于水B课件25张PPT。有 效 碰 撞1、什么是有效碰撞?引起分子间的化学反应的碰撞推论:某一化学反应的速率大小与单位时间内有效碰撞的次数有关活 化 分 子1、什么是活化分子?具有较高能量,能够发生有效碰撞的分子推论:有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物中活化分子的多少有关。活化分子的多少又与什么有关??1、什么是活化能?活化分子高出反应物分子平均能量的部分结论:活化分子的多少与该反应的活化能的大小有关,活化能的大小是由反应物分子的性质决定,推论:活化能越小则一般分子成为活化分子越容易,则活化分子越多,则单位时间内有效碰撞越多,则反应速率越快。活 化 能归 纳 总 结一个反应要发生一般要经历哪些过程?普通
分子活化
能活化
分子合理
取向的
碰撞有效
碰撞解 释 问 题1、为什么可燃物有氧气参与,还必
须达到着火点才能燃烧?2、催化剂在我们技术改造和生产中
起关键作用,它主要作用是提高
化学反应速率,试想一下为什么
催化剂能提高反应速率?我们知道:一个化学反应过程中,
除了生成新物质外,还有能量变化热能电能光能第一节 化学反应与能量的变化知识回顾无2、反应吸热、放热与反应条件有无关系。吸 1、若反应物的总能量 < 生成物的总能量
则反应 热若拆旧键(吸收能量)< 成新键(放出能量)则反应 热放从宏观角度从微观角度第一章 化学反应与能量第一节 化学反应与能量的变化
第一课时 焓变 反应热一、焓、焓变1、焓:与内能有关的物理量 符号:H
2、焓变:生成物与反应物的焓值差 符号:△H
(化学反应过程中所吸收或放出的能量,也叫反应热)
3、在一定条件下,判断某一化学反应是吸热反应还是放热反应,由生成物与反应物的焓值差即焓变(△H)决定
4、一般反应都是在敞口容器中进行的,系统的压力等于外界压力,是在恒压条件下进行的反应,反应的热效应等于焓变。
5、体系与环境→P3《资料卡片》二、反应热化学反应过程中所释放或吸收的能量, 叫做反应热,又称为焓变。 (焓变)
1、符号:△H 单位: kJ/mol 或 kJ·mol-1
2、反应热描述的是化学反应前后的热量变化
3、反应热描述的是一定温度下的热量变化
4、任何化学反应都有反应热,表现为吸热反应或者放热反应
5、反应热可通过实验直接测得注意而一般化学反应中,旧键的断裂所吸收的总能量与新键形成所放出的总能量是不相等的,而这个差值就是反应中能量的变化。所以化学反应过程中都会有能量的变化。?化学反应过程中为什么会有能量的变化?化学反应的实质就是反应物分子中化学键断裂形成新的化学键,重新组合成生成物的分子的过程。旧键断裂需要吸收能量,
新键形成需要放出能量。☆从反应物和生成物具有的能量去考虑放热反应吸热反应能量反应过程反应物生成物放出热量能量反应过程反应物生成物吸收热量E反>E生E反生成物分子具有的总能量☆从反应物和生成物具有的能量去考虑1、从该图你获得什么信息?2、你能计算出该反应过程中能量的变化(反应热)为多少吗?☆从微观角度去考虑:?反应物分子断键时吸收的能量☆从微观角度去考虑: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★判断一个反应是吸热反应还是放热反应的方法:
Ⅰ:E反 应物和E生 成物的相对大小
若: E反 > E生 则为放热反应 △H为“-”,或△H < 0
E反 < E生 则为吸热反应 △H为“+”,或△H > 0
Ⅱ:反应物分子断键时吸收的能量E吸与生成物分子形成新化学键时释放的能量E放的相对大小
若: E吸> E放则为吸热反应 △H为“+”,或△H > 0
E吸< E放则为放热反应 △H为“-”,或△H < 0放热反应
所有的燃烧反应
酸碱中和反应
金属与酸或水的反应
大多数的化合反应
溶液里的置换反应
物质氧化
浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解吸热反应强碱与铵盐的反应
大多数的分解反应
H2+CuO
C与CO2的反应
C+H2O的反应几种典型的放热和吸热反应 1、1mol C与1mol H2O(g)反应生成lmol CO(g)和1mol H2(g),需要吸收131.5kJ的热量,该反应的反应热为△H= kJ/mol。 2、拆开 lmol H—H键、lmol N-H键、lmolN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,则1mol N2生成NH3的反应热为 ,1mol H2生成NH3的反应热为 。 +131.53、下列说法正确的是
A、需要加热方能发生的反应一定是吸热反应
B、放热的反应在常温下一定很易发生
C、反应是放热的还是吸热的必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小
D、吸热反应在一定的条件下也能发生
4、反应C(石墨) C(金刚石)是吸热反应,由此可知
A、石墨比金刚石更稳定
B、金刚石和石墨可以相互转化
C、金刚石比石墨稳定
D、金刚石和石墨不能相互转化CDAB5.下列叙述正确的是 ( )
A.化学反应一定伴随热量的变化
B.凡是吸热或放热过程中热量的变化均称为反应热
C.若△H<0,则反应物的能量高于生成物的能量
D.若△H>0,则反应物的能量高于生成物的能量
6.已知:H + H ═ H2;△H=-436KJ/mol,则下列叙述正确的是 ( )
A.2个H原子的能量高于1个H2的能量
B.2个H原子的能量低于1个H2的能量
C. H原子比H2分子稳定
D.H2分子比H原子稳定A CA D8、将铁粉和硫粉混合后加热,待反应一发生即停止加热,反应仍可持续进行,直至反应完全生成新物质硫化亚铁。该现象说明了( )。A、该反应是吸热反应B、该反应是放热反应C、铁粉和硫粉在常温下可以发生反应D、生成物硫化亚铁的总能量高于反应物铁粉和硫粉的总能量 B10.下列变化过程中会放出热量的是( )
①硝酸铵溶于水②物质的燃烧③苛性钠溶于水
④生石灰放入水中 ⑤醋酸的电离
A.仅①⑤ B.仅②③
C.仅②④ D.②③④D11.下列变化中,属于放热反应的是 ( )
A.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
B.点燃的镁条在二氧化碳中继续燃烧
C.灼热的碳与二氧化碳的反应
D.氯化钠溶于水B课件33张PPT。第三节化学反应热的计算 在化学科学研究中,常常需要知道物质在发生化学反应时的反应热,但有些反应的反应热很难直接测得,我们怎样才能获得它们的反应热数据呢?例如:C(s) + 1/2O2(g) = CO(g)的反应热如何得到?不能很好的控制反应的程度
不能直接通过实验测得△H一.盖斯定律:1.盖斯定律的内容: 不管化学反应是分一步完成或分几步完成,
其反应热是____的。相同化学反应的反应热只与体系的_____和
____有关,而与反应的____无关。换句话说:始态终态途径2.盖斯定律的应用 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。【例题】C(s)+1/2O2(g)=CO(g) 反应热的测定?计算! CO(g)C(s)CO2(g)C(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下列数据表示H2的燃烧热吗? H2(g)+1/2O2(g)==H2O (g)
△H1=-241.8kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)==H2O (l)
△H=△H1+ △H2=-285.8kJ/mol【练2】写出石墨变成金刚石的热化学方程式 (25℃,101kPa时)查P7燃烧热表可知:
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 ① - ②得:C(石墨,s) = C(金刚石,s)
△H=+1.5kJ/mol② ×2 - ①【练3】某次发射火箭,用N2H4(肼)在NO2中燃烧,生成N2、液态H2O。
已知:
① N2(g)+2O2(g) = 2NO2(g)
△H1=+67.2kJ/mol
② 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。 2N2H4(g)+ 2NO2(g) = 3N2(g)+4H2O(l)
△H= -1135.2kJ/mol3.根据盖斯定律进行计算:【例3】已知下列反应的反应热为:
(1) CH3COOH(l)+2O2(g) = 2CO2(g)+2H2O(l)
△H1=-870.3kJ/mol
(2) C(s)+O2(g) ==CO2(g) △H2=-393.5kJ/mol
(3) H2(g)+O2(g) ==H2O(l) △H3=-285.8kJ/mol
试计算下述反应的反应热:
2C(s)+2H2(g)+O2(g) =CH3COOH(l) (4)解: ④ = ② X 2 + ③ X 2— ①△ H4=△H2 X 2 + △H3 X 2—△H1 = - 393.5kJ/mol X 2 - 285.8kJ/mol X 2 + 870.3kJ/mol
= — 488.3 kJ/mol解:④ = ② X 2 + ③ X 2— ①,即根据盖斯定律可得:3.已知① CO(g) + 1/2 O2(g) = CO2(g)
△H1= -283.0 kJ/mol
② H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l)
△H2= -285.8 kJ/mol
③C2H5OH(l) +3O2(g) = 2 CO2(g) + 3H2O(l)
△H3= -1370 kJ/mol试计算:
④ 2CO(g)+4 H2(g) =H2O(l)+C2H5OH (l)
的△H。【解】:①×2 + ②×4 - ③ = ④ΔH=△H1×2 +△H2×4 -△H3?=-283.2×2 -285.8×4 +1370
=-339.2 kJ/mol小结:利用盖斯定律解决问题的一般步骤①确定待求的反应方程式;
②找出待求方程式中各物质出现在已知方程式的什么位置;
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。1
已知: Zn ( s ) +1/2O2 ( g ) = ZnO ( s ) ΔH = -351.1 kJ/mol
Hg ( l) +1/2O2 ( g ) = Hg O ( s )
ΔH = -90.7 kJ/mol
则可知: Zn ( s ) + Hg O ( s ) = ZnO ( s ) + Hg ( l) 的ΔH 为多少?△H= - 260.4kJ/mol2.(2010 年广东理综)在 298 K、100 kPa 时,已知:2H2O(g) =O2(g)+2H2(g)ΔH1Cl2(g)+H2(g) =2HCl(g)ΔH22Cl2(g)+2H2O(g) =4HCl(g)+O2(g)ΔH3则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是( ) A.ΔH3=ΔH1+2ΔH2 B.ΔH3=ΔH1+ΔH2
C.ΔH3=ΔH1-2ΔH2 D.ΔH3=ΔH1-ΔH2
A二、反应热的计算 利用反应热的概念、热化学方程式、盖斯定律进行有关反应热的计算。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/mol1.根据热化学方程式进行计算: 3. 4.0g硫粉在O2中完全燃烧生成SO2,放出37kJ热量,计算S的燃烧热。提示:设S的燃烧热为ΔHS(s)+O2(g)=SO2(g)32g/mol4.0gΔH-37kJΔH= 32g/mol× (-37kJ )÷ 4.0g = -296 kJ/mol4. 1.00gCH4完全燃烧生成液态水和CO2,放出55.6kJ热量,计算CH4的燃烧热。提示:设CH4的燃烧热为ΔHCH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O (l)16g/mol1gΔH-55.6kJΔH= 16g/mol× (-55.6kJ )÷ 1g =-889.6 kJ/mol2.根据燃烧热计算可燃物燃烧产生的热量:课本P13例2:解:M (C2H5OH) = 46 g/mol1Kg C2H5OH的物质的量为:1000g46 g/mol= 21.74mol1Kg C2H5OH燃烧放出的热量为:1366.8 KJ/mol X 21.74 mol=2.971 X 104 KJ已知: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变式练习1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CO已知常温时红磷比白磷稳定。在下列反应中:
4P(白磷,S)+5O2(g)=2P2O5(s);
△H=-akJ/mol
4P(红磷,S)+5O2(g)=2P2O5(s);
△H=-bkJ/mol
若a、b均大于0,则a和b的关系为
A. a C. a>b D. 无法确定C变式练习2解析:物质能量越低越稳定,红磷比白磷稳定,故红磷的能量比白磷低。5.(2009 年全国理综Ⅱ)已知: 现有 H2与 CH4的混合气体 112 L(标准状况),使其完全燃烧生成 CO2和 H2O(l),若实验测得反应放热 3 695 kJ,则原混合气体中 H2与 CH4的物质的量之比是( )
A.1∶1
C.1∶4B.1∶3
D.2∶3 CH4(g)+ 2O2(g) = CO2(g) +2H2O(l) ΔH=-890 kJ·mol-1 2H2(g) +O2(g) = 2H2O(l) ΔH =- 571.6 kJ/molBP14教材习题1. 2.5molC在O2中完全燃烧生成CO2,放出多少热量?提示:C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-393.51 kJ/mol2.5molC完全燃烧:Q =2.5mol × (-393.51 kJ/mol)= -983.8kJ2.完全燃烧多少摩H2是生成液态水,才能得到1000kJ热量?提示: H2(g)的燃烧热ΔH=-285.8 kJ/mol欲使H2完全燃烧生成液态水,得到1000kJ热量,需要H2 :1000kJ÷285.8 kJ/mol=3.5mol 5. 2.00gC2H2完全燃烧生成液态水和CO2,放出99.6kJ热量,3.00molC2H2完全燃烧能放出多少热量?燃烧相同物质的量的CH4和C2H2,哪种气体燃烧放出的热量多?26g/mol2.00gΔH-99.6kJ提示:1)求3.00molC2H2完全燃烧能放出的热量QΔH=26g/mol× (-99.6kJ )÷ 2.00g = -1294.8 kJ/molQ=3.00mol× 1294.8 kJ/mol = 3884.4kJ 2)从题4已知CH4的燃烧热-889.6 kJ/mol,相比之下,燃烧相同物质的量的C2H2放出的热量多。6. 试计算25℃时CO与H2O作用转化为H2和CO2反应的反应热。 提示: 根据题意可知由题中反应(3)减反应(1)和(2)可得CO与H2O作用转化为H2和CO2反应,因此有:ΔH=ΔH3 -(ΔH 1+ΔH2)=-394 kJ/mol + (111 kJ/mol +242kJ/mol)= - 41 kJ/mol7. 1kg人体脂肪可储存约32200kJ能量。一般人每行走1km大约要消耗170kJ能量,如果某人每天步行5km,1年中因此消耗的脂肪大约是多少?提示:已知1kg人体脂肪储存32200kJ能量,行走1km消耗170kJ,求每天行走5km,1年中因此消耗的脂肪量:170kJ/km× 5km/d × 365d÷ 32200kJ/kg =9.64kg 8.一个体重为70kg的人脂肪储存的能量约为4.2×105kJ,如果快速奔跑1km要消耗420kJ能量,此人的脂肪可以维持奔跑的距离是多少?提示:此人脂肪储存的能量约为4.2×105kJ,快速奔跑1km要消耗420kJ能量,此人的脂肪可以维持奔跑的距离为:4.2×105kJ ÷420kJ/km=1000km9.某锅炉用1.0t煤可烧开水50t(进锅炉水温20℃),请计算该锅炉的热效率。(1t煤燃烧热2.9×107kJ) 50t水由20℃升温至100 ℃,温差 100 ℃-20 ℃=80 ℃此时需要吸热:50×103kg × 80 ℃ ×4.184kJ/(kg .℃)
=1.6736×107kJ锅炉的热效率= ( 1.6736×107kJ÷ 2.9×107kJ)×100%= 57.7%10.现废品收购站已收购如下数量的废塑料:耐纶5m3、聚氯乙烯50m3、丙烯酸类型塑料5m3、聚丙烯40m3,如将它们加工成燃料,可回收多少能量?提示:各种塑料可回收的能量分别是:耐纶:5m3×4.2×104kJ/m3=21×104kJ聚氯乙烯:50m3×1.6×104kJ/m3=80×104kJ丙烯酸类型塑料:5m3×1.8×104kJ/m3=9×104kJ聚丙烯:40m3×1.5×104kJ/m3=60×104kJ将它们加工成燃料,可回收能量为:21×104kJ+80×104kJ+×104kJ+60×104kJ=1.7×106kJ课件16张PPT。第三节
化学反应热的计算正逆反应的反应热效应数值相等,符号相反。
“+”不能省去。学与思(1)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C(s)+O2(g)===CO2(g);ΔH=-393.5 kJ/mol (2)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学与思如何测定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?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,其反应热是相同。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。△H=△H1+△H2盖斯定律直观化 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下列数据表示H2的燃烧热吗? 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:写出目标方程式确定“过渡物质”(要消去的物质)
然后用消元法逐一消去“过渡物质”,导出“四则运算式”。各项的化学计量数包括的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数;可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其相加或相减,得到新的热化学方程式)【例题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) + 3 H2O(l) ΔH3=-1370 kJ/mol
试计算④2CO(g)+ 4 H2(g)==== H2O(l)+ C2H5OH(l) 的ΔH【解】:根据盖斯定律,反应④不论是一步完成还是分几步完成,其反应热效应都是相同的。下面就看看反应④能不能由①②③三个反应通过加减乘除组合而成,也就是说,看看反应④能不能分成①②③几步完成。
①×2 + ②×4 - ③ = ④所以,ΔH=ΔH1×2 +ΔH2×4 -ΔH3?????=-283.2×2 -285.8×4 +1370 =-339.2 kJ/mol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
所以, ①- ②得:
C(石墨,s)= C(金刚石,s)
△H=+1.5kJ/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. 5Q3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?总结归纳课件11张PPT。实验装置如下图所示:
中和热的测定四、实验步骤 1.在大烧杯底部垫泡沫塑料(或纸条),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(或纸条),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,如上一页图形所示。(实验装置图)
2.用一个量筒最取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,记入下表。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。
3.用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液,并用温度计测量NaOH溶液的温度,记入下表。
4.把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中,并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯(注意不要洒到外面)。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液,并准确读取混合溶液的最高温度,记为终止温度,记入上表。
5.重复实验两次,取测量所得数据的平均值作为计算依据。
6.根据实验数据计算中和热。1.大、小烧杯放置时,为何要使两杯口相平?填碎纸条的作用是什么?对此装置,你有何更好的建议?
2.温度计上的酸为何要用水冲洗干净?冲洗后的溶液能否倒入小烧杯?为什么?
3.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?
4.实验中所用HCl和NaOH的物质的量比为何不是1∶1而是NaOH过量?若用HCl过量行吗?
五、实验过程中的疑点、难点解析1.两烧杯口相平,可使盖板把杯口尽量盖严,从而减少热量损失;填碎纸条的作用是为了达到保温隔热、减少实验过程中热量损失的目的。若换用隔热、密封性能更好的装置(如保温杯)会使实验结果更准确。
2.因为该温度计还要用来测碱液的温度,若不冲洗,温度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失,故要冲洗干净;冲洗后的溶液不能倒入小烧杯,若倒入,会使疑难点解析结果:总溶液的质量增加,而导致实验结果误差。
3.因为本实验的关键是测反应的反应热,若动作迟缓,将会使热量损失而使误差增大。
4.为了保证0.50 mol/L的盐酸完全被NaOH中和,采用0.55 mol/L NaOH溶液,使碱稍稍过量。若使盐酸过量,也是可以的。
在800 mL的大烧杯中放入碎纸屑,把盛有50 mL 0.50 mol·L-1盐酸的200 mL烧杯放到大烧杯中,两只烧杯间填满碎纸屑。用泡沫塑料板做成大烧杯盖,通过盖子插入一根玻璃搅拌棒(末端呈半圆环的玻璃棒)和一只温度计,测定溶液的温度。迅速往盐酸溶液中加入50 mL 0.55 mol·L-1烧碱溶液,盖好,搅拌溶液,观察温度的变化。当温度保持稳定时,记录读数,取出装反应液的烧杯,倒出溶液,清洗干净,保持内外杯壁干燥。重复进行三次实验。用这一实验可以粗略测定中和热。 (1)烧杯间填满碎纸屑的作用是
________________________________________。
(2)要重复进行三次实验的目的是
________________________________________。
(3)烧杯如果不盖泡沫塑料板,所求得的中和热数值将________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。保温、隔热,减少实验过程中热量的损失减少实验过程中的误差偏小(4)实验中若改用60 mL 0.50 mol·L-1盐酸和50 mL 0.55 mol·L-1烧碱溶液进行上述反应,与上述实验相比,所放出的热量________(填“相等”或“不相等”),所求中和热________(填“相等”或“不相等”),理由是________________ _____________________________________________
(5)三次平行操作测得数据中,起始时盐酸与烧碱溶液温度相同,而终止温度与起始温度之差(t2-t1)分别为①2.3 ℃,②2.4 ℃,③2.9 ℃,则最终代入计算式的温度差的平均值为________℃。 不相等相等 中和热是指酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时所放出的热量,与酸、碱的用量无关,因此所求中和热相等2.35含有11.2 g KOH的稀溶液与1 L 0.1 mol/L的H2SO4溶液反应,放出11.46 kJ的热量,表示该反应中和热的化学方程式为( )