课件17张PPT。 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。。第一章化学反应与能量1、化学反应与能量的变化一、反应热、焓变
H-H 断键 H + H
+ + 假想的中间物质
CL- CL 断键 CL + CL
H-CL H-CL
1、反应热∶化学过程中所释放或吸收的能量,都可以热量来表述,叫做反应热,也称为“焓变” ,符号用 △H表示,单位常采KJ/mol。 分析与思考参照课本氢气和氯气反应生成氯化氢的反应热应等于生成物分子形成时所释放的总能量与反应物分子断裂时所吸收的总能量的差,即放出183千焦每摩的能量。规定放热反应的△H为“-” ,吸热反应的△H为“+” ,分析结果与实验数据很接近。
下面我们把之总结∶
H2(g)+CL2(g)=2HCL(g)
△H=-184.6KJ/mol
而C(S)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)
△H=+131.5KJ/mol∶∶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。作业布置∶第一次作业∶p5Ex3(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、 Ex4(1)、(2)、
谢谢!!!课件18张PPT。2、燃烧热 能源首先回顾上一节课小结、练习与思考。
反应热
化学反应中的能量变化
热化学方程式(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。参考答案∶(1)C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5KJ/mol
(2)CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-725.8KJ/mol
(3)2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)=4HCl(g)+CO 2 (g)
△H=-290KJ/mol 一、燃烧热燃烧热∶25oC、101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。单位为KJ/mol。如常温常压下,1mol甲烷完全燃烧放出890.31KJ的热量,就是甲烷的燃烧热∶
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)
△H=-890.31KJ/mol阅读表1-1思考与交流∶我们应根据什么标准看来选择燃料?试举例说明。
从物质的燃烧热、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。
二、能源能源就是能提供能量的自然资源,它包括化石燃料、阳光、风力、流水、潮汐及柴草等等。我国目前使用的主要能源是化石燃料。
阅读资料∶“我国能源状况”
思考怎样利用、科学控制、寻找能源?
科学视野∶太阳能,氢能,地热能,风能等。
实践活动∶查阅资料(可以课后进行)相关思考题∶[问题]1.什么是化石燃料?目前使用最多的燃料是什么?2.燃料充分燃烧的条件是什么? 3.燃料燃烧时,若空气过量或不足,会造成什么后果?4.为什么固体燃料要粉碎后使用?5.导致酸雨形成的主要原因是什么?1.人类当前所需能源的主要来源是化石燃料――煤、石油、天然气。
2.人类应当树立节能意识:
(1)化石燃烧无法再生;
(2)提高燃烧效率,节约能源。
3.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。
4.煤炭的气化和液化,既防止污染,又提高燃烧效率。 12g石墨与O2反应生成CO2放出393.51KJ热量; 12g金刚石与O2反应生成CO2放出395.41KJ热量,试比较,石墨与金刚石哪个稳定?比较相同状态、相同数量的金刚石和石墨,与O2完全反应,生成相同状态、相同数量的CO2,金刚石释放出的热量更多,说明金刚石具有的总能量高,不稳定思考1、下列反应既属于氧化还原反应,又是吸热反应的是( )
A.铝片与稀盐酸的反应.
B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应.
C.灼热的碳与CO2的反应
D.甲烷在氧气中的燃烧反应
2、下列燃料中,不属于化石燃料的是( )
A.煤 B.石油 C.天然气 D.水煤气
[练习]cD3、酸雨危害可包括( )
①对人体的直接危害,引起肺部疾病而使人致死,②引起河流,湖泊的水体酸化,严重影响水生动杆物的生长,③破坏土壤,植被,森林 ④腐蚀金属,油漆,皮革,纺织品及建筑材料等,⑤渗入地下,可能引起地下水酸化.
A.①③⑤ B.①②③④ C.①③④⑤ D.①②③④⑤
C下面请大家看看燃烧对环境的污染及侵害(第二次作业∶P9EX5、EX6;预习化学反应热的计算。)
观看图片∶ 谢谢!课件19张PPT。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 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?
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 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?总结归纳盖斯定律: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.
因为有些反应进行得很慢,有些反应不容易直接发生,有些反应的产品不纯(有副反应发生),这给测定反应热造成了困难.此时如果应用盖斯定律,就可以间接地把它们的反应热计算出来.例1:已知298K时,合成氨反应N2(g) +3H2(g) =2NH3(g
) △H1=-92.0kJ/mol ,将此温度下的0.1molN2和0.3molH2放在密闭容器中反应,测得反应放出的热为:
A一定小于92.0kJ B一定大于92.0kJ
C一定等于92.0kJ D无法确定
例2充分燃烧一定量的丁烷,放出热为Q.完全吸收它生成CO2生成正盐,需5mol/L的KOH溶液100mL,则丁烷的燃烧热为:例3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:
例4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)
ΔH 3= kJ/mol。则 为ΔH 3为多少?
例5已知:2C(s) + O2 ( g ) =2CO ( g ) ΔH = -221 kJ/mol
2H2 ( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( g ) ΔH = -483.6 kJ/mol
则C(s) + H2O ( g ) =CO ( g ) + H2( g )的ΔH为多少?
CH4 ( g )+1/2O2 ( g ) = CO ( g ) + 2H2 g )
ΔH = -36 kJ/mol
CH4 ( g )+ H2O ( g ) = CO ( g ) + 3 H2 ( g )
ΔH = +216 kJ/mol由以上反应推出总反应热为零的总反应式子.
例7某人浸泡在盛有60mL水的浴盆中,在1h内,人体
所散发的热量使水温从30℃升到31.5 ℃,该人一天可释放多少热量?1g脂肪燃烧放出39.7KJ的热量,如果该人一天所需的热量以摄入脂肪来计算.则他一天至少需要摄入多少克脂肪?已知水的比热容为4.2KJ.(Kg. ℃)
例8强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应为:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △ H= -57.3 KJ/mol 分别向NaOH溶液中加入稀醋酸、浓硫酸、稀硝酸,恰好完全反应的热效应分别为△H1 △H2 △H3则三者的大小关系为:例9. 0.3mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5KJ的热量,其热化学方程式为:已知H2O(l)=H2O (g) △ H=44kJ/mol,则11.2L(标况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量为多少?例10反应热是:A燃烧热的集中表现B中和热的集中表现C溶解热的集中表现D键能变化的集中表现 例11下列变化属于吸热反应的是:a液态水汽化 b将胆矾加热变为白色粉未c浓硫酸稀释d氯酸钾分解得氧气e生石灰跟水反应生成熟石灰例12下列反应既是氧化还原反应,又是放热反应是A铝片与稀硫酸BBa(OH)2.8H2O和NH4Cl的反应C灼热的碳与二氧化碳反应D氢氧化钠与盐酸反应 例13已知:H2O ( g ) = H2O ( l ) ΔH = Q1 kJ/mol则C2H5OH(g) = C2H5OH(l) ΔH = Q2kJ/mol C2H5OH(g) +3O2 (g) = 3H2O ( g ) + 2CO2 ( g ) ΔH =Q3kJ/mol若使23g液体酒精完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为: KJ 例14我们把拆开1mol共价键所吸收的能量或生成1mol共价键所放出的能量叫键能,已知Cl-Cl键的键能为247 kJ/mol.下列有关键能的说法正确的是:
A要拆开1mol Cl-Cl键需要吸收247 kJ能量
B要形成1mol Cl-Cl键需要吸收247 kJ能量
C要拆开1mol Cl-Cl键需要放出247 kJ能量
A要形成1mol Cl-Cl键需要放出247 kJ能量
课件24张PPT。复习第一章化学反应与能量1、化学反应过程中同时存在物质和能量的变化,能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础的,而且是以物质为主。能量的多少则以反应物和产物的质量为基础。
2、反应热、焓变
★反应热∶化学过程中放出或吸收的热量,叫做反应热,也称为“焓变” ,符号用 △H表示,单位常采用KJ/mol。 注意问题∶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。
要求同学们能懂得分析化学反应的能量变化图和判断反应热。
3、热化学方程式∶可以表述参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式,叫做热化学方程式。
要求能够掌握热化学方程式的书写和注意点。
★ 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(s),液体(l),气体(g);不用↑和↓(因已注明状态)。
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。5、热化学方程式具有加和性,化学式前面的计量数必须与△H相对应;反应逆向进行时,△H值不变,符号相反。4、反应热类型有燃烧热、中和热、溶解热等▲燃烧热∶25oC、101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。单位为KJ/mol。如常温常压下,1mol甲烷完全燃烧放出890.31KJ的热量,就是甲烷的燃烧热∶
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g);
△H=-890.31KJ/mol▲中和热、溶解热☆反应的中和热:在稀溶液(浓度少于或等于1mol/L)中,酸跟碱发生中和反应而生成1mol水,这时的反应热叫做中和热。在中学阶段,我们只讨论强酸和强碱反应时,1molH+与1molOH-起反应生成1mol水,都放出57. 3KJ的热量,热化学方程式为∶
H+(aq) +OH-(aq)=H2O(l);
△H=-57.3KJ/mol5、能源能源就是能提供能量的自然资源,它包括化石燃料、阳光、风力、流水、潮汐及柴草等等。我国目前使用的主要能源是化石燃料(煤、石油、天然气等)。
新能源∶太阳能,氢能,地热能,风能、海洋能、核能、生物质能、反物质能、可燃冰等。6、盖斯定律及反应热的有关计算▲盖斯定律∶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。
▲若一个化学方程式可由另外几个化学方程式相加减而得到,则该反应的焓变即为这几个化学反应焓变的代数和。
▲有关反应热计算∶参考有关例题和习题,注意解题规范性!再回顾环境污染和治理后的相关图片请同学们思考和交流 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。生存环境的日益恶化,严重威胁着人类的健康和生命,于是,全人类大声疾呼:保护地球,保护环境。习题参考答案P13EX7∶170kJ/Kg×5Km×365÷32200KJ/Kg﹦9.63Kg
Ex8∶4.2×103KJ÷420KJ/Km=1.0×103 Km
Kx9∶5×4.2×104KJ+50×1.6×104KJ+5×1.8×104KJ+40×1.5×104KJ=(21+80+9+60)×104KJ=1.7×106KJ下面我们回顾必修2专题2第三单元化学能与电能的转化,以转入新课电化学基础化学能→电能∶原电池
电能→化学能∶电解、电镀池锌片上有气泡锌与稀硫酸反应铜片上无气泡铜与硫酸不反应铜片上有气泡?Cu电流计指针偏转导线中有电流通过测干电池时,电流计指针偏向正极方向
测铜锌原电池时,电流计指针偏向铜片方向 锌片为负极 铜片为正极 组成原电池的条件:1.有两种活动性不同的金属(或
一种非金属导体)作电极2.两电极均插入电解质溶液中3.两极相连形成闭合回路CuAg以下装置是否构成原电池?上面装置分析∶装置中电流计指针偏移,说明有电流通过,即构成了原电池。请同学们思考一下∶假如把两块金属片分装于二个烧杯中,电流计指针是否偏移?会产生电流吗?如果没电流,采取什么方法可以产生?请同学们回去思考,并预习第四章电化学基础之原电池。回去完成第六次作业(活页3)谢谢同学们!