课件496张PPT。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 反应热实验中学 高二化学备课组2019年2月24日星期日1 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。
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。1思考:1、你所知道的化学反应中有哪些是放热反应?能作一个简单的总结吗?活泼金属与水或酸的反应、酸碱中和反应、燃烧反应、多数化合反应2、你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应?能作一个简单的总结吗?多数的分解反应、氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应、水煤气的生成反应、炭与二氧化碳生成一氧化碳反应物具有的总能量 生成物具有的总能量< 1一、反应热 化学反应过程中所释放或吸收的能量,都可以用热量(或换算成相应的热量)来表述,叫做反应热,在恒压条件下又称为焓变。 (焓变)PS:
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1一、反应热 化学反应过程中所释放或吸收的能量,都可以用热量(或换算成相应的热量)来表述,叫做反应热,在恒压条件下又称为焓变。 (焓变)PS:
ΔH=生成物能量-反应物能量
放热反应:ΔH<0或 ΔH为“-”
吸热反应:ΔH>0 或ΔH为“+”
1从化学键的角度理解反应与能量变化的关系以H2+Cl2=2HCl为例键能数据:
H-H 436 kJ/mol
Cl-Cl 243 kJ/mol
H-Cl 431 kJ/mol一般用实验数据表示反应热比较:由实验测得的反应热为186.4kJ/mol1小试一下: 上述反应的反应热表示为: ΔH=-184.6kJ/mol,下面的反应该如何表示它的反应热呢?
例1:1molC与1mol水蒸气反应生成1molCO和1molH2,需要吸收131.5kJ的热量。ΔH=+131.5kJ/mol 例 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 。 -92KJ/mol-30.6KJ/mol1反应热与物质的量的关系:
质量守恒
能量守恒
某一反应中,质量和能量成正比关系
热量用Q表示
①体系向环境做正功,Q>0,释放能量→放热反应
②体系向环境做负功,Q<0,得到能量→吸热反应1★判断一个反应是吸热反应还是放热反应的方法:
Ⅰ: △H=E2 - E1 > 0为吸热反应
E1不能通过实验测得,∴没有实际的计算意义
Ⅱ:反应物分子断键时吸收的总能量Σ反与生成物分子形成新化学键时释放的能量Σ生的相对大小
△H= Σ反- Σ生
若: △H > 0 则为吸热反应 △H为“+” , Q<0
△H < 0 则为放热反应 △H为“-” , Q>0
Ⅲ:通过实验直接测得→掌握中和热的测定
阅读P3《资料●体系与环境》键能:破坏1 mol 共价键吸收的能量或形成1 mol 共价键放出的能量键能恒取正值1反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量生成物释放的总能量大于反应物吸收的总能量生成物释放的总能量小于反应物吸收的总能量11、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
2、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 D13、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.②③④D4、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B1小 结一、反应热、焓变
从反应热角度看:ΔH=生成物能量-反应物能量从键能角度看:ΔH=反应物总键能-生成物总键能1第一章 化学反应与能量第一节 化学反应与能量的变化
第二课时 热化学方程式实验中学 高二化学备课组2019年2月24日星期日1?H=E(生成物的总能量)- E(反应物的总能量)?H=E(反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量)- E (生成物分子化学键形成时所释放的总能量)我们已经认识了反应热,那么如何在化学方程式中正确反映其热量的变化?1二、热化学方程式什么是热化学方程式?表示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。1思考
交流与化学方程式相比,热化学方程式有哪些不同?
正确书写热化学方程式应注意哪几点?请看以下几个例子,再思考!1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H2(g)+I2(g)======2HI(g) △H=-14.9kJ/mol200℃
101kPa1、热化学方程式包含物质变化和能量变化两个部分,二者缺一不可。
普通化学方程式只包含物质变化一个部分。物质变化能量变化1★书写热化学方程式的注意事项1、化学方程的右边必须写上△H,并用“空格”隔开,
△H:吸热用“+”,放热用:“-”, 单位是kJ/mol或J/mol1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H2(g)+I2(g)======2HI(g) △H=-14.9kJ/mol200℃
101kPa2、热化学方程式需注明反应时的温度和压强。对于 25℃ 101kPa时进行的反应可不注明。普通化学方程式不需注明温度和压强。?1★书写热化学方程式的注意事项1、化学方程的右边必须写上△H,并用“空格”隔开,△H:吸热用“+”,放热用:“-”,单位是kJ/mol或J/mol;2、需注明反应的温度和压强,如不注明条件,即指: 25℃ 1.01×105Pa;1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3、热化学方程式需注明各物质的状态。
普通化学方程式不需注明物质的状态。1★书写热化学方程式的注意事项1、化学方程的右边必须写上△H,并用“空格”隔开, △H:吸热用“+”,放热用:“-”,单位是kJ/mol或J/mol2、需注明反应的温度和压强,如不注明条件,即指: 25℃ 1.01×105Pa;3、物质后需标聚集状态(s、l、g、aq)1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4、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。阅读 P4 《资料卡片》★kJ/mol的含义:每mol反应的焓变1★书写热化学方程式的注意事项1、化学方程的右边必须写上△H,并用“空格”隔开, △H:吸热用“+”,放热用:“-”,单位是kJ/mol或J/mol2、需注明反应的温度和压强,如不注明条件,即指: 25℃ 1.01×105Pa;3、物质后需标聚集状态(s、l、g、aq)4、热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示物质的量并不能表示物质的分子数或原子数,因此化学计量数可以是整数也可以是分数5、根据焓的性质,若化学方程式中各物质的系数加倍,则△H的数值也加倍;若反应逆向进行,则△H改变符号,但绝对值不变1热化学方程式表示的意义1、反应物和生成物的种类、聚集状态
2、反应中各物质的物质的量比和质量比
3、反应中放出或吸收的热量。综上所述1问题:反应物和生成物前的系数它代表了什么?
在方程式中?H它表示了什么意义? ?H
它的值与什么有关系? 热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数,表示对应物质的物质的量。
?H(KJ/mol)它表示每摩尔反应所吸收或放出的热量,?H它的值与方程式中的计量系数有关,即对于相同的反应,当化学计量数不同时,其?H不同。11、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 =-184.6KJ/mol练习:1而这些书写也是对的!!!1(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液态水时放热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。你写对了吗?^_^1写出下列反应的热化学方程式
(1)1molC(固态)与适量H2O(气态) 反应,生成CO(气态)和H2(气态),吸收131.3kJ的热量
(2)0.5molCu(固态) 与适量O2(气态) 反应, 生成CuO(固态), 放出78.5 kJ的热量
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H=+131.3KJ/mol2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s) △H= - 314KJ/mol1 2.00gC2H2完全燃烧生成液态水和CO2放出的热量为99.6KJ,写出C2H2燃烧的热化学方程式。
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)
△H=-2589.6KJ/mol12C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H=-4b kJ
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H=-4b kJ/mol
C. C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(g) △H=-4b kJ/mol
D. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H=+4b kJ/mol
E. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H=-2b kJ/mol2、已知充分燃烧a g 乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量bkJ,则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是B点拨:热化学方程式书写正误的判断可从物质的聚集状态、△H的正负号、物质的量的大小、单位等主要方面入手13、沼气是一种能源,它的主要成分是CH4。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 +2 O2 = 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
C14、已知在1×105Pa,298K条件下,2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量,下列热化学方程式正确的是 ( )
A. H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g)
ΔH=+242kJ·mol-1
B. 2H2(g)+O2(g)=2H2O
ΔH=-484kJ·mol-1
C. H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)
ΔH=+242kJ·mol-1
D. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)
ΔH=+484kJ·mol-1 A15、在200℃、101kP时,1molH2与碘蒸气作用生成HI反应,科学文献表示为:
H2(g)+I2(g) 2HI(g) ?
△H=-14.9kJ/mol
以上化学方程式指出了反应时的 和 ;括号中的符号表示反应物或生成物的 。
6、在25℃、101kPa时,有两个由H2和 O2 化合成1mol H2O的反应,一个生成气态水,一个液态水,化学方程式如下:
H2(g)+1/2 O2(g) = H2O(g) ?
△H=-241.8Kj/mol
H2(g)+1/2 O2(g)= H2O(I) ?
△H= - 285.8kJ/ mol
以上两个反应,产物都是 ,但产物的 不同, 温度 压强 状态 水 状态18、热化学方程式:
S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-297.3kJ/mol
分析下列说法中正确的是( )
A.S(g)+O2(g)=SO2(l) ΔH>297.3KJ/mol
B.S(g)+O2(g)=SO2(l) ΔH<297.3KJ/mol
C.1molSO2的键能总和大于1molS和1molO2键能之和
D.1molSO2的键能总和小于1molS和1molO2键能之和B D1第一章 化学反应与能量实验中学 高二化学备课组2019年2月24日星期日中和热 燃烧热 能源一、燃烧热例2:实验测得101kPa时1molH2完全燃烧放出393.5 kJ的热量,这就是H2的燃烧热。
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ/mol例1:实验测得101kPa时1molC完全燃烧放出393.5 kJ的热量,这就是C的燃烧热。
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol
1一、燃烧热1.燃烧热的的概念:
在25℃、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。为什么指定温度和压强? 生成物不能继续燃烧C -- CO2 (g)
S – SO2 (g)
H– H2O(l)单位: kJ/mol限定燃料的物质的量2C8H18(l)+25O2(g)=16CO2+18H2O(l) △H=-11036KJ/mol思考:①C8H18的燃烧热是多少? △H=-5518KJ/mol ②1mol C8H18燃烧时放出了多少热? 5518KJ1一、燃烧热1.燃烧热的的概念:
在25℃、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。PS:
Ⅰ、在101kPa时,完全燃烧生成稳定的氧化物
如:C→C02,H→H20(l),S→S02等
Ⅱ、燃烧热通常由实验测得
Ⅲ、可燃物以1mol为标准进行测量
Ⅳ、系数常用分数表示12.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) × △HCH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)
△H=-890.31KJ/mol1【例1】? 在 101 kPa时,1mol CH4 完全燃烧生成CO2和液态H2O,放出 890 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?1【解】根据题意,在 101 kPa时,1mol CH4 完全燃烧的热化学方程式为:
CH4(g)+2O2(g)= CO2(g)+ 2H2O(l) ΔH=-890 kJ/mol
即CH4的燃烧热为 890 kJ/mol。
1000 L CH4 (标准状况)的物质的量为:
n(CH4)=V(CH4)/Vm=1000L/22.4L·mol-1 = 44.6mol
1mol CH4 完全燃烧放出890kJ的热量,44.6 molCH4 完全燃烧放出的热量为:
44.6 mol×890 kJ/mol=3.97×104kJ
答:CH4的燃烧热为 890 kJ/mol,1000 L CH4(标准状况)完全燃烧产生的热量为 3.97×104kJ。1【例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。 1解:根据题意,葡萄糖的燃烧热为2800kJ/mol。
100 g葡萄糖的物质的量为:
n(C6H12O6)= m(C6H12O6 )/M(C6H12O6 )
=100g/180g·mol-1=0.556mol
1mol C6H12O6完全燃烧放出2800 kJ的热量,0.556 mol C6H12O6完全燃烧放出的热量为:
0.556 mol×2800 kJ/mol=1560 kJ
答:100g葡萄糖在人体中完全氧化时产生1560 kJ的热量。1二、中和热 1、酸和碱的中和反应有热量放出,可以通过实验测得中和反应的反应热。当1L1mol/L的稀盐酸跟1L1 mol/L的NaOH溶液起中和反应时,能放出57.3kJ的热量。
NaOH(aq)+HCI(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)
ΔH=-57.3 kJ/mol2、如果用1L1mol/L的 KOH溶液中和 1L1mol/L的HNO3溶液,也能放出57.3 kJ的热量。
KOH(aq)+HNO3(aq)=KNO3(aq)+H2O(l)
ΔH=-57.3 kJ/mol 1二、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 (1) △H=-57.3kJ/mol
3.要点:
Ⅰ、条件:稀溶液。稀溶液是指溶于大量水的离子
Ⅱ、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
Ⅲ、生成1mol水。中和反应的实质是H+和OH-化合生成H20,若反应过程中有其他物质生成,这部分反应热也不在中和热之内
Ⅳ、放出的热量:57.3kJ/mol1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。
28.728.71★燃烧热与中和热的区别与联系12H2(g)+O2g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ/mol
H2(g)+1/2O2(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
说明金刚石具有的总能量高,不稳定13、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B285.8 kJ/mol11、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 ,是能不 。
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 三、能源1讨论下列问题:
1、能源、一级能源、二级能源 例: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。1☆阅读P9《科学视野》
找出并识记:太阳能、氢能、地热能、风能各自的优缺点11、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。
2、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11、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随堂
练习B12、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,严重影响水生动植物的生长,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
D13、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BA15.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
6.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AA1第一章 化学反应与能量实验中学 高二化学备课组2019年2月24日星期日盖斯定律及其应用1、已知:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=-184.6kJ/mol
则反应HCl(g)=1/2H2(g)+1/2Cl2(g)的△H为( )A.+184.6 kJ/mol B.-92.3 kJ/mol
C.-369.2 kJ/mol D.+92.3 kJ/mol复习:D2、甲硅烷(SiH4)是一种无色气体,遇到空气能发生爆炸性自燃,生成SiO2和水。已知室温下1g甲硅烷自燃放出44.6kJ热量,其热化学方程式为:
_____________________________________________ SiH4(g)+O2(g)=SiO2(s)+H2O(l) △H=-1427.2kJ/mol规律: “正逆”反应的反应热效应数值相等,符号相反13、已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3kJ/mol,计算下列反应中放出的热量。
(1)用20g NaOH 配成稀溶液跟足量稀盐酸反应,放出热量为 kJ。
(2)用0.1molBa(OH)2配成稀溶液跟足量稀硝酸反应,放出热量为 kJ。
(3)用1mol醋酸稀溶液和足量NaOH溶液反应,放出的热量 (大于、小于、等于)57.3kJ,理
由是 。28.6511.46小于醋酸是弱电解质,只是少部分电离,发生电离时要吸热,中和时放热较少 1 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,在催化剂存在下进行反应,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,1molN2(g)和3molH2(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温故知新1 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?判断①②③①+②=③1思考如何测出下列反应的反应热:
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不能很好的控制反应的程度,故不能直接通过实验测得△H1① + ② = ③ ,
则 ΔH1 + ΔH2 =ΔH3
所以,ΔH1=ΔH3-ΔH2 =-393.5kJ/mol+283.0kJ/mol
=-110.5kJ/mol上两例应用了什么规律?1影响反应热的因素1、与温度、压强有关
2、与物质的状态有关
3、与反应物的用量有关
4、与反应条件(途径)无关
——盖斯定律1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。1AB请思考:由起点A到终点B有多少条途径?
从不同途径由A点到B点的位移有什么关系?登山的高度与上山的途径无关,只与起点和终点的相对高度有关1△H2 > 0△H1 < 0S(始态)L(终态)△H1 +△H2 ≡ 01如何理解盖斯定律? ΔH、ΔH1、ΔH2
之间有何关系?ΔH=ΔH1+ΔH2BΔHACΔH1ΔH21 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”。1例1:已知下列各反应的焓变
①Ca(s)+C(s,石墨)+3/2O2(g)=CaCO3(s)
△H1 = -1206.8 kJ/mol
②Ca(s)+1/2O2(g)=CaO(s)
△H2= -635.1 kJ/mol
③C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)
△H3 = -393.5 kJ/mol
试求④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的焓变△H4=+178.2kJ/mol④=②+③-①1例2:按照盖斯定律,结合下述反应方程式回答问题,已知:
①NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) △H1=-176kJ/mol
②NH3(g)+H2O(l)=NH3(aq) △H2=-35.1kJ/mol
③HCl(g) +H2O(l)=HCl(aq) △H3=-72.3kJ/mol
④NH3(aq)+ HCl(aq)=NH4Cl(aq) △H4=-52.3kJ/mol
⑤NH4Cl(s)+2H2O(l)= NH4Cl(aq) △H5=?
则第⑤个方程式中的反应热△H是________。
根据盖斯定律和上述反应方程式得:
⑤=④+③+②-①,
即△H5 = +16.3kJ/mol1例3:写出石墨变成金刚石的热化学方程式 (25℃,101kPa时)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/mol1例4:同素异形体相互转化但反应热相当小而且转化速率慢,有时还很不完全,测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的观点“不管化学反应是一步完成或分几步完成,这个总过程的热效应是相同的”。已知:①P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)△H1=-2983.2 kJ/mol②P(s、红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s) △H2= -738.5 kJ/mol试写出白磷转化为红磷的热化学方程式 。 P4(s、白磷)= 4P(s、红磷) △=-29.2kJ/mol①-4×②:1你知道神六的火箭燃料是什么吗?例5:某次发射火箭,用N2H4(肼)在NO2中燃烧,生成N2、液态H2O。已知:
①N2(g)+2O2(g)==2NO2(g) △H1=+67.2kJ/mol
②N2H4(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 2 × ②-①:1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?正逆反应的反应热效应数值相等,符号相反。
“+”不能省去。练习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①C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) △H =-393.5kJ/mol
②CO2(g)=C(石墨,s)+O2(g) △H =+393.5kJ/mol12.已知25℃、101kPa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=-393.51kJ·mol-1
C(金刚石)+O2(g)=CO2(g) △ H=-395.41kJ·mol-1
据此判断,下列说法中正确的是( )
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A13.已知
① CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH1= -283.0 kJ/mol
② H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH2= -285.8 kJ/mol③C2H5OH(l)+ 3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH3=-1370 kJ/mol试计算④2CO(g)+4H2(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/mol1 4. 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) △H=-110.35kJ/mol
CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H=-282.57kJ/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 kJC1第二章 化学反应速率和化学平衡实验中学 高二化学备课组2019年2月24日星期日第一节 化学反应速率回忆钠和钾分别与水反应的现象。 比较等物质的量浓度的盐酸和醋酸与大理石反应的快慢。 不同的化学反应快慢是不一样的。怎么样来比较和描述不同反应的快慢呢? 化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的一个物理量。1 化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。浓度常用单位:mol/L时间常用单位:s 、 min、h化学反应速率常用单位:mol/(L·s) 或 mol/(L·min)表达式:v = △c/△t一、化学反应速率的表示v = △n/(V·△t)PS:1、通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示,所以反应速率是正值。2、中学阶段的化学反应速率是平均速率。3、浓度仅指溶液或气体的,固体、纯液体无浓度可言。1【例题】在2L的密闭容器中,加入1molN2和3molH2,发生 N2+3H2 =?2NH3 ,在2s末时,测得容器中含有0.4mol的NH3,求该反应的化学反应速率。起始浓度(mol/L)2s末浓度(mol/L) 观察并回答,分别用三种物质表示的反应速率之间有什么关系?问题1变化浓度(mol/L) 三步法0.51.500.20.20.30.10.41.21 同一个反应,用不同的物质来表示反应速率,数值是不一样的,所以应注明是由哪种物质表示的。
同一反应中,各物质的速率之比等于他们在化学方程式中的化学计量数之比。如在N2 + 3H2 =?2NH3 中, v(N2):v(H2):v(NH3)=1:3:2结论11常见题型例举1、用不同的物质来表示反应速率。例1、反应4NH3 + 5O2 === 4NO + 6H2O 在5L的密闭容器中进行,30s后,NO的物质的量增加了0.3mol,则此反应的平均速率可表示为:
A、v (O2)=0.01 mol/L·s B、 v (NO)=0.008 mol/L·s
C、 v (H2O)=0.003 mol/L·s D、 v (NH3)=0.002 mol/L·s v (NO)=0.3/(5×30) =0.002 mol/L·s 12、比较反应速率的大小例2、反应A + 3B == 2C + 2D在四种不同情况下的反应速率分别为①VA = 0.15mol·L-1·s-1 ②VB = 0.6mol·L-1·s-1
③Vc = 0.4mol·L-1·s-1 ④VD = 0.45mol·L-1·s-1
则该反应在不同条件下速率快慢顺序是 ④﹥ ②= ③﹥ ①结论2:在同一反应中,反应速率的大小不能单纯地看数值大小。应化为同一种物质的反应速率再进行比较。13、根据各物质的反应速率之比写出化学方程式。例3、某温度下,浓度都是1mol/L的两种气体X2和Y2,在密闭容器中反应生成气体Z,经过t min后,测得物质的量浓度分别为:c(X2)=0.4mol/L,c(Y2)=0.8mol/L ,c(Z)=0.4mol/L,则该反应的反应方程式可表示为:3X2 + Y2 === 2Z3X2 + Y2 === 2X3Y1习题:已知反应N2 +3H2 2NH3 ,根据下图判断1、A是______物质的量浓度变化情况2、C是______物质的量浓度变化情况3、2分钟内N2的平均速率是多少?H2NH30.5mol/(L· min )1化学反应速率的测量 2、化学反应进行的时候,反应物和生成物的浓度都在不断地变化,由于反应体系中一种反应物浓度的变化,必然引起其他物质浓度发生相应的变化。因此,化学反应速率只要用反应体系中任何一种物质(反应物或生成物)的浓度变化来表示,一般以最容易测定的物质表示。3、在物质的诸多性质中,特别是在溶液中,当反应物或生成本身有比较明显的颜色时,人们常常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应的速率.1、化学反应速率是通过实验测定的。 1 1、 下列反应中 2 SO2 + O2 2 SO3
起始浓度(mol/L) 0.4 0.2 0
2 s后浓度(mol/L) 0.2
求:V(SO2)、V(O2)、V(SO3)2、在500 mL的密闭容器中装入1.5 mol H2,0.5 mol N2和0.05 mol NH3。若该反应的反应速率 V(H2)= 0.3 mol/(L·min)时,求3分钟末时NH3的浓度? 13、把0.6molX气体的0.4molY气体混合于2L容器中,使它们发生如下反应:3X+Y= nZ+2W。2min末已生成0.2molW,若测知V(z)=0.1mol/(L·min),则
⑴上述反应中Z气体的计量数n的值是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
⑵上述反应在2min末时,已消耗的Y占原来的百分比是( )
A.20% B.25% C.33% D.50%DB14、在4个不同的容器中,在不同的条件下进行合成氨反应,根据在相同时间内测定的结果判断,生成氨的速率最快的是( )
A.V(H2)= 0.1 mol/L·min
B.V(N2)= 0.2 mol/L·min
C.V(NH3)= 0.15 mol/L·min
D.V(H2)= 0.3 mol/L·min注:此类题均换算为同一物质的速率为标准比较 B15、一定温度下,向一个容积为2L的事先装入催化剂的真空密闭容器中通入1molN2和3mol H2,3min末测此容器内压强是起始时压强的0.9倍。在此时间内用 H2的量的变化来表示该反应的平均反应速率 是(?? ) A、0.2 mol/L·min ? B、0.6 mol/L·min C 、0.1 mol/L·min ??? D、0.1 mol/L·minC16、将固体NH4Br置于密闭容器中,在某温度下,发生下列反应:
NH4Br(s) NH3(g)+HBr(g),
2HBr(g) Br2(g)+H2(g)
2min后,测知H2的浓度为0.5mol/L,HBr的浓度为4mol/L,若上述反应速率用V(NH3)表示,求V(NH3)17、某温度时,在2 L容器中,X、Y、Z三种气体物质的物质的量随时间变化的曲线图,由图中数据分析,该反应的化学方程式为?反应开始至2 min,Z的平均反应速率? 由图知,2 min内X、Y、Z物质的量的变化为0.3 mol、0.1 mol、0.2 mol比值为3∶1∶2,可知
3 X + Y = 2 Z,
V(Z)= = 0.05 mol/(L?min) 1第二章 化学反应速率和化学平衡实验中学 高二化学备课组2019年2月24日星期日第二节 影响化学反应速率的因素 1、 在通常情况下,Na与水的反应和Mg与水的反应哪个剧烈(反应速率快)?为什么?
2、将等物质的量的碳酸钠与碳酸氢钠放入等体积等浓度的盐酸中,产生CO2的速率哪个较快?为什么?
3、石油的形成要多少年?炸药的爆炸呢?
以上说明化学反应速率的决定因素是什么?决定化学反应速率的主要因素 决定化学反应速率的因素是参加反应的物质本身的化学性质。1 影响反应速率的因素(2)外部因素:(1)内部因素(主要因素):参加反应物质的性质①浓度:②压强:③温度:④催化剂:
⑤其他因素:光、颗粒大小、溶剂等。1没合适的取向没足够的能量足够的能量 +合适的取向类比法:借鉴投篮 碰 撞 理 论 1n活=n总×活%活化分子百分数: (活化分子数/反应物分子数)×100%化学反应速率主要取决于:所有能够改变内能,运动速率,以及碰撞几率的方法,都可以用来改变、控制反应的速率。一个反应经历的过程普通
分子活化
能活化
分子合理
取向的
碰撞有效
碰撞新物质能量有效碰撞的几率1一、浓度对反应速率的影响浓度增大→单位体积内n总↑T不变,活%不变n活增大→有效碰撞↑→V↑1、在其他条件不变时,增大反应物浓度,可以增大反应速率实验2-2结论:浓度大的H2C2O4(aq)先褪色2KMnO4 + 5H2C2O4 +3H2SO4=K2SO4 +2MnSO4 +10CO2↑+8H2O规律:其他条件不变时,增大反应物的浓度,可以增大反应速率;减小反应物的浓度,可以减小化学反应的速率。1浓度对反应速率的影响本质原因反应物浓度增大,单位体积内活化分子数增多,有效碰撞的频率增加,反应速率增大。1 a、此规律只适用于气体或溶液的反应,对于纯固体或液体的反应物,一般情况下其浓度是常数,因此改变它们的量一般不会改变化学反应速率。 c、随着化学反应的进行,反应物的浓度会逐渐减小,因此一般反应速率也会逐渐减小。注意:?应用1:
一定条件下,在CaCO3(块状)+2HCl=CaCl2+H2O+CO2?
反应中,为了加快反应的速率,下列那些方法可行:
A、增加HCl的浓度 B、加水
C、增加同浓度盐酸的量 D、改加CaCO3粉末 b、一般来说,固体反应物表面积越大,反应速率越大,固体反应物表面积越小,反应速率越小。1原因:对气体来说,若其他条件不变,增大压强,就是增加单位体积的反应物的物质的量,即增加反应物的浓度,因而可以增大化学反应的速率。2、压强对反应速率的影响。 请试根据浓度对化学反应速率的影响推出压强对化学反应速率的影响情况 1规律:对于有气体参加的反应,若其他条件不变,增大压强,气体体积缩小,浓度增大,反应速率加快;减小压强,反应速率减慢。压强增大 → 体积减小
其他条件不变→V↑→C增大 压强对于反应速率的影响是通过对浓度的影响实现的
P增大→C成比例增大,P减小→C成比例减小
压强只对于有气体参加的反应的速率有影响发散思考:压强对于任意化学反应的速率都有影响吗?1思考:在N2+3H2 ? 2NH3中,当其他外界条件不变时:
Ⅰ减小体系压强,该反应的速率怎么变?
Ⅱ在反应中保持体系容积不变,充入N2 ,反应的速率怎么变?
Ⅲ在反应中保持体系容积不变,充入He,反应的速率怎么变?
Ⅳ在反应中保持体系压强不变,充入He,反应的速率怎么变?压强对反应速率的影响 压强影响反应速率,必须伴随有压强改变时体积的改变现象。否则,压强的变化并没有作用到反应的体系上。即压强变则体积变,实际是浓度的变化。若容器的体积不变,因为各气体的浓度没有变,则速率不变。如在密闭容器中通入惰性气体。注意:1对于气体有下列几种情况:1、恒温时:增大压强→体积减少→C增大→反应速率增大2、恒容时:
A、充入气体反应物→反应物浓度增大→总压增大→反应速率增大;
B、冲入“无关气体”(如He、N2等)→引起总压增大,但各反应物的分压不变,各物质的浓度不变→反应速率不变3、恒压时:冲入“无关气体”(如He等)→引起体积增大, →各反应物浓度减少→反应速率减慢。1例:对于反应N2+O2=2NO在密闭容器中进行,下列条件哪些不能加快该反应的化学反应速率( )
A、缩小体积使压强增大
B、体积不变充入 N2 使压强增大
C、体积不变充入 O2使压强增大
D、使体积增大到原来的2倍
E、体积不变充入氦气使压强增大压强对反应速率的影响DE1三、温度对反应速率的影响实验2-3结论:温度高的溶液先出现浑浊Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O1、其他条件不变,温度升高,反应速率加快T↑→普通分子变为活化分子→活%↑→ n活↑→V↑2、一般说来,温度每升高10℃,速率增加2-4倍。V×倍数值(t2-t1)/10 = 变化后的反应速率3、温度对反应速率影响的规律,对吸热反应,放热反应都适用。4、反应若是可逆反应,升高温度,正、逆反应速率都加快,降低温度,正、逆反应速率都减小。11四、催化剂对反应速率的影响实验2-4结论:加入催化剂可以加快反应的速率1使用催化剂,能够降低反应所需的能量,这样会使更多的反应物的分子成为活化分子,大大增加单位体积内反应物分子中活化分子所占的百分数。因而使反应速率加快。催化剂:能改变化学反应速率而自身的化学组成和质量在反应前后保持不变加快化学反应速率减慢化学反应速率注:不说明指正催化剂四、催化剂对反应速率的影响1能量反应过程E1E2反应物生成物活化分子活化能活化分子变成生成物分子放出的能量反应热没加催化剂加了催化剂1 ?凡是能改变反应速率而自身在化学变化前后化学性质和质量没有发生变化的物质叫催化剂。
?使用催化剂同等程度的增大(减慢)正逆反应速率,从而改变反应到达平衡所需时间。
?没特别指明一般指正催化剂
?催化剂只能催化可能发生的反应,对不发生的反应无作用
?催化剂一定的具有选择性
?催化剂中毒:催化剂的活性因接触少量的杂质而明显下降甚至遭到破坏,这种现象叫催化剂中毒。
注意:1五、其他如光照、反应物固体的颗粒大小、电磁波、超声波、溶剂的性质等,也会对化学反应的速率产生影响。 各条件对速率的影响大小是:
催化剂 >>温度>浓度=压强(体积变化引起的)。
各种影响都有其局限性,要针对具体反应具体分析。总结:
1外界条件对化学反应速率的影响(总结)增加不变不变不变不变不变增加增加增加增加增加增加增加增加增加不变1练习1:对于在溶液间进行的反应,对反应速率影响最小的因素是( ) A、温度 B、浓度 C、压强 D、催化剂练习2:下列条件的变化,是因为降低反应所需的能量而增加单位体积内的反应物活化分子百分数致使反应速率加快的是( ) A、增大浓度 B、增大压强 C、升高温度 D、使用催化剂√√1练习3: 设NO+CO2 2CO(正反应吸热)反应速率为v1;N2+3H2 2NH3(正反应放热)反应速率为v2。对于前述反应,当温度升高时,v1和v2变化情况为( ) A、同时增大 B、 同时减小 C、 v1减少,v2增大 D、 v1增大,v2减小√1练习4:在密闭容器里,通入x mol
H2和y molI2(g),改变下列条件,
反应速率将如何改变?
(1)升高温度 ;
(2)加入催化剂 ;
(3)充入更多的H2 ;
(4)扩大容器的体积 ;
(5)容器容积不变,通入氖气 。 1练习5:KClO3和NaHSO3间的反应生成Cl-和H+、SO42-离子的速度与时间关系如图所示,已知反应速率随c(H+)的增加而加快,试说明:(1)为什么反应开始时,反应速率增大? (2)反应后期速率降低的主要原因是什么? 反应速率时间1 增大反应物的浓度使反应速率加快的主要原因( )
对于气体参与体系增大压强使反应速率加快的主要原因是( )
升高温度使反应速率加快的主要原因是( )
使用催化剂使反应速率加快的主要原因是( )
A、活化分子百分数不变,但提高单位体积内活化分子的总数
B、 增大分子的运动速率而使有效碰撞增加
C、 升高反应物分子的能量,使活化分子的百分数增加
D、降低反应所需的能量,使活化分子百分数增加AAC D练习6:1 将一定浓度的盐酸倒入碳酸钙中,若作如下改变的情况,其中能使最初的化学反应速率增大的是 ( )
A、盐酸的浓度不变,而使盐酸的用量一倍
B、盐酸的浓度增大一倍,而使盐酸的用量减少到原来的一半
C、盐酸的浓度和用量都不变,增加碳酸钙的量
D、盐酸和碳酸钙不变,增大压强一倍
E、加入CaCl2溶液
F、加入CaCl2固体
G、将CaCO3用CaCO3粉末代替BG练习7:1硫代硫酸钠(Na2S2O3)与稀硫酸发生如下反应:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O 下列四种情况中最早出现浑浊的是: ( )
A、10℃时0.1 mol /L Na2S2O3和0.1 mol /L H2SO4各 5 mL
B、10℃时0.1 mol /L Na2S2O3和0.1 mol /L H2SO4 各5 mL,加水10mL
C 、20℃时0.1 mol /L Na2S2O3和0.1 mol /L H2SO4各 5 mL
D、 20℃ 时0.2mol /L Na2S2O3和0.1 mol /L H2SO4各5 mL,加水10 mLC练习8:1第二章 化学反应速率和化学平衡实验中学 高二化学备课组2019年2月24日星期日第三节 化学平衡(第一课时)1复习:什么叫可逆反应?可逆反应有哪些特点? 在相同条件下,既能向正反应方向进行,同时,又能向逆反应方向进行的化学反应,叫做可逆反应。思考:化学反应速率研究反应的快慢,研究一个化学反应还需要讨论哪些内容?可逆反应的特点:
①同一条件、同时反应、方向对立
②不可能完全转化还需要研究化学反应进行的程度——化学平衡1第三节 化学平衡讨论:可逆反应为什么有“度”的限制?“度”
是怎样产生的?分析:在一定温度下,将一定
质量的蔗糖溶于100mL水的过程如右图,蔗糖在溶解时,一方面,蔗糖分子不断离开蔗糖表面扩散到水中,另一方面,溶液中的蔗糖分子又不断在未溶解的蔗糖表面聚集成为晶体。蔗糖晶体 蔗糖溶液溶解结晶1过程分析:①开始时,v溶解 —————,v结晶=———②然后, v溶解 —————,v结晶 ——————最大0逐渐减小逐渐增大③最后, v溶解 —— v结晶= 建立溶解平衡,形成饱和溶液,即溶解的蔗糖的质量与结晶的蔗糖质量相等,固体质量不再减少了。1讨论:在一定条件下,达到溶解平衡后,蔗糖晶体的质量和溶液的浓度是否变化?溶解和结晶过程是否停止?晶体质量和溶液的浓度不会发生改变,但溶解和结晶过程并未停止, v溶解=v结晶,蔗糖溶解多少则结晶多少。“度”(限度)的产生— 消耗量等于生成量,量上不再变化1一、化学平衡的建立过程在反应CO+H2O CO2+H2中,将0.01 mol CO和0.01 mol H2O (g)通入1L密闭容器中,反应一段时间后,各物质浓度不变。1、反应刚开始时:
反应物浓度————,正反应速率———— ,生成物浓度为————,逆反应速率为——。最大最大00逐渐减小逐渐减小逐渐增大逐渐增大2、反应过程中:反应物浓度———————,正反应速率——————— ,生成物浓度——————,逆反应速率————13、一定时间后,必然出现V正反应速率=V逆反应速率···4、t1时刻后, v正= v逆 ,即正反应消耗的反应物的量与逆反应生成的反应物的量相等,反应物和生成物的浓度不再发生变化 ——化学平衡1二、化学平衡1、概念:
在外界条件不变的情况下,可逆反应进行到一定的程度时,V正反应速率=V逆反应速率,化学反应进行到最大限度,反应物和生成物的浓度不再发生变化,反应混合物处于化学平衡状态,简称化学平衡1⑴反应条件:2、化学平衡的性质:温度、压强、浓度等不变可逆反应,不可逆反应一般不会出现平衡状态——条件不变是基础⑵研究对象:——可逆反应是前提⑶本质: v正= v逆
即同一物质消耗速率与生成速率相等——速率相等是实质⑷现象:反应混合物组成成分的浓度保持不变——浓度不变是标志1注意:
平衡时,反应混合物各组成成分的物质的量浓度、百分含量恒定,但不相等。同时,平衡状态下,反应体系的压强恒定、 反应混合气体的相对分子质量恒定13、化学平衡的特征:逆、动、等、定、变、同⑴逆:研究的对象是可逆反应。⑵动:化学平衡是动态平衡,虽然达到平衡状态,但正反应和逆反应并未停止,是一个动态平衡。⑶等:达到化学平衡时,v正= v逆>0⑷定:反应混合物各组分的浓度保持一定。⑸变:化学平衡建立在一定条件下,条件改变时,平衡就会被破坏,变为不平衡,并在新条件下建立新的平衡。⑹同:在一定条件下,可逆反应不论是从正反应还是逆反应开始,还是正逆反应同时开始,只要起始浓度相当,均可以建立相同的化学平衡。即平衡的建立与途径无关。14、达到化学平衡的标志:V正=V逆和反应混合物各组分浓度保持不变是判断平衡的两大主要标志。⑴直接标志:①速率关系: v正= v逆应用:判断平衡时,要注意用“同”、“等”、“逆”的原则同:同一种物质的V正和V逆才能比较等:转化后的反应速率必须相等逆:反应方向必须对立②含量关系:反应混合物各组分的浓度、质量分数、物质的量、摩尔分数、体积分数、分子数之比保持不变1以反应mA(g)+nB (g) pC(g)为例,达到
平衡的标志为: A的消耗速率与A的生成速率—————
A的消耗速率与C的———速率之比等于———
B的生成速率与C的———速率之比等于———
A的生成速率与B的———速率之比等于———相等消耗m :p生成n :p消耗m :n异边同向,同边异向,比例计量1例1、一定条件下,反应A2(g)+B2(g) 2AB(g)达到平衡的标志是
A、单位时间内生成n mol A2同时生成n molAB
B、单位时间内生成2n mol AB 同时生成n mol B2
C、单位时间内生成n mol A2 同时生成n mol B2
D、单位时间内生成n mol A2 同时消耗n mol B2 √√1例2、一定条件下,反应N2+3H2 2NH3达到平衡的标志是
A、一个N≡N键断裂的同时,有三个H-H键形成
B、一个N≡N键断裂的同时,有三个H-H键断裂
C、一个N≡N键断裂的同时,有六个N-H键断裂
D、一个N≡N键断裂的同时,有六个N-H键形成 √√在判断化学平衡时,要注意化学键数与反应物质的物质的量之间的联系,同时要注意成键、断键与反应方向之间的关系。1⑵间接标志:以反应mA(g)+nB (g) pC(g)为例①混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间改变而———,(适用于—————————————)改变m+n≠p 的反应②、混合气体的平均相对分子质量、密度不随时间改变而————,(适用于—————————————)改变m+n≠p 的反应③各气体体积、气体分压、各物质的物质的量不随时间改变⑶、特殊标志:①对于有色物质参加反应,如果体系颜色不变,反应达到平衡②对于吸热或放热反应,如果体系温度不变,反应达到平衡1 气体的总压、气体的总的物质的量、混合气体的平均相对分子质量、混合气体的密度、反应混合物平衡时物质的量之比⑷在等系数的气体反应中不能作为平衡判据的是:例3、在一定温度下,向aL密闭容器中加入1molX
气体和2molY气体发生如下反应:
X(g)+2Y(g) 2Z(g),此反应达到平衡的标志是:
A、容器内压强不随时间变化
B、容器内各物质的浓度不随时间变化
C、容器内X、Y、Z的浓度之比为1:2:2
D、单位时间消耗0.1molX的同时生成0.2molZ√√1课堂练习: 【1】 在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的标志是 ( )
A. C的生成速率与C分解的速率相等
B. 单位时间内生成n molA,同时生3n molB
C. A、B、C的浓度不再变化
D. A、B、C的分子数比为1:3:2AC1【2】 下列说法中可以充分说明反应:
P(g)+Q(g) R(g)+S(g) , 在恒温下已达平衡状态的是( )
反应容器内压强不随时间变化
B. P和S的生成速率相等
C. 反应容器内P、Q、R、S四者共存
D. 反应容器内总物质的量不随时间而变化 B1 【3】在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g)已达平衡状态的是 ( )
A.混合气体的压强
B.混合气体的密度
C.B的物质的量浓度
D.气体的总物质的量
BC1【4】 在一定温度下,下列叙述不是可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(s)达到平衡的标志的是
①C的生成 速率与C的分解速率相等
②单位时间内生成a molA,同时生成3a molB
③A、B、C的浓度不再变化
④A、B、C的分压强不再变化
⑤混合气体的总压强不再变化⑥混合气体的物质的量不再变化
⑦ A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2
A.② ⑦ B.②⑤⑦
C.①③④⑦ D.②⑤⑥⑦
( A )1第二章 化学反应速率和化学平衡实验中学 高二化学备课组2019年2月24日星期日第三节 化学平衡(第二课时)1★影响化学平衡的条件思考:反应条件改变是如何影响化学平衡?一定条件下的化学平衡v正= v逆,反应混合物中各组分的含量恒定条件改变反应速率改变,且变化量不同非平衡状态平衡被破坏 v正≠ v逆,反应混合物中各组分的含量不断变化一定时间后新条件下的新化学平衡v’正= v’逆,反应混合物中各组分的含量恒定平衡状态Ⅰ平衡状态Ⅱ化学平衡的移动1一、化学平衡的移动总结:化学平衡的研究对象是——————,化学平衡是有条件限制的————平衡,只有在————————时才能保持平衡,当外界条件(浓度、温度、压强)改变时,化学平衡会被————,反应混合物里各组分的含量不断—— — ——,由于条件变化对正逆反应速率的影响不同,致使v正—— v逆,然后在新条件下建立— ———可逆反应动态条件一定破坏发生变化新的平衡≠11、化学平衡移动的定义:
化学上把这种可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡建立的过程叫做化学平衡的移动2、化学平衡的移动方向的速率判断:⑴若外界条件变化引起v正> v逆:平衡向正反应方向移动⑵若外界条件变化引起v正< v逆:平衡向逆反应方向移动⑶若外界条件变化引起v正= v逆:旧平衡未被破坏,平衡不移动1二、影响化学平衡的条件1、浓度对化学平衡的影响【实验2-5】
【实验2-6】结论:增大任何一种反应物浓度使化学平衡
向———反应方向移动正1移动方向
速率变化减小反应物浓度减小生成物浓度增大生成物浓度增大反应物浓度平衡移动原因浓度变化对反应速率的影响v正首先增大v逆随后增大且v’正> v’逆正反应方向v逆首先增大v正随后增大且v’逆> v’正逆反应方向 v逆首先减小 v正随后减小且v’正> v’逆正反应方向v正首先减小v逆随后减小且v’逆> v’正逆反应方向1结论:当其他条件不变时,增大反应物浓度或减小生成物浓度,化学平衡向————反应方向移动;增大生成物浓度或减小反应物浓度,化学平衡向————反应方向移动。正逆1思考:某温度下,反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)达到平衡后,增加或移去一部分碳固体,化学平衡移动吗?为什么?结论:平衡不移动,因为固体或纯液体的浓度是常数,其用量的改变不会影响v正和 v逆,化学平衡不移动强调:气体或溶液浓度的改变会引起反应速
率的变化,纯固体或纯液体用量的变化不会
引起反应速率改变,化学平衡不移动12、压强对化学平衡的影响讨论:压强的变化对化学反应速率如何影响?
v正和 v逆怎样变化?结论:压强增大, v正和 v逆同时增大,压强减小,v正和 v逆同时减小。问题:压强的变化如何改变不同反应的 v正和 v逆的倍数?1N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)反应中,压强变化和NH3含量的关系结论:压强增大, NH3%增大,平衡向
正反应方向移动。增大压强,平衡向气体体积缩小方向移动。减小压强,平衡向气体体积增大方向移动。1思考:对于等体积的气体反应,压强改变
将怎样影响化学平衡?结论:由于压强变化同时、同步、等倍数影响正、逆反应速率,v’正= v’逆,化学平衡不移动,但反应速率改变。例、在反应I2(g)+H2 (g) 2HI (g)中增大压强1讨论:压强的变化不会影响固体或气体物质的反应速率,压强的变化会使固态或液态反应的化学平衡移动吗?结论:无气体参加的反应,压强的改变,不能使化学平衡移动1强调:压强变化若没有浓度的变化,化学反应速率——————,化学平衡——————。不变不移动讨论:在N2(g)+3H2 (g) 2NH3 (g)密闭反应体系中,充入He气体:
⑴容积不变时,反应物质浓度—————,反应速率————,化学平衡——————;
⑵气体压强不变时,容器的体积________,各气体的浓度_____, 反应速率—————,化学平衡向—————— 方向移动不变不变不移动减小增大逆反应减小13、温度对化学平衡的影响讨论:温度的变化对化学反应速率如何影响?
v正和 v逆怎样变化?结论:温度升高, v正和 v逆同时增大;温度降低,v正和 v逆同时减小。问题:温度的变化如何改变不同反应的v正和 v逆的倍数?【实验2-7】2NO2 N2O4 △H<01实验现象:温度升高,混合气体颜色加深,——————————,平衡向—————— 方向移动;温度降低,混合气体颜色变浅,
————————————,平衡向—————— 方向移动NO2浓度增大逆反应NO2浓度减小正反应结论:升高温度化学平衡向—————————移动,吸热反应方向降低温度化学平衡向—————————移动,放热反应方向
14、化学平衡移动原理——勒夏特列原理原理:如果改变影响平衡的一个条件(浓度、温度、压强等),化学平衡就向减弱这种改变的方向移动。①此原理只适用于已达平衡的体系②平衡移动方向与条件改变方向相反。ps:③移动的结果只能是减弱外界条件的该变量,但不能抵消。1讨论:反应N2(g)+3H2 (g) 2NH3 (g) △H<0 ,达到化学平衡,改变下列条件,根据反应体系中的变化填空:①若N2的平衡浓度为a mol/L,其他条件不变时,充入N2使其浓度增大到b mol/L后平衡向——————方向移动,达到新平衡后, N2的浓度为c mol/L,则a、b、c的大小为———————;
②若平衡体系的压强为P1 ,之后缩小反应体系体积使压强增大到P2 ,此时平衡向——————方向移动,达到新平衡后 体系的压强为P3 ,则P1 、 P2、 P3 的大小为——————————;
③若平衡体系的温度为T1 ,之后将温度升高到 T2 ,此时平衡向——————方向移动,达到新平衡后 体系的温度为T3 ,则T1 、 T2、 T3 的大小为——————————。正反应 a< c < b正反应P1 < P3< P2逆反应T1 < T3< T215、催化剂对化学平衡的影响讨论:催化剂怎样改变v正和 v逆?小结:同步、等倍数改变v正和 v逆结论:催化剂不能使化学平衡发生移动;不能改变反应混合物的百分含量;但可以改变达到平衡的时间。11.已建立化学平衡的某可逆反应,当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时,下列有关叙述正确的是
① 生成物的百分含量一定增加② 生成物的产量一定增加③ 反应物的转化率一定增大④ 反应物浓度一定降低⑤ 正反应速率一定大于逆反应速率⑥ 使用了合适的催化剂
A、 ① ② B、② ⑤ C、 ③ ⑤ D、 ④ ⑥
B12.恒温下, 反应aX(g) bY(g) +cZ(g)达到平衡后, 把容器体积压缩到原来的一半且达到新平衡时, X的物质的量浓度由0.1mol/L增大到0.19mol/L, 下列判断正确的是: A. a>b+c B. a<b+c C. a=b+c D. a=b=c A13、容积固定的密闭容器中存在已达平衡的
可逆反应2A(g) 2B+C(△H>0),若随着温度升高,气体平均相对分子质量减小,则下列判断正确的是( )
A、B和C可能都是液体
B、B和C肯定都是气体
C、B和C可能都是固体
D、若C为固体,则B一定是气体D1第二章 化学反应速率和化学平衡实验中学 高二化学备课组2019年2月24日星期日第三节 化学平衡(第三课时)1三、化学平衡常数化学平衡常数: 是指在一定温度下,可逆反应无论从正反应开始,还是从逆反应开始,也无论反应物起始浓度的大小,最后都能达到平衡,这时各种生成物浓度的系数次方的乘积除以各反应物浓度的系数 次方的乘积所得的比值。它是个常数,用K表示,例如:mA + nB pC + qD1化学平衡常数同阿伏加德罗常数以及物理中
的万有引力常数一样都是一个常数,只要温
度不变,对于一个具体的可逆反应就对应一
个具体的常数值。1.使用化学平衡常数应注意的问题:
(1)化学平衡常数只与温度有关,与反应物或
生成物的浓度无关。
(2)反应物或生成物中有固体和纯液体存在时,由于其浓度可看做常数“1”而不代入公式
(3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变,则平衡常数改变。若方程式
中各物质的系数等倍扩大或缩小,尽管是同一个反应,平衡常数也会改变。12.化学平衡常数的应用。
(1)化学平衡常数值的大小是可逆反应进行程度的标志。它能够表示出可逆反应进行的完全程度。一个反应的K值越大,说明平衡时生成物的浓度越大,反应物的浓度越小,反应物转化率也越大。可以说,化学平衡常数是一定温度下一个反应本身固有的内在性质的定量体现。
1(2)可以利用平衡常数的值做标准,判断正在进行的可逆反应是否平衡及不平衡时向何方进行建立平衡。如:对于可逆反应
mA(g) + nB(g) pC(g) +qD(g) ,在一定温度的任意时刻,反应物与生成物的浓度如下关系:Qc ,叫做该反应的溶液商。Qc 〈 K,反应向正反应方向进行
Qc = K,反应处于平衡状态
Qc > K,反应向逆方向进行13.利用K可判断反应的热效应若升高温度,K值增大,则正反应为吸热反应;
若升高温度,K值减小,则正反应为放热反应。1四、有关化学平衡的计算:起始量、变化量、平衡量的计算关系n1n200 ax bxcxdxn1-ax n2-bxcxdx单位
统一已知条件计量系数之比加、减计算⑴、物质浓度的变化关系:①、反应物:平衡浓度= ————————————————起始浓度-变化浓度②、生成物:平衡浓度= ————————————————起始浓度+变化浓度③、各物质的变化浓度之比= ————————————————反应式计量系数之比⑵、反应物的转化率:反应物转化为生成物的百分率1解:∵mol20.1×5×4133422①、 ∵2 : x = 2 : (0.1×5×4)∴ x = 2 1解析:这是一个连续平衡的计算,计算思路为:第一个反应的平衡量作为第二个反应的起始量∴解:∵mol400 x x x4- x x x x 0 xyyy x - yy x +y x – y = 1.62 x +y = 4.50解得: x = 3.06 mol y = 1.44 mol 故:C N2O5 = (4 – 3.06) mol / 1L=0.94 mol/L C N2O = 1.44 mol / 1L=1.44 mol/L 11实验中学 高二化学备课组2019年2月24日星期日平衡移动与反应物的转化率间的关系1思考:化学平衡是暂时的,一旦外界条件改变,原有的固定的各种数量关系皆会因平衡的移动而发生改变,平衡移动时反应物的转化率如何变化 ?这要根据具体反应及引起平衡移动等具体原因而定,不可一概而论。 1一、由于压强改变而引起平衡正向移动时,反应物的转化率必定增大。反之,平衡逆向移动时,反应物的转化率必定减小。PS:1、这里的压强改变方式指容积的变化。若为加压,平衡正向移动,则正反应是一气体体积缩小的反应;若为减压,平衡正向移动,则正反应是一气体体积增大的反应。2、若TV不变条件下,向平衡体系中加入惰性气体,这时体系的总压增大,但平衡不移动,反应物转化率不变。因加入无关气体后,由于体积不变,所以平衡体系中有关物质的浓度没有变,因而不影响原平衡。平衡移动与反应物的转化率间的关系1AD解析:由于体积减小一半,则体系压强为原来的两倍,若平衡不移动,则A、B、C、的的浓度应为原来的两倍,今B和C的浓度均是原来的2.2倍,故平衡应正向移动。而加压平衡向气体体积减小方向移动,所以m>2n故答案为A、D。1练习:恒温下, 反应aX(g) bY(g) +cZ(g)达到平衡后, 把容器体积压缩到原来的一半且达到新平衡时, X的物质的量浓度由0.1mol/L增大到0.19mol/L, 下列判断正确的是: ( )A. a>b+c B. a<b+c C. a=b+c D. a=b=c A1二:由于温度改变而引起平衡正向移动时,反应物的转化率必定增大。反之,平衡逆向移动时,反应物的转化率必定减小。PS:当温度升高,平衡正向移动,则正反应是一吸热的反应;若为降温,平衡正向移动,则正反应是一放热的反应;无论哪种情况,由于反应物的初始量未变,将会有更多的反应物转化为生成物。1例2:(99上海)可逆反应:3A(g)?3B(?)+C(?)-Q,随着温度升高,气体平均相对分子质量有变小趋势,则下列判断正确的是 ( )
A、 B和C可能都是固体 B 、B和C一定都是气体
C、若C 为固体,则B一定是气体 D、B和C可能都是气体CD解析:此题虽然没有直接问A的转化率。当温度升高,气体的相对分子质量变小,而正反应是吸热反应,所以平衡正向移动,由于没有改变A的初始量,则A的转化率必然提高。气体平均相对分子质量=m/n,若B和C都是固体,则气体只有A,其相对分子质量不变;若B和C都是气体,则m不变,而n变大,气体的相对分子质量变小;若C 为固体,则B一定是气体,这时气体的n不变,而m变小,气体的相对分子质量变小,正确答案为CD。1三、由于增大反应物浓度(TV不变)引起平衡移动时,有以下几种情况:1D解析:可将第二次的平衡的建立看作是投入2 a mol NO2在两倍大的容器中同温下进行。这时两个平衡等效,再将第二次的体积加压为与第一次一样,则平衡将正向移动。由于气体总质量不变,而气体总物质的量减少,所以相对平均分子质量增大,所以A、B均对。D不难判断是错的。气体颜色取决于NO2的浓度,由于NO2的浓度的增大比移动后使其浓度减小的大得多,C项也对。故错误的是D。1例4:将装有1molNH3的密闭容器加热,部分NH3分解后达到平衡,此混合气体中NH3的体积分数为x%;若在同一容器中最初充入的是2 mol NH3,密封、加热到相同温度,反应达到平衡时,设此时混合气体中NH3的体积分数为y%。则x和y的正确关系是( )
A、x>y B、x<y C、x=y D、x≥y解析:可先将后一种看做是两倍体积的容器中于同温下建立平衡,此时两平衡等效,再将后者体积缩小为前者一样大,即加压,平衡向气体体积缩小方向移动,即逆向移动。所以后者氨的转化率变小,故答案为A。A1三、由于增大反应物浓度(TV不变)引起平衡移动时,有以下几种情况:⑵、若两反应物的浓度按同比例增大,这时相当于将两个一样的平衡加压,平衡将向气体体积减小的方向移动,若m+n>p+q,则两反应物的转化率均增大,若m+n
A. N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) B. 2HI(g) H2(g)+I2(g)
C.PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g) D. 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)B4、 某温度时,一定压强下的密闭容器中发生反应:
aX(g)+bY(g) cZ(g)+dW(g),达平衡后,保持温度不变压强增大至原来的2倍,当再达到平衡时,W的浓度为原平衡状态的1.8倍,下列叙述正确是( )
A. 平衡正移 B. (a+b)>(c+d)
C. Z的体积分数变小 D. X的转化率变大C1第二章 化学反应速率和化学平衡实验中学 高二化学备课组2019年2月24日星期日第三节 化学平衡(第四课时)1一、等效平衡⑴定义:
化学平衡的建立与反应途径无关,可逆反应在相同状况下,不论从正反应开始还是从逆反应开始,或者正逆反应同时进行,只要初始时有关物质的量“相当”,它们即可以达到相同平衡状态,称为“等效平衡”。此时,等效平衡中各物质的百分含量相等。1 无论平衡从哪个方向建立,在判断时都可根据题给条件和反应计量系数把生成物全部推算为反应物或把反应物全部推算成生成物再与原平衡加入的物质的量相比较,若物质的量“相当”,则为等效平衡,推算式为:某反应物的物质的量(mol)+变成生成物而消耗的该反应物的物质的量(mol)=原来该反应物的物质的量(mol)⑵等效平衡的解法 — 极值转换法 1二、等效平衡的分类①恒温、恒容时,只要反应物和生成物的量相当(反应物换算成生成物或生成物换算成反应物后与原起始量相同)则为等效平衡1例1、在一定温度下,将2mol N2和6mol H2充入固定容积的密闭容器中,发生 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),达到化学平衡后,若保持温度不变,令a、b、c分别为N2、H2、NH3的物质的量,重新建立平衡,混合物中个物质的量仍和上述平衡相同,填空
⑴、若a=0,b=0,则c=———
⑵、若a=1, c =2,则 b =————
⑶、若a、 b 、 c取值必须满足的一般条件为(用两个式子表示,一个只含a和c,一个只含b和c ————————、 ————————4 3a+c/2 = 2b+3c/2 = 61例2、在一个固定容积的密闭容器中,加入2molA和1molB,发生 2A(g)+B (g) 3C(g) +D(g) ,达到化学平衡时,C的浓度为w mol/L。若保持温度容积不变,改变起始物质的用量,达到平衡后,C的浓度仍为 w mol/L的是:
A.4molA+2molB B.1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD
C.3molC+1molD+1molB D.3molC+1molD√√1②恒温、恒容时,反应前后气体体积不变(等计量系数)的可逆反应,只要反应物(或生成物)的物质的量比例与起始状态相等,则二平衡等效。③恒温、恒压时,改变起始加入量,只要按化学计量数换算成平衡式左右两边同一边物质的量之比与原状态相同,则二平衡等效。1例3、温度压强不变时,将1molN2和4molH2充入一个装有催化剂容积可变的密闭容器中,发生N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),达到化学平衡后生成a mol的NH3,在相同温度和压强下,保持平衡时各组分的体积分数不变,填表:1.5a00.52(n-4m)(n-3m)a11.在一定温度下,把1 mol CO和2 mol H2O通入一个密闭容器中,发生如下反应:CO(g)+H2O (g) CO2(g)+H2(g),一定时间后达到平衡,此时,CO的含量为p%,若维持温度不变,改变起始加入物质的物质的量,平衡时CO的含量仍为p%的是( )
A.1molCO2 、2molH2
B. 0.2molCO2 、0.2molH2 、
0.8molCO 、 1.8molH2O
C.1molCO2、1molH2O
D.1molCO2 、1molH2 、1molH2OBD12. (98全国)体积相同的甲、乙两个容器中,分别都充有等物质的量的SO2和O2,在相同温度下发生反应:2SO2+O2 2SO3,并达到平衡。在这过程中,甲容器保持体积不变,乙容器保持压强不变,若甲容器中SO2的转化率为p%,则乙容器中SO2的转化率( )
A、等于p% B、大于p%
C、小于p% D、无法判断B13.某温度下,在一容积可变的容器中,反应2A(g)+B(g) 2C(g)达到平衡时,A、B和C的物质的量分别为4mol、2mol和4mol。保持温度和压强不变,对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整,可使平衡右移的是( )
A.均减半 B.均加倍
C.均增加1mol D.均减少1molC14.将2mol SO2气体和2mol SO3气体混合于固定体积的密闭容器中,在一定条件下发生反应: 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)。达到平衡时SO3为n mol。在相同温度下,分别按下列配比在相同密闭容器中放入起始物质,平衡时SO3等于n mol的是( )
A.1.6molSO2+0.3molO2+0.4molSO3 B.4molSO2+1molO2
C.2molSO2+1molO2+2molSO3 D.3molSO2+1molO2+1molSO3
B1第三章 水溶液中的离子平衡实验中学 高二化学备课组2019年2月24日星期日第一节 弱电解质的电离一、电解质与非电解质1、电解质:
2、非电解质:
在水溶液中或熔融状态时能够导电的化合物。
(包括酸、碱、盐、水、大多数金属氧化物)
如:NaCl、HCl、CH3COOH 、MgO
在水溶液中和熔融状态时都不能导电的化合物。
(包括多数有机物、某些非金属氧化物)
如: CH3CH2OH、CO2 、SO21二、强电解质与弱电解质1、强电解质:
2、弱电解质:能完全电离的电解质。
如强酸、强碱和大多数盐。
HCl == H+ + Cl-
Na2SO4 ==2 Na+ + SO42-
能部分电离的电解质。
如弱酸、弱碱、水。
CH3COOH CH3COO- +H+
11.下列电解质中, ① NaCl、 ② NaOH,
③ NH3·H2O、 ④ CH3COOH, ⑤ BaSO4 、
⑥ AgCl 、 ⑦ Na2O 、 ⑧ K2O, ⑨ H2O
哪些是强电解质,那些是弱电解质?
强电解质: ① ② ⑤ ⑥ ⑦ ⑧弱电解质:③ ④ ⑨课堂练习:习题11 现有如下各化合物:①酒精,②氯化铵,③氢氧化钡,④氨水,⑤蔗糖,⑥高氯酸,⑦氢硫酸,⑧硫酸氢钾,⑨磷酸,⑩硫酸。请用物质的序号填写下列空白。
Ⅰ、属于电解质的有___________________;
Ⅱ、属于强电解质的有_________________;
Ⅲ、属于弱电解质的有_________________。习题2②③⑥⑦⑧⑨⑩②③⑥⑧⑩⑦⑨12. 下列说法是否正确?为什么?
(1)强电解质溶液的导电能力一定强于弱电解质溶液的导电能力。
(2)虽然氯气溶于水后,溶液可以导电,但氯气不是电解质,而是非电解质。
不正确。导电能力和溶液中离子浓度有关,而强弱电解质是指电离能力的不正确。氯气是单质,不是非电解质。习题31注意:1课堂练习:习题4C习题5D1课堂练习:DBD混合物AD2000年
上海 71三、电解质的电离方程式1、强电解质完全电离,符号选用“=”2、弱电解质部分电离,符号选用“ ”1①② 多元弱碱分步电离,但用一步电离表示。③ 两性氢氧化物双向电离1④ 酸式盐的电离a 强酸的酸式盐完全电离b 弱酸的酸式盐第一步完全电离1习题9写出下列各物质的电离方程式1课堂练习: 习题101四、弱电解质的电离平衡1P41思考与交流分析一元弱酸(设化学式为HA)、一元弱碱(设化学式为BOH)的电离平衡过程,并完成下列问题:
1、写出弱酸、弱碱的电离方程式;2、填写下表的空白。最小最小最大变大变大变小不变不变不变最大最大最小变小变小变大达到平衡时1吸:弱电解质的电离过程是吸热的1① 温度:由于弱电解质的电离是吸热的,因此升高温度,电离平衡将向电离方向移动,弱电解质的电离程度将增大。②浓度:增大电解质分子的浓度或减少相应离子的浓度,都会使弱电解质分子向电离为离子的方向移动。加水稀释弱电解质溶液,电离平衡向右移动,电离程度增大。五、影响电离平衡的因素(1)内因:电解质本性。通常电解质越弱,电离程度越小。(2)外因:溶液的浓度、温度等。③同离子效应 在弱电解质溶液中加入同弱电解质具有相同离子的强电解质时,电离平衡向逆反应方向移动。④化学反应 在弱电解质溶液中加入能与弱电解质电离产生的某种离子反应的物质时,可使平衡向电离的方向移动。1课堂练习:向左向右向左1课堂练习:1课堂练习:1996年全国,13B1练习:在甲酸的下列性质中,可以证明它是弱电解质的是( )
A、1mol/L甲酸溶液中c(H+)约为1×10-2mol/L
B、甲酸能与水以任意比互溶
C、10mL 1mol/L甲酸恰好跟10 mL 1mol/L NaIOH溶液完全反应
D、在相同条件下,甲酸的导电性比强酸溶液的导电性弱。AD1六、电离度和电离常数科学视野1、电离度(1)定义:达到电离平衡时,已电离的弱电解质浓度与弱电解质的初始浓度的比。
(2)表示:
(3)影响因素:温度和浓度。温度越高,电离度增大,一般而言,弱电解质的浓度越大,电离度越小,浓度越小,电离度越大。
(4)意义:反映弱电解质的电离程度,比较同温度、同浓度时弱电解质的相对强弱。1六、电离度和电离常数(1)、定义:在一定条件下,弱电解质的电离达到平衡时,溶液中电离出来的各种离子浓度的乘积跟溶液中未电离的分子浓度之比值是个常数,这个常数称为电离平衡常数,简称电离常数。(2)、表达式:2、电离常数1 Ⅰ、弱电解质的电离常数表达式中的c(A 十)、 c(B-) 和c(AB) 均为达到电离平衡后各粒子在溶液中的浓度值。注意:Ⅱ、当温度一定时,其电离常数是定值。Ⅲ、电离常数的大小反映强弱电解质的电离程度。K值越大,弱电解质越易电离,其对应的弱酸(弱碱)越强。Ⅳ、多元弱酸是分步电离的,一级电离常数程度最大,一般有K1 》K2 》K3。113、电离常数的意义:判断弱酸、弱碱的相对强弱。
1电离平衡的移动12007年上海高考题BD1第三章 水溶液中的离子平衡实验中学 高二化学备课组2019年2月24日星期日第二节 水的电离和溶液的酸碱性1复习巩固1、溶液导电性强弱是由 ________________________决定的。溶液中自由移动离子浓度2、水是不是电解质? 思考与交流 研究电解质溶液时往往涉及溶液的酸碱性,而酸碱性与水的电离有密切的关系。那么水是如何电离的呢? 水是极弱的电解质? 1(正反应吸热)一、水的电离1、水的电离实验测定:25℃ C(H+)=C(OH-)=1×10-7mol/L
100℃ C(H+) = C(OH-) = 1×10-6mol/L思考: 既然一定温度下纯水中C(H+)和C(OH-)浓度是定值,那么乘积呢? 1Kw =C(H+)·C(OH-)说明:1.常温(25℃ )Kw = 1× 10-14
2.稀溶液
3.温度升高, Kw变大2、水的离子积(常数):定义:在一定温度下,水(稀溶液)中H+与OH-浓度的乘积,用Kw表示。1问题与讨论1、在水中加入强酸(HCl)后,水的离子积是否发生改变?2、在水中加入强碱(NaOH)后,水的离子积是否发生改变?升温呢?3、在酸碱溶液中,水电离出来的C(H+)和C(OH-)是否相等?4、100℃时,水的离子积为10-12,求C(H+)为多少?5、在酸溶液中水电离出来的C(H+)和酸电离出来的C(H+)什么关系?1加入酸:增大减少平衡逆向移动但Kw保持不变C(H+)C(OH-)1加入碱:减小增大平衡逆向移动但Kw保持不变C(H+)C(OH-)1升高温度: 平衡正向移动 C(H+)和C(OH-)都增大 Kw增大(正反应吸热)1二、影响水的电离平衡的因素1、酸2、碱3、温度抑制水的电离,Kw保持不变升高温度促进水的电离,Kw增大 注意:Kw是一个温度函数,只随温度的升高而增大.1三、溶液的酸、碱性跟C(H+)、C(OH-)的关系1.重要规律: 在一定温度时,稀电解质溶液里C(H+)与C(OH-)的乘积是一个常数。经科学实验进一步证明C(稀) ≤1mol/L例:25℃时,Kw=1×10-14
100℃时,Kw=1×10-121三、溶液的酸、碱性跟C(H+)、C(OH-)的关系2.关系(25℃):中性溶液:酸性溶液:碱性溶液:注 意①水溶液中H+与OH-始终共存②酸性溶液:C(H+)>C(OH-) ;C(H+)越大酸性越强③碱性溶液:C(H+)C(OH-) C(H+)>1×10-7mol/LC(H+) A、H+ B、OH-
C、S2- D、Na+
D1 3、下列物质溶解于水时,电离出的阴离子能使水的电离平衡向右移动的是( )
A14、某温度下纯水中C(H+) = 2×10-7 mol/L,则此时溶液中的C(OH-) = ___________。
若温度不变,滴入稀盐酸使C(H+) = 5×10-6 mol/L,则此时溶液中的C(OH-) = ___________。2×10-7 mol/L8×10-9 mol/L15、在常温下,0.1mol/L的盐酸溶液中水电离出的C(H+ )和C(OH-)是多少?6、在常温下, 0.1mol/L的NaOH溶液中水电离出的C(H+)和C(OH-)是多少?水电离出的C(OH-)=1×10-14/0.1=1×10-13mol/L
= C(H+ )17、在25 ℃,在某无色溶液中由水电离出的C(OH-)= 1×10-13,一定能大量共存的离子组是( )
NH4+ K+ NO3- Cl-
NO3- CO3 2 - K+ Na+
K+ Na+ Cl- SO42-
Mg2+ Cu2+ SO42- Cl-
C18、根据水的电离平衡H2O?H++OH- 和下列条件的改变,填空:升高30 ℃加入NaCl加入NaAc加入HClKw[OH-]变化[H+]变化水的电离平衡移动方向改变条件← ↑ ↓ —
→ ↓ ↑ —
— — — —
→ ↑ ↑ ↑19、水的电离过程为H2O H+ + OH-,在不同温度下其离子积为KW25℃=1×10-14, KW35℃ =2.1 ×10-14。则下列叙述正确的是:
A、[H+] 随着温度的升高而降低
B、在35℃时,纯水中 [H+] >[OH-]
C、水的电离常数K25 >K35
D、水的电离是一个吸热过程D1
11、 25℃、浓度均为0.1mol/L的下列溶液中[H+]由大到小的排列顺序:①氨水 ②NaOH ③盐酸 ④醋酸
10、判断正误:
任何水溶液中都存在水的电离平衡。
任何水溶液中(不论酸、碱或中性) ,都存在Kw=10-14 。
某温度下,某液体[H+]= 10-7mol/L,则该溶液一定是纯水。 √×× ③ 〉④ 〉① 〉②1实验中学 高二化学备课组2019年2月24日星期日第二节 水的电离和溶液的酸碱性溶液pH的计算1(2)水的电离是可逆的,存在电离平衡,它的逆反应为中和反应一、水的电离 结论(1)水是极弱的电解质,它能微弱“自身”电离生成H+与OH-1、水的电离方程式1(2) 注意点:A、水的电离过程是吸热,升高温度, Kw将增大25℃时,Kw=c(H+)·c(OH-) =1×10-14B、水的离子积不仅适用纯水,也适用于酸、碱、盐的稀溶液Kw=c(H+)·c(OH-)2、水的离子积常数Kw(1)定义:在一定温度下,水中c(H+)和c(OH-)的乘积是一个常数,用Kw表示 ,叫做水的离子积常数。1(3 )影响因素: A、酸、碱:温度不变,在纯水中加入酸或碱,均使水的电离左移 , Kw不变 ,α(H2O) 变小 B、温度C、易水解的盐: 在纯水中加入能水解的盐,不管水解后显什么性,均促进水的电离,但只要温度不变, Kw不变。 D、其他因素:如:向水中加入活泼金属1二、溶液的酸碱?课件25张PPT。 练习一、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 练习二、 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
氢气和丙烷的体积比为 (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 x = 3.75 moly = 1.25 mol化学反应热的计算 H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g) △H1=-241.8kJ/mol
如果已知: H2O(g)==H2O(l) △H2=-44kJ/mol
那么,H2的燃烧热△H究竟是多少?如何计算?
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① C(s)+1/2O2(g)==CO(g) ΔH1=?
② CO(g)+1/2O2(g)== CO2(g) ΔH2=-283.0kJ/mol
③ C(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?如何测出这个反应的反应热:
(1)C(s)+1/2O2(g)==CO(g) ΔH1=?
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请把下面生活实例与盖斯定律进行类比1.登山坐缆车
或步行 S(始态) L(终态)△H1〈 0△H 2〉0△H1+ △H 2≡ 02.从能量守恒角度论证盖斯定律为什么 △H1+△H2≠0 ?思考与交流C (s ,石墨)+O2(g)==CO2(g) △H1= -393.5 kJ/mol
CO2(g) == C (s ,金刚石)+O2(g) △H2= +395.0 kJ/mol3. 盖斯定律的应用 盖斯定律可用来计算难以直接测定的化学反应的反应热,如反应慢、副反应多、反应不易直接发生等。例1:写出石墨变成金刚石的热化学方程式 (25℃,101kPa时)石墨能变成金刚石吗?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2:同素异形体相互转化但反应热相当小而且转化速率慢,有时还很不完全,测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的观点“不管化学反应是一步完成或分几步完成,这个总过程的热效应是相同的”。已知:①P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)△H1=-2983.2 kJ/mol②P(s、红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s) △H2= -738.5 kJ/mol试写出白磷转化为红磷的热化学方程式 。 P4(s、白磷)= 4P(s、红磷) △= - 29.2kJ/mol①-4×②:例3:已知下列各反应的焓变
①Ca(s)+C(s,石墨)+3/2O2(g)=CaCO3(s)
△H1 = -1206.8 kJ/mol
②Ca(s)+1/2O2(g)=CaO(s)
△H2= -635.1 kJ/mol
③C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)
△H3 = -393.5 kJ/mol
试求④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的焓变△H4=+178.2kJ/mol④=②+③-①例4:按照盖斯定律,结合下述反应方程式回答问题,已知:
①NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) △H1=-176kJ/mol
②NH3(g)+H2O(l)=NH3(aq) △H2=-35.1kJ/mol
③HCl(g) +H2O(l)=HCl(aq) △H3=-72.3kJ/mol
④NH3(aq)+ HCl(aq)=NH4Cl(aq) △H4=-52.3kJ/mol
⑤NH4Cl(s)+2H2O(l)= NH4Cl(aq) △H5=?
则第⑤个方程式中的反应热△H是________。
根据盖斯定律和上述反应方程式得:
⑤=④+③+②-①,即△H5 = +16.3kJ/mol例5: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 1、盖斯定律的内容。
2、盖斯定律的应用总结归纳用来计算难于测量或不能测量的反应的反应热
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。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?正逆反应的反应热效应数值相等,符号相反。
练习1.已知石墨的燃烧热:△H=-393.5kJ/mol
(1)写出石墨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①C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) △H =-393.5kJ/mol
②CO2(g)=C(石墨,s)+O2(g) △H =+393.5kJ/mol2.已知25℃、101kPa下,石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为
C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.51kJ·mol-1
C(金刚石,s)+O2(g)=CO2(g) △ H=-395.41kJ·mol-1
据此判断,下列说法中正确的是
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A3、在一定条件下,氢气和甲烷燃烧的化学方程式为:
2H2(g) + O2 (g) = 2H2O (l) ?H= – 572 kJ /mol
CH4(g) +2O2 (g) = CO2(g)+2H2O (l) ? H= – 890 kJ/mol由1mol 氢气和2mol甲烷组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时放出的热量为多少?2066 kJ4.已知
① CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH1= -283.0 kJ/mol
② H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH2= -285.8 kJ/mol③C2H5OH(l)+ 3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH3=-1370 kJ/mol试计算④2CO(g)+4H2(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????? =-283.0×2 -285.8×4 +1370
=-339.2 kJ/mol 5. 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 kJC6.已知CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=
-890kJ·mol-1,现有CH4和CO的混合气体共0.75mol,完全燃烧后,生成CO2气体和18g液态H2O,并放出515kJ热量,写出CO燃烧的热化学方程式。2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-560kJ·mol-1 或CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H=-280kJ·mol-1 1802年8月8日生于瑞士日内瓦市一位画家家庭
1825年毕业于多尔帕特大学医学系,并取得医学博士学位。1826年弃医专攻化学
1828年由于在化学上的卓越贡献被选为圣彼得堡科学院院士
1830年专门从事化学热效应测定方法的改进,曾改进拉瓦锡和拉普拉斯的冰量热计,从而较准确地测定了化学反应中的热量。Gormain Henri Hess 1836年经过许多次实验,他总结出一条规律:在任何化学反应过程中的热量,不论该反应是一步完成的还是分步进行的,其总热量变化是相同的,1860年以热的加和性守恒定律形式发表。这就是举世闻名的盖斯定律。
盖斯定律是断定能量守恒的先驱,也是化学热力学的基础。当一个不能直接发生的反应要求反应热时,便可以用分步法测定反应热并加和起来而间接求得。故而我们常称盖斯是热化学的奠基人。 课件35张PPT。化学反应与能量的变化活化分子:能够发生有效碰撞的分子活化能:活化分子所多出的那部分能量E1:反应的活化能; E2:活化分子变成生成物分子放出的能量E2- E1:反应热我们知道: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思考1、你所知道的化学反应中有哪些是放热反应?2、你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应?思考燃料的燃烧 ,中和反应 , 活泼金属与酸、碱 ,大多数化合反应大多数分解反应, C+CO2 , H2+CuO, C+H2O , Ba(OH)2.8H2O+NH4Cl ,CaCO3高温分解 为什么有的反应会放出热量有的需要吸收热量呢? 一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量,取决于
。 反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。问题探究一生成物反应过程中能量变化曲线图:生成物反应物的能量之和
E反生成物的能量之和
E生(1)若E反> E生,(2)若E反< E生,放出能量吸收能量放热反应吸热反应规 律问题探究二化学反应的本质是什么?化学键的断裂和形成旧键断裂需要 能量,新键形成会 能量。放 出吸 收化学反应中能量变化的原因旧键断裂 — 吸收能量新键形成 — 放出能量==679kJ/mol862 kJ/mol679kJ/mol - 862kJ/mol = -183kJ/mol反应物的键能总和生成物的键能总和所以:一个化学反应是放热还是吸热取决于取决于所有断键吸收的总能量与所有
形成新键放出的总能量的相对大小一 、反应热 焓变1、定义:2、符号:△H3、单位:kJ·mol-1 在恒压的条件下,化学反应过程中所放出或吸收的热量称为反应的焓变。 化学反应过程中放出或吸收的热量叫做化学反应的反应热.放热反应:
吸热反应:ΔH<0或 ΔH为“-”ΔH>0 或ΔH为“+”放热△H<0吸热△H>04、规定:5、焓变与键能的关系ΔH = 反应物的键能总和生成物的键能总和–例 1:1 mol C与 1 mol H2O(g) 反应生成 l mol CO(g) 和1 mol H2(g),需要吸收131.5 kJ的热量,该反应的反应热为△H = kJ/mol。131.5例 2:拆开 1 mol H-H键、1 mol N-H键、1 mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ,则1mol N2生成NH3的反应热为△H= ,-92.0 kJ/mol练习 1.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C2.已知:H + H ═ H2;
△H = -436KJ/mol,则下列叙述正确的是( )
A. H 原子的能量高于 H2 的能量
B. H 原子的能量低于 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 D4.下列过程中,需要吸收能量的是( )
A.H+H=H2 B.H+Cl=HCl
C.I2→I+I D.S+O2=SO2C二、热化学方程式H2(g)+I2(g)======2HI(g) △H=-14.9kJ/mol200℃
101kPa1、热化学方程式包含物质变化和能量变化两个部分,二者缺一不可。
普通化学方程式只包含物质变化一个部分。物质变化能量变化 能表示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二、热化学方程式H2(g)+I2(g)======2HI(g) △H=-14.9kJ/mol200℃
101kPa2、热化学方程式需注明反应时的温度和压强。对于 25℃ 101kPa时进行的反应可不注明。
普通化学方程式不需注明温度和压强。二、热化学方程式3、热化学方程式需注明各物质的状态。
普通化学方程式不需注明物质的状态。二、热化学方程式4、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,其△H与系数对应成比例。
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。2H2(g)+O2(g)==2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol书写热化学方程式的注意点:1、需注明反应的温度和压强;
(如在25℃ 101kPa下进行的反应,可不注明)
2、应注明反应物和生成物的状态;
3、对于相同的反应,当化学计量数不同时,其△H对应成比例。2H2(g)+O2(g)==2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol例1:当1mol气态H2与1mol气态Cl2反应生成2 mol气态HCl,放出184.6 kJ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 CΔH = – 445 kJ/molA
例4、已知在1×105Pa,298K条件下,2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量,下列热化学方程式正确的是( )A. H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g) ΔH=+242kJ·mol-1
B. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-484kJ·mol-1
C. H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH=+242kJ·mol-1
D. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=+484kJ·mol-1 练习:A. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H=-4b kJ/mol
B. C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) △H=+2b kJ/mol
C. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H=-2b kJ/mol
D. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H=+b kJ/mol 已知充分燃烧a g 乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量bkJ,则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是A练习2、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
C3、氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰,已知
破坏1 mol H-H键消耗的能量为Q1kJ,
破坏1 mol O 、 O键消耗的能量为Q2kJ,
形成1 mol H-O键释放的能量为Q3kJ。
下列关系式中正确的是( )
A. 2Q1 + Q2 > 4Q3
B. 2Q1 + Q2 < 4Q3
C. Q1 + Q2 < Q3
D. Q1 + Q2 = Q3B课堂练习 实践活动
中和反应 反应热的测定●实验目的
测定强酸与强碱反应的反应热●学习重点
中和反应反应热的测定原理和方法。●实验用品
大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL)
温度计、量筒(50 mL)两个、泡沫塑料 或纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有两个小孔)、环形玻璃搅拌棒。
0.50 mol/L 盐酸、0.55 mol/L NaOH溶液实验步骤:阅读P4-5并回答问题1. 中和热的测定
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? 答案:1.两杯口相平,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放热使温度计测量碱的温度不准确,故要冲洗干净;冲洗后的溶液不能倒入小烧杯,若倒入,会使总溶液的质量增加,而导致实验结果误差。[议一议]如果你所测得的数据不是57.3 kJ/mol,分析产生误差的原因可能有哪些?可能的原因有:
1.量取溶液的体积有误差(测量结果是按50 mL的酸、碱进行计算,若实际量取时,多于50 mL或小于50 mL都会造成误差)
2.温度计的读数有误。
3.实验过程中有液体洒在外面。
4.混合酸、碱溶液时,动作缓慢,导致实验误差。
5.隔热装置不到位,致使实验过程中热量损失而导致误差。
6.测了酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的温度,致使热量损失而引起误差。 讨论下列问题 1.本实验中若把50 mL 0.50 mol/L的盐酸改为50 mL 0.50 mol/L醋酸,所测结果是否会有所变化?为什么?
答案:1.会有所变化。因为醋酸为弱电解质,其电离时要吸热,故将使测得结果偏小。
2.若改用100 mL 0.50 mol/L的盐酸和100 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液,所测中和热的数值是否约为本实验结果的二倍(假定各步操作没有失误)?2.否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时放出的热量,其数值与反应物的量的多少无关,故所测结果应基本和本次实验结果相同(若所有操作都准确无误,且无热量损失,则二者结果相同)。[练习]50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液在图示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是 。
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是 。
(3)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值 (填“偏大”“偏小”“无影响”)
(4)实验中改用60 mL 0.50 mol/L盐酸跟50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量 (填“相等”“不相等”),所求中和热 (填“相等”“不相等”),简述理由: 。
(5)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会 ;用50 mL 0.50mol/L NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会 。(均填“偏大”“偏小”“无影响”)环形玻璃搅拌棒减少实验过程中的热量损失偏小不等相等 因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O所放出的热量,与酸碱的用量无关
偏小偏小
再 见 课件15张PPT。第2节
燃烧热 能源高二化学组
2019年2月24日星期日2019-2-24 复习:热化学方程式的书写注意?(1)必须注明反应的温度和压强(若不指明为25 ℃、101kPa)(2)必须注明反应物、生成物的聚集状态,不用标沉淀和气体符号(3)热化学方程式中的系数仅表示物质的量,因此可以为整数,也可以为分数。但反应热的值必须与系数对应。(4)放热用“-”,吸热用“+”,单位kJ/mol(5)反应逆向进行,其反应热的数值与正反应相等、符号相反2019-2-24一、燃烧热1、燃烧热的概念:
在101kPa时,l mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。 例:
2C8H18(l)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l) △H=-11036KJ/mol思考:C8H18的燃烧热为多少? △H=-5518KJ/mol2019-2-24答: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,而燃烧热规定是1 mol的纯物质;
② 研究燃烧放出的热量并未限定燃烧产物的形态,而研究燃烧热必须是生成稳定的氧化物。
【思考】燃烧放出的热量与燃烧热有什么不同?2019-2-242.燃烧热表示的意义: 如: CH4的燃烧热为890.3KJ/mol. 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(纯物质)ⅹ△H(燃烧热)含义: 在101KPa时, 1molCH4完全燃烧时,放出890.3KJ的热量. 2019-2-245、注意:
① 燃烧的条件是在101kPa(一般省略);
② 可燃物以1mol纯物质作为标准,因此书写热化学方程式时,其它物质的化学计量数可用分数表示;
③ 物质燃烧都是放热反应,所以表达物质燃烧时的△H均为负值;
④生成的产物是稳定的氧化物,C的燃烧热是指生成CO2,而不是CO;H2的燃烧热是指生成H2O(l),而不是H2O(g) ;H2S的燃烧热是指生成SO2 。
如:H2(g)+ 1/2 O2(g) = H2O(l) △H =-285.8 kJ/mol2019-2-24练习: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?判断依据是什么?
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)+1/2O2(g) = H2O(l) ΔH=-285.8 kJ/mol
E. H2(g)+1/2O2(g) = H2O(g) ΔH=-241.8 kJ/molD. H2(g)+1/2O2(g) = H2O(l);ΔH=-285.8 kJ/molB.D2019-2-24 6 、有关燃烧热的计算 例1:已知:
2H2( 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。答:ΔH= -285.8 kJ/mol2019-2-24例4:石墨与金刚石的燃烧热是否相同,为什么?(P7)
(请分别写出石墨和金刚石燃烧的热化学方程式) 不相同,因为石墨与金刚石的晶体结构不同,其具有的能量也不相同
C(石墨s)+ O2(g)= CO2(g) ΔH= -393.5 kJ/mol
C(金刚石s)+ O2(g)= CO2(g) ΔH= -395.0 kJ/mol例3:10g硫磺在氧气中完全燃烧生成气态SO2,放出的热量能使500gH2O温度由18℃升至62.4℃,则硫磺的燃烧热为
,热化学方程式为
。
(已知每克水温度每升高1 ℃所需热量为4.18J)S (s)+O2(g)=SO2 (g) △H=-297kJ·mol-1297 kJ·mol-12019-2-24燃烧热与中和热的区别与联系ΔH<0 , 单位 kJ/mol放热反应1mol纯物质1mol水1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量;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/mol2019-2-24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2019-2-24二、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。2019-2-242、我国的能源状况
(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能源问题2019-2-24 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
氢气和丙烷的体积比为 (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 x = 3.75 moly = 1.25 mol2019-2-24
再 见