人教版（2019）化学 选择性必修1 第一章 化学反应的热效应 复习课件（28张ppt）

化学反应的热效应复习
1.能解释化学反应中能量变化的本质。
2.能用热化学方程式表示化学反应中的能量变化，并进
行简单计算。
3.能综合考虑化学变化中的物质变化和能量变化来分析、
解决实际问题。
学习目标
化
学
反
应
的
热
效
应
1.如何解释？
2.如何表达？
3.如何计算？
4.有何应用？
思考1
生活中我们每天都在用着天然气（主要成分：CH4），利用天然气燃烧放出的热量供我们烧水、做饭等。那么，一个化学反应到底是吸热还是放热取决于哪些因素呢？
1. 如何解释？
1. 如何解释？
化学反应
的热效应
体系内能
发生变化
体系与环境能量交换
化学键的
断裂与形成
宏观
微观
变化
守恒
本质
2. 如何表达？
思考2
已知：25 ℃和101 kPa时，
CH4(g)的燃烧热： ?H ＝－890.3 kJ/mol
1.写出表示甲烷燃烧的热化学方程式；
2.在右图中画出表示甲烷燃烧热的焓的
变化示意图。
焓( H )
2. 如何表达？
思考2
\
1.CH4(g) ＋ 2O2(g) CO2(g) ＋ 2H2O(g) ?H＝－890.3 kJ/mol
2H2O(l)
2. 如何表达？
思考2
\
1.CH4(g) ＋ 2O2(g) CO2(g) ＋ 2H2O(g) ?H＝－890.3 kJ/mol
2.
焓( H )
CH4 ＋ O2
CO2 ＋ 2H2O
?H ＝－890.3 kJ/mol
放热反应
CH4(g)＋2O2(g)
CO2(g)＋2H2O(l)
2H2O(l)
2. 如何表达？
焓的变化示意图
热化学方程式
注意：
1.注明反应物与生成物的聚集状态。
2.热化学方程式中各物质化学计量数可以是整数，也可以
是分数。但?H 必须与化学方程式一一对应。
3.需注明反应的温度和压强，常温、常压(25 ℃、101 kPa）
可以不注明。
3. 如何计算？
多个反应间
（盖斯定律）
单个反应内
（键能数据）
思考3
CH4燃烧热的数据除了可以通过实验测得，在理论上可以通过哪些方法来求算呢？
思考3-1

3. 如何计算？
?H(估算)＝∑E(反应物键能)?∑E(生成物键能)
答案： ?H ＝4a＋2b－2c－4d
根据键能，请表示该反应的?H 与键能的关系。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}共价键
C－H
O＝O
C＝O
H－O
键 能
a
b
c
d
这是CH4燃烧热的表达?
计算甲烷的燃烧热还需要哪些数据？
CH4(g) ＋ 2O2(g) CO2(g) ＋ 2H2O(g) ?H ＝？
CH4(g) ＋ 2O2(g) CO2(g) ＋ 2H2O(g)
?H ＝4a＋2b－2c－4d
CH4(g) ＋ 2O2(g) CO2(g) ＋ 2H2O(l)
H2O (g) H2O(l) ?H ＝－44 kJ/mol
?H ＝4a＋2b－2c－4d－88 kJ/mol
3. 如何计算？
3. 如何计算？
化学式
?H （kJ/mol）
C(s)
?393.5
H2(g)
?285.8
CO(g)
?283.0
CH4(g)
?890.3
燃烧热
（25 oC，101 kPa）
思考3-2
做饭时，锅底常会出现发黑的现象。写出1 mol CH4(g)不完全燃烧生成C(s)和H2O(l)的热化学方程式。
3. 如何计算？
尝试设计转化路径进行分析。
CH4(g)＋ O2(g)
C(s)＋ 2H2O(l)
?H =？
CO2(g)＋ 2H2O(l)
?H1
?890.3 kJ/mol
?H2
?393.5 kJ/mol
2
＋ O2(g)
?H1 ＝ ?H + ?H2
?H ＝ ?H1? ?H2＝－496.8 kJ/mol
答案：CH4(g) ＋ O2(g) C(s) ＋ 2H2O(l) ?H＝－496.8 kJ/mol
注意
1. ?H(估算)＝∑E(反应物键能) ? ∑E(生成物键能)
2.利用盖斯定律求算反应的焓变， ?H 间的运算是代数运算。
3. 如何计算？
多个反应间
（盖斯定律）
单个反应内
（键能数据）
4.有何应用？
甲烷除燃烧供能外，在工业生产中也有重要的应用。
综合考虑
分析解决
实际问题
化学变化
物质变化
能量变化
4.有何应用？
思考4-1
我国海底蕴藏着大量的“可燃冰”。
（1）甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。
已知反应器中存在如下三个反应，其中iii为积炭反应，为解决积炭问题，在利用?H1和?H2计算?H3时，还需要
利用 反应的?H。
i.CH4(g) ＋ H2O(g) CO(g) ＋ 3H2(g) ?H1
ii.CO(g) ＋ H2O(g) CO2(g) ＋ H2(g) ?H2
iii.CH4(g) C(s) + 2H2(g) ?H3
4.有何应用？
思考4-1 利用?H1和?H2计算?H3，还需要利用什么反应的?H ？
（1） i.CH4(g)＋ H2O(g) CO(g)＋ 3H2(g) ?H1
ii.CO(g)＋ H2O(g) CO2(g)＋ H2(g) ?H2
iii.CH4(g) C(s) ＋ 2H2(g) ?H3
盖斯定律
盖斯定律
ⅳ. …… …… ?H4
4.有何应用？
思考4-1
（1）i.CH4(g) ＋ H2O(g) CO(g) ＋ 3H2(g) ?H1
ii.CO(g) ＋ H2O(g) CO2(g) ＋ H2(g) ?H2
iii.CH4(g) C(s) ＋ 2H2(g) ?H3
①—iii 可得
i + ii 可得
甲同学
CH4(g) ＋ 2H2O(g) CO2(g) ＋ 4H2(g)
①
2
C(s) ＋ 2H2O(g) CO2(g) ＋ 2H2(g)
答案1：
4.有何应用？
设计转化路径
计算焓变
思考4-1
（1）i.CH4(g) ＋ H2O(g) CO(g) ＋ 3H2(g) ?H1
ii.CO(g) ＋ H2O(g) CO2(g) ＋ H2(g) ?H2
iii.CH4(g) C(s) ＋ 2H2(g) ?H3
②—iii 可得
i — ii 可得
乙同学
CH4(g) ＋ CO2 (g) 2CO (g) ＋ 2H2(g)
②
2
CO2(g) ＋ C(s) 2CO(g)
答案2：
思考4-2
4.有何应用？
（2）用甲烷先制水煤气(CO、H2)，再合成甲醇（CH3OH）来代替日益供应紧张的燃油。制水煤气的原理除反应i外，还可用如下反应iv：
i.CH4(g) ＋ H2O(g) CO(g) ＋ 3H2(g) ?H1＞0
iv.CH4(g)＋ O2(g) CO(g) ＋ 2H2(g) ?H4＜0
对比分析反应i与反应iv，哪种方法更适宜合成甲醇？你的理由是什么？
1
2
思考4-2
4.有何应用？
i.CH4(g) ＋ H2O(g) CO(g) ＋ 3H2(g) ?H1＞0
iv.CH4(g) ＋ O2(g) CO(g) ＋ 2H2(g) ?H4＜0
CO ＋ 2H2 CH3OH
1
2
思考4-2
4.有何应用？
反应iv更适宜。理由：
1.原料：反应iv的原子利用率更高；
2.能源：反应iv 是放热反应，有利于节约能源。
……
运用焓变
合理选择反应
i.CH4(g) ＋ H2O(g) CO(g) ＋ 3H2(g) ?H1＞0
iv.CH4(g) ＋ O2(g) CO(g) ＋ 2H2(g) ?H4＜0
CO ＋ 2H2 CH3OH
1
2
运用焓变
合理选择反应
设计转化路径
计算焓变
本节课我们从生活到生产都在谈论着天然气话题，大家知道天然气是不可再生资源，那么我国天然气的储量如何？
4.有何应用？
脚踏实地 展望未来
我国天然气消费量的增长速度明显高于产量的增长速度。因此出现了天然气的供需严重失衡，导致我国天然气对外依存度逐年升高。
如何提高我国天然气产量来满足日益增长的消费量？
2017年5月18日，一则振奋人心的好消息传来，我国在南海神狐海域天然气水合物（又称“可燃冰”）试采成功。标志着我国可燃冰开采取得了历史性突破，这将对能源生产和消费革命产生深远影响。
脚踏实地 展望未来
目前发现的可燃冰储量大约是化石燃料综合的两倍，可燃冰释放能量高出石油等能源的十倍，被国际公认为石油、天然气的接替能源。
脚踏实地 展望未来
可燃冰是甲烷和水在高压、低温条件下混合而成的一种固态物质，其结构是水分子形成的笼状结晶包裹着甲烷分子。
我国南海海底蕴藏着大量的“可燃冰”，但在开发利用方面仍存在着很多实际问题有待解决。
化
学
反
应
的
热
效
应
1.如何解释？
2.如何表达？
3.如何计算？
4.有何应用？
热化学方程式
焓的变化示意图
键能数据
盖斯定律
设计路径算焓变
用焓变选择反应
宏观
微观