第六章第节.ppt

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1、第六章 化学反应与能量第一节化学能与热能1.1.了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。式。2.2.了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。反应热等概念。3.3.了解热化学方程式的含义，能用盖斯定律进行有关反应热的了解热化学方程式的含义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。简单计算。4.4.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。决能源危机中的重要作用。一、焓变

2、一、焓变 反应热反应热1 1反应热和焓变反应热和焓变(1)(1)反应热是化学反应中反应热是化学反应中_的热量；的热量；(2)(2)焓变是化学反应在焓变是化学反应在_放出或吸收的热量；放出或吸收的热量；(3)(3)化学反应的反应热用一定条件下的焓变表示，符号为化学反应的反应热用一定条件下的焓变表示，符号为H，单位为单位为_。放出或吸收放出或吸收恒温恒压下恒温恒压下kJmolkJmol1 12.2.吸热反应与放热反应吸热反应与放热反应(1)(1)从能量高低角度理解从能量高低角度理解反应物反应物能能量量生成物生成物放热放热反应反应H 0 0吸热吸热反应反应反应物反应物能能量量(2)(2)从化学键角度

3、理解从化学键角度理解反反应应物物旧化学键断裂旧化学键断裂,吸收能量吸收能量E E1 1新化学键形成新化学键形成, ,放出能量放出能量E E2 2生生成成物物E E1 1EE2 2, ,H0 0 放热放热反应反应E E1 1E0 0 吸吸热热反应反应二、燃烧热、中和反应反应热的测定二、燃烧热、中和反应反应热的测定1.1.燃烧热燃烧热(1)(1)定义：在定义：在25 25 、101 kPa101 kPa时，时，_纯物质完全燃烧生成纯物质完全燃烧生成_时放出的热量。如时放出的热量。如1 mol H1 mol H2 2完全燃烧生成液态完全燃烧生成液态水时，放出水时，放出285.8 kJ285.8 kJ

4、热量，则热量，则H H2 2的燃烧热为的燃烧热为H=-285.8 kJ/mol=-285.8 kJ/mol。(2)(2)常见元素的稳定氧化物：常见元素的稳定氧化物：C C：_，H H：_，S S：_。1 mol1 mol稳定的氧化物稳定的氧化物COCO2 2(g)(g)H H2 2O(l)O(l)SOSO2 2(g)(g)2.2.中和反应反应热的测定中和反应反应热的测定(1)(1)装置：装置：( (请在横线上填写仪器名称请在横线上填写仪器名称) )环形玻璃搅拌棒环形玻璃搅拌棒温度计温度计泡沫塑料板泡沫塑料板碎泡沫塑料碎泡沫塑料(2)(2)计算公式计算公式H= =t t1 1起始温度，起始温度，

5、t t2 2终止温度。终止温度。(3)(3)注意事项注意事项碎泡沫塑料板和碎泡沫塑料碎泡沫塑料板和碎泡沫塑料( (或纸条或纸条) )的作用是保温隔热，的作用是保温隔热，减少实验过程中的热量损失。减少实验过程中的热量损失。为保证酸完全中和，采取的措施是为保证酸完全中和，采取的措施是_。因为弱酸或弱碱存在电离平衡，电离过程需要吸热，实验因为弱酸或弱碱存在电离平衡，电离过程需要吸热，实验中若使用弱酸、弱碱则测得的反应热中若使用弱酸、弱碱则测得的反应热_。2110.418 ttkJ mol0.025 碱稍过量碱稍过量偏小偏小三、热化学方程式三、热化学方程式1.1.热化学方程式：热化学方程式：表示表示_

6、和和_的关系的化学方程式。的关系的化学方程式。2.2.意义：意义：热化学方程式不仅能够表明化学反应中的物质变化，也能表热化学方程式不仅能够表明化学反应中的物质变化，也能表明化学反应中的明化学反应中的_变化。变化。如如2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l) O(l) H=-571.6 kJmol=-571.6 kJmol-1-1：表示：表示在在25 25 、101 kPa101 kPa条件下，条件下，_。参加反应物质的量参加反应物质的量反应热反应热能量能量2 mol H2 mol H2 2(g)(g)和和1 mol O1 mol O2 2(g)(g)完全反

7、应生成完全反应生成2 mol H2 mol H2 2O(l)O(l)时释时释放放571.6 kJ571.6 kJ的能量的能量四、盖斯定律四、盖斯定律1.1.内容：内容：不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是_。2.2.应用：应用：化学反应的反应热只与始态和终态有关，而与反应途径无关，化学反应的反应热只与始态和终态有关，而与反应途径无关，利用盖斯定律可以间接计算某些反应的反应热。利用盖斯定律可以间接计算某些反应的反应热。相同的相同的如：由反应物如：由反应物A A生成产物生成产物B B可以设计如下两条途径：可以设计如下两条途径：则则H、H1 1

8、、H2 2的关系可以表示为的关系可以表示为_。H=H1 1H2 2五、能源五、能源1.1.化石能源化石能源可以分为煤、石油、天然气。它们属于可以分为煤、石油、天然气。它们属于_能源。能源。2.2.新能源新能源包括太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能、生物质能等。包括太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能、生物质能等。它们属于它们属于_能源。能源。3.3.解决能源危机的办法解决能源危机的办法开源节流、开发新能源和节约现有能源，提高能源利用率。开源节流、开发新能源和节约现有能源，提高能源利用率。不可再生不可再生可再生可再生1.1.需要加热才能进行的反应不一定是吸热反应，不需要加热需要加热才能进行的反应不

9、一定是吸热反应，不需要加热就能进行的反应也不一定是放热反应。就能进行的反应也不一定是放热反应。( )( )分析：分析：需要加热才能进行的反应可能是放热反应，如煤的燃需要加热才能进行的反应可能是放热反应，如煤的燃烧；不需要加热就能进行的反应可能是吸热反应，如烧；不需要加热就能进行的反应可能是吸热反应，如NHNH4 4ClCl晶晶体与体与Ba(OH)Ba(OH)2 28H8H2 2O O晶体的反应。晶体的反应。2.2.已知反应已知反应2H2H2 2(g)(g)O O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l) O(l) H00，则，则H H2 2(g)(g)与与O O2 2(g)(g)的能量大于的

10、能量大于H H2 2O(l)O(l)的能量。的能量。( )( )分析：分析：化学反应是定量完成的。应该是化学反应是定量完成的。应该是2 mol H2 mol H2 2(g)(g)与与1 mol1 mol O O2 2(g)(g)的总能量比的总能量比2 mol H2 mol H2 2O(l)O(l)总能量高。总能量高。3.3.同温同压下，同温同压下，H H2 2(g)(g)ClCl2 2(g)=2HCl(g)(g)=2HCl(g)在光照和点燃条在光照和点燃条件下进行反应的件下进行反应的H不同。不同。( )( )分析：分析：1 mol H1 mol H2 2(g)(g)和和ClCl2 2(g)(g

11、)完全反应生成完全反应生成2 mol HCl(g2 mol HCl(g) )反应反应的的H为定值，与反应条件无关。为定值，与反应条件无关。4.4.强酸和强碱在稀溶液中完全中和生成强酸和强碱在稀溶液中完全中和生成1 mol H1 mol H2 2O(l)O(l)，放出，放出57.3 kJ57.3 kJ热量，浓硫酸与热量，浓硫酸与NaOHNaOH溶液反应生成溶液反应生成1 mol H1 mol H2 2O(l)O(l)，反，反应放出应放出57.3kJ57.3kJ的热量。的热量。( )( )分析：分析：浓硫酸在溶解过程中还会放热，反应过程中放出的热浓硫酸在溶解过程中还会放热，反应过程中放出的热量大于

12、量大于57.3 kJ57.3 kJ。5.CO5.CO的燃烧热的燃烧热H= =283.0 kJmol283.0 kJmol1 1，则，则2CO(g)2CO(g)O O2 2(g)=2CO(g)=2CO2 2(g) (g) H= =283 kJmol283 kJmol1 1正确。正确。( )( )分析：分析：燃烧热指的可燃物为燃烧热指的可燃物为1 mol1 mol，此处，此处COCO物质的量为物质的量为2 mol2 mol，则，则H应为应为566 kJ566 kJmolmol1 1。 热化学方程式的书写及正误判断热化学方程式的书写及正误判断1.1.物质状态物质状态物质所处的状态不同，物质所处的状态

13、不同，H值不同，所以必须注明物质状态。值不同，所以必须注明物质状态。固态、液态、气态、溶液分别用符号固态、液态、气态、溶液分别用符号s s、l l、g g、aqaq表示。表示。2.2.反应条件反应条件(1)(1)热化学方程式不用标反应条件。如氢气在空气中燃烧生成热化学方程式不用标反应条件。如氢气在空气中燃烧生成液态水的热化学方程式为：液态水的热化学方程式为：H H2 2(g)(g)1/2O1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l)O(l)H= =285.8 kJmol285.8 kJmol1，不用标明反应条件，不用标明反应条件“燃烧燃烧”。(2)(2)不管反应是可逆反应还是不可逆反应，热

14、化学方程式中的不管反应是可逆反应还是不可逆反应，热化学方程式中的热效应都是指完全反应时的热效应。热效应都是指完全反应时的热效应。(3)(3)在在25 25 ，101 kPa101 kPa进行的反应，可不标明温度和压强，不进行的反应，可不标明温度和压强，不在此条件下进行的反应需要标明温度和压强。在此条件下进行的反应需要标明温度和压强。3.3.反应热反应热(H) )(1)(1)单位：单位：kJmolkJmol1 1。(2)(2)符号：放热反应为符号：放热反应为“-”-”；吸热反应为；吸热反应为“+”+”。4.4.化学计量数化学计量数(1)(1)化学计量数表示的是物质的量。化学计量数表示的是物质的量

15、。(2)(2)化学计量数可以为分数。化学计量数可以为分数。(3)(3)H的数值与对应的热化学方程式中化学计量数有关。的数值与对应的热化学方程式中化学计量数有关。如：如：H H2 2(g)(g)1/2O1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l) O(l) H=a kJmol=a kJmol1 12H2H2 2(g)(g)O O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l) O(l) H=b kJmol=b kJmol1 1则则a a、b b的关系为：的关系为：b=2ab=2a。5 5正、逆反应的正、逆反应的H的关系的关系逆反应和正反应的反应热数值相等，符号相反。逆反应和正反应的反应热数值相等

16、，符号相反。如如2H2H2 2(g)(g)O O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l) O(l) H=b kJmol=b kJmol1 12H2H2 2O(l)=2HO(l)=2H2 2(g)(g)O O2 2(g) (g) H=c kJmolc kJmol1 1，则则c=-bc=-b。【高考警示钟【高考警示钟】在热化学方程式的书写和判断正误时，常见在热化学方程式的书写和判断正误时，常见失误点有：失误点有：(1)(1)忽视忽视H的正负。的正负。(2)(2)忽视忽视H的数值与化学计量数有关。化学计量数发生变化的数值与化学计量数有关。化学计量数发生变化时，时，H的数值要相应变化。的数值要相应

17、变化。(3)(3)忽视物质的状态不同忽视物质的状态不同H的数值也不同。的数值也不同。【互动探究【互动探究】(1)(1)若将若将1 mol H1 mol H2 2O(l)O(l)完全电解生成完全电解生成H H2 2(g)(g)和和O O2 2(g)(g)，所吸收的能量与，所吸收的能量与241.8 kJ241.8 kJ相比，应该等于、大于还是相比，应该等于、大于还是小于？小于？提示：提示：1 mol H1 mol H2 2O(l)O(l)的能量小于的能量小于1 mol H1 mol H2 2O(g)O(g)的能量，故吸收的能量，故吸收的能量要大于的能量要大于241.8 kJ241.8 kJ。(2)

18、(2)若将含若将含0.5 mol Ba(OH)0.5 mol Ba(OH)2 2的稀溶液与足量稀硫酸充分反应，的稀溶液与足量稀硫酸充分反应，放出的热量等于放出的热量等于57.4 kJ57.4 kJ吗？吗？提示：提示：不等于。不等于。Ba(OH)Ba(OH)2 2与与H H2 2SOSO4 4反应时，除生成水之外，还有反应时，除生成水之外，还有BaSOBaSO4 4沉淀生成，故反应放出的热量不等于沉淀生成，故反应放出的热量不等于57.4 kJ57.4 kJ。 反应热的计算反应热的计算1.1.利用热化学方程式进行有关计算利用热化学方程式进行有关计算根据已知的热化学方程式和已知的反应物或生成物的物质

19、的根据已知的热化学方程式和已知的反应物或生成物的物质的量或反应吸收或放出的热量，可以把反应热当作量或反应吸收或放出的热量，可以把反应热当作“产物产物”，计算反应放出或吸收的热量。计算反应放出或吸收的热量。2 2根据计算书写热化学方程式根据计算书写热化学方程式根据一定量的反应物或生成物的量计算出反应放出或吸收的根据一定量的反应物或生成物的量计算出反应放出或吸收的热量，换算成热量，换算成1mol1mol反应物或生成物的热效应，书写热化学方反应物或生成物的热效应，书写热化学方程式。程式。3.3.根据燃烧热数据，求算反应放出的热量根据燃烧热数据，求算反应放出的热量利用公式：利用公式：Q= =燃烧热燃烧

20、热n(n(可燃物的物质的量可燃物的物质的量) )如已知如已知H H2 2的燃烧热为的燃烧热为H=-285.8 kJmol=-285.8 kJmol-1-1，燃烧，燃烧H H2 2的物质的的物质的量为量为2 mol2 mol，则，则H H2 2燃烧放出的热量为燃烧放出的热量为2 mol2 mol285.8 kJmol285.8 kJmol-1-1=571.6 kJ=571.6 kJ。4.4.根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差进行计算根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差进行计算如如H H2 2与与ClCl2 2燃烧生成燃烧生成HClHCl的反应，的反应，H H2 2(g)+Cl(g)+Cl2 2

21、(g)=2HCl(g)(g)=2HCl(g)，断裂旧键吸收的总能量为断裂旧键吸收的总能量为679 kJmol679 kJmol-1-1，新键形成过程中释，新键形成过程中释放的总能量为放的总能量为862 kJmol-1862 kJmol-1，故该反应的反应热，故该反应的反应热H=679 kJmol=679 kJmol-1-1-862 kJmol-862 kJmol-1-1=-183 kJmol=-183 kJmol-1-1。5.5.利用盖斯定律求解利用盖斯定律求解根据已知的热化学方程式，进行相应的变化，然后进行加减根据已知的热化学方程式，进行相应的变化，然后进行加减得出需要求解的热化学方程式，然

22、后进行必要的有关反应物得出需要求解的热化学方程式，然后进行必要的有关反应物物质的量或反应吸、放热的有关计算。如已知下列反应的反物质的量或反应吸、放热的有关计算。如已知下列反应的反应热：应热：CHCH3 3COOH(l)+2OCOOH(l)+2O2 2(g)=2CO(g)=2CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l)O(l) H=-870.3 kJmol=-870.3 kJmol-1-1C(sC(s)+ O)+ O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H=-393.5 kJmol=-393.5 kJmol-1-1H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)=H(g)=H2

23、 2O(l) O(l) H=-285.8 kJmol=-285.8 kJmol-1-1，则反应则反应2C(s)+2H2C(s)+2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=CH(g)=CH3 3COOH(l)COOH(l)的的 H=-488.3 kJmol=-488.3 kJmol-1-1。12【高考警示钟【高考警示钟】在进行有关反应热的计算时常见失误点有：在进行有关反应热的计算时常见失误点有：(1)(1)根据已知的热化学方程式进行计算时，要清楚已知热化学根据已知的热化学方程式进行计算时，要清楚已知热化学方程式的化学计量数表示的物质的量与已知物质的量之间的方程式的化学计量数表示的物质的量与已知

24、物质的量之间的比例关系，然后进行计算。比例关系，然后进行计算。(2)(2)根据化学键断裂和形成过程中的能量变化计算反应热时，根据化学键断裂和形成过程中的能量变化计算反应热时，须注意断键和成键的总数，必须是断键和成键时吸收或放出须注意断键和成键的总数，必须是断键和成键时吸收或放出的总能量。的总能量。(3)(3)运用盖斯定律进行计算，在调整方程式时，要注意运用盖斯定律进行计算，在调整方程式时，要注意H的的正负和数值也要随之调整。正负和数值也要随之调整。【拓展延伸【拓展延伸】反应热的大小比较反应热的大小比较1.1.同一反应的生成物状态不同时同一反应的生成物状态不同时如：如：A(gA(g) )B(g)

25、=C(gB(g)=C(g) ) H1 100A(gA(g) )B(g)=C(lB(g)=C(l) ) H2 200C(g)=C(lC(g)=C(l) ) H3 30H2 2。2.2.同一反应的反应物状态不同时同一反应的反应物状态不同时如：如：S(gS(g) )O O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(g) (g) H1 100S(sS(s) )O O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(g) (g) H2 200S(g)=S(sS(g)=S(s) ) H3 300因为因为H1 1=H2 2H3 3，所以，所以H1 1H2 2。3.3.两个有联系的不同反应相比较两个有联系的不同反应相比较如：如

26、：C(sC(s) )O O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H1 100C(sC(s) )1/2O1/2O2 2(g)=CO(g(g)=CO(g) ) H2 200CO(gCO(g) )1/2O1/2O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H3 300因为因为H1 1=H2 2H3 3，所以，所以H1 100，则金刚石不如，则金刚石不如石墨稳定石墨稳定C C已知中和热为已知中和热为H=-57.4 kJmol=-57.4 kJmol1 1，则稀醋酸和稀，则稀醋酸和稀NaOHNaOH溶溶液反应的热化学方程式为：液反应的热化学方程式为：CHCH3 3COOH(aq)+

27、NaOH(aq)=CHCOOH(aq)+NaOH(aq)=CH3 3COONa(aq)+HCOONa(aq)+H2 2O(l) O(l) H= =57.4 kJmol57.4 kJmol-1-1D D已知已知2C(s)+2O2C(s)+2O2 2(g)=2CO(g)=2CO2 2(g) (g) H1 1；2C(s)+O2C(s)+O2 2(g)=2CO(g) (g)=2CO(g) H2 2，则，则H1 1H2 2【解题指南【解题指南】解答本题应该注意下面三点：解答本题应该注意下面三点：(1)(1)燃烧热需注意可燃物为燃烧热需注意可燃物为1 mol1 mol，产物中，产物中H H2 2O O为液

28、态。为液态。(2)(2)弱酸或弱碱电离过程中吸热，中和热数值减小。弱酸或弱碱电离过程中吸热，中和热数值减小。(3)(3)等量可燃物完全燃烧放出的热量大于不完全燃烧放出的热等量可燃物完全燃烧放出的热量大于不完全燃烧放出的热量。量。【解析【解析】选选B B。H H2 2的燃烧热为的燃烧热为1 mol H1 mol H2 2(g)(g)完全燃烧生成完全燃烧生成1 mol 1 mol H H2 2O(l)O(l)放出的热量，此处为气态水，无法计算，放出的热量，此处为气态水，无法计算，A A错；能量越错；能量越低越稳定，金刚石能量比石墨高，故石墨稳定，低越稳定，金刚石能量比石墨高，故石墨稳定，B B对；醋酸电对；醋酸电离吸热，反应放出的热量值小于离吸热，反应放出的热量值小于57.457.4，C C错；错；C C完全燃烧放出完全燃烧放出的热量大于不完全燃烧放出的热量，但是的热量大于不完全燃烧放出的热量，但是H为负值，故为负值，故H1 1H2 2，D D错。错。