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1、第一章第一章化学反应与能量化学反应与能量复习复习人教版新课程选修人教版新课程选修4化学反应原理化学反应原理第一章知识结构第一章知识结构132一、反应热一、反应热定义：化学反应过程中所定义：化学反应过程中所释放或吸收释放或吸收的能量的能量,都可以热量都可以热量(或换算成相应的热量或换算成相应的热量)来表述来表述,叫做叫做反应热反应热,又称为又称为焓变焓变。单位：单位：kJ/mol或或kJmol-1符号：符号：H（焓变焓变）放热放热反应物反应物生成物生成物能能量量反应过程反应过程H H0 0H生成物能量反应物能量（宏观）生成物能量反应物能量（宏观）吸热吸热反应物反应物生成物生成物能能量量反应过程反
2、应过程H H0 0从反应物和生成物从反应物和生成物具有的能量具有的能量去考虑去考虑放热反应：放热反应：E反反E生生吸热反应：吸热反应：E反反E生生能量能量反应过程反应过程反应物反应物生成物生成物H放出放出热量热量能量能量反应过程反应过程反应物反应物生成物生成物H吸收吸收热量热量体系体系能量释放给环境而自身能量降低能量释放给环境而自身能量降低反应热的表示方法：反应热的表示方法：H0，H为为“”吸热反应吸热反应体系从环境吸收能量而自身能量升高体系从环境吸收能量而自身能量升高H2+Cl2=2HClH反应物总键能生成物总键能（微观）反应物总键能生成物总键能（微观）从键能角度看：从键能角度看：H436k
3、J/mol243kJ/mol431kJ/mol2183kJ/mol反应物分子反应物分子断键断键时时吸收吸收的能量的能量从微观角度去考虑：化学反应的本质从微观角度去考虑：化学反应的本质化学键的断裂与形成化学键的断裂与形成反应物分子反应物分子断键断键时时吸收吸收的能量的能量放热反应放热反应生成物分子生成物分子成键成键时时释放释放的能量的能量 H HE E（生成物的总能量）生成物的总能量）生成物的总能量）生成物的总能量）E E（反应物的总能量）反应物的总能量）反应物的总能量）反应物的总能量）HE E（反应物的键能）（反应物的键能）（反应物的键能）（反应物的键能）E E（生成物的键能）（生成物的键能）
4、（生成物的键能）（生成物的键能）判断反应热的大小判断反应热的大小课堂练习课堂练习1 1、下列说法正确的是、下列说法正确的是A.A.需要加热方能发生的反应一定是吸热反应需要加热方能发生的反应一定是吸热反应B.B.放热的反应在常温下一定很易发生放热的反应在常温下一定很易发生C.C.反应是放热的还是吸热的必须看反应物和生成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物所具有的总能量的相对大小D.D.吸热反应在一定的条件下也能发生吸热反应在一定的条件下也能发生CD2.反应反应C(石墨石墨)C(金刚石金刚石)是吸热是吸热反应反应,由此可知由此可知A.石墨比金刚石更稳定石墨比金刚石更
5、稳定B.该反应的该反应的H0C.金刚石比石墨稳定金刚石比石墨稳定D.金刚石和石墨不能相互转化金刚石和石墨不能相互转化AB3.1molC3.1molC与与1molH1molH2 2O(g)O(g)反应生成反应生成lmollmol CO(g)CO(g)和和1molH1molH2 2(g),(g),需要吸收需要吸收131.5kJ131.5kJ的的热量热量,该反应的反应热为该反应的反应热为H=_kJ/molH=_kJ/mol4.H4.HH H键、键、N NH H键、键、NNNN键的键能分别键的键能分别是是436436kJ/mol、391kJ/mol391kJ/mol、946946kJ/mol，则，则1
6、molN1molN2 2生成生成NHNH3 3的反应热为的反应热为，1mol H1mol H2 2生成生成NHNH3 3的反应热为的反应热为。131.5131.5-92KJ/mol-92KJ/mol-30.7KJ/mol-30.7KJ/mol练练 习习二、热化学方程式二、热化学方程式能够表示参加反应物质的量和反应热能够表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。的关系的化学方程式。1、热化学方程式定义：、热化学方程式定义：a.表示参加反应物质的量表示参加反应物质的量.b.反应热的关系的化学方程式反应热的关系的化学方程式热化学方程式热化学方程式1.1.H H写在方程式的右边，用空格隔开，写在
7、方程式的右边，用空格隔开，H H值值“-”表示表示放热放热反应，反应，H H值值“+”表示表示吸热吸热反应。单位反应。单位“kJ/molkJ/mol”。2.H2.H与测定条件有关，没有标明是指与测定条件有关，没有标明是指2525，101KPa101KPa3.3.系数系数只表示物质的量只表示物质的量，可以是，可以是分数分数。4.4.要注明反应物和生成物的聚集状态，通常用要注明反应物和生成物的聚集状态，通常用s s、l l、g g、aqaq表示固体、液体、气体、稀溶表示固体、液体、气体、稀溶液，不用标液，不用标“、”。5.H5.H的值要与化学计量数相对应（正比例）。的值要与化学计量数相对应（正比例
8、）。6.6.正反应若为放热反应，则其逆反应必为吸热正反应若为放热反应，则其逆反应必为吸热反应，二者反应，二者H H的的符号相反而数值相等符号相反而数值相等。注注意意热化学方程式同乘以某一个数时热化学方程式同乘以某一个数时,反应反应热热数值也应该乘上该数数值也应该乘上该数;热化学方程式相加减时热化学方程式相加减时,同种物质之间同种物质之间可可以相加减以相加减,反应热也随之相加减反应热也随之相加减;将一个热化学方程式颠倒时将一个热化学方程式颠倒时,H的的“+”“-”号必须随之改变号必须随之改变.例例 题题1 1、当、当1mol1mol气态气态H H2 2与与1mol1mol气态气态ClCl2 2反
9、应生成反应生成2mol2mol气气态态HClHCl，放出放出184.6KJ184.6KJ的热量，请写出该反应的热的热量，请写出该反应的热化学方程式。化学方程式。H H2 2(g)+Cl(g)+Cl2 2(g)=2HCl(g)(g)=2HCl(g)H H=-184.6KJ/mol=-184.6KJ/mol而这些书写也是对的而这些书写也是对的 H2(g)+Cl2(g)=HCl(g)H H=-92.3KJ/mol=-92.3KJ/mol12125.在一定条件下，氢气和甲烷燃烧的热化学方程在一定条件下，氢气和甲烷燃烧的热化学方程式为式为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);H=572kJ/mol
10、CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);H=890kJ/mol由由1mol氢气和氢气和2mol甲烷组成的混合气体在上述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。条件下完全燃烧时放出的热量为多少。2066KJ1.常温常压下，常温常压下，1gH2在足量在足量Cl2中燃烧生成中燃烧生成HCl气体，气体，放出放出92.3kJ的热量，则该反应的热化学方程式书的热量，则该反应的热化学方程式书写正确的是写正确的是()。AH2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)；H=-92.3kJ/molBH2(g)+Cl2(g)=HCl(g)；H=92.3kJ/molCH2Cl22HCl；
11、H=-184.6kJ/molD2HCI(g)H2(g)Cl2(g)；H184.6kJ/molD在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的热化学方程式为：在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的热化学方程式为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=-571.6kJ/molC3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)H=-2220kJ/mol5mol氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ，则，则氢气和甲烷的体积比为氢气和甲烷的体积比为(A)1:3(B)3:1(C)1:4(D)1:1解解：设：设H2、C3H8的物质的量分别为的物质的量分别为x，y答：氢气和丙烷的
12、体积比为答：氢气和丙烷的体积比为3：1x+y=5(571.6/2)(x)+2220y=3847V(H2):V(C3H8)=n(H2):n(C3H8)=3.75:1.25=3:1x=3.75moly=1.25mol已知在已知在1 110105 5 Pa Pa，298K298K条件下，条件下，2mol2mol氢气燃烧氢气燃烧生成水蒸气放出生成水蒸气放出 484kJ484kJ热量，下列热化学方程式热量，下列热化学方程式正确的是正确的是 A.HA.H2 2O(g)O(g)H H2 2(g)(g)1/2O1/2O2 2(g);(g);H H+242kJ+242kJmolmol-1-1 B.2HB.2H2
13、 2(g)(g)O O2 2(g)(g)2H2H2 2O(l);O(l);H H484kJ484kJmolmol-1-1 C.HC.H2 2(g)(g)1/2O1/2O2 2(g)(g)H H2 2O(g);O(g);H H+242kJ+242kJmolmol-1-1 D.2HD.2H2 2(g)(g)O O2 2(g)(g)2H2H2 2O(g);O(g);H H+484kJ+484kJmolmol-1-1A2H2H2 2(g)(g)O O2 2(g)(g)2H2H2 2O(g)HO(g)HQ Q1 1kJkJmolmol-1-12H2H2 2(g)(g)O O2 2(g)(g)2H2H2
14、2O(l)HO(l)HQ Q2 2kJkJmolmol-1-1Q1等于等于Q2吗？吗？Q1H2H1H2、反应热类型有、反应热类型有燃烧热、中和热、溶解热燃烧热、中和热、溶解热等等燃烧热燃烧热 oC、101kPa时，时，mol纯物质纯物质完完全燃烧全燃烧生成稳定的化合物生成稳定的化合物时所放出的热量，叫做时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。该物质的燃烧热。单位为单位为KJ/mol。如常温常压下，如常温常压下，mol甲烷完全甲烷完全燃烧放出燃烧放出890.31KJ的热量，就是甲烷的燃烧热的热量，就是甲烷的燃烧热 CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）；H=890.31KJ/mol
15、燃烧热燃烧热1.1.燃烧热的的概念燃烧热的的概念:在在2525、101kPa101kPa时时,1mol1mol纯物质纯物质完全燃烧完全燃烧生成生成稳稳定的氧化物定的氧化物时所时所放出放出的的热量热量。为什么指定温为什么指定温度和压强度和压强?生成物不能生成物不能继续燃烧继续燃烧C-COC-CO2 2（g g）S S SO SO2 2（g g）H H H H2 2O O（l l）单位单位:kJ/molkJ/mol限定燃料的物质的量限定燃料的物质的量2C2C8 8HH1818（l l）+25O+25O2 2(g)=16CO(g)=16CO2 2+18H+18H2 2O(l)O(l)H=H=1103
16、6KJ/mol11036KJ/mol思考思考:C C8 8H H1818的燃烧热是多少的燃烧热是多少?H=H=5518KJ/mol5518KJ/mol 1mol 1mol C C8 8H H1818燃烧时放出了多少热燃烧时放出了多少热?5518KJ5518KJ反应热类型有反应热类型有燃烧热、中和热、溶解热燃烧热、中和热、溶解热等等2.2.表示的意义：表示的意义：如如:CH:CH4 4的燃烧热为的燃烧热为890.3KJ/mol.890.3KJ/mol.含义含义:在在101KPa101KPa时时,1molCH,1molCH4 4完全燃烧时完全燃烧时,放出放出890.3KJ890.3KJ的热量的热量
17、.3.3.表示燃烧热的热化学方程式的书写：表示燃烧热的热化学方程式的书写：应应以以1mol1mol物质的标准物质的标准来配平其余物质的化来配平其余物质的化学计量数学计量数(常出现分数常出现分数)4.4.一定量可燃物完全燃烧时放出的热量一定量可燃物完全燃烧时放出的热量Q放放=n(可燃物可燃物)H HCH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）H=890.31KJ/mol二、中和热二、中和热1 1定义：定义：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应，生在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应，生 成成1mol1mol水时水时的反应热叫做中和热。的反应热叫做中和热。2.2.中和热的表示：中和热的表示：H H
18、+(aq)+OH(aq)+OH-(aq)=H(aq)=H2 2O(1)H=-57.3kJO(1)H=-57.3kJmolmol3.3.要点要点：、条件：、条件：稀溶液稀溶液。稀溶液是指溶于大量水的离子稀溶液是指溶于大量水的离子 、反应物：、反应物：（强）酸与（强）碱（强）酸与（强）碱。中和热。中和热不不包括包括离离子在水溶液中的生成热、电解质电离的吸热所子在水溶液中的生成热、电解质电离的吸热所伴随伴随的的热效应热效应 、生成、生成1mol1mol水。水。中和反应的中和反应的实质实质是是H H+和和OHOH-化合生成化合生成H H2 20 0，若反应过程中有其他物质生成，这部分反应热也若反应过程
19、中有其他物质生成，这部分反应热也不在中和热之内不在中和热之内 、放出的热量：、放出的热量：57.3kJ/mol57.3kJ/mol燃烧热与中和热的区别与联系燃烧热与中和热的区别与联系相相同同点点 燃烧热燃烧热中和热中和热能量变化能量变化放热反应放热反应HHH0,H0,单位单位 kJ/molkJ/mol不不同同点点反应物的量反应物的量1mol1mol可燃物可燃物不一定是不一定是1mol1mol生成物的量生成物的量不一定是不一定是1mol1mol1mol H1mol H2 2O O 反应热反应热的含义的含义 101kPa101kPa时，时，1mol1mol纯纯物质物质完全燃烧完全燃烧生成生成稳定氧
20、化物稳定氧化物时放出时放出的热量的热量;不同的物质不同的物质燃烧热不同燃烧热不同酸碱中和生成酸碱中和生成1molH1molH2 2O O时放出的热时放出的热量；强酸强碱间的中量；强酸强碱间的中和反应中和热大致相和反应中和热大致相同同,均均约为约为57.3k57.3k/mol/mol2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2g)=2Hg)=2H2 2O(l)H=-571.6 kJ/molO(l)H=-571.6 kJ/molH H2 2(g)+1/2O(g)+1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g)H=-241.8 kJ/molO(g)H=-241.8 kJ/mol求氢气的燃烧热。求氢气的
21、燃烧热。1 1、已知：、已知：2 2、石墨与金刚石的燃烧热是否相同，为什么？、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。请分别写出石墨和金刚石燃烧的热化学方程式。答答:H=-285.8 kJ/mol:H=-285.8 kJ/mol 不相同不相同,因为石墨与金刚石的晶体结构不同因为石墨与金刚石的晶体结构不同,共具有共具有的能量也不相同的能量也不相同C(C(石墨石墨s s）+O+O2 2（g g）=CO=CO2 2（g)H=-393.5 g)H=-393.5 klkl/mol/molC(C(金刚石金刚石s s）+O+O2 2（g g）=CO=CO2 2（g)H
22、=-395.4 g)H=-395.4 klkl/mol/mol说明金刚石具有的总能量高，不稳定说明金刚石具有的总能量高，不稳定2.25、101kPa下，下，C、H2、CH4、C2H4的燃烧的燃烧热依次为热依次为393.5kJ/mol、285.8kJ/mol、890.3kJ/mol、1411kJ/mol，则下列热化学方，则下列热化学方程式书写正确的是程式书写正确的是C(s)1/2O2(g)CO(g)H=-393.5kJ/mol2H2(g)O2(g)2H2O(g)H=+571.6kJ/molC.CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(g)H=890.3kJ/molD.1/2C2H4(g)3/
23、2O2(g)CO2(g)H2O(l)H=-705.5kJ/molD已已知知葡葡萄萄糖糖的的燃燃烧烧热热是是-2804kJ/mol，当当它它氧氧化化生生成成1g液液态态水水时时放放出出的的热热量量是是（）A.26.0kJB.51.9kJC.155.8kJD.467.3kJA2.已知已知NaOH(aq)HCl(aq)NaCl(aq)H2O(l)；H=-57.3kJ/mol，下列说法中正确的是下列说法中正确的是()。A浓硫酸和浓硫酸和NaOH溶液反应，生成溶液反应，生成lmol水时放热水时放热57.3kJB含含lmolH2SO4的稀硫酸与足量稀的稀硫酸与足量稀NaOH溶液中溶液中和后，放热为和后，放
24、热为57.3kJC1L0.lmol/LCH3COOH与与1L0.lmol/LNaOH溶液反应后放热为溶液反应后放热为5.73kJD1L0.lmol/LHNO3与与1L0.lmol/LNaOH溶液溶液反应后放热为反应后放热为5.73kJD下列热化学方程式中下列热化学方程式中H代表燃烧热的是代表燃烧热的是A.CH4(g)+3/2O2(g)=2H2O(l)+CO(g)H1B.S(s)+3/2O2(g)=SO3(s)H2C.C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)H3D.2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)H4C 不管化学反应是分一步完成不管化学反应是分一步完成 或分几步
25、完成，其反应热是相同的。或分几步完成，其反应热是相同的。一一.1.1.盖斯定律盖斯定律：换句话说化学反应的反应热只与反应体系的化学反应的反应热只与反应体系的始始态和终态有关态和终态有关，而与反应的，而与反应的途径无关途径无关。有些化学反应进行很慢或不易直接发生，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。律获得它们的反应热数据。3 3、盖斯定律的应用、盖斯定律的应用关键：关键：目标方程式的目标方程式的“四则运算式四则运算式”的导出。的导出。方法：方法：写出目标方程式确定写出目标方程式确定“过渡物
26、质过渡物质”（要消去的物质）然后用消元法（要消去的物质）然后用消元法逐一逐一消去消去“过渡物质过渡物质”，导出，导出“四则运算式四则运算式”。1.1.已知已知 CO(g)+1/2OCO(g)+1/2O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)(g)H H1 1=283.0 kJ/mol283.0 kJ/mol H H2 2(g)+1/2O(g)+1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l)HO(l)H2 2=285.8 kJ/mol285.8 kJ/molCC2 2H H5 5OH(l)+3OOH(l)+3O2 2(g)=2CO(g)=2CO2 2(g)+3H(g)+3H2 2O(l)O(
27、l)H H3 3=-1370kJ/mol=-1370kJ/mol试计算试计算2CO(g)2CO(g)4H4H2 2(g)=H(g)=H2 2O(l)O(l)C C2 2H H5 5OH(l)OH(l)的的HH2+2+4-=4-=所以，所以，HHH1H12 2 H2H24 4 H3H3 283.2283.22 2 285.8285.84 4 1370 1370 339.2 kJ/mol339.2 kJ/mol1 1、能源就是能提供、能源就是能提供 自然资源，包括自然资源，包括 等。等。2 2、我国目前使用的主要能源是、我国目前使用的主要能源是 ，是能不，是能不 。3 3、能源是国民经济和社会发展
28、的重要物质基础，它的开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，可以用来发和利用情况，可以用来衡量衡量一个国家或地区的经济发一个国家或地区的经济发展和科学技术水平展和科学技术水平3.3.解决能源的办法是解决能源的办法是 ，即开发，即开发 和节约和节约 ，提高能源的，提高能源的 。4.4.现在探索开发的新能源有现在探索开发的新能源有 等，等，新能源的主要优势是新能源的主要优势是 。能量能量 化石燃料化石燃料(煤、石油、天然气煤、石油、天然气)、阳光、生物能、阳光、生物能、风能、地热能、海洋风能、地热能、海洋(潮汐潮汐)能能 化石燃料化石燃料 再生再生 开源节流开源节流 新的能源
29、新的能源 现有能源现有能源 利用率利用率 太阳能、氢能、地热能、海洋（潮汐）能、生物能太阳能、氢能、地热能、海洋（潮汐）能、生物能 资源丰富，可以再生，污染少资源丰富，可以再生，污染少 三、能源2 2、我国的能源状况如何？、我国的能源状况如何？（1 1）目前使用的主要）目前使用的主要能源是何种能源？能源是何种能源？（2 2）我国的能源储量。）我国的能源储量。（3 3）我国的人均能源拥有量。）我国的人均能源拥有量。（4 4）近年来我国能源的总消费量与人均消费量情况。）近年来我国能源的总消费量与人均消费量情况。3 3、了解了我国的能源利用率，你有何感想？、了解了我国的能源利用率，你有何感想？能源能源讨论下列问题：讨论下列问题：1 1、能源、一级能源、二级能源、能源、一级能源、二级能源 例例:下列属于一级能源的是：下列属于一级能源的是：属于二级能源的是：属于二级能源的是：A A 风能风能 B B电能电能 C C 氢能氢能 D D 阳光阳光 E E 天然气天然气 A D EA D EB CB C能能 源：源：能提供能量的资源能提供能量的资源一级能源：一级能源：来自自然界来自自然界未经转化未经转化的能源。的能源。二级能源：二级能源：一级能源一级能源经过转化经过转化得到的能源形式。得到的能源形式。