资源描述
从反应物和生成物具有的能量去考虑从反应物和生成物具有的能量去考虑放热反应放热反应吸热反应吸热反应能量能量反应过程反应过程反应物反应物生成物生成物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吸收吸收热量热量E反反E生生E反反E生生HClHClHHHHClClClCl+436 kJ/mol243kJ/mol431 kJ/mol观察下列示意图：观察下列示意图：1、从该图你获得什么信息？、从该图你获得什么信息？2、你能计算出该反应过程中能量、你能计算出该反应过程中能量的变化为多少吗？的变化为多少吗？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：从微观角度去考虑：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一、反应热一、反应热定义：定义：化学反应过程中所释放或化学反应过程中所释放或吸收的能量吸收的能量, ,都可以热量都可以热量( (或换算成或换算成相应的热量相应的热量) )来表述来表述, ,叫做反应热叫做反应热, ,又称为又称为焓变焓变。 符号：符号：H单位：单位：kJ/mol或或kJmol-1（焓变）（焓变）体系能量释放给环境而自身能量降低体系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：H 0，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HCNOFClH436C415331N389293159O465343201138F565486272184155Cl431327201205252243 C=C 620 C=O 708 H2 + F2 = 2HF H2 + Cl2 = 2HCl 预测当生成预测当生成2 mol HF和和2 mol HCl时，哪个时，哪个 反应放出的热量多？反应放出的热量多？ 说说你的理由？说说你的理由？ 如何验证你的预测？如何验证你的预测？反应反应C(石墨石墨) C(金刚石金刚石)是吸热反是吸热反应应,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稳定B. 该反应的该反应的H 0 C. 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AB 课题二课题二 如何在化学方程式中正如何在化学方程式中正确反映其热量变化？确反映其热量变化？热化学方程式热化学方程式 能够表示化学反应热效应的化学方能够表示化学反应热效应的化学方程式程式思考思考交流交流与化学方程式相比，热化学方与化学方程式相比，热化学方程式有哪些不同？程式有哪些不同？正确书写热化学方程式应注意正确书写热化学方程式应注意哪几点？哪几点？ H2 I2 = 2HI 2H2 O2 = 2H2O点燃点燃书写热化学方程式的注意事项书写热化学方程式的注意事项物质后需标聚集状态（物质后需标聚集状态（s s、l l、g g、aqaq）右端标热量符号、数值和单位，右端标热量符号、数值和单位， H H：吸热用：吸热用“+”+”，放热用：，放热用：“”。化学计量数单位是化学计量数单位是“mol”mol”，而不是，而不是 “个个”。需注明反应的温度和压强，如不注需注明反应的温度和压强，如不注明条件，即指明条件，即指: 25 1.01: 25 1.0110105 5PaPa；热化学方程式表示的意义热化学方程式表示的意义反应物和生成物的种类反应物和生成物的种类反应中各物质的物质的量比和反应中各物质的物质的量比和质量比质量比反应中放出或吸收的热量。反应中放出或吸收的热量。（练习与巩固）依据事实，写出下列反应的热化学方程式 （）1mol碳完全燃烧放出393.5KJ的热量； （）1克甲醇燃烧生成二氧化碳和水（液态）时放热22.68KJ； （）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。 1、 1mol C与与1mol 水蒸气反应生成水蒸气反应生成1mol CO 和和1mol H2，需要吸收，需要吸收 131.5 kJ的热量。写出此反应的热量。写出此反应的热化学方程式。的热化学方程式。2、沼气是一种能源，它的主要成分是、沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃烧生成完全燃烧生成CO2和和H2O时，放出时，放出445 kJ的热量。则下列热化学方程式中正确的是的热量。则下列热化学方程式中正确的是A、 2CH4 ( g )4O2 ( g ) 2CO2 ( g ) 4H2O ( l ) H = +890 kJ/molB、 CH4 2 O2 CO2 H2O H = 890 kJ/molC、 CH4 ( g )2 O2 ( g ) CO2 ( g ) 2 H2O ( l ) H = 890 kJ/molD、 1/2CH4 ( g )O2 ( g ) 1/2CO2 ( g ) H2O ( l ) H = -890 kJ/molC3、已知、已知 （1）H2( g )1/2O2 ( g ) H2O ( g ) H1 = a kJ/mol（2）2H2( g )O2 ( g ) 2H2O ( g ) H2 = b kJ/mol（3） H2( g )1/2O2 ( g ) H2O ( l ) H3 = c kJ/mol（4） 2H2( g )O2 ( g ) 2H2O ( l ) H4 = d kJ/mol则则a、b、c、d的关系正确的是的关系正确的是 。A、acd0 C、2a=b0 C二二、燃烧热、燃烧热 什么是燃烧热？是不是物质燃烧放出什么是燃烧热？是不是物质燃烧放出的热量就叫燃烧热呢？的热量就叫燃烧热呢？ 在在25,25,101 kPa时，时，1 mol 物质物质完完全燃烧生成稳定的氧化物全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。量，叫做该物质的燃烧热。.燃烧热通常可由实验测得。燃烧热通常可由实验测得。.在理解物质燃烧热的定义时，要注意在理解物质燃烧热的定义时，要注意以下几点：以下几点：研究条件：研究条件： 25 ,101 kPa反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化 物。物。燃烧物的物质的量：燃烧物的物质的量：1 mol研究内容：放出的热量。（研究内容：放出的热量。（H0，单位，单位kJ/mol）在未有特别说明的情况下，外界压强一般在未有特别说明的情况下，外界压强一般指指25 ,101 kPa.所谓完全燃烧也是完全氧所谓完全燃烧也是完全氧化，它是指物质中的下列元素完全转变成对化，它是指物质中的下列元素完全转变成对应的稳定物应的稳定物 如如: C CO2(g)、H H2O（l）、）、S SO3 （g）练习练习1分析以下几个热化学方程式，哪个是表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？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);H=110.5 kJ/molB.C（s）O2（g）=CO2(g);H=393.5 kJ/molC.2H2(g)O2(g)=2H2O(l);H=571.6 kJ/molD.H2(g)O2(g)=H2O(g);H=241.8 kJ/mol解析解析: A项项 C（s）燃烧未生成稳定氧化物）燃烧未生成稳定氧化物CO2(g)，故其反应热不能叫燃烧热；，故其反应热不能叫燃烧热；B项符合项符合燃烧热的定义燃烧热的定义；C项项H2虽然转变成了稳定的氧虽然转变成了稳定的氧化物化物H2O（l），但由于其反应热表示的是），但由于其反应热表示的是2 mol H2 完全燃烧时的热量变化，故不能叫燃完全燃烧时的热量变化，故不能叫燃烧热；烧热；D项项参加燃烧的参加燃烧的H2虽然是虽然是1 mol，但其，但其生成生成H2O（g），而不是），而不是H2O（l），故它的反），故它的反应热也不为应热也不为H2的燃烧热。的燃烧热。 你能根据题中信息写出表示你能根据题中信息写出表示HH2 2燃烧热的燃烧热的热化学方程式吗？热化学方程式吗？H2（g） O2（g）= H2O（l）；）；H= 285.8 kJ/mol 21 由于计算燃烧热时，由于计算燃烧热时，可燃物质是以可燃物质是以1 mol 1 mol 作为标准来计算的，所以热化学方程式的化作为标准来计算的，所以热化学方程式的化学计量系数学计量系数常出现分数。常出现分数。二、燃烧热的计算及应用二、燃烧热的计算及应用例题例题1.在在101 kPa时，时，1 mol CH4 完全燃完全燃烧生成烧生成CO2和液态和液态H2O，放出，放出890.3 kJ的热量，的热量，CH4的燃烧热为多少？的燃烧热为多少？1000 L CH4（标准状况）（标准状况）燃烧后所产生的热量为多少？燃烧后所产生的热量为多少？ 解析：根据题意，在解析：根据题意，在101 kPa时，时，1 mol CH4完全完全燃烧的热化学方程式为：燃烧的热化学方程式为：CH4（g）2O2（g）=CO2（g）2H2O（l）H=890.3 kJ/mol即即CH4的燃烧热为的燃烧热为890.3 kJ/mol。1 000 L CH4（标准状况）的物质的量为：（标准状况）的物质的量为：n(CH4)= =44.6 mol1 mol CH4 完全燃烧放出完全燃烧放出890.3 kJ的热量，的热量，44.6 mol CH4 完全燃烧放出的热量为：完全燃烧放出的热量为： 44.6 mol890.3 kJ/mol=3.97104 kJ答案：答案：CH4的燃烧热为的燃烧热为890.3 kJ/mol，1 000 L CH4（标准状况）完全燃烧产生的热量为（标准状况）完全燃烧产生的热量为3.97104 kJ。2.葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一。葡萄糖燃烧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：的热化学方程式为：C6H12O6（s）6O2（g）=6CO2（g）6H2O（l）H=2 800 kJ/mol 葡萄糖在人体组织中氧化的热化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。计算学方程式与它燃烧的热化学方程式相同。计算100 g葡萄葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量。糖在人体中完全氧化时所产生的热量。解析：解析： 根据题意，葡萄糖的燃烧热为根据题意，葡萄糖的燃烧热为2 800 kJ/mol，100 g葡萄糖的物质的量为：葡萄糖的物质的量为： n(C6H12O6)=0.556 mol1 mol C6H12O6完全燃烧放出完全燃烧放出2 800 kJ的热量，的热量，0.556 mol C6H12O6完全燃烧放出的热量为：完全燃烧放出的热量为： 0.556 mol2 800 kJ/mol=1 557 kJ答案：答案：100 g葡萄糖在人体中完全氧化时产生葡萄糖在人体中完全氧化时产生1 557 kJ的热量。的热量。三、能源 能源就是能提供能量的自然资源，包括化石燃能源就是能提供能量的自然资源，包括化石燃料（料（煤、石油、天然气煤、石油、天然气）、阳光、风力、流水、潮）、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。能源的开发和利用可以用来衡量一汐以及柴草等。能源的开发和利用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。个国家或地区的经济发展和科学技术水平。 煤、石油、天然气是当今世界上重要的化石燃料。煤、石油、天然气是当今世界上重要的化石燃料。 但它们的蕴藏有限，且不可再生。但它们的蕴藏有限，且不可再生。解决的办法解决的办法 ：开源节流。即开发新能源，节约现有能源，提高能开源节流。即开发新能源，节约现有能源，提高能源的利用率。源的利用率。 节约能源的重要措施：节约能源的重要措施：科学地控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，提高能科学地控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，提高能源的利用率。源的利用率。 H H2 2(g)+1/2O(g)+1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g) O(g) H H1 1=-241.8kJ/mol=-241.8kJ/mol 那么，那么，H H2 2的燃烧热的燃烧热H H究竟是多少？如何计算？究竟是多少？如何计算？ 已知：已知： H H2 2O(g)=HO(g)=H2 2O(l) O(l) H H2 2=-44kJ/mol=-44kJ/mol H H2 2(g)+1/2O(g)+1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l) O(l) H=H=H H1 1+ +H H2 2=-285.8kJ/mol=-285.8kJ/mol下列数据下列数据H H1 1表示燃烧热吗？表示燃烧热吗？WHYWHY如何测出这个反应的反应热如何测出这个反应的反应热： （1 1）C(s)+1/2OC(s)+1/2O2 2(g)=CO(g) (g)=CO(g) H H1 1=?=?C(s)+1/2OC(s)+1/2O2 2(g)=CO(g) (g)=CO(g) H H1 1=? =? CO(g)+1/2OCO(g)+1/2O2 2(g)= CO(g)= CO2 2(g) (g) H H2 2=-283.0kJ/mol=-283.0kJ/molC(s)+OC(s)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H H3 3=-393.5kJ/mol=-393.5kJ/molv + + = = ，v 则则 H H1 1 + + H H2 2 = =H H3 3v所以，所以， H H1 1 = =H H3 3- - H H2 2 =-393.5kJ/mol+ 283.0kJ/mol=-=-393.5kJ/mol+ 283.0kJ/mol=-110.5kJ/mol110.5kJ/mol应用了什么规律？应用了什么规律？ 不管化学反应是分一步不管化学反应是分一步完成或分几步完成，其反应完成或分几步完成，其反应热是相同的。热是相同的。 化学反应的反应热只与化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。而与反应的途径无关。如何理解盖斯定律？ H H、H H1 1、H H2 2之间有何关系？之间有何关系？H=H=H H1 1+H H2 2BHACH1H2例例1：写出：写出石墨变成金刚石石墨变成金刚石的热化学方程式的热化学方程式 (25,101kPa,101kPa时时)说明说明： （1 1）可以在书中查找需要的数据可以在书中查找需要的数据 （2 2）并告诉大家你设计的理由。）并告诉大家你设计的理由。先思考，之后小组讨论汇报先思考，之后小组讨论汇报查燃烧热表知：查燃烧热表知：C(石墨，石墨，s)+O2(g)=CO2(g) H H1 1=-=-393.5kJ/mol393.5kJ/molC(金刚石，金刚石，s)+O2(g)=CO2(g) H H2 2=-=-395.0kJ/mol395.0kJ/mol所以，所以， - 得：得： C(石墨，石墨，s)= C(金刚石，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？你知道神六的火箭燃料是什么吗？例例2 2：某次发射火箭，用：某次发射火箭，用N N2 2H H4 4（肼）在（肼）在NONO2 2中燃烧，生中燃烧，生成成N N2 2、液态、液态H H2 2O O。已知：。已知： N N2 2(g)+2O(g)+2O2 2(g)=2NO(g)=2NO2 2(g) (g) H H1 1=+67.2kJ/mol =+67.2kJ/mol N N2 2H H4 4(g)+O(g)+O2 2(g)=N(g)=N2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l) O(l) H H2 2=-534kJ/mol =-534kJ/mol 假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应的热化学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。方程式。2 N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l) H=-1135.2kJ/mol 思考：如何选择火箭燃料？思考：如何选择火箭燃料？对照书中燃烧热的表格对照书中燃烧热的表格1、怎么比较各种燃料？、怎么比较各种燃料？2、若只考虑能量，用什么最好？、若只考虑能量，用什么最好？3、只考虑能量行吗？为什么？、只考虑能量行吗？为什么？比冲性能、自燃特性、无毒、可贮存比冲性能、自燃特性、无毒、可贮存
展开阅读全文