高一化学必修2专题1 化学反应中热量的变化 ppt

第二单元第二单元 化学反应中的热量化学反应中的热量一一化学反应中的热量变化化学反应中的热量变化化学化学变化中除有新物质生成外，必然化学化学变化中除有新物质生成外，必然伴随有能量（热能、光能、电能）的变化。伴随有能量（热能、光能、电能）的变化。思考：请同学们列举你了解的在生活中应思考：请同学们列举你了解的在生活中应用到的化学反应中的能量用到的化学反应中的能量利用化学反应利用化学反应：一是制取物质、一是制取物质、二是利用反应中的能量二是利用反应中的能量石油气的燃烧石油气的燃烧燃料燃烧推动火箭燃料燃烧推动火箭镁条燃烧镁条燃烧闪电时产生氮氧化物闪电时产生氮氧化物实验二：氢氧化钙固体实验二：氢氧化钙固体与氯化铵固体反应，用与氯化铵固体反应，用手触摸塑料袋，感受温手触摸塑料袋，感受温度。度。 实验一：镁条与盐酸反实验一：镁条与盐酸反应，用手触摸试管，感应，用手触摸试管，感受温度。受温度。 结论结论 实验现象实验现象 实验方案实验方案 试管外壁试管外壁发热发热镁与盐酸反应镁与盐酸反应有热量放出有热量放出温度降低温度降低氢氧化钙固体与氢氧化钙固体与氯化铵固体反应氯化铵固体反应需要吸收热量需要吸收热量活动探究P35化学上把有化学上把有热量放出热量放出的化学反应叫做的化学反应叫做放热反应放热反应。化学上把化学上把吸收热量吸收热量的化学反应叫做的化学反应叫做吸热反应吸热反应。一一化学反应中的热量变化化学反应中的热量变化1.1.放热反应和吸热反应放热反应和吸热反应常见的放热反应和吸热反应常见的放热反应和吸热反应放热反应放热反应燃料的燃烧燃料的燃烧中和反应中和反应金属与酸金属与酸大多数化合反应大多数化合反应浓硫酸，氧化钙的浓硫酸，氧化钙的溶解溶解吸热反应吸热反应电离电离C+CO2H2+CuOC+H2OBa(OH)28H2O+NH4ClNH4NO3溶解溶解1 1、判断下列是放热反应还是吸热反应：、判断下列是放热反应还是吸热反应： 1).1).镁条的燃烧镁条的燃烧 2).2).浓硫酸的稀释浓硫酸的稀释 3).3).高温下木炭与二氧化碳反应生成一氧化碳高温下木炭与二氧化碳反应生成一氧化碳 4).4).氧化钙与水的反应氧化钙与水的反应 5).5).高温煅烧石灰石高温煅烧石灰石 6).6).炸药爆炸炸药爆炸 7).NaOH 7).NaOH 和和 NHNH4 4ClCl的反应的反应问题解决问题解决：问题解决：问题解决：2.2.是否吸热反应一定要加热，而放热反应是否吸热反应一定要加热，而放热反应一定不要加热，要加热的反应都是吸热反一定不要加热，要加热的反应都是吸热反应？应？化学反应遵循着能量守恒定律化学反应遵循着能量守恒定律 不一定，要持续加热的反应是吸热反不一定，要持续加热的反应是吸热反应应E（反应物）（反应物）E（生成物）能量（生成物）能量反应物的总能量高反应物的总能量高生成物的总能量低生成物的总能量低放热反应放热反应生成物的总能量高生成物的总能量高反应物的总能量低反应物的总能量低吸热反应吸热反应贮贮 能能释释 能能化学反应中的能量变化示意图化学反应中的能量变化示意图2.2. 物质发生化学变化的实质：物质发生化学变化的实质： 物质发生化学变化的过程，物质发生化学变化的过程，实质上就是旧的化学键实质上就是旧的化学键断裂和新的化学键形成过程。断裂和新的化学键形成过程。 断开化学键：断开化学键：吸收能量吸收能量 形成化学键：形成化学键：放出能量放出能量 一一化学反应中的热量变化化学反应中的热量变化生成物生成物反应物反应物吸吸收收能能量量生成物生成物反应物反应物生成物生成物放放出出能能量量化学反应中的热量变化化学反应中的热量变化化学反应实质化学反应实质 吸收能量吸收能量吸热吸热放热放热反应物反应物生成物生成物能量能量反应过程反应过程 旧键的断裂旧键的断裂 新键的形成新键的形成 吸热吸热放热放热反应物反应物生成物生成物能量能量反应过程反应过程E反反 E生生E反反 E生生 放出能量放出能量 放热反应放热反应 吸热反应吸热反应E放放 E 吸吸 E放放 E吸吸H H H HH H2 2 + Cl+ Cl2 2 = 2HCl= 2HCl旧键断裂旧键断裂H HH HClClClCl+ + +ClClClClClClH HClClH H新新键键形形成成阅读教材阅读教材P36P36资料卡，什么是键能资料卡，什么是键能吸收吸收436.4KJmol-1吸收吸收242.7KJmol-1放出放出431.8KJmol-1一一化学反应中的热量变化化学反应中的热量变化4 4反应热反应热化学反应过程中放出或吸收的热量化学反应过程中放出或吸收的热量用用H表示，单位：表示，单位：kJkJmolmol1 1 H0时，为放热反应时，为放热反应；H0 0时，为吸热反应时，为吸热反应。 3化学反应中的能量变化：化学反应中的能量变化： 通常表现为热量的变化通常表现为热量的变化如何表如何表示热量示热量的变化？的变化？ 实验测得实验测得1molH2和和1molCl2反应生成反应生成2molHCl时放出时放出184.5kJ的能量，该反应的反应热为：的能量，该反应的反应热为：H184.5kJmol1 微观解释：微观解释：1mol H2中的中的HH键断裂时吸收键断裂时吸收436.4kJ的能量的能量1molCl2中的中的ClCl键断裂时吸收键断裂时吸收242.7kJ的能量的能量1molHCl中的中的HCl键形成时放出键形成时放出431.8kJ的能量的能量所以，所以，1molH2和和1molCl2反应生成反应生成2molHCl时，时，放出放出431.8kJ2(436.4kJ+242.7kJ)=184.5kJ的能量。的能量。 H H2 2( (g g) ) + Cl+ Cl2 2( (g g) )=2HCl=2HCl( (g g) ) H = - - 184.6kJ/mol5.5.热化学方程式热化学方程式 1). 1).定义定义：表明反应放出或吸收的热量的化学方程式表明反应放出或吸收的热量的化学方程式观察以下热化学反应方程式，你发现了什么？观察以下热化学反应方程式，你发现了什么？2H2H2 2(g) + O(g) + O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(g) O(g) H H-483.6 kJ/mol-483.6 kJ/mol2H2H2 2(g) + O(g) + O2 2(g)= 2H(g)= 2H2 2O(l) O(l) H H-571.6 kJ/mol-571.6 kJ/mol结论：结论：同种物质聚集状态不同，能量不同同种物质聚集状态不同，能量不同2H2H2 2(g) + O(g) + O2 2(g)= 2H(g)= 2H2 2O(l) O(l) H H-571.6 kJ/mol-571.6 kJ/molH H2 2(g) +1/2O(g) +1/2O2 2(g)= H(g)= H2 2O(l) O(l) H H-285.8 kJ/mol-285.8 kJ/mol结论：结论：H H 的值与化学计量数成正比的值与化学计量数成正比化学计量数只表示化学计量数只表示物质的量物质的量，可用分数，可用分数书写热化学方程式注意事项书写热化学方程式注意事项:（1 1）反应物和生成物要标明其聚集状态，反应物和生成物要标明其聚集状态，用用g、l、s分分别代表别代表气态、液态、固态气态、液态、固态。 （2 2）用）用H标明恒压条件下反应放出或吸收的热量，标明恒压条件下反应放出或吸收的热量，放放热为负，吸热为正。热为负，吸热为正。 为为“”，表示放热表示放热； 为为“+”，表示吸热表示吸热（3）反应温度、压强不同其）反应温度、压强不同其H 也不同，中学阶段指也不同，中学阶段指的是的是25 C,101KPa（4 4）热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分）热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数，只表示物质的量，因此可以子个数，只表示物质的量，因此可以是整数或分数。是整数或分数。 （5 5）对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其）对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其H H 也不同，也不同，即即H H 的值与计量数成正比的值与计量数成正比。 。下列热化学方程式书写正确的是下列热化学方程式书写正确的是A2SO2 + O2 = 2SO3 H= 196.6 kJ/molBH2(g)+O2(g)= H2O (g) H= 241.8 kJC2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l) H= 571.6 kJ/molDC(s) + O2(g) = CO2(g) H= + 393.5 kJ/mol C课堂练习课堂练习 例例1 250C ，1.01105Pa下，下，1g 硫粉在氧气中充分硫粉在氧气中充分燃烧放出燃烧放出 9.36kJ热量，写出硫燃烧的热化学方程式。热量，写出硫燃烧的热化学方程式。1 1）. . 根据反应热书写热化学方程式根据反应热书写热化学方程式1g 硫粉在氧气中充分燃烧放出硫粉在氧气中充分燃烧放出 9. 36kJ 热量热量32g 9.36kJ /g = 299.52 kJ 1 mol 硫粉在氧气中充分燃烧放出热量为：硫粉在氧气中充分燃烧放出热量为：S ( 固固) + O2 (气气) = SO2 ( 气气 ) ； H H =-299.52 kJ molmol- - S + O2 = SO2 6 6有关热化学方程式的计算有关热化学方程式的计算一一化学反应中的热量变化化学反应中的热量变化 练习练习1 250C，1.01105Pa下，下，4g CO在氧气中燃在氧气中燃烧生成烧生成CO2，放出，放出 9. 6kJ热量，写出热量，写出CO燃烧的热化学燃烧的热化学方程式。方程式。2CO ( 2CO ( 气气) + O) + O2 2 ( (气气) = 2CO) = 2CO2 2 ( ( 气气 ) ) ；H =- 134.4 H =- 134.4 kJ molmol- - 2CO + O2 = 2CO2228gQ9.6kJ4 g解：解： 设设2mol CO 燃烧放出的热量为燃烧放出的热量为 Q228g : 4g = Q : 9.6 kJ Q =134.4 kJ放热放热 例例2 在一定条件下，氢气和甲烷燃烧的化学方程在一定条件下，氢气和甲烷燃烧的化学方程式为：式为：2H2( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( l ) ;H =-H =- 572 kJ molmol- - CH4( g ) +2O2 (g ) = CO2 (g ) +2H2O ( l ) ;H =-H =- 890 kJ molmol- -由由1mol 氢气和氢气和3mol甲烷组成的混合气体在上述条件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。下完全燃烧时放出的热量为多少。2. ）根据热化学方程式求反应热）根据热化学方程式求反应热解：解：Q = (572kJ 2) + (890 kJ3) =2956 kJ 练习练习2 已知：已知： 2H2O( l ) = 2H2 ( g ) + O2 ( g ) ;H =+H =+517.6 kJ molmol- - CH4( g ) +2O2 ( g ) = CO2 ( g ) +2H2O ( l ) ; H =-H =- 890.3 kJ molmol- - 则：则：1g 氢气和氢气和1g甲烷分别燃烧后，放出热量之比约甲烷分别燃烧后，放出热量之比约为为 (A) 1 :34 (B) 1 :1.7 (C) 2.3 :1 (D) 4.6 :1517.6/4 分析：分析：890.3/16=517.6 890.3/45004 9002.2 1选选 C 例例3 在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为：在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为： 2H2( g ) + O2 ( f ) = 2H2O ( l ) ;H =-H =- 571.6 kJ molmol- - C3H8( g ) +5O2 ( g ) = 3CO2 ( g ) +4H2O (l ) ;H =-H =- 2220 kJ molmol- - 5mol 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：设解：设H2、C3H8的物质的量分别为的物质的量分别为x，y答：氢气和丙烷的体积比为答：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 = 3:13.） 求混合物的组成求混合物的组成 x = 3.75 moly = 1.25 mol16.6%2.1%5.1%76.2%我国化石燃料和水电能源消耗构成图我国化石燃料和水电能源消耗构成图空气不足，燃烧就不完全，浪费空气不足，燃烧就不完全，浪费资源，产生的大量资源，产生的大量CO危害人体危害人体健康；过量的空气会带走部分热健康；过量的空气会带走部分热量，同样造成浪费量，同样造成浪费将固体燃料粉碎，或将固体燃料粉碎，或将液体燃料以雾状喷将液体燃料以雾状喷出，以增大燃料与空出，以增大燃料与空气的接触面气的接触面煤中所含硫在燃煤中所含硫在燃烧时会生成烧时会生成SO2要有适当过量的空气要有适当过量的空气燃料与空气要有足够燃料与空气要有足够大的接触面积大的接触面积高效清洁利用煤炭的重要途径将焦炭在高温下与水蒸气反应，则得到将焦炭在高温下与水蒸气反应，则得到COCO和和H H2 2C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g) 高温高温 练习：如右图所示，把试管放入盛练习：如右图所示，把试管放入盛有有25时饱和石灰水的烧杯中，试时饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管中开始放入几小块镁片，再用滴管滴入管滴入5mL盐酸于试管中盐酸于试管中.试回答下试回答下列问题：列问题： (1)实验中观察到的现象是实验中观察到的现象是_. (2)产生上述现象的原因是产生上述现象的原因是_. (3)写出有关反应的离子方程式写出有关反应的离子方程式. (4)由实验推知，由实验推知，MgCl2溶液和溶液和H2的总能量的总能量 (填填“大于、大于、“小于小于”、“等于等于”)镁片和盐酸的总能量镁片和盐酸的总能量.练习：下列说法正确的是（练习：下列说法正确的是（ ）A.需加热才能发生的反应一定是吸热反应需加热才能发生的反应一定是吸热反应B.放热的反应在常温下就一定能进行放热的反应在常温下就一定能进行C.反应是放热还是吸热是由反应物和生成反应是放热还是吸热是由反应物和生成物所具有的总能量的相对大小决定的物所具有的总能量的相对大小决定的D.吸热反应在一定条件下也能进行吸热反应在一定条件下也能进行C、D练习：简要说明使煤炉中的煤充练习：简要说明使煤炉中的煤充分燃烧所应采取的措施。分燃烧所应采取的措施。打打开炉打打开炉门门开炉门开炉门打开炉门打开炉门在煤饼上打孔或将煤做成煤块在煤饼上打孔或将煤做成煤块在煤饼上打孔或将煤做成煤块在煤饼上打孔或将煤做成煤块燃烧时要有足燃烧时要有足够多的空气够多的空气燃料与空气燃料与空气要有足够大要有足够大的接触面的接触面