化學反應(yīng)中的能量變化

1、學習目標：1、使學生了解化學反應(yīng)中的能量變化，了解吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)。2、常識性介紹燃料充分燃燒的條件，培養(yǎng)學生節(jié)約能源及環(huán)境保護等意識。 學習重點：了解化學反應(yīng)中的能量變化。1、化學反應(yīng)中的化學反應(yīng)中的能量能量變化變化,通常表現(xiàn)為通常表現(xiàn)為熱量熱量的變化的變化;一化學反應(yīng)中的能量變化2、放熱反應(yīng)：放熱反應(yīng)：原因：原因：反應(yīng)物具有的總能量高于生成物具有的反應(yīng)物具有的總能量高于生成物具有的總能量?？偰芰俊３Ｒ姷姆艧岱磻?yīng)：常見的放熱反應(yīng)：燃燒與緩慢氧化，燃燒與緩慢氧化，中和反應(yīng)。中和反應(yīng)。金屬與酸反應(yīng)制取氫氣，金屬與酸反應(yīng)制取氫氣，生石灰和水反應(yīng)等。生石灰和水反應(yīng)等。有熱量放出的化學反應(yīng)。有熱量放

2、出的化學反應(yīng)。3、吸熱反應(yīng)：吸熱反應(yīng)：常見的吸熱反應(yīng)：常見的吸熱反應(yīng)： Ba(OH)28H2O+NH4Cl反反應(yīng)。應(yīng)。C(s)+H2O(g)CO(g) + H2(g)C+CO2 2CO 以及：以及：KClO3、KMnO4、CaCO3的分的分解等。解等。原原 因：因： 反應(yīng)物具有的總能量低于生成物反應(yīng)物具有的總能量低于生成物具有的總能量。具有的總能量。有熱量吸收的化學反應(yīng)有熱量吸收的化學反應(yīng)。當反應(yīng)物和生成物兩者能量相近，則吸、當反應(yīng)物和生成物兩者能量相近，則吸、放熱不明顯。放熱不明顯。當反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，當反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，則放出熱量。則放出熱量。當反應(yīng)物的總能

3、量低于生成物的總能量，當反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量，則吸收熱量。如下圖所示：則吸收熱量。如下圖所示： 4.注意問題：注意問題：例例1下列說法正確的是（下列說法正確的是（ ）A需加熱方能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)需加熱方能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)B放熱反應(yīng)在常溫下一定很易發(fā)生放熱反應(yīng)在常溫下一定很易發(fā)生C反應(yīng)是吸熱還是放熱必須看反應(yīng)物和生成反應(yīng)是吸熱還是放熱必須看反應(yīng)物和生成物具有的總能量的相對大小物具有的總能量的相對大小D吸熱反應(yīng)在一定條件下也能發(fā)生吸熱反應(yīng)在一定條件下也能發(fā)生 物質(zhì)物質(zhì)反應(yīng)開始時反應(yīng)開始時需加熱需加熱的反應(yīng)：可能的反應(yīng)：可能是是吸熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)，也可能是，也可能是放熱反應(yīng)

4、放熱反應(yīng)。 反應(yīng)的熱量變化與反應(yīng)發(fā)生是否需要反應(yīng)的熱量變化與反應(yīng)發(fā)生是否需要加熱沒有必然聯(lián)系。加熱沒有必然聯(lián)系。CD二二. . 燃料的充分燃燒燃料的充分燃燒: : 1.1.燃料的現(xiàn)狀燃料的現(xiàn)狀: :（2）化石燃料：）化石燃料： 煤、石油、天然氣煤、石油、天然氣屬一次性能源、非再生能源。屬一次性能源、非再生能源。特點：特點：（3）燃料充分燃燒的條件：）燃料充分燃燒的條件：燃燒時有足夠的空氣。燃燒時有足夠的空氣。燃料和空氣要充分接觸。燃料和空氣要充分接觸。產(chǎn)生污染物，造成環(huán)境污染。產(chǎn)生污染物，造成環(huán)境污染。（4）燃料不充分燃燒的危害：）燃料不充分燃燒的危害：產(chǎn)生的熱量減少，造成資源浪費。產(chǎn)生的熱量

5、減少，造成資源浪費。A、通入足量空氣，使燃料充分燃燒。、通入足量空氣，使燃料充分燃燒。（過多空氣，將帶走部分熱量，造成浪費）（過多空氣，將帶走部分熱量，造成浪費）（5）提高燃料燃燒效率的措施）提高燃料燃燒效率的措施B、增大燃料與空氣的接觸面積。（固、增大燃料與空氣的接觸面積。（固體燃料粉碎，液體燃料霧化）體燃料粉碎，液體燃料霧化）C、將煤氣體和液體、將煤氣體和液體例例2煤在爐子里燒的很旺時，續(xù)了一塊煤就煤在爐子里燒的很旺時，續(xù)了一塊煤就立即封上了，在有氧氣的條件下，有時會看到爐火立即封上了，在有氧氣的條件下，有時會看到爐火熄滅了，試解釋原因？熄滅了，試解釋原因？答：物質(zhì)燃燒需要具備兩個條件：答

6、：物質(zhì)燃燒需要具備兩個條件：（1）溫度達到可燃物的著火點。）溫度達到可燃物的著火點。（2）與氧氣接觸。本題中已有氧氣，因此應(yīng)從）與氧氣接觸。本題中已有氧氣，因此應(yīng)從溫度方面考慮?？紤]溫度方面考慮。考慮C+O2 CO2放出熱量，而放出熱量，而CO2+C 2CO吸收熱量。當吸收熱量多于放出吸收熱量。當吸收熱量多于放出的熱量時，體系的溫度就會降低，當溫度降到的熱量時，體系的溫度就會降低，當溫度降到C的著火點以下時，爐火就熄滅了。的著火點以下時，爐火就熄滅了。 C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)優(yōu)點：優(yōu)點： 使煤的得到使煤的得到充分利用充分

7、利用，同時又防止，同時又防止煤炭直接燃燒產(chǎn)生煤炭直接燃燒產(chǎn)生二氧化硫二氧化硫和和煙塵煙塵污染污染環(huán)境。環(huán)境。三、煤炭的綜合利用三、煤炭的綜合利用 （1）、煤的氣化，液化煤的氣化，液化原理：原理：用途：用途：作燃料作燃料，工業(yè)制備氫氣的一種重要方法。，工業(yè)制備氫氣的一種重要方法。CO和和H2還可以合成還可以合成液體燃料甲醇液體燃料甲醇。 CO+2H2CH3OH（液體）（液體）（2）高溫干餾：把煤隔絕空氣加強熱，使其）高溫干餾：把煤隔絕空氣加強熱，使其分解生成焦炭，煤焦油和焦爐氣。分解生成焦炭，煤焦油和焦爐氣。焦炭：用于冶金，如煉鐵、制電石等。焦炭：用于冶金，如煉鐵、制電石等。煤焦油：進一步處理可

8、得多種化工原料，用煤焦油：進一步處理可得多種化工原料，用于制備染料、農(nóng)藥、醫(yī)藥等。于制備染料、農(nóng)藥、醫(yī)藥等。焦爐：氣可做氣體燃料。焦爐：氣可做氣體燃料。（3）加生石灰脫硫：對于煙煤，如直接燃燒）加生石灰脫硫：對于煙煤，如直接燃燒常常加少許生石灰脫硫，以防止常常加少許生石灰脫硫，以防止SO2污染大氣，污染大氣，反應(yīng)方程式是：反應(yīng)方程式是：CaO+SO2 CaSO3, 2CaSO3+O2 2CaSO4四、反應(yīng)熱、燃燒熱、中和熱四、反應(yīng)熱、燃燒熱、中和熱1、反應(yīng)熱：、反應(yīng)熱：在化學反應(yīng)過程中放出或吸收的熱量在化學反應(yīng)過程中放出或吸收的熱量符號：單位：符號：單位：2、燃燒熱：燃燒熱：在在101kPa時

9、，時，1mol物質(zhì)物質(zhì)完全燃燒完全燃燒生成生成穩(wěn)定的氧化物穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量時所放出的熱量3、中和熱：中和熱：在稀溶液中，酸跟堿的反發(fā)生中和而生在稀溶液中，酸跟堿的反發(fā)生中和而生成成1molH2O時所放出的熱量時所放出的熱量因而在寫熱化學方程式時，應(yīng)以因而在寫熱化學方程式時，應(yīng)以燃燒燃燒1mol物質(zhì)物質(zhì)或或生成生成1molH2O為標準來為標準來配平其他物質(zhì)的化學計量配平其他物質(zhì)的化學計量。HkJ/mol五、熱化學方程式的書寫五、熱化學方程式的書寫1、熱化學方程式熱化學方程式 ： 表明反應(yīng)所放出或吸收的熱量的表明反應(yīng)所放出或吸收的熱量的化學方程式化學方程式2、書寫熱化學方程式的注意點：、

10、書寫熱化學方程式的注意點：A、要注明。、要注明。B、要注明。、要注明。C、要注明。、要注明。D、各物質(zhì)前的化學計量數(shù)表示，、各物質(zhì)前的化學計量數(shù)表示，反應(yīng)的溫度和壓強反應(yīng)的溫度和壓強反應(yīng)熱的數(shù)值反應(yīng)熱的數(shù)值反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)物質(zhì)的量物質(zhì)的量（物質(zhì)前的化學計量數(shù)可以是小數(shù)或分數(shù)）（物質(zhì)前的化學計量數(shù)可以是小數(shù)或分數(shù)）寫出下列反應(yīng)的熱化學方程式寫出下列反應(yīng)的熱化學方程式。1、5克碳酸鈣分解時吸收克碳酸鈣分解時吸收8.885kJ熱量。熱量。2、1molC與適量的水蒸氣反應(yīng)，需吸收與適量的水蒸氣反應(yīng)，需吸收131.3kJ的的熱量。熱量。3、1.00L0.1Omol/LH2

11、SO4溶液與足量稀的氫氧化溶液與足量稀的氫氧化鈉溶液反應(yīng)放出鈉溶液反應(yīng)放出11.46kJ的熱量。的熱量。4、57克辛烷完全燃燒放出克辛烷完全燃燒放出2759 kJ的熱量。的熱量。3、蓋斯定律及其應(yīng)用、蓋斯定律及其應(yīng)用化學反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)物的紿態(tài)和終態(tài)有關(guān)，化學反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)物的紿態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與具體反應(yīng)進行的途徑無關(guān)。而與具體反應(yīng)進行的途徑無關(guān)。練習：已知P4 + 5O2 = P4O10; H=2983.2 kJ/mol P(紅磷紅磷) +5/4O2 = P4O10; H=738.5 kJ/mol試寫出白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學方程式：試寫出白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學方程式：P4(s) =

12、 4P（S、紅磷）、紅磷）； H=29.2 kJ/mol例例1、在同溫、同壓下，比較下列反應(yīng)放、在同溫、同壓下，比較下列反應(yīng)放出熱量出熱量H1、 H2的大小的大小2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)； H1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)； H2分析：反應(yīng)物的狀態(tài)，數(shù)量和生成物的數(shù)量分析：反應(yīng)物的狀態(tài)，數(shù)量和生成物的數(shù)量都相同，但由于都相同，但由于氣態(tài)水轉(zhuǎn)化為液態(tài)氣態(tài)水轉(zhuǎn)化為液態(tài)要放出一要放出一定數(shù)量的熱量定數(shù)量的熱量 H1 H2 S(g)+O2(g)=SO2(g)； H1 S(S)+O2(g)=SO2(g)； H2例例2、在同溫、同壓下，比較下列反應(yīng)放、在同溫、同壓下，比較下列

13、反應(yīng)放出熱量出熱量H1、 H2的大小的大小兩式數(shù)量相同，兩式數(shù)量相同，S由固態(tài)由固態(tài)吸收熱量轉(zhuǎn)化為吸收熱量轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，再氧化燃燒生成氣態(tài)，再氧化燃燒生成SO2。其放出熱量。其放出熱量的的總和小于由氣態(tài)總和小于由氣態(tài)S直接燃燒所放出的熱直接燃燒所放出的熱量量 H1H2 C(S)+1/2O2(g)=CO(g)； H1 C(S)+O2(g)=CO2(g)； H2例例3、在同溫、同壓下，比較下列反、在同溫、同壓下，比較下列反應(yīng)放出熱量應(yīng)放出熱量H1、 H2的大小的大小固態(tài)固態(tài)C氧化為氧化為CO，釋放出熱量，釋放出熱量H1，CO是氣體是氣體燃料，和燃料，和O2反應(yīng)生成反應(yīng)生成CO2，又釋放熱量，又釋放熱

14、量H3，兩，兩次釋放熱量的總和次釋放熱量的總和H1 H3，等于固態(tài)，等于固態(tài)C氧化氧化為氣態(tài)為氣態(tài)CO2釋放的熱量釋放的熱量H2 ， H1 H2H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)； H1 1/2H2(g)+1/2Cl2(g)= HCl(g)； H2狀態(tài)相同，但數(shù)量后式僅是前式的一半，釋狀態(tài)相同，但數(shù)量后式僅是前式的一半，釋放的熱量也應(yīng)是前式的一半，放的熱量也應(yīng)是前式的一半，例例4、在同溫、同壓下，比較下列反應(yīng)放出、在同溫、同壓下，比較下列反應(yīng)放出熱量熱量H1、 H2的大小的大小 H1 H212g石墨石墨與與O2反應(yīng)生成反應(yīng)生成CO2放出放出393.51KJ熱量；熱量； 12g金剛石金剛石

15、與與O2反應(yīng)生成反應(yīng)生成CO2放出放出395.41KJ熱量，熱量，試比較，石墨與金剛石哪個穩(wěn)定？試比較，石墨與金剛石哪個穩(wěn)定？比較相同狀態(tài)、相同數(shù)量的金剛石和比較相同狀態(tài)、相同數(shù)量的金剛石和石墨，與石墨，與O2完全反應(yīng)，生成相同狀態(tài)、完全反應(yīng)，生成相同狀態(tài)、相同數(shù)量的相同數(shù)量的CO2，金剛石釋放出的熱量，金剛石釋放出的熱量更多，說明更多，說明金剛石具有的總能量高，金剛石具有的總能量高，不穩(wěn)定不穩(wěn)定例題例題1、下列反應(yīng)既屬于氧化還原反應(yīng)、下列反應(yīng)既屬于氧化還原反應(yīng),又是吸熱又是吸熱反應(yīng)的是反應(yīng)的是( ) A.鋁片與稀鹽酸的反應(yīng)鋁片與稀鹽酸的反應(yīng). B.Ba(OH)28H2O與與NH4Cl的反應(yīng)的反應(yīng). C.灼熱的碳與灼熱的碳與CO2的反應(yīng)的反應(yīng) D.甲烷在氧氣中的燃燒反應(yīng)甲烷在氧氣中的燃燒反應(yīng)2、下列燃料中、下列燃料中,不屬于化石燃料的是不屬于化石燃料的是( ) A.煤煤 B.石油