化學反應與熱能

化學反應與熱能第一頁，共三十三頁，2022年，8月28日☆從反應物和生成物具有的能量去考慮放熱反應吸熱反應能量反應過程反應物生成物放出熱量能量反應過程反應物生成物吸收熱量E反>E生E反<E生第二頁，共三十三頁，2022年，8月28日觀察下列示意圖：1、從該圖你獲得什么信息？2、你能計算出該反應過程中能量的變化為多少嗎？第三頁，共三十三頁，2022年，8月28日反應物分子斷鍵時吸收的能量☆從微觀角度去考慮：反應物分子斷鍵時吸收的能量放熱反應<生成物分子成鍵時釋放的能量吸熱反應>生成物分子成鍵時釋放的能量第四頁，共三十三頁，2022年，8月28日一、反應熱定義：化學反應過程中所釋放或吸收的能量,都可以熱量(或換算成相應的熱量)來表述,叫做反應熱,又稱為焓變。

符號：ΔH單位：kJ/mol或kJ·mol-1（焓變）第五頁，共三十三頁，2022年，8月28日體系能量釋放給環(huán)境而自身能量降低反應熱的表示方法：ΔH<0，ΔH為“－”放熱反應：ΔH>0，ΔH為“＋”吸熱反應：體系從環(huán)境吸收能量而自身能量升高第六頁，共三十三頁，2022年，8月28日HCNOFClH436C415331N389293159O465343201138F565486272184155C=C620C=O708H2+F2=2HFH2+Cl2=2HCl

預測當生成2molHF和2molHCl時，哪個反應放出的熱量多？說說你的理由？如何驗證你的預測？第七頁，共三十三頁，2022年，8月28日反應C(石墨)C(金剛石)是吸熱反應,由此可知

A.石墨比金剛石更穩(wěn)定

B.該反應的ΔH>0

C.金剛石比石墨穩(wěn)定

D.金剛石和石墨不能相互轉(zhuǎn)化AB第八頁，共三十三頁，2022年，8月28日[課題二]如何在化學方程式中正確反映其熱量變化？熱化學方程式★能夠表示化學反應熱效應的化學方程式第九頁，共三十三頁，2022年，8月28日思考交流與化學方程式相比，熱化學方程式有哪些不同？正確書寫熱化學方程式應注意哪幾點？H2＋I2====2HI△2H2＋O2====2H2O點燃第十頁，共三十三頁，2022年，8月28日★書寫熱化學方程式的注意事項②物質(zhì)后需標聚集狀態(tài)（s、l、g、aq）③右端標熱量符號、數(shù)值和單位，

△H：吸熱用“+”，放熱用：“－”。④化學計量數(shù)單位是“mol”，而不是“個”。①需注明反應的溫度和壓強，如不注明條件，即指:25℃1.01×105Pa；第十一頁，共三十三頁，2022年，8月28日熱化學方程式表示的意義反應物和生成物的種類反應中各物質(zhì)的物質(zhì)的量比和質(zhì)量比反應中放出或吸收的熱量。第十二頁，共三十三頁，2022年，8月28日（練習與鞏固）依據(jù)事實，寫出下列反應的熱化學方程式∶（１）1mol碳完全燃燒放出393.5KJ的熱量；（２）1克甲醇燃燒生成二氧化碳和水（液態(tài)）時放熱22.68KJ；（３）1mol氯氣和水蒸氣通過灼熱的炭層反應，生成氯化氫和二氧化碳放出145KJ的熱量。第十三頁，共三十三頁，2022年，8月28日1、1molC與1mol水蒸氣反應生成1molCO和1molH2，需要吸收131.5kJ的熱量。寫出此反應的熱化學方程式。隨堂練習2、沼氣是一種能源，它的主要成分是CH4。0.5molCH4完全燃燒生成CO2和H2O時，放出445kJ的熱量。則下列熱化學方程式中正確的是A、2CH4(g)＋4O2

(g)

＝2CO2(g)

＋4H2O(l)

ΔH

=

+890kJ/molB、CH4＋2O2＝CO2＋H2OΔH

=

－890kJ/molC、CH4(g)＋2O2

(g)

＝CO2(g)

＋2H2O(l)

ΔH

=

－890kJ/molD、1/2CH4(g)＋O2

(g)

＝1/2CO2(g)

＋H2O(l)

ΔH

=

-890kJ/molC第十四頁，共三十三頁，2022年，8月28日隨堂練習3、已知（1）H2(g)＋1/2O2

(g)

＝H2O(g)

ΔH1

=

akJ/mol（2）2H2(g)＋O2

(g)

＝2H2O(g)

ΔH2

=

bkJ/mol（3）H2(g)＋1/2O2

(g)

＝H2O(l)

ΔH3

=

ckJ/mol（4）2H2(g)＋O2

(g)

＝2H2O(l)

ΔH4

=

dkJ/mol則a、b、c、d的關系正確的是

。A、a<c<0B、b>d>0C、2a=b<0D、2c=d>0

C第十五頁，共三十三頁，2022年，8月28日二、燃燒熱

什么是燃燒熱？是不是物質(zhì)燃燒放出的熱量就叫燃燒熱呢？在25℃,101kPa時，1mol

物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱。⑴.燃燒熱通常可由實驗測得。⑵.在理解物質(zhì)燃燒熱的定義時，要注意以下幾點：第十六頁，共三十三頁，2022年，8月28日①研究條件：25℃,101kPa②反應程度：完全燃燒，產(chǎn)物是穩(wěn)定的氧化物。③燃燒物的物質(zhì)的量：1mol④研究內(nèi)容：放出的熱量。（ΔH<0，單位kJ/mol）⑤在未有特別說明的情況下，外界壓強一般指25℃,101kPa.所謂完全燃燒也是完全氧化，它是指物質(zhì)中的下列元素完全轉(zhuǎn)變成對應的穩(wěn)定物第十七頁，共三十三頁，2022年，8月28日

如:CCO2(g)、HH2O（l）、SSO3

（g）［練習1］分析以下幾個熱化學方程式，哪個是表示固態(tài)碳和氣態(tài)氫氣燃燒時的燃燒熱的？為什么？A.C（s）＋O2（g）===CO(g);ΔH=110.5kJ/molB.C（s）＋O2（g）===CO2(g);ΔH=－393.5kJ/molC.2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l);ΔH=－571.6kJ/molD.H2(g)＋O2(g)===H2O(g);ΔH=－241.8kJ/mol第十八頁，共三十三頁，2022年，8月28日解析:A項C（s）燃燒未生成穩(wěn)定氧化物CO2(g)，故其反應熱不能叫燃燒熱；B項符合燃燒熱的定義；C項H2雖然轉(zhuǎn)變成了穩(wěn)定的氧化物H2O（l），但由于其反應熱表示的是2molH2完全燃燒時的熱量變化，故不能叫燃燒熱；D項參加燃燒的H2雖然是1mol，但其生成H2O（g），而不是H2O（l），故它的反應熱也不為H2的燃燒熱。你能根據(jù)題中信息寫出表示H2燃燒熱的熱化學方程式嗎？第十九頁，共三十三頁，2022年，8月28日H2（g）＋O2（g）==H2O（l）；ΔH=－285.8kJ/mol

由于計算燃燒熱時，可燃物質(zhì)是以1mol作為標準來計算的，所以熱化學方程式的化學計量系數(shù)常出現(xiàn)分數(shù)。二、燃燒熱的計算及應用［例題］1.在101kPa時，1molCH4完全燃燒生成CO2和液態(tài)H2O，放出890.3kJ的熱量，CH4的燃燒熱為多少？1000LCH4（標準狀況）燃燒后所產(chǎn)生的熱量為多少？

第二十頁，共三十三頁，2022年，8月28日解析：根據(jù)題意，在101kPa時，1molCH4完全燃燒的熱化學方程式為：CH4（g）＋2O2（g）==CO2（g）＋2H2O（l）ΔH=－890.3kJ/mol即CH4的燃燒熱為890.3kJ/mol。1000LCH4（標準狀況）的物質(zhì)的量為：n(CH4)==44.6mol1molCH4完全燃燒放出890.3kJ的熱量，44.6molCH4完全燃燒放出的熱量為：44.6mol×890.3kJ/mol=3.97×104kJ答案：CH4的燃燒熱為890.3kJ/mol，1000LCH4（標準狀況）完全燃燒產(chǎn)生的熱量為3.97×104kJ。第二十一頁，共三十三頁，2022年，8月28日2.葡萄糖是人體所需能量的重要來源之一。葡萄糖燃燒的熱化學方程式為：C6H12O6（s）＋6O2（g）===6CO2（g）＋6H2O（l）ΔH=－2800kJ/mol葡萄糖在人體組織中氧化的熱化學方程式與它燃燒的熱化學方程式相同。計算100g葡萄糖在人體中完全氧化時所產(chǎn)生的熱量。解析：根據(jù)題意，葡萄糖的燃燒熱為2800kJ/mol，100g葡萄糖的物質(zhì)的量為：n(C6H12O6)==0.556mol1molC6H12O6完全燃燒放出2800kJ的熱量，0.556molC6H12O6完全燃燒放出的熱量為：0.556mol×2800kJ/mol=1557kJ答案：100g葡萄糖在人體中完全氧化時產(chǎn)生1557kJ的熱量。第二十二頁，共三十三頁，2022年，8月28日三、能源能源就是能提供能量的自然資源，包括化石燃料（煤、石油、天然氣）、陽光、風力、流水、潮汐以及柴草等。能源的開發(fā)和利用可以用來衡量一個國家或地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展和科學技術水平。煤、石油、天然氣是當今世界上重要的化石燃料。但它們的蘊藏有限，且不可再生。解決的辦法：開源節(jié)流。即開發(fā)新能源，節(jié)約現(xiàn)有能源，提高能源的利用率。節(jié)約能源的重要措施：科學地控制燃燒反應，使燃料充分燃燒，提高能源的利用率。第二十三頁，共三十三頁，2022年，8月28日

H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g)△H1=-241.8kJ/mol

那么，H2的燃燒熱△H究竟是多少？如何計算？已知：

H2O(g)==H2O(l)△H2=-44kJ/molH2(g)+1/2O2(g)==H2O(l)△H=△H1+△H2=-285.8kJ/mol下列數(shù)據(jù)△H1表示燃燒熱嗎？why判斷第二十四頁，共三十三頁，2022年，8月28日如何測出這個反應的反應熱：（1）C(s)+1/2O2(g)==CO(g)ΔH1=?第二十五頁，共三十三頁，2022年，8月28日①C(s)+1/2O2(g)==CO(g)ΔH1=?②CO(g)+1/2O2(g)==CO2(g)ΔH2=-283.0kJ/mol③C(s)+O2(g)==CO2(g)ΔH3=-393.5kJ/mol①+②=③，則ΔH1+ΔH2=ΔH3所以，ΔH1=ΔH3-ΔH2=-393.5kJ/mol+283.0kJ/mol=-110.5kJ/mol應用了什么規(guī)律？第二十六頁，共三十三頁，2022年，8月28日蓋斯定律？蓋斯？不管化學反應是分一步完成或分幾步完成，其反應熱是相同的?；瘜W反應的反應熱只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關，而與反應的途徑無關。第二十七頁，共三十三頁，2022年，8月28日如何理解蓋斯定律？

ΔH、ΔH1、ΔH2之間有何關系？ΔH=ΔH1+ΔH2BΔHACΔH1ΔH2能舉出生活中或化學反應中的實例嗎？第二十八頁，共三十三頁，2022年，8月28日例1：寫出石墨變成金剛石的熱化學方程式(25℃,101kPa時)說明：（1）可以在書中查找需要的數(shù)據(jù)（2）并告訴大家你設計的理由。用一用蓋斯定律石墨能直接變成金剛石嗎？先思考，之后小組討論匯報第二十九頁，共三十三頁，2022年，8月28日