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章化學(xué)反應(yīng)與能量
節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量的變化課時(shí)焓變反應(yīng)熱2021/6/271
化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中為什么會(huì)有能量的變化?
化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)就是反應(yīng)物分子中化學(xué)鍵斷裂,形成新的化學(xué)鍵,重新組合成生成物的分子的過(guò)程。
舊鍵斷裂需要吸收能量,新鍵形成需要放出能量。
而一般化學(xué)反應(yīng)中,舊鍵的斷裂所吸收的總能量與新鍵形成所放出的總能量是不相等的,而這個(gè)差值就是反應(yīng)中能量的變化。所以化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中都會(huì)有能量的變化。2021/6/272思考:1、你所知道的化學(xué)反應(yīng)中有哪些是放熱反應(yīng)?能作一個(gè)簡(jiǎn)單的總結(jié)嗎?活潑金屬與水或酸的反應(yīng)、酸堿中和反應(yīng)、燃燒反應(yīng)、多數(shù)化合反應(yīng)2、你所知道的化學(xué)反應(yīng)中有哪些是吸熱反應(yīng)?能作一個(gè)簡(jiǎn)單的總結(jié)嗎?多數(shù)的分解反應(yīng)、氯化銨固體與氫氧化鋇晶體的反應(yīng)、水煤氣的生成反應(yīng)、炭與二氧化碳生成一氧化碳反應(yīng)物具有的總能量生成物具有的總能量<2021/6/273一、反應(yīng)熱
化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中所釋放或吸收的能量,都可以用熱量(或換算成相應(yīng)的熱量)來(lái)表述,叫做反應(yīng)熱,在恒壓條件下又稱(chēng)為焓變。
(焓變)PS:
1、符號(hào):△H單位:kJ/mol或kJ·mol-12、反應(yīng)熱描述的是化學(xué)反應(yīng)前后的熱量變化
3、反應(yīng)熱描述的是一定溫度下的熱量變化
4、任何化學(xué)反應(yīng)都有反應(yīng)熱,表現(xiàn)為吸熱反應(yīng)或者放熱反應(yīng)2021/6/274一、反應(yīng)熱
化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中所釋放或吸收的能量,都可以用熱量(或換算成相應(yīng)的熱量)來(lái)表述,叫做反應(yīng)熱,在恒壓條件下又稱(chēng)為焓變。
(焓變)PS:
ΔH=生成物能量-反應(yīng)物能量放熱反應(yīng):ΔH<0或ΔH為“-”
吸熱反應(yīng):ΔH>0或ΔH為“+”2021/6/275從化學(xué)鍵的角度理解反應(yīng)與能量變化的關(guān)系以H2+Cl2=2HCl為例鍵能數(shù)據(jù):H-H436kJ/molCl-Cl243kJ/molH-Cl431kJ/mol一般用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表示反應(yīng)熱比較:由實(shí)驗(yàn)測(cè)得的反應(yīng)熱為186.4kJ/mol2021/6/276小試一下:
上述反應(yīng)的反應(yīng)熱表示為:ΔH=-184.6kJ/mol,下面的反應(yīng)該如何表示它的反應(yīng)熱呢?例1:1molC與1mol水蒸氣反應(yīng)生成1molCO和1molH2,需要吸收131.5kJ的熱量。ΔH=+131.5kJ/mol
例2:拆開(kāi)lmolH—H鍵、lmolN-H鍵、lmolN≡N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kj,則1molN2生成NH3的反應(yīng)熱為
,1molH2生成NH3的反應(yīng)熱為
。
-92KJ/mol-30.6KJ/mol2021/6/277反應(yīng)熱與物質(zhì)的量的關(guān)系:質(zhì)量守恒能量守恒某一反應(yīng)中,質(zhì)量和能量成正比關(guān)系熱量用Q表示①體系向環(huán)境做正功,Q>0,釋放能量→放熱反應(yīng)②體系向環(huán)境做負(fù)功,Q<0,得到能量→吸熱反應(yīng)2021/6/278★判斷一個(gè)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)的方法:Ⅰ:△H=E2
-
E1>0為吸熱反應(yīng)
E1不能通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得,∴沒(méi)有實(shí)際的計(jì)算意義Ⅱ:反應(yīng)物分子斷鍵時(shí)吸收的總能量Σ反與生成物分子形成新化學(xué)鍵時(shí)釋放的能量Σ生的相對(duì)大小△H=Σ反-Σ生若:△H
>0
則為吸熱反應(yīng)△H為“+”
,Q<0△H
<
0
則為放熱反應(yīng)△H為“-”
,Q>0Ⅲ:通過(guò)實(shí)驗(yàn)直接測(cè)得→掌握中和熱的測(cè)定閱讀P3《資料●體系與環(huán)境》鍵能:破壞1mol共價(jià)鍵吸收的能量或形成1mol共價(jià)鍵放出的能量鍵能恒取正值2021/6/279放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)表現(xiàn)行式△H﹤0或△H為“—”△H﹥0或△H為“+”形成原因與化學(xué)鍵強(qiáng)弱的關(guān)系聯(lián)系鍵能越大,物質(zhì)能量越低,越穩(wěn)定,反之鍵能越小,物質(zhì)能量越高,越不穩(wěn)定。反應(yīng)物具有的總能量大于生成物具有的總能量反應(yīng)物具有的總能量小于生成物具有的總能量生成物釋放的總能量大于反應(yīng)物吸收的總能量生成物釋放的總能量小于反應(yīng)物吸收的總能量2021/6/27101、下列敘述正確的是()A.化學(xué)反應(yīng)一定伴隨熱量的變化B.凡是吸熱或放熱過(guò)程中熱量的變化均稱(chēng)為反應(yīng)熱C.若△H<0,則反應(yīng)物的能量高于生成物的能量D.若△H>0,則反應(yīng)物的能量高于生成物的能量2、已知:H+H═H2;△H=-436KJ/mol,則下列敘述正確的是()A.2個(gè)H原子的能量高于1個(gè)H2的能量B.2個(gè)H原子的能量低于1個(gè)H2的能量C.H原子比H2分子穩(wěn)定D.H2分子比H原子穩(wěn)定ACAD課堂練習(xí)2021/6/27113、下列變化過(guò)程中會(huì)放出熱量的是()①硝酸銨溶于水②物質(zhì)的燃燒③苛性鈉溶于水④生石灰放入水中⑤醋酸的電離A.僅①⑤B.僅②③C.僅②④D.②③④D4、下列變化中,屬于放熱反應(yīng)的是()A.Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)B.點(diǎn)燃的鎂條在二氧化碳中繼續(xù)燃燒C.灼熱的碳與二氧化碳的反應(yīng)D.氯化鈉溶于水B2021/6/2712小結(jié)一、反應(yīng)熱、焓變從反應(yīng)熱角度看:ΔH=生成物能量-反應(yīng)物能量從鍵能角度看:ΔH=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能放熱反應(yīng):吸熱反應(yīng):ΔH<0或
ΔH為“-”ΔH>0或ΔH為“+”2021/6/2713第一章化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量的變化第二課時(shí)熱化學(xué)方程式2021/6/2714?H=E(生成物的總能量)-E(反應(yīng)物的總能量)?H=E(反應(yīng)物分子化學(xué)鍵斷裂時(shí)所吸收的總能量)-E(生成物分子化學(xué)鍵形成時(shí)所釋放的總能量)我們已經(jīng)認(rèn)識(shí)了反應(yīng)熱,那么如何在化學(xué)方程式中正確反映其熱量的變化?2021/6/2715二、熱化學(xué)方程式什么是熱化學(xué)方程式?表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式,叫做熱化學(xué)方程式。2021/6/2716思考交流與化學(xué)方程式相比,熱化學(xué)方程式有哪些不同?正確書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式應(yīng)注意哪幾點(diǎn)?請(qǐng)看以下幾個(gè)例子,再思考!2021/6/2717熱化學(xué)方程式
能表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式H2(g)+I2(g)======2HI(g)△H=-14.9kJ/mol200℃101kPa1、熱化學(xué)方程式包含物質(zhì)變化和能量變化兩個(gè)部分,二者缺一不可。普通化學(xué)方程式只包含物質(zhì)變化一個(gè)部分。物質(zhì)變化能量變化2021/6/2718★書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式的注意事項(xiàng)1、化學(xué)方程的右邊必須寫(xiě)上△H,并用“空格”隔開(kāi),
△H:吸熱用“+”,放熱用:“-”,單位是kJ/mol或J/mol2021/6/2719熱化學(xué)方程式
能表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式H2(g)+I2(g)======2HI(g)△H=-14.9kJ/mol200℃101kPa2、熱化學(xué)方程式需注明反應(yīng)時(shí)的溫度和壓強(qiáng)。對(duì)于25℃101kPa時(shí)進(jìn)行的反應(yīng)可不注明。普通化學(xué)方程式不需注明溫度和壓強(qiáng)。H2(g)+O2(g)==H2O(g)△H=-241.8kJ/mol12?2021/6/2720★書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式的注意事項(xiàng)1、化學(xué)方程的右邊必須寫(xiě)上△H,并用“空格”隔開(kāi),△H:吸熱用“+”,放熱用:“-”,單位是kJ/mol或J/mol;2、需注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng),如不注明條件,即指:25℃1.01×105Pa;2021/6/2721熱化學(xué)方程式
能表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式3、熱化學(xué)方程式需注明各物質(zhì)的狀態(tài)。普通化學(xué)方程式不需注明物質(zhì)的狀態(tài)。H2(g)+O2(g)==H2O(g)△H=-241.8kJ/mol12H2(g)+O2(g)==H2O(l)△H=-285.8kJ/mol122021/6/2722★書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式的注意事項(xiàng)1、化學(xué)方程的右邊必須寫(xiě)上△H,并用“空格”隔開(kāi),△H:吸熱用“+”,放熱用:“-”,單位是kJ/mol或J/mol2、需注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng),如不注明條件,即指:25℃1.01×105Pa;3、物質(zhì)后需標(biāo)聚集狀態(tài)(s、l、g、aq)2021/6/2723熱化學(xué)方程式
能表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式4、熱化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)表示參加反應(yīng)的各物質(zhì)的物質(zhì)的量,可為整數(shù)或分?jǐn)?shù)。普通化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)宏觀上表示各物質(zhì)的物質(zhì)的量,微觀上表示原子分子數(shù)目,只能為整數(shù),不能為分?jǐn)?shù)。H2(g)+O2(g)==H2O(g)△H=-241.8kJ/mol122H2(g)+O2(g)==2H2O(g)△H=-483.6kJ/mol閱讀P4《資料卡片》★kJ/mol的含義:每mol反應(yīng)的焓變2021/6/2724★書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式的注意事項(xiàng)1、化學(xué)方程的右邊必須寫(xiě)上△H,并用“空格”隔開(kāi),△H:吸熱用“+”,放熱用:“-”,單位是kJ/mol或J/mol2、需注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng),如不注明條件,即指:25℃1.01×105Pa;3、物質(zhì)后需標(biāo)聚集狀態(tài)(s、l、g、aq)4、熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)僅表示物質(zhì)的量并不能表示物質(zhì)的分子數(shù)或原子數(shù),因此化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù)也可以是分?jǐn)?shù)5、根據(jù)焓的性質(zhì),若化學(xué)方程式中各物質(zhì)的系數(shù)加倍,則△H的數(shù)值也加倍;若反應(yīng)逆向進(jìn)行,則△H改變符號(hào),但絕對(duì)值不變2021/6/2725熱化學(xué)方程式表示的意義1、反應(yīng)物和生成物的種類(lèi)、聚集狀態(tài)2、反應(yīng)中各物質(zhì)的物質(zhì)的量比和質(zhì)量比3、反應(yīng)中放出或吸收的熱量。綜上所述2021/6/2726問(wèn)題:反應(yīng)物和生成物前的系數(shù)它代表了什么?在方程式中?H它表示了什么意義??H它的值與什么有關(guān)系?
熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)前的化學(xué)計(jì)量數(shù)不表示分子個(gè)數(shù),表示對(duì)應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的量。?H(KJ/mol)它表示每摩爾反應(yīng)所吸收或放出的熱量,?H它的值與方程式中的計(jì)量系數(shù)有關(guān),即對(duì)于相同的反應(yīng),當(dāng)化學(xué)計(jì)量數(shù)不同時(shí),其?H不同。2021/6/27271、當(dāng)1mol氣態(tài)H2與1mol氣態(tài)Cl2反應(yīng)生成2mol氣態(tài)HCl,放出184.6KJ的熱量,請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)?H=-184.6KJ/mol練習(xí):2021/6/2728而這些書(shū)寫(xiě)也是對(duì)的?。?!2021/6/2729(練習(xí)與鞏固)依據(jù)事實(shí),寫(xiě)出下列反應(yīng)的熱化學(xué)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液態(tài)水時(shí)放熱22.68KJ;(3)1mol氯氣和水蒸氣通過(guò)灼熱的炭層反應(yīng),生成氯化氫和二氧化碳放出145KJ的熱量。你寫(xiě)對(duì)了嗎?^_^2021/6/2730寫(xiě)出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式(1)1molC(固態(tài))與適量H2O(氣態(tài))反應(yīng),生成CO(氣態(tài))和H2(氣態(tài)),吸收131.3kJ的熱量(2)0.5molCu(固態(tài))與適量O2(氣態(tài))反應(yīng),生成CuO(固態(tài)),放出78.5kJ的熱量C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131.3KJ/mol2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s)△H=-
314KJ/mol2021/6/27312.00gC2H2完全燃燒生成液態(tài)水和CO2放出的熱量為99.6KJ,寫(xiě)出C2H2燃燒的熱化學(xué)方程式。2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=-2589.6KJ/mol2021/6/27322C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=-4bkJ2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=-4bkJ/molC.C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(g)△H=-4bkJ/molD.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=+4bkJ/molE.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=-2bkJ/mol2、已知充分燃燒ag乙炔氣體時(shí)生成1mol二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水,并放出熱量bkJ,則乙炔燃燒的熱化學(xué)方程式正確的是B點(diǎn)撥:熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)正誤的判斷可從物質(zhì)的聚集狀態(tài)、△H的正負(fù)號(hào)、物質(zhì)的量的大小、單位等主要方面入手2021/6/27333、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(shí),放出445kJ的熱量。則下列熱化學(xué)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/molC2021/6/27344、已知在1×105Pa,298K條件下,2mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484kJ熱量,下列熱化學(xué)方程式正確的是()A.H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g)
ΔH=+242kJ·mol-1B.2H2(g)+O2(g)=2H2O ΔH=-484kJ·mol-1C.H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)
ΔH=+242kJ·mol-1D.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)
ΔH=+484kJ·mol-1
A2021/6/27355、在200℃、101kP時(shí),1molH2與碘蒸氣作用生成HI反應(yīng),科學(xué)文獻(xiàn)表示為:H2(g)+I(xiàn)2(g)2HI(g)△H=-14.9kJ/mol以上化學(xué)方程式指出了反應(yīng)時(shí)的
和
;括號(hào)中的符號(hào)表示反應(yīng)物或生成物的
。6、在25℃、101kPa時(shí),有兩個(gè)由H2和O2化合成1molH2O的反應(yīng),一個(gè)生成氣態(tài)水,一個(gè)液態(tài)水,化學(xué)方程式如下:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)△H=-241.8Kj/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(I)△H=-285.8kJ/mol以上兩個(gè)反應(yīng),產(chǎn)物都是
,但產(chǎn)物的
不同,
溫度
壓強(qiáng)
狀態(tài)
水
狀態(tài)2021/6/27368、熱化學(xué)方程式:
S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH=-297.3kJ/mol分析下列說(shuō)法中正確的是()A.S(g)+O2(g)=SO2(l)ΔH>297.3KJ/molB.S(g)+O2(g)=SO2(l)ΔH<297.3KJ/molC.1molSO2的鍵能總和大于1molS和1molO2鍵能之和D.1molSO2的鍵能總和小于1molS和1molO2鍵能之和BD2021/6/2737第一章化學(xué)反應(yīng)與能量莒南三中高二化學(xué)備課組中和熱燃燒熱能源2021/6/2738一、燃燒熱例2:實(shí)驗(yàn)測(cè)得101kPa時(shí)1molH2完全燃燒放出393.5kJ的熱量,這就是H2的燃燒熱。H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH=-285.8kJ/mol例1:實(shí)驗(yàn)測(cè)得101kPa時(shí)1molC完全燃燒放出393.5kJ的熱量,這就是C的燃燒熱。C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-393.5kJ/mol2021/6/2739一、燃燒熱1.燃燒熱的的概念:
在25℃、101kPa時(shí),1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時(shí)所放出的熱量。為什么指定溫度和壓強(qiáng)?
生成物不能繼續(xù)燃燒C--CO2(g)S–SO2(g)H–H2O(l)單位:kJ/mol限定燃料的物質(zhì)的量2C8H18(l)+25O2(g)=16CO2+18H2O(l)△H=-11036KJ/mol思考:①C8H18的燃燒熱是多少?
△H=-5518KJ/mol②1molC8H18燃燒時(shí)放出了多少熱?5518KJ2021/6/2740一、燃燒熱1.燃燒熱的的概念:在25℃、101kPa時(shí),1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時(shí)所放出的熱量。PS:Ⅰ、在101kPa時(shí),完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物如:C→C02,H→H20(l),S→S02等Ⅱ、燃燒熱通常由實(shí)驗(yàn)測(cè)得Ⅲ、可燃物以1mol為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量Ⅳ、系數(shù)常用分?jǐn)?shù)表示2021/6/27412.表示的意義:
如:CH4的燃燒熱為890.3KJ/mol.含義:在101KPa時(shí),1molCH4完全燃燒時(shí),放出890.3KJ的熱量.3.表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě):
應(yīng)以1mol物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)配平其余物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)(常出現(xiàn)分?jǐn)?shù))
4.一定量可燃物完全燃燒時(shí)放出的熱量Q放=n(可燃物)
×△HCH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-890.31KJ/mol2021/6/2742【例1】
在101kPa時(shí),1molCH4
完全燃燒生成CO2和液態(tài)H2O,放出890kJ的熱量,CH4
的燃燒熱為多少?1000LCH4(標(biāo)準(zhǔn)狀況)燃燒后所產(chǎn)生的熱量為多少?2021/6/2743【解】根據(jù)題意,在101kPa時(shí),1molCH4
完全燃燒的熱化學(xué)方程式為:CH4(g)+2O2(g)=
CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890kJ/mol
即CH4的燃燒熱為890kJ/mol。
1000LCH4(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的物質(zhì)的量為:
n(CH4)=V(CH4)/Vm=1000L/22.4L·mol-1=44.6mol1molCH4
完全燃燒放出890kJ的熱量,44.6molCH4
完全燃燒放出的熱量為:44.6mol×890kJ/mol=3.97×104kJ
答:CH4的燃燒熱為890kJ/mol,1000LCH4(標(biāo)準(zhǔn)狀況)完全燃燒產(chǎn)生的熱量為3.97×104kJ。2021/6/2744【例2】
葡萄糖是人體所需能量的重要來(lái)源之一。葡萄糖燃燒的熱化學(xué)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(xué)方程式與它燃燒的熱化學(xué)方程式相同。計(jì)算100g葡萄糖在人體中完全氧化時(shí)所產(chǎn)生的熱量。
2021/6/2745解: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)=m(C6H12O6)/M(C6H12O6)=100g/180g·mol-1=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=1560kJ答:100g葡萄糖在人體中完全氧化時(shí)產(chǎn)生1560kJ的熱量。2021/6/2746二、中和熱1、酸和堿的中和反應(yīng)有熱量放出,可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得中和反應(yīng)的反應(yīng)熱。當(dāng)1L1mol/L的稀鹽酸跟1L1mol/L的NaOH溶液起中和反應(yīng)時(shí),能放出57.3kJ的熱量。
NaOH(aq)+HCI(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)ΔH=-57.3kJ/mol2、如果用1L1mol/L的KOH溶液中和1L1mol/L的HNO3溶液,也能放出57.3kJ的熱量。
KOH(aq)+HNO3(aq)=KNO3(aq)+H2O(l)ΔH=-57.3kJ/mol2021/6/2747二、中和熱1.定義:在稀溶液中,酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng),生成1mol水時(shí)的反應(yīng)熱叫做中和熱。2.中和熱的表示:
H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1)△H=-57.3kJ/mol3.要點(diǎn):
Ⅰ、條件:稀溶液。稀溶液是指溶于大量水的離子
Ⅱ、反應(yīng)物:(強(qiáng))酸與(強(qiáng))堿。中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、電解質(zhì)電離的吸熱所伴隨的熱效應(yīng)
Ⅲ、生成1mol水。中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是H+和OH-化合生成H20,若反應(yīng)過(guò)程中有其他物質(zhì)生成,這部分反應(yīng)熱也不在中和熱之內(nèi)
Ⅳ、放出的熱量:57.3kJ/mol2021/6/2748例:已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l);
H=-57.3kJ/mol,求下列中和反應(yīng)中放出的熱量。(1)用20gNaOH配稀溶液跟足量稀鹽酸反應(yīng)放出_______kJ的熱量。(2)用28gKOH配稀溶液跟足量稀硝酸反應(yīng),放出______kJ的熱量。28.728.72021/6/2749★燃燒熱與中和熱的區(qū)別與聯(lián)系相同點(diǎn)
燃燒熱中和熱能量變化放熱反應(yīng)ΔHΔH<0,單位kJ/mol不同點(diǎn)反應(yīng)物的量1mol可燃物
可能是1mol也可以是0.5mol(不限)生成物的量不限量1molH2O反應(yīng)熱的含義1mol反應(yīng)物完全燃燒時(shí)放出的熱量;不同的物質(zhì)燃燒熱不同
酸堿中和生成1molH2O時(shí)放出的熱量,強(qiáng)酸強(qiáng)堿間的中和反應(yīng)中和熱大致相同,均約為57.3kJ/mol2021/6/27502H2(g)+O2g)=2H2O(l)ΔH=-571.6kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)ΔH=-241.8kJ/mol求氫氣的燃燒熱。1、已知:2、石墨與金剛石的燃燒熱是否相同,為什么?請(qǐng)分別寫(xiě)出石墨和金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式。答:ΔH=-285.8kJ/mol
不相同,因?yàn)槭c金剛石的晶體結(jié)構(gòu)不同,共具有的能量也不相同C(石墨s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-393.5kl/molC(金剛石s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-395.0kl/mol說(shuō)明金剛石具有的總能量高,不穩(wěn)定2021/6/27513、下列各組物質(zhì)的燃燒熱相等的是:()A.碳和一氧化碳B.1moL碳和2moL碳C.1moL乙炔和2moL碳D.淀粉和纖維素BH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)=-285.8kJ/molHH2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)=-241.8kJ/molH2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)=-483.6kJ/molH2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)=-571.6kJ/molH4.已知熱化學(xué)方程式:則氫氣的燃燒熱為:__________285.8kJ/mol2021/6/27521、能源就是能提供
自然資源,包括
等。2、我國(guó)目前使用的主要能源是
,是能不
。3、能源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ),它的開(kāi)發(fā)和利用情況,可以用來(lái)衡量一個(gè)國(guó)家或地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平3.解決能源的辦法是
,即開(kāi)發(fā)
和節(jié)約
,提高能源的
。4.現(xiàn)在探索開(kāi)發(fā)的新能源有
等,新能源的主要優(yōu)勢(shì)是
。能量
化石燃料(煤、石油、天然氣)、陽(yáng)光、生物能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海?潮汐)能化石燃料
再生
開(kāi)源節(jié)流
新的能源
現(xiàn)有能源
利用率
太陽(yáng)能、氫能、地?zé)崮?、海洋(潮汐)能、生物?/p>
資源豐富,可以再生,污染少
三、能源2021/6/2753討論下列問(wèn)題:
1、能源、一級(jí)能源、二級(jí)能源
例:下列屬于一級(jí)能源的是:屬于二級(jí)能源的是:A風(fēng)能B電能C氫能D陽(yáng)光E天然氣ADEBC能源:能提供能量的資源一級(jí)能源:來(lái)自自然界未經(jīng)轉(zhuǎn)化的能源。二級(jí)能源:一級(jí)能源經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化得到的能源形式。2021/6/2754☆閱讀P9《科學(xué)視野》找出并識(shí)記:太陽(yáng)能、氫能、地?zé)崮堋L(fēng)能各自的優(yōu)缺點(diǎn)2021/6/27551、選擇燃料的標(biāo)準(zhǔn)是什么?
燃燒熱、燃料的儲(chǔ)量、開(kāi)采運(yùn)輸儲(chǔ)存的條件、價(jià)格、對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響,等各方面綜合考慮。2、煤作為燃料的利弊?提高煤燃燒效率的措施有哪些?思考與交流2021/6/27561、分析以下幾個(gè)熱化學(xué)方程式,哪個(gè)是表示固態(tài)碳和氣態(tài)氫氣燃燒時(shí)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隨堂練習(xí)B2021/6/27572、酸雨危害可包括()①對(duì)人體的直接危害,引起肺部疾病而使人致死,②引起河流,湖泊的水體酸化,嚴(yán)重影響水生動(dòng)植物的生長(zhǎng),③破壞土壤,植被,森林④腐蝕金屬,油漆,皮革,紡織品及建筑材料等,⑤滲入地下,可能引起地下水酸化.A.①③⑤B.①②③④C.①③④⑤D.①②③④⑤D2021/6/27583、1998年出現(xiàn)的全球溫度大幅度升高,產(chǎn)生了顯著的“厄爾尼諾”現(xiàn)象.干旱和暴雨災(zāi)難,危害了許多地區(qū)。為了防止氣候變暖的進(jìn)一步惡化,聯(lián)合國(guó)環(huán)境保護(hù)組織于1998年通過(guò)大會(huì)要求各國(guó)減少工業(yè)排放量的氣體是()A.二氧化硫B.二氧化碳
C.氮的氧化物D.碳?xì)浠衔?、我國(guó)三峽工程所提供的清潔.廉價(jià)強(qiáng)勁.可再生的水電,相當(dāng)于每年燃燒3×106t原煤的火力發(fā)電廠產(chǎn)生的電能。因此,三峽工程有助于控制 ()A.溫室效應(yīng)B.酸雨
C.白色污染 D.破壞大氣臭氧層BA2021/6/27595.下列說(shuō)法不正確的是 ()A.化石燃料在任何條件下都能充分燃燒B.化石燃料在燃燒過(guò)程中能產(chǎn)生污染環(huán)境的CO、SO2等有害氣體C.直接燃燒煤不如將煤進(jìn)行深加工后再燃燒的效果好D.固體煤變?yōu)闅怏w燃料后,燃燒效率將提高6.為了減少大氣污染,許多城市正大力推廣汽車(chē)清潔燃料。目前使用的清潔燃料主要有兩類(lèi),一類(lèi)是壓縮天然氣(CNG),另一類(lèi)是液化石油氣(LPG)。這兩類(lèi)燃料的主要成分均為()A.碳?xì)浠衔顱.碳水化合物C.氫氣D.醇類(lèi)AA2021/6/2760第一章化學(xué)反應(yīng)與能量莒南三中高二化學(xué)備課組蓋斯定律及其應(yīng)用2021/6/27611、已知:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=-184.6kJ/mol
則反應(yīng)HCl(g)=1/2H2(g)+1/2Cl2(g)的△H為()A.+184.6kJ/molB.-92.3kJ/molC.-369.2kJ/molD.+92.3kJ/mol復(fù)習(xí):D2、甲硅烷(SiH4)是一種無(wú)色氣體,遇到空氣能發(fā)生爆炸性自燃,生成SiO2和水。已知室溫下1g甲硅烷自燃放出44.6kJ熱量,其熱化學(xué)方程式為:
_____________________________________________SiH4(g)+O2(g)=SiO2(s)+H2O(l)△H=-1427.2kJ/mol規(guī)律:“正逆”反應(yīng)的反應(yīng)熱效應(yīng)數(shù)值相等,符號(hào)相反2021/6/27623、已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kJ/mol,計(jì)算下列反應(yīng)中放出的熱量。(1)用20gNaOH配成稀溶液跟足量稀鹽酸反應(yīng),放出熱量為
kJ。(2)用0.1molBa(OH)2配成稀溶液跟足量稀硝酸反應(yīng),放出熱量為
kJ。(3)用1mol醋酸稀溶液和足量NaOH溶液反應(yīng),放出的熱量
(大于、小于、等于)57.3kJ,理由是
。28.6511.46小于醋酸是弱電解質(zhì),只是少部分電離,發(fā)生電離時(shí)要吸熱,中和時(shí)放熱較少2021/6/2763
298K,101kPa時(shí),合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-92.38kJ/mol。在該溫度下,取1molN2(g)和3molH2(g)放在一密閉容器中,在催化劑存在下進(jìn)行反應(yīng),測(cè)得反應(yīng)放出的熱量總是少于92.38kJ,其原因是什么?
該反應(yīng)是可逆反應(yīng),在密閉容器中進(jìn)行,該反應(yīng)將達(dá)到平衡狀態(tài),1molN2(g)和3molH2(g)不能完全反應(yīng)生成2molNH3(g),因而放出的熱量總小于92.38kJ溫故知新2021/6/2764
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(jì)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?判斷①②③①+②=③2021/6/2765思考如何測(cè)出下列反應(yīng)的反應(yīng)熱:
C(s)+1/2O2(g)==CO(g)ΔH1=?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/mol不能很好的控制反應(yīng)的程度,故不能直接通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得△H1①+②=③
,則ΔH1+ΔH2=ΔH3所以,ΔH1=ΔH3-ΔH2=-393.5kJ/mol+283.0kJ/mol=-110.5kJ/mol上兩例應(yīng)用了什么規(guī)律?2021/6/2766影響反應(yīng)熱的因素1、與溫度、壓強(qiáng)有關(guān)2、與物質(zhì)的狀態(tài)有關(guān)3、與反應(yīng)物的用量有關(guān)4、與反應(yīng)條件(途徑)無(wú)關(guān)
——蓋斯定律2021/6/2767蓋斯定律
不管化學(xué)反應(yīng)是分一步完成或分幾步完成,其反應(yīng)熱是相同的。
化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),而與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)。2021/6/2768AB請(qǐng)思考:由起點(diǎn)A到終點(diǎn)B有多少條途徑?從不同途徑由A點(diǎn)到B點(diǎn)的位移有什么關(guān)系?登山的高度與上山的途徑無(wú)關(guān),只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的相對(duì)高度有關(guān)2021/6/2769△H2>0△H1<0S(始態(tài))L(終態(tài))△H1
+△H2≡02021/6/2770如何理解蓋斯定律?
ΔH、ΔH1、ΔH2之間有何關(guān)系?ΔH=ΔH1+ΔH2BΔHACΔH1ΔH22021/6/2771
有些化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行很慢或不易直接發(fā)生,很難直接測(cè)得這些反應(yīng)的反應(yīng)熱,可通過(guò)蓋斯定律獲得它們的反應(yīng)熱數(shù)據(jù)。2、蓋斯定律的應(yīng)用關(guān)鍵:目標(biāo)方程式的“四則運(yùn)算式”的導(dǎo)出。方法:寫(xiě)出目標(biāo)方程式確定“過(guò)渡物質(zhì)”(要消去的物質(zhì))然后用消元法逐一消去“過(guò)渡物質(zhì)”,導(dǎo)出“四則運(yùn)算式”。2021/6/2772例1:已知下列各反應(yīng)的焓變①Ca(s)+C(s,石墨)+3/2O2(g)=CaCO3(s)△H1=-1206.8kJ/mol②Ca(s)+1/2O2(g)=CaO(s)△H2=-635.1kJ/mol③C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)△H3=-393.5kJ/mol試求④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的焓變△H4=+178.2kJ/mol④=②+③-①2021/6/2773例2:按照蓋斯定律,結(jié)合下述反應(yīng)方程式回答問(wèn)題,已知:①NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)△H1=-176kJ/mol②NH3(g)+H2O(l)=NH3(aq)△H2=-35.1kJ/mol③HCl(g)+H2O(l)=HCl(aq)△H3=-72.3kJ/mol④NH3(aq)+HCl(aq)=NH4Cl(aq)△H4=-52.3kJ/mol⑤NH4Cl(s)+2H2O(l)=NH4Cl(aq)△H5=?則第⑤個(gè)方程式中的反應(yīng)熱△H是________。根據(jù)蓋斯定律和上述反應(yīng)方程式得:
⑤=④+③+②-①,即△H5=+16.3kJ/mol2021/6/2774例3:寫(xiě)出石墨變成金剛石的熱化學(xué)方程式(25℃,101kPa時(shí))石墨能直接變成金剛石嗎?查燃燒熱表知:①C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ/mol②C(金剛石,s)+O2(g)=CO2(g)△H2=-395.0kJ/mol所以,①-②得:
C(石墨,s)=C(金剛石,s)△H=+1.5kJ/mol2021/6/2775例4:同素異形體相互轉(zhuǎn)化但反應(yīng)熱相當(dāng)小而且轉(zhuǎn)化速率慢,有時(shí)還很不完全,測(cè)定反應(yīng)熱很困難?,F(xiàn)在可根據(jù)蓋斯提出的觀點(diǎn)“不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成,這個(gè)總過(guò)程的熱效應(yīng)是相同的”。已知:①P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)△H1=-2983.2kJ/mol②P(s、紅磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)△H2=-738.5kJ/mol試寫(xiě)出白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式
。
P4(s、白磷)=4P(s、紅磷)△=-29.2kJ/mol①-4×②:2021/6/2776你知道神六的火箭燃料是什么嗎?例5:某次發(fā)射火箭,用N2H4(肼)在NO2中燃燒,生成N2、液態(tài)H2O。已知:
①N2(g)+2O2(g)==2NO2(g)△H1=+67.2kJ/mol
②N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l)△H2=-534kJ/mol假如都在相同狀態(tài)下,請(qǐng)寫(xiě)出發(fā)射火箭反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)△H=-1135.2kJ/mol
2×②-①:2021/6/2777思考:為什么在熱化學(xué)反應(yīng)方程式中通??刹槐砻鞣磻?yīng)條件?正逆反應(yīng)的反應(yīng)熱效應(yīng)數(shù)值相等,符號(hào)相反?!?”不能省去。練習(xí)1.已知石墨的燃燒熱:△H=-393.5kJ/mol(1)寫(xiě)出石墨的完全燃燒的熱化學(xué)方程式(2)二氧化碳轉(zhuǎn)化為石墨和氧氣的熱化學(xué)方程式熱化學(xué)方程式還可以表示理論可進(jìn)行實(shí)際難進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)①C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ/mol②CO2(g)=C(石墨,s)+O2(g)△H=+393.5kJ/mol2021/6/27782.已知25℃、101kPa下,石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式分別為C(石墨)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.51kJ·mol-1C(金剛石)+O2(g)=CO2(g)△H=-395.41kJ·mol-1據(jù)此判斷,下列說(shuō)法中正確的是()A、由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng);等質(zhì)量時(shí),石墨的能量比金剛石的低B、由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng);等質(zhì)量時(shí),石墨的能量比金剛石的高C、由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng);等質(zhì)量時(shí),石墨的能量比金剛石的低D、由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng);等質(zhì)量時(shí),石墨的能量比金剛石的高A2021/6/27793.已知①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH1=-283.0kJ/mol②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH2=-285.8kJ/mol
③C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)ΔH3=-1370kJ/mol
試計(jì)算④2CO(g)+4H2(g)=H2O(l)+C2H5OH(l)的ΔH
【解】:根據(jù)蓋斯定律,反應(yīng)④不論是一步完成還是分幾步完成,其反應(yīng)熱效應(yīng)都是相同的。下面就看看反應(yīng)④能不能由①②③三個(gè)反應(yīng)通過(guò)加減乘除組合而成,也就是說(shuō),看看反應(yīng)④能不能分成①②③幾步完成。①×2+②×4-③=④
所以,ΔH=ΔH1×2+ΔH2×4-ΔH3
=-283.2×2-285.8×4+1370
=-339.2kJ/mol
2021/6/27804.在100g碳不完全燃燒所得氣體中,CO占1/3體積,CO2占2/3體積,且C(s)+1/2O2(g)=CO(g)△H=-110.35kJ/molCO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H=-282.57kJ/mol與這些碳完全燃燒相比,損失的熱量是()392.92kJB.2489.44kJC.784.92kJD.3274.3kJHC2021/6/2781第二章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡莒南三中高二化學(xué)備課組第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率2021/6/2782回憶鈉和鉀分別與水反應(yīng)的現(xiàn)象。
比較等物質(zhì)的量濃度的鹽酸和醋酸與大理石反應(yīng)的快慢。
不同的化學(xué)反應(yīng)快慢是不一樣的。怎么樣來(lái)比較和描述不同反應(yīng)的快慢呢?
化學(xué)反應(yīng)速率是用來(lái)衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢程度的一個(gè)物理量。2021/6/2783
化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來(lái)表示。濃度常用單位:mol/L時(shí)間常用單位:s、min、h化學(xué)反應(yīng)速率常用單位:mol/(L·s)或mol/(L·min)表達(dá)式:v=△c/△t一、化學(xué)反應(yīng)速率的表示v=△n/(V·△t)PS:1、通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減小或生成物濃度的增加來(lái)表示,所以反應(yīng)速率是正值。2、中學(xué)階段的化學(xué)反應(yīng)速率是平均速率。3、濃度僅指溶液或氣體的,固體、純液體無(wú)濃度可言。2021/6/2784【例題】在2L的密閉容器中,加入1molN2和3molH2,發(fā)生N2+3H2=
2NH3
,在2s末時(shí),測(cè)得容器中含有0.4mol的NH3,求該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率。起始濃度(mol/L)2s末濃度(mol/L)
觀察并回答,分別用三種物質(zhì)表示的反應(yīng)速率之間有什么關(guān)系?問(wèn)題1變化濃度(mol/L)
三步法0.51.500.20.20.30.10.41.22021/6/2785
同一個(gè)反應(yīng),用不同的物質(zhì)來(lái)表示反應(yīng)速率,數(shù)值是不一樣的,所以應(yīng)注明是由哪種物質(zhì)表示的。
同一反應(yīng)中,各物質(zhì)的速率之比等于他們?cè)诨瘜W(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。如在N2+3H2=
2NH3
中,v(N2):v(H2):v(NH3)=1:3:2結(jié)論12021/6/2786常見(jiàn)題型例舉1、用不同的物質(zhì)來(lái)表示反應(yīng)速率。例1、反應(yīng)4NH3+5O2===4NO+6H2O在5L的密閉容器中進(jìn)行,30s后,NO的物質(zhì)的量增加了0.3mol,則此反應(yīng)的平均速率可表示為:A、v(O2)=0.01mol/L·sB、v(NO)=0.008mol/L·sC、v(H2O)=0.003mol/L·sD、v(NH3)=0.002mol/L·sv(NO)=0.3/(5×30)=0.002mol/L·s2021/6/27872、比較反應(yīng)速率的大小例2、反應(yīng)A+3B==2C+2D在四種不同情況下的反應(yīng)速率分別為①VA=0.15mol·L-1·s-1②VB=0.6mol·L-1·s-1
③Vc=0.4mol·L-1·s-1④VD=0.45mol·L-1·s-1
則該反應(yīng)在不同條件下速率快慢順序是④﹥②=③﹥①結(jié)論2:在同一反應(yīng)中,反應(yīng)速率的大小不能單純地看數(shù)值大小。應(yīng)化為同一種物質(zhì)的反應(yīng)速率再進(jìn)行比較。2021/6/27883、根據(jù)各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比寫(xiě)出化學(xué)方程式。例3、某溫度下,濃度都是1mol/L的兩種氣體X2和Y2,在密閉容器中反應(yīng)生成氣體Z,經(jīng)過(guò)tmin后,測(cè)得物質(zhì)的量濃度分別為:c(X2)=0.4mol/L,c(Y2)=0.8mol/L,c(Z)=0.4mol/L,則該反應(yīng)的反應(yīng)方程式可表示為:3X2+Y2===2Z3X2+Y2===2X3Y2021/6/2789習(xí)題:已知反應(yīng)N2+3H22NH3
,根據(jù)下圖判斷1、A是______物質(zhì)的量濃度變化情況2、C是______物質(zhì)的量濃度變化情況3、2分鐘內(nèi)N2的平均速率是多少?H2NH30.5mol/(L·min)2021/6/2790化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)量2、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的時(shí)候,反應(yīng)物和生成物的濃度都在不斷地變化,由于反應(yīng)體系中一種反應(yīng)物濃度的變化,必然引起其他物質(zhì)濃度發(fā)生相應(yīng)的變化。因此,化學(xué)反應(yīng)速率只要用反應(yīng)體系中任何一種物質(zhì)(反應(yīng)物或生成物)的濃度變化來(lái)表示,一般以最容易測(cè)定的物質(zhì)表示。3、在物質(zhì)的諸多性質(zhì)中,特別是在溶液中,當(dāng)反應(yīng)物或生成本身有比較明顯的顏色時(shí),人們常常利用顏色深淺和顯色物質(zhì)濃度間的正比關(guān)系來(lái)跟蹤反應(yīng)的過(guò)程和測(cè)量反應(yīng)的速率.1、化學(xué)反應(yīng)速率是通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的。2021/6/27911、下列反應(yīng)中2SO2+O22SO3
起始濃度(mol/L)0.40.202s后濃度(mol/L)0.2求:V(SO2)、V(O2)、V(SO3)2、在500mL的密閉容器中裝入1.5molH2,0.5molN2和0.05molNH3。若該反應(yīng)的反應(yīng)速率V(H2)=0.3mol/(L·min)時(shí),求3分鐘末時(shí)NH3的濃度?2021/6/27923、把0.6molX氣體的0.4molY氣體混合于2L容器中,使它們發(fā)生如下反應(yīng):3X+Y=nZ+2W。2min末已生成0.2molW,若測(cè)知V(z)=0.1mol/(L·min),則⑴上述反應(yīng)中Z氣體的計(jì)量數(shù)n的值是()A.1 B.2 C.3 D.4⑵上述反應(yīng)在2min末時(shí),已消耗的Y占原來(lái)的百分比是()A.20% B.25% C.33% D.50%DB反應(yīng)物的消耗量轉(zhuǎn)化率=反應(yīng)物的起始量×100%2021/6/27934、在4個(gè)不同的容器中,在不同的條件下進(jìn)行合成氨反應(yīng),根據(jù)在相同時(shí)間內(nèi)測(cè)定的結(jié)果判斷,生成氨的速率最快的是()
A.V(H2)=0.1mol/L·minB.V(N2)=0.2mol/L·minC.V(NH3)=0.15mol/L·minD.V(H2)=0.3mol/L·min注:此類(lèi)題均換算為同一物質(zhì)的速率為標(biāo)準(zhǔn)比較B2021/6/27945、一定溫度下,向一個(gè)容積為2L的事先裝入催化劑的真空密閉容器中通入1molN2和3molH2,3min末測(cè)此容器內(nèi)壓強(qiáng)是起始時(shí)壓強(qiáng)的0.9倍。在此時(shí)間內(nèi)用H2的量的變化來(lái)表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率是(
)
A、0.2mol/L·min
B、0.6mol/L·min
C、0.1mol/L·min
D、0.1mol/L·minC2021/6/27956、將固體NH4Br置于密閉容器中,在某溫度下,發(fā)生下列反應(yīng):
NH4Br(s)NH3(g)+HBr(g),2HBr(g)Br2(g)+H2(g)2min后,測(cè)知H2的濃度為0.5mol/L,HBr的濃度為4mol/L,若上述反應(yīng)速率用V(NH3)表示,求V(NH3)2021/6/27967、某溫度時(shí),在2L容器中,X、Y、Z三種氣體物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)圖,由圖中數(shù)據(jù)分析,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為?反應(yīng)開(kāi)始至2min,Z的平均反應(yīng)速率?由圖知,2min內(nèi)X、Y、Z物質(zhì)的量的變化為0.3mol、0.1mol、0.2mol比值為3∶1∶2,可知3X+Y=2Z,V(Z)==0.05mol/(L?min)2021/6/2797第二章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡莒南三中高二化學(xué)備課組第二節(jié)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素2021/6/2798
1、在通常情況下,Na與水的反應(yīng)和Mg與水的反應(yīng)哪個(gè)劇烈(反應(yīng)速率快)?為什么?
2、將等物質(zhì)的量的碳酸鈉與碳酸氫鈉放入等體積等濃度的鹽酸中,產(chǎn)生CO2的速率哪個(gè)較快?為什么?
3、石油的形成要多少年?炸藥的爆炸呢?
以上說(shuō)明化學(xué)反應(yīng)速率的決定因素是什么?決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素
決定化學(xué)反應(yīng)速率的因素是參加反應(yīng)的物質(zhì)本身的化學(xué)性質(zhì)。2021/6/2799
影響反應(yīng)速率的因素(2)外部因素:(1)內(nèi)部因素(主要因素):參加反應(yīng)物質(zhì)的性質(zhì)①濃度:②壓強(qiáng):③溫度:④催化劑:⑤其他因素:光、顆粒大小、溶劑等。2021/6/27100沒(méi)合適的取向沒(méi)足夠的能量足夠的能量+合適的取向類(lèi)比法:借鑒投籃
碰撞理論2021/6/27101n活=n總×活%活化分子百分?jǐn)?shù):(活化分子數(shù)/反應(yīng)物分子數(shù))×100%化學(xué)反應(yīng)速率主要取決于:所有能夠改變內(nèi)能,運(yùn)動(dòng)速率,以及碰撞幾率的方法,都可以用來(lái)改變、控制反應(yīng)的速率。一個(gè)反應(yīng)經(jīng)歷的過(guò)程普通分子活化能活化分子合理取向的碰撞有效碰撞新物質(zhì)能量有效碰撞的幾率2021/6/27102一、濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響濃度增大→單位體積內(nèi)n總↑T不變,活%不變n活增大→有效碰撞↑→V↑1、在其他條件不變時(shí),增大反應(yīng)物濃度,可以增大反應(yīng)速率實(shí)驗(yàn)2-2結(jié)論:濃度大的H2C2O4(aq)先褪色2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O規(guī)律:其他條件不變時(shí),增大反應(yīng)物的濃度,可以增大反應(yīng)速率;減小反應(yīng)物的濃度,可以減小化學(xué)反應(yīng)的速率。2021/6/27103濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響本質(zhì)原因反應(yīng)物濃度增大,單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多,有效碰撞的頻率增加,反應(yīng)速率增大。2021/6/27104
a、此規(guī)律只適用于氣體或溶液的反應(yīng),對(duì)于純固體或液體的反應(yīng)物,一般情況下其濃度是常數(shù),因此改變它們的量一般不會(huì)改變化學(xué)反應(yīng)速率。
c、隨著化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)物的濃度會(huì)逐漸減小,因此一般反應(yīng)速率也會(huì)逐漸減小。注意:
應(yīng)用1:一定條件下,在CaCO3(塊狀)+2HCl=CaCl2+H2O+CO2
反應(yīng)中,為了加快反應(yīng)的速率,下列那些方法可行:A、增加HCl的濃度B、加水C、增加同濃度鹽酸的量D、改加CaCO3粉末
b、一般來(lái)說(shuō),固體反應(yīng)物表面積越大,反應(yīng)速率越大,固體反應(yīng)物表面積越小,反應(yīng)速率越小。2021/6/27105原因:對(duì)氣體來(lái)說(shuō),若其他條件不變,增大壓強(qiáng),就是增加單位體積的反應(yīng)物的物質(zhì)的量,即增加反應(yīng)物的濃度,因而可以增大化學(xué)反應(yīng)的速率。2、壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響。
請(qǐng)?jiān)嚫鶕?jù)濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響推出壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響情況2021/6/27106規(guī)律:對(duì)于有氣體參加的反應(yīng),若其他條件不變,增大壓強(qiáng),氣體體積縮小,濃度增大,反應(yīng)速率加快;減小壓強(qiáng),反應(yīng)速率減慢。壓強(qiáng)增大→
體積減小其他條件不變→V↑→C增大
壓強(qiáng)對(duì)于反應(yīng)速率的影響是通過(guò)對(duì)濃度的影響實(shí)現(xiàn)的P增大→C成比例增大,P減小→C成比例減小壓強(qiáng)只對(duì)于有氣體參加的反應(yīng)的速率有影響發(fā)散思考:壓強(qiáng)對(duì)于任意化學(xué)反應(yīng)的速率都有影響嗎?2021/6/27107思考:在N2+3H2
2NH3中,當(dāng)其他外界條件不變時(shí):Ⅰ減小體系壓強(qiáng),該反應(yīng)的速率怎么變?Ⅱ在反應(yīng)中保持體系容積不變,充入N2
,反應(yīng)的速率怎么變?Ⅲ在反應(yīng)中保持體系容積不變,充入He,反應(yīng)的速率怎么變?Ⅳ在反應(yīng)中保持體系壓強(qiáng)不變,充入He,反應(yīng)的速率怎么變?壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響
壓強(qiáng)影響反應(yīng)速率,必須伴隨有壓強(qiáng)改變時(shí)體積的改變現(xiàn)象。否則,壓強(qiáng)的變化并沒(méi)有作用到反應(yīng)的體系上。即壓強(qiáng)變則體積變,實(shí)際是濃度的變化。若容器的體積不變,因?yàn)楦鳉怏w的濃度沒(méi)有變,則速率不變。如在密閉容器中通入惰性氣體。注意:2021/6/27108對(duì)于氣體有下列幾種情況:1、恒溫時(shí):增大壓強(qiáng)→體積減少→C增大→反應(yīng)速率增大2、恒容時(shí):
A、充入氣體反應(yīng)物→反應(yīng)物濃度增大→總壓增大→反應(yīng)速率增大;
B、沖入“無(wú)關(guān)氣體”(如He、N2等)→引起總壓增大,但各反應(yīng)物的分壓不變,各物質(zhì)的濃度不變→反應(yīng)速率不變3、恒壓時(shí):沖入“無(wú)關(guān)氣體”(如He等)→引起體積增大,→各反應(yīng)物濃度減少→反應(yīng)速率減慢。2021/6/27109例:對(duì)于反應(yīng)N2+O2=2NO在密閉容器中進(jìn)行,下列條件哪些不能加快該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率()A、縮小體積使壓強(qiáng)增大B、體積不變充入N2
使壓強(qiáng)增大C、體積不變充入O2使壓強(qiáng)增大D、使體積增大到原來(lái)的2倍E、體積不變充入氦氣使壓強(qiáng)增大壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響DE2021/6/27110三、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響實(shí)驗(yàn)2-3結(jié)論:溫度高的溶液先出現(xiàn)渾濁Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O1、其他條件不變,溫度升高,反應(yīng)速率加快T↑→普通分子變?yōu)榛罨肿印?↑→n活↑→V↑2、一般說(shuō)來(lái),溫度每升高10℃,速率增加2-4倍。V×倍數(shù)值(t2-t1)/10=變化后的反應(yīng)速率3、溫度對(duì)反應(yīng)速率影響的規(guī)律,對(duì)吸熱反應(yīng),放熱反應(yīng)都適用。4、反應(yīng)若是可逆反應(yīng),升高溫度,正、逆反應(yīng)速率都加快,降低溫度,正、逆反應(yīng)速率都減小。2021/6/27111冰箱延長(zhǎng)食物保鮮期你能舉出生活中利用改變溫度改變反應(yīng)速率的例子嗎?2021/6/27112四、催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響實(shí)驗(yàn)2-4結(jié)論:加入催化劑可以加快反應(yīng)的速率2021/6/27113使用催化劑,能夠降低反應(yīng)所需的能量,這樣會(huì)使更多的反應(yīng)物的分子成為活化分子,大大增加單位體積內(nèi)反應(yīng)物分子中活化分子所占的百分?jǐn)?shù)。因而使反應(yīng)速率加快。催化劑:能改變化學(xué)反應(yīng)速率而自身的化學(xué)組成和質(zhì)量在反應(yīng)前后保持不變催化劑正催化劑負(fù)催化劑加快化學(xué)反應(yīng)速率減慢化學(xué)反應(yīng)速率注:不說(shuō)明指正催化劑四、催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響2021/6/27114能量反應(yīng)過(guò)程E1E2反應(yīng)物生成物活化分子活化能活化分子變成生成物分子放出的能量反應(yīng)熱沒(méi)加催化劑加了催化劑2021/6/27115
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