《化學反應中的熱效應》課件(蘇教版選修4).ppt

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慶典時的煙火,神七發(fā)射,鋼鐵的煉制,專題一化學反應與能量變化,第一單元化學反應中的熱效應,第一課時,【復習回顧】：,化學反應過程中既有物質(zhì)變化，同時又總是伴隨著能量的變化.在我們以前所學的化學反應中有哪些是放熱反應？有哪些是吸熱反應？,活潑金屬與水或酸的反應、酸堿中和反應、燃燒反應、多數(shù)化合反應.,吸熱反應：,放熱反應：,多數(shù)的分解反應、氯化銨固體與氫氧化鋇晶體的反應、水煤氣的生成反應、炭與二氧化碳生成一氧化碳.,一、反應熱和焓變,1.反應熱：,2.焓變：,在恒溫、恒壓的條件下，化學反應過程中所吸收或釋放的熱量稱為反應的焓變.,符號：,?H,單位：,kJ/mol,在化學反應過程中，當反應物和生成物具有相同溫度時，所吸收或放出的熱量.,【交流與討論】：,化學反應中為什么會有能量的變化？,放熱反應：吸熱反應：,ΔH＜0或ΔH為“－”,ΔH＞0或ΔH為“＋”,放熱,△H＜0,ΔH＝生成物總能量－反應物總能量,吸熱,△H＞0,一、反應熱和焓變,1.反應熱：,2.焓變：,在恒溫、恒壓的條件下，化學反應過程中所吸收或釋放的熱量稱為反應的焓變.,符號：,?H,單位：,kJ/mol,規(guī)定：,當?H為“－”（?H0）時，為吸熱反應.,在化學反應過程中，當反應物和生成物具有相同溫度時，所吸收或放出的熱量.,【交流與討論】：,化學反應中為什么會有能量的變化？,宏觀：,反應物和生成物所具有的總能量不同.,ΔH＝[436kJ/mol＋243kJ/mol]－431kJ/mol2＝－183kJ/mol,化學鍵斷裂時吸收總能量=化學鍵形成時放出總能量=,679kJ,862kJ,反應物分子斷鍵時吸收的能量,反應物分子斷鍵時吸收的能量,〈,生成物分子成鍵時釋放的能量,,>,生成物分子成鍵時釋放的能量,,放熱反應,吸熱反應,從鍵能角度看：,ΔH＝反應物總鍵能－生成物總鍵能,【交流與討論】：,化學反應中為什么會有能量的變化？,宏觀：,反應物和生成物所具有的能量不同.,微觀：,舊的化學鍵斷裂時所吸收的能量與新的化學鍵形成時所放出的能量不同.,2、下列變化中，屬于吸熱反應的是()A.反應物的總能量大于生成物的總能量的反應B.酸堿中和C.反應物總鍵能小于生成物總鍵能D.焦炭與高溫水蒸氣反應,D,[練習]1、下列變化中，屬于放熱反應的是()A.Ba(OH)28H2O與NH4Cl的反應B.點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D.ΔH>0的反應,B,1、概念：能夠表示反應熱的化學方程式叫做熱化學方程式。,熱化學方程式與化學方程式有什么不同?如何正確書寫熱化學方程式?熱化學方程式有什么意義?,第2頁的交流與討論,二、熱化學方程式:,熱化學方程式與化學方程式的差別:1、△H只用在熱化學方程式中，并寫在右邊,4、熱化學方程式中的化學計量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分數(shù)。它表示的是物質(zhì)的量,2、熱化學方程式中必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)氣態(tài)（g）、液態(tài)（l）、固態(tài)（s）、溶液（aq）,3、書寫熱化學方程式時應注明反應的溫度和壓強。如果不注明溫度和壓強，則表示是在250C、101KPa條件下的反應熱。,第3頁的交流與討論,5、△H與參加反應的物質(zhì)的物質(zhì)的量有關。同一化學反應中，熱化學方程式中物質(zhì)的化學計量數(shù)不同，△H也不同?；瘜W計量數(shù)加倍，△H也要加倍。,第二課時,4、已知鍵能:N≡N946KJ/mol,H-H436KJ/mol,H-N391KJ/mol，寫出合成氨反應的熱化學方程式。,N2(g)+3H2(g)==2NH3(g)△H=－92kJmol－1,1、氫氣在氯氣燃燒生成1摩氯化氫氣體，放出92.3kJ的熱量,練習：1、寫出下列反應的熱化學方程式(25℃,101kPa時).,2、氫氧化鈉溶液與硫酸溶液反應生成2摩液態(tài)水，放出114.6KJ的熱量,3、1摩石墨轉(zhuǎn)化為金剛石固體需吸收1.5KJ的熱量,３、熱化學方程式表示的意義,1）表示什么物質(zhì)參加反應，結(jié)果生成什么物質(zhì),2）反應物和生成物之間的質(zhì)量比、物質(zhì)的量比,3）反應物完全變成生成物后所放出或吸收的熱量。,質(zhì)→量→能,H2（g)+O2(g)=H2O(g)；△H=－241.8KJ/mol,A.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=－4bkJ/molB.C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)△H=+2bkJ/molC.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=－2bkJ/molD.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=+bkJ/mol,例1.已知充分燃燒ag乙炔氣體時生成1mol二氧化碳氣體和液態(tài)水，并放出熱量bkJ，則乙炔燃燒的熱化學方程式正確的是,A,一、熱化學方程式的書寫及正誤判斷,2、正誤判斷,高考怎么考？,1、熱化學方程式的書寫,課本P4,A,練1、已知在1105Pa，298K條件下，2mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484kJ熱量，下列熱化學方程式正確的是(),H2O（g）＝H2（g）＋1/2O2（g）ΔH＝＋242kJmol－12H2（g）＋O2（g）＝2H2O（l）ΔH＝－484kJmol－1H2（g）＋1/2O2（g）＝H2O（g）ΔH＝＋242kJmol－1D.2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（g）ΔH＝＋484kJmol－1,例2已知在25℃、101kPa下，1gC8H18(辛烷)燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時放出48.40kJ熱量。表示上述反應的熱化學方程式正確的是()A、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g)△H=-48.40kJmol-1B、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=-5518kJmol-1C、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=+5518kJmol-1D、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=-48.40kJmol-1,B,二、有關熱化學方程式的計算,例4、在一定條件下,CO和CH4燃燒的熱化學方程式分別為:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=－566KJ/molCH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=－890KJ/mol由1摩CO和3摩CH4組成的混和氣在上述條件下完全燃燒時,釋放的熱量為()A．2912KJB.2953KJC.3236KJD.3867KJ,B,2.(06江蘇)下列各組熱化學方程式中，化學反應的△H前者大于后者的是①.C(s)＋O2(g)===CO2(g)△H1C(s)＋O2(g)===CO(g)△H2②.S(s)＋O2(g)===SO2(g)△H3S(g)＋O2(g)===SO2(g)△H4③.H2(g)＋O2(g)===H2O(l)△H52H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)△H6④.CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)△H7CaO(s)＋H2O(l)=Ca(OH)2(s)△H8A.①B.④C.②③④D.①②③,,c,三、反應熱大小的比較,,課堂練習,B,2、化學反應可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過程?；瘜W鍵的鍵能是形成（或拆開）1mol化學鍵時釋放（或吸收）出的能量。已知白磷和P4O6的分子結(jié)構(gòu)如圖所示，現(xiàn)提供以下化學鍵的鍵能（kJmol?1）：P—P：198P—O：360O=O：498則反應P4（白磷）+3O2=P4O6的反應熱△H為（）A．-1638kJmol?1B．+1638kJmol?1C．-126kJmol?1D．+126kJmol?1,,A,若干化學鍵的鍵能（kJ/mol，25℃）,,H2+F2=2HFH2+Cl2=2HCl3、預測當生成2molHF和2molHCl時，哪個反應放出的熱量多？,石墨能否自動轉(zhuǎn)化為金剛石？,總結(jié)：反應熱數(shù)據(jù)的用途,1、判斷反應發(fā)生的難易,2、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、金剛石和石墨可以相互轉(zhuǎn)化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,2、計算燃料的用量,反應熱可以由實驗測得，也可以用其他辦法得到。,第三課時,標準燃燒熱,定義：在101kPa時，lmol物質(zhì)完全燃燒的反應熱.,衡量燃料燃燒放出熱量大小的物理量是？,熱值,定義：在101kPa時，lg物質(zhì)完全燃燒的反應熱.,能源的充分利用.,,2、注意：①燃燒的條件是在101kPa；②標準燃燒熱:燃料是以1mol作為標準，因此書寫熱化學方程式時，其它物質(zhì)的化學計量數(shù)可用分數(shù)表示；③物質(zhì)燃燒都是放熱反應，所以表達物質(zhì)燃燒時的△H均為負值；④燃燒要完全:C元素轉(zhuǎn)化為CO2，而不是CO；H元素轉(zhuǎn)化為H2O(l)，而不是H2O(g),N元素轉(zhuǎn)化為N2。如：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l);△H=－285.8kJ/mol,,【思考】燃燒放出的熱量與標準燃燒熱有什么不同？,答：①燃燒放出的熱量與物質(zhì)的多少有關，燃燒的物質(zhì)越多，放出的熱量就越多，而標準燃燒熱規(guī)定是1mol的可燃物；②研究燃燒放出的熱量并未限定燃燒產(chǎn)物的形態(tài)，而研究標準燃燒熱必須是生成穩(wěn)定的氧化物。所以，不同量的同一物質(zhì)完全燃燒，放出的熱量可能不同，但標準燃燒熱是一定的。,概念辨析：,1.下列各組物質(zhì)的標準燃燒熱相等的是：（）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,B,285.8kJ/mol,由于傳統(tǒng)能源逐漸枯竭，因此，開發(fā)新能源顯得十分重要。氫能是一種重要的新能源，請討論下列問題；1、根據(jù)第9頁表1—3計算H2、CH4及C2H2的熱值2、討論H2作為能源有何優(yōu)點，目前在利用氫能方面主要存在什么問題？,H2、CH4及C2H2的熱值分別為142.9kJg-1、55.6kJg-1、50kJg-1。說明H2作為能源具有熱值高的特點。另外，用H2作為能源還具有無污染的特點。,目前在應用氫能方面最重要的問題是H2的制取。,能源的充分利用.,1、什么是能源？能源的作用？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(shù)水平。,,［議一議］城市家用燃料使用氣體燃料比使用煤、煤球等固體燃料有什么好處？,答案：1.首先，因氣體易擴散，故氣體燃料與空氣混合充分，容易發(fā)生完全燃燒，與固體燃料相比有較高的能量利用率。其次，氣體燃料便于管道運輸、使用方便（易點燃、易熄滅）、無渣無塵、清潔衛(wèi)生。第三，固體煤中含有硫、氮等雜質(zhì)，直接燃煤，會產(chǎn)生大量二氧化硫、氮氧化物（NOx）、粉塵，造成大氣污染，住宅環(huán)境、居室空氣的污染則更嚴重。,推廣使用天然氣（相對于管道煤氣和液化氣）為什么是城市燃氣的發(fā)展方向？,管道煤氣是一種清潔燃料，然而這是相對于住宅、居室環(huán)境而言的，從城市大環(huán)境看，并沒有改善城市大氣的污染程度。原因很簡單，制造煤氣要燃煤，使用煤氣沒有降低城市的煤炭消耗量，原來一家一戶煤球爐的廢氣僅僅變成由數(shù)家煤氣廠排放而已。液化氣是發(fā)熱量最高的優(yōu)質(zhì)清潔燃料，但液化氣使用不便，且要消耗寶貴的石油資源，天然氣則是一種既有管道煤氣的方便，又有液化氣無毒、發(fā)熱量高的優(yōu)點且不易爆的燃料。,