化學反應與能量的變化市公開課獲獎課件

1、第1頁第1頁第2頁第2頁 【考綱下載】1理解化學反應中能量轉化原因，能說出常見能 量轉化形式.2理解化學能與熱能互相轉化.理解吸熱反應、放熱 反應、反應熱(焓變)概念.3理解熱化學方程式含義.第3頁第3頁 【考情上線】1常見吸熱反應和放熱反應.2熱化學方程式正誤判斷與書寫.3利用化學鍵數據計算反應熱大小.第4頁第4頁第5頁第5頁一、焓變反應熱1反應熱(焓變)(1)含義：在恒壓條件下，反應熱效應稱為焓變(2)表示符號： .(3)單位： .HkJ/mol第6頁第6頁2吸熱反應和放熱反應(1)概念 某一化學反應是吸熱反應還是放熱反應，由生成物與 反應物 即焓變(H)決定 總 能量比 總能量大反應是放

2、熱反應； 總能量比 總能量小反應 是吸熱反應(2)表示辦法 吸熱反應：H為“ ”或 0；放熱反應：H為“ ” 或 0.能量改變生成物放出反應物吸取生成物放出反應物吸取第7頁第7頁【注意】H符號、單位、數值三者是一個整體，缺一不可所帶“”“”號均含有數學意義，參與大小比較第8頁第8頁二、熱化學方程式1意義 不但表明化學反應中 改變，也表明了化學反應 中 改變 2H2(g)O2(g) = 2H2O(l)H571.6 kJmol1，表 示在 條件下， H2(g)和1 mol O2(g) 完全反應生成 時要 能量物質能量25、101kPa2mol 液態(tài)水放出571.6kJ第9頁第9頁2書寫環(huán)節(jié)(三步走

3、)(1)第一步：寫出 (2)第二步：注明各物質 (3)第三步：寫出 .配平化學方程式狀態(tài)反應熱H第10頁第10頁三、中和反應反應熱測定1中和反應反應熱(1)定義：在稀溶液中，酸和堿發(fā)生中和反應生成 水 所 熱量(2)示例：1 L 1 mol/L鹽酸與1 L 1 mol/LNaOH溶液發(fā)生中和 反應時，放出57.3 kJ熱量，該反應熱化學方程式為： .1mol放出 HCl(aq)NaOH(aq) = NaCl(aq)H2O(l)H 57.3 kJmol1.第11頁第11頁2中和反應反應熱測定(1)裝置如圖、(2)注意事項 碎泡沫塑料(或紙條)及泡沫塑料板 作用是 為確保酸、堿完全中和，常使 稍稍

4、過量 試驗中若使用弱酸或弱堿，會使測得數值 保溫隔熱，減少試驗過程中熱量損失堿偏低第12頁第12頁【注意】理解中和反應反應熱時，要注意下列兩點：酸、堿分別為稀強酸和稀強堿中和反應反應熱為負值，且數值為定值第13頁第13頁 判斷下列說法是否正確1(山東高考T9D)C(石墨，s) = C(金剛石，s) H0，因此石墨比金剛石穩(wěn)定 ()2(威海統(tǒng)考T8A)化學反應是舊鍵斷裂和新鍵形成 過程 ()3(揚州期末T2B)需要加熱才干發(fā)生反應一定是 吸熱反應 ()第14頁第14頁提醒： 1.2.3.4.5.4(萬寧期中T11A)H2燃燒熱為285.5 kJmol1，則 水分解熱化學方程式為2H2O(l) =

5、 2H2(g)O2(g) H285.5 kJmol1. ()5(福建質檢T15C)HCl和NaOH溶液反應中和熱為 H57.3 kJmol1，則H2SO4和Ca(OH)2反應中和 熱H2(57.3) kJmol1. ()第15頁第15頁第16頁第16頁1.吸熱反應和放熱反應比較類型比較放熱反應吸熱反應定義放出熱量化學反應吸取熱量化學反應形成原因反應物含有總能量不小于生成物含有總能量反應物含有總能量小于生成物含有總能量第17頁第17頁 類型比較 放熱反應 吸熱反應 與化學 鍵強弱 關系生成物分子成鍵時釋放出總能量不小于反應物分子斷鍵時吸取總能量生成物分子成鍵時釋放總能量小于反應物分子斷鍵時吸取總

6、能量第18頁第18頁類型比較放熱反應吸熱反應表示辦法H0H0圖示第19頁第19頁類型比較放熱反應吸熱反應實例H2(g)Cl2(g) = 2HCl(g) H184.6 kJmol1C(s)H2O(g) = CO(g)H2(g) H131.3 kJmol1第20頁第20頁2常見放熱反應和吸熱反應(1)常見放熱反應 活潑金屬與水或酸反應比如： 2Na2H2O = 2NaOHH2 2Al6HCl = 2AlCl33H2 酸堿中和反應比如： 2KOHH2SO4 = K2SO42H2O CH3COOHNaOH = CH3COONaH2O第21頁第21頁燃燒反應比如：多數化合反應比如：SO3H2O = H2

7、SO4CaOH2O = Ca(OH)2CuSO45H2O = CuSO45H2O第22頁第22頁(2)常見吸熱反應多數分解反應比如：2NH4Cl(s)Ba(OH)28H2O(s) = BaCl22NH310H2O第23頁第23頁3反應條件與放熱、吸熱關系 不同化學反應發(fā)生條件不同，放熱反應和吸熱反應 均能在一定條件下發(fā)生反應開始需要加熱反應可能 是吸熱反應也可能是放熱反應吸熱反應開始時加 熱反應后需要不停加熱才干維持反應繼續(xù)進行放熱 反應開始時加熱，反應后會放出一定熱量，假如此熱 量能夠使反應繼續(xù)進行，則反應過程不需要再加熱，如 第24頁第24頁 煤燃燒，一旦熱量足夠能使煤燃燒起來，之后煤就可

8、 以繼續(xù)燃燒下去，不需要外界再加熱由此可見，反應 是吸熱還是放熱與反應條件沒有必定聯系，而決定 于反應物和生成物含有總能量(或焓)相對大小第25頁第25頁 已知：H2(g)F2(g) = 2HF(g)H270 kJ/mol，下 列說法正確是 ()第26頁第26頁A2 L氟化氫氣體分解成1 L氫氣與1 L氟氣吸取270 kJ熱量B1 mol氫氣與1 mol氟氣反應生成2 mol液態(tài)氟化氫放出 熱量小于270 kJC在相同條件下，1 mol氫氣與1 mol氟氣能量總和大 于2 mol氟化氫氣體能量D該反應中能量改變可用如圖來表示第27頁第27頁第28頁第28頁第29頁第29頁 聽課統(tǒng)計由熱化學方程

9、式可知H0，H2和F2反應生成HF是放熱反應，則氟化氫分解生成H2和F2為吸熱反應，故A錯HF(g)轉變?yōu)镠F(l)要放熱，則1 mol H2與1 mol F2反應生成2 mol液態(tài)HF，放出熱量不小于270 kJ，故B錯該反應為放熱反應，則反應物總能量高于生成物總能量，C正確，該反應中能量改變圖示為答案C第30頁第30頁1(黃岡中學一模)下列各組熱化學方程式(同溫、 同壓下)中Q1不小于Q2(Q1、Q2為正值)是 () S(g)O2(g) = SO2(g)HQ1 kJ/mol S(s)O2(g) = SO2(g)HQ2 kJ/mol C(s) O2(g) = CO(g)HQ1 kJ/mol

10、C(s)O2(g) = CO2(g)HQ2 kJ/mol 第31頁第31頁4Al(s)3O2(g) = 2Al2O3(s)HQ1 kJ/mol4Fe(s)3O2(g) = 2Fe2O3(s)HQ2 kJ/mol2H2(g)O2(g) = 2H2O(g)HQ1 kJ/mol2H2(g)O2(g) = 2H2O(l)HQ2 kJ/molABC D第32頁第32頁解析：固態(tài)硫變成硫蒸氣要吸熱，因此硫蒸氣與氧氣反應放出熱量多，Q1Q2；分步進行放熱反應，反應進行程度越深，放出熱量越多，即碳燃燒生成二氧化碳時放熱多，Q1Q2；氧化鋁比氧化鐵更穩(wěn)定(或鋁還原性強于鐵)，故這兩種金屬與氧氣反應時鋁放熱多，Q

11、1Q2；水蒸氣變成液態(tài)水要放出熱量，故氫氣燃燒生成液態(tài)水時放熱多，Q1Q2.答案：D第33頁第33頁 與普通方程式相比，熱化學方程式不但代表物質改變，還代表著能量改變，書寫時應注意下列幾點：1反應條件 反應熱與溫度和壓強等測定條件相關，書寫時必須注明 反應時溫度和壓強，絕大多數H是在25、101 kPa 下測定，能夠不注明第34頁第34頁2聚集狀態(tài) 反應物和生成物聚集狀態(tài)不同，反應熱數值和符 號可能不同，因此必須在方程式中用括號注明反應物 和生成物在反應時聚集狀態(tài)(s、l、g)，因為：第35頁第35頁3H符號和單位 H只能寫在化學方程式右邊，若為放熱反應，則H為 “”；若為吸熱反應，則H為“”

12、其單位為 kJmol1.4反應可逆性 當反應逆向進行，其反應熱與正反應反應熱數值相等， 符號相反第36頁第36頁2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)Ha kJmol1，同樣是指2 mol SO2氣體與1 mol O2完全反應時，放出a kJ熱量，若將2 mol SO2與1 mol O2氣體放于一密閉容器中在一定條件下反應達平衡時，放出熱量要小于a kJ，且當平衡移動(各物質狀態(tài)不變)時，H不變第37頁第37頁5熱化學方程式化學計量數(1)熱化學方程式中各物質化學式前面化學計量數僅表示 該物質物質量，并不表示物質分子數或原子 數因此化學計量數能夠是整數，也能夠是分數(2)熱化學方程式中反應熱

13、是表示反應物完全反應時熱 量改變方程式中化學式前面化學計量數必須與H相 相應，假如化學計量數加倍，則H也要加倍當反應逆 向進行時，其反應熱與正反應反應熱數值相等，符號 相反如：第38頁第38頁H2(g)Cl2(g) = 2HCl(g)H1 H2(g) Cl2(g) = HCl(g)H22HCl(g) = H2(g)Cl2(g)H3則有：H12H2H3. 第39頁第39頁 (重慶高考)下列熱化學方程式書寫正確是(H絕對值均正確) ( ) AC2H5OH(l)3O2(g) = 2CO2(g)3H2O(g)；H1367.0 kJ/mol(燃燒熱) BNaOH(aq)HCl(aq) = NaCl(aq

14、)H2O(l)；H57.3 kJ/mol(中和熱) CS(s)O2(g) = SO2(g)；H296.8 kJ/mol(反應熱) D2NO2 = O22NO；H116.2 kJ/mol(反應熱)第40頁第40頁解析 A項，表示燃燒熱時，應生成穩(wěn)定氧化物，這時水狀態(tài)應為液態(tài)；B項，中和熱為放熱反應，H值為負值；D項，各物質未注明匯集狀態(tài)答案 C第41頁第41頁判斷熱化學方程式正誤普通要求四看，看哪些方面呢？提醒：“一看” 是否正確；“二看” 是否標明；“三看”反應熱 是否正確；“四看”反應熱 是否與化學方程式中計量數相相應化學原理狀態(tài)符號數值第42頁第42頁2化學反應N23H2 = 2NH3能量

15、改變如圖所表示，該 反應熱化學方程式是 ()第43頁第43頁 AN2(g)3H2(g) = 2NH3(l) H2(abc) kJ/mol BN2(g)3H2(g) = 2NH3(g) H2(ba) kJ/mol C. N2(g) H2(g) = NH3(l) H(bca) kJ/mol D. N2(g) H2(g) = NH3(g) H(ab) kJ/mol第44頁第44頁解析：本題考察熱化學方程式書寫由能量圖象知， mol N2(g)和 mol H2(g)需要吸取a kJ熱量分解為1 mol N和3 mol H，而1 mol N和3 mol H放出b kJ熱量生成 1 mol NH3(g)；

16、1 mol NH3(g)液化放出c kJ熱量，因此由 mol N2(g)和 mol H2(g)生成1 mol NH3(l)反應熱為(abc)kJ.答案：A第45頁第45頁第46頁第46頁氫能應用 氫能含有熱值大、無污染，儲量豐富等特點，是未來最抱負能源，關于氫能制備與廣泛應用將成為高考熱點話題，這類題目綜合性強、涉及知識面廣、計算要求較高第47頁第47頁 “嫦娥一號”探月成功，實現了中國人“奔月”夢想 (1)“嫦娥一號”使用推動劑是液氫和液氧，這種推動劑長處除產生熱量大之外，還含有長處是_.第48頁第48頁(2)依據“綠色化學”思想，為了制備H2，某化學家設計了下列反應環(huán)節(jié)： 你認為該辦法主要

17、缺點是_.第49頁第49頁 (3)利用核能把水分解制氫氣，是當前正在研究課題下圖是其中一個流程，其中用了過量碘第50頁第50頁請寫出反應化學方程式： ；用此辦法抽取氫氣最大長處是 .(4)氫氣、氧氣不但燃燒時能釋放熱能，兩者形成原電池還能提供電能，美國探月飛船“阿波羅號”使用就是氫氧燃料電池，電解液為KOH溶液，其電池反應中：負極放電物質為_，正極：_，總反應式：_.(5)有些人認為當前利用氫氣作為能源不太現實請問你認為是否現實？_(填“不現實”或“現實”)，闡明能夠支持你觀點兩點理由：_.第51頁第51頁 【解析】(1)因產物只有H2O，不污染環(huán)境成為這種推動劑長處 (2)將2即得出 O2，

18、但循環(huán)過程需要很高能量，且使用重金屬汞，會對環(huán)境產生污染 (3)依據流程圖知中化學方程式為I2SO22H2O 2HIH2SO4，該法長處為SO2和I2可循環(huán)利用，不會造成污染第52頁第52頁 (4)負極失電子物質是H2. 正極：O22H2O4e = 4OH 總反應式：2H2O2 = 2H2O (5)因現在制取H2辦法要消耗大量能量，使成本較高，且H2不易儲存和運送，因此當前利用H2作能源還不太現實第53頁第53頁 【答案】(1)產物為水，無污染 (2)循環(huán)過程需要很高能量，且使用重金屬汞，會產生污染(3)SO2I22H2O 2HIH2SO4SO2和I2可循環(huán)使用，無污染(4)H2O22H2O4

19、e = 4OH2H2O2 = 2H2O 第54頁第54頁 (5)不現實既有制取氫氣辦法耗能大，制取成本太高；氫氣熔沸點太低，給儲存和運送帶來困難(或：現實制取氫氣用水作原料，起源豐富；氫氣燃燒產物是水，不會給環(huán)境帶來任何污染等)第55頁第55頁第56頁第56頁隨堂鞏固1在研究物質改變時，人們能夠從不同角度、不同層 面來認識物質改變時所引發(fā)化學鍵及能量改變據此 判斷以下敘述錯誤是 () A金屬鈉與氯氣反應生成氯化鈉后，其結構穩(wěn)定性 增強，體系能量降低 B物質燃燒可當作“儲存”在物質內部能量(化學能) 轉化為熱能釋放出來 第57頁第57頁 C氮氣分子內部存在著很強共價鍵，故通常情況下 氮氣化學性質

20、很活潑 D需要加熱才干發(fā)生反應不一定是吸取能量反應第58頁第58頁解析：Na與Cl2反應是放熱反應，能量減少，A項正確；物質燃燒放熱，化學能轉化為熱能，B項正確；氮分子內部存在著很強共價鍵，很難被破壞，因此在通常情況下氮氣化學性質很穩(wěn)定，C項錯誤；任何化學反應都經歷了舊鍵斷裂(吸取能量)和新鍵形成(釋放能量)過程，都伴伴隨能量改變，但釋放能量還是吸取能量，不是由反應條件決定，如合成氨需要在高溫下進行，但它卻是釋放能量反應，D項正確答案：C第59頁第59頁2已知氯氣、溴蒸氣分別跟氫氣反應熱化學方程式下列： H2(g)Cl2(g) = 2HCl(g) H10H2(g)Br2(g) = 2HBr(g

21、) H20，相關上述反應敘述正確是 () AH1H2 B生成物總能量均高于反應物總能量 C生成1 mol HCl氣體時放出|H1|熱量 D1 mol HBr(g)含有能量不小于1 mol HBr(l)含有能量第60頁第60頁解析： Cl2比Br2活潑，易與H2化合，故放出熱量多，A項錯誤；兩反應均為放熱反應，故生成物總能量均比反應物總能量低，B項錯誤；C項應放出|0.5 H1|熱量；D項氣態(tài)物質所含能量高，D項正確答案：D第61頁第61頁3下列反應能量改變與其它三項不相同是 () A鋁粉與氧化鐵反應 B氯化銨與消石灰反應 C鋅片與稀硫酸反應 D鈉與冷水反應.第62頁第62頁解析： B項為吸熱反

22、應，其它均為放熱反應答案：B第63頁第63頁4已知在25、101 kPa下，1 g C8H18(辛烷)燃燒生成二氧 化碳和液態(tài)水時放出48.40 kJ熱量表示上述反應熱 化學方程式正確是 () AC8H18(l)12.5 O2(g) = 8CO2(g)9H2O(g) H48.40 kJmol1 BC8H18(l)12.5 O2(g) = 8CO2(g)9H2O(l) H5 518 kJmol1 第64頁第64頁 CC8H18(l)12.5 O2(g) = 8CO2(g)9H2O(l) H5 518 kJmol1 DC8H18(l)12.5 O2(g) = 8CO2(g)9H2O(l)H 48.

23、40 kJmol1第65頁第65頁解析： 1 mol C8H18燃燒放出熱量為5 518 kJ，故答案為B.答案：B第66頁第66頁5(1)甲硅烷(SiH4)是一個無色氣體，碰到空氣能發(fā)生爆炸性 自燃，生成SiO2和水蒸氣已知室溫下1 g甲硅烷自燃放出 熱量44.6 kJ，其熱化學方程式是： _. (2)使Cl2和H2O(g)通過灼熱炭層，生成HCl和CO2是放熱反 應， 當1 mol Cl2參與反應時釋放145 kJ熱量，寫出這個 熱化學方程式：_.第67頁第67頁(3)家用液化氣中主要成份之一是丁烷，當10 kg丁烷完全燃 燒并生成CO2和液態(tài)水時，放出熱量是5105kJ，試寫出 丁烷燃燒

24、熱化學方程式：_. 丁烷燃燒熱為_kJmol1.已知1 mol液態(tài)水汽化時 需要吸取44 kJ熱量，則反應：C4H10(g) O2(g) = 4CO2(g) 5H2O(g)H_ kJmol1.第68頁第68頁解析：(1)1 mol SiH4完全燃燒生成SiO2(s)和H2O(g)時，放出熱量為3244.6 kJ1427.2 kJ，故其熱化學方程式為：SiH4(g)2O2(g) = SiO2(s)2H2O(g)H1 427.2 kJmol1.(2)由題意可知Cl2、H2O和C發(fā)生反應化學方程式為 參與反應釋放出熱量為2145 kJ290 kJ.故其熱化學方程式為：2Cl2(g)2H2O(g)C(s) = 4HCl(g)CO2(g)H290 kJ/mol.第69頁第69頁(3)1 mol丁烷完全燃燒生成CO2(g)和