化學(xué)反應(yīng)和能量變化復(fù)習(xí)課件

1、化學(xué)反應(yīng)和能量變化會(huì)昌中學(xué) 高二化學(xué)備課組化學(xué)反應(yīng)和能量變化會(huì)昌中學(xué) 高二化學(xué)備課組1、化學(xué)反應(yīng)的特征物質(zhì)變化能量變化質(zhì)量守恒能量守恒2、化學(xué)反應(yīng)中能量的變化（吸收和放出），可 以 、 、 及其它形式的能量 表現(xiàn)出來(lái)。光能熱能電能 當(dāng)能量變化以熱能的形式表現(xiàn)時(shí)，化學(xué)反應(yīng)可以分為：3、放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)反 高生 低生 高反 低放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)（熟記常見(jiàn)反應(yīng)）1、化學(xué)反應(yīng)的特征物質(zhì)變化能量變化質(zhì)量守恒能量守恒2、化學(xué)反一、化學(xué)反應(yīng)中的能量變化1）放熱反應(yīng)(H0)斷裂化學(xué) 形成化學(xué)鍵吸收的 鍵放出的總能量 總能量反應(yīng) 生成物總 物總能量 能量貯存在物質(zhì)內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)化為熱能一、化學(xué)反應(yīng)中的能量變化1）

2、放熱反應(yīng)(H0)斷裂化學(xué) 反 高 化學(xué)反應(yīng)中放出熱量的反應(yīng)。E (反應(yīng)物) E (生成物)生 低常見(jiàn)的放熱反應(yīng)：a. 物質(zhì)與O2的氧化反應(yīng)（燃燒，生銹等）；b. 中和反應(yīng)（酸堿）；c. 金屬與水or酸的反應(yīng)；d. 絕大多數(shù)化合反應(yīng)（CaO與H2O）。 C + CO2 = 2CO吸熱反應(yīng) 放熱反應(yīng)有時(shí)也需要 加熱才能發(fā)生！高溫反 高 化學(xué)反應(yīng)中放出2）吸熱反應(yīng)(H 0)斷裂化學(xué) 形成化學(xué)鍵吸收的 鍵放出的總能量 總能量反應(yīng) 生成物總 物總能量 能量熱能轉(zhuǎn)化為物質(zhì)內(nèi)部的能量?jī)?chǔ)存起來(lái)2）吸熱反應(yīng)(H 0)斷裂化學(xué) 形成化學(xué)反應(yīng)生 高 化學(xué)反應(yīng)中吸收熱量的反應(yīng)。E (反應(yīng)物) E (生成物)反 低常見(jiàn)

3、的吸熱反應(yīng)：a. Ba(OH)28 H2O晶體與NH4Cl晶體反應(yīng)；b. H2與CuO等還原反應(yīng)；c. C作還原劑的反應(yīng)；d. 絕大多數(shù)分解反應(yīng)。 C + CO2 = 2CO C + H2O = CO + H2水煤氣e. 水解反應(yīng)。生 高 化學(xué)反應(yīng)中吸收3）焓變與鍵能的關(guān)系（微觀）H = 反應(yīng)物的鍵能總和生成物的鍵能總和例 1：1mol C與 1mol H2O(g) 反應(yīng)生成 lmol CO(g) 和1mol H2(g)，需要吸收131.5kJ的熱量，該反應(yīng)的反應(yīng)熱為H = kJ/mol。131.5例 2：拆開(kāi) 1mol HH鍵、1mol NH鍵、1mol NN鍵分別需要的能量是436kJ、3

4、91kJ、946kJ，則1mol N2生成NH3的反應(yīng)熱為 ，則1mol H2生成NH3的反應(yīng)熱為 。 92 kJ/mol30.67 kJ/mol相當(dāng)于 1/3 mol N23）焓變與鍵能的關(guān)系（微觀）H = 反應(yīng)物的鍵能總和生4）焓變與物質(zhì)能量的關(guān)系（宏觀）H = E 生成物 E 反應(yīng)物4）焓變與物質(zhì)能量的關(guān)系（宏觀）H = E 生成物二、熱化學(xué)方程式熱化學(xué)方程式定義：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)方程式書(shū)寫(xiě)1）注聚集狀態(tài)2）化學(xué)計(jì)量數(shù)可整數(shù)也可分?jǐn)?shù)3）注溫度、壓強(qiáng)4）標(biāo)出H 的數(shù)值、符號(hào)和單位應(yīng)用：反應(yīng)熱計(jì)算的依據(jù)二、熱化學(xué)方程式熱化學(xué)方程式定義：能表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反例如

5、 H2 (g) + O2(g) = H2O(g)； H= 241.8 kJ/mol H2 (g) + O2(g) = H2O(l)； H= 285.8 kJ/mol 2H2 (g) + O2(g) = 2H2O(l)； H= 571.6 kJ/mol 2H2O(l) = 2H2 (g) + O2(g) ； H= + 571.6 kJ/mol 一般應(yīng)注明反應(yīng)的溫度、壓強(qiáng)；H與實(shí)驗(yàn)的條件、物質(zhì)的狀態(tài)有關(guān)?。?50C ，101kPa時(shí)不注明） 一定標(biāo)明各物質(zhì)的狀態(tài)（s、l、g、aq） ；H2O(l) H2O(g)H= + 44 kJ/mol例如 H2 (g) + O2(g) = H2O例1：當(dāng)1mo

6、l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 =184.6 kJ/mol2H2(g) + 2Cl2(g) = 4HCl(g) H =369.2 kJ/mol H2(g) + Cl2(g) = HCl(g) H =92.3 kJ/mol1212例2：1mol N2(g) 與適量O2(g) 反應(yīng)生成NO2 (g)， 需吸收68kJ的熱量；寫(xiě)出熱化學(xué)方程式。N2(g) + 2O2(g) = 2NO2 (g) H = + 68 kJ/mol例1：當(dāng)1mol氣態(tài)H2與1mol氣態(tài)Cl2

7、反應(yīng)生成2mol例3、沼氣的主要成分是甲烷。0.5 mol CH4完全燃燒生成CO2和H2O時(shí)，放出445 kJ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 ) H = + 890 kJ/mol B、CH4 2O2 CO2 H2O H = 890 kJ/mol C、CH4 ( g ) 2 O2 ( g ) CO2 ( g ) 2 H2O ( l ) H = 890 kJ/mol D、 1/2CH4 ( g ) O2 ( g ) 1/2CO2 ( g ) H2O ( l ) H = 890 kJ/mol C狀態(tài)H = 4

8、45 kJ/mol例3、沼氣的主要成分是甲烷。0.5 mol CH4完全燃燒A三、中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定測(cè)定強(qiáng)酸與強(qiáng)堿反應(yīng)的反應(yīng)熱，體驗(yàn)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)。大燒杯（500ml）、小燒杯（100ml）、溫度計(jì)、量筒（50ml) 兩個(gè) 泡沫塑料或紙條泡沫塑料板或硬紙板（中心有兩個(gè)小孔） 環(huán)形玻璃攪拌棒 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?實(shí)驗(yàn)用品 中和熱：在稀溶液中，酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol水所產(chǎn)生的反應(yīng)熱三、中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定測(cè)定強(qiáng)酸與強(qiáng)堿反應(yīng)的反應(yīng)熱，大燒杯（1.保溫。在大燒杯底部墊泡沫塑料，使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平。然后再在大、小燒杯之間填滿(mǎn)碎泡沫塑料，大燒杯上用泡沫塑料板（或硬紙板）作蓋板，在板中間開(kāi)

9、兩個(gè)小孔，正好使溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒通過(guò)，如圖所示。實(shí)驗(yàn)步驟 1.保溫。在大燒杯底部墊泡沫塑料，使放入的小燒杯杯口與大燒杯答案：兩杯口相平，可使蓋板把杯口盡量蓋嚴(yán)，從而減少熱量損失；填碎紙條的作用是為了達(dá)到保溫隔熱、減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中熱量損失的目的。若換用隔熱、密封性能更好的裝置（如保溫杯）會(huì)使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確。思考1：大、小燒杯放置時(shí)，為何要使兩杯口相平？填碎泡沫塑料（或碎紙條）的作用是什么？對(duì)此裝置，你有何更好的建議？思考2：為什么不用環(huán)形鐵攪拌棒？鐵與鹽酸之間會(huì)發(fā)生反應(yīng)，另外鐵的導(dǎo)熱性好，這樣都會(huì)造成熱量的損失。答案：兩杯口相平，可使蓋板把杯口盡量蓋嚴(yán)，從而減少熱量損失；2.用一個(gè)量筒最取5

10、0 mL 0.50 mol/L鹽酸，倒入小燒杯中，并用溫度計(jì)測(cè)量鹽酸的溫度，記入下表。然后把溫度計(jì)上的酸用水沖洗干凈。思考3：溫度計(jì)上的酸為何要用水沖洗干凈？沖洗后的溶液能否倒入小燒杯？為什么？ 答：因?yàn)樵摐囟扔?jì)還要用來(lái)測(cè)堿液的溫度，若不沖洗，溫度計(jì)上的酸會(huì)和堿發(fā)生中和反應(yīng)而使熱量散失，故要沖洗干凈；沖洗后的溶液不能倒入小燒杯，若倒入，會(huì)使溶液的總質(zhì)量增加，而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差。2.用一個(gè)量筒最取50 mL 0.50 mol/L鹽酸，倒入3.用另一個(gè)量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液，并用溫度計(jì)測(cè)量NaOH溶液的溫度，記入下表。思考4：實(shí)驗(yàn)中所用HCl和NaOH的物質(zhì)的量比為

11、何不是11而是NaOH過(guò)量？答：為了保證0.50 mol/L的鹽酸完全被NaOH中和，采用0.55 mol/L NaOH溶液，使堿稍稍過(guò)量。3.用另一個(gè)量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaO思考5：酸、堿混合時(shí)，為何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯而不能緩緩倒入？答：因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是測(cè)反應(yīng)的反應(yīng)熱，若動(dòng)作遲緩，將會(huì)使熱量損失而使誤差增大。4.把溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒放入小燒杯的鹽酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯（注意不要灑到外面）。用環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕攪動(dòng)溶液，并準(zhǔn)確讀取混合溶液的最高溫度，記為終止溫度，記入下表。思考5：酸、堿混合時(shí)，為何要把量筒中的NaOH溶液

12、一次倒入小四、燃燒熱1、定義 25，101kPa時(shí)，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱。2、單位kJ/mol3、注意指定產(chǎn)物通常規(guī)定為：它是指物質(zhì)中的下列元素完全轉(zhuǎn)變成對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定物 四、燃燒熱1、定義 25，101kPa時(shí)，1mol純物質(zhì)例1 25，101kPa時(shí)，1molCH4完全燃燒放出890.31kJ的熱量，即表示甲烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H= - 890.31kJ/mol例2 25，101kPa時(shí)，2molC8H18完全燃燒放出11036kJ的熱量，即表示辛烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式：C8H18

13、 (l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l) H= - 5518kJ/mol例1 25，101kPa時(shí)，1molCH4完全燃燒放出1.在101 kPa時(shí)，1 mol CH4 完全燃燒生成CO2和液態(tài)H2O，放出890.3 kJ的熱量，CH4的燃燒熱為多少？1000 L CH4（標(biāo)準(zhǔn)狀況）燃燒后所產(chǎn)生的熱量為多少？ CH4的燃燒熱為890.3 kJ/mol，1000 L CH4（標(biāo)準(zhǔn)狀況）完全燃燒產(chǎn)生的熱量為3.97104 kJCH4的燃燒熱為890.3 kJ/mol，1000 L CH2.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）+6O

14、2（g）=6CO2（g）+6H2O（l）H=-2 800 kJ/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100 g葡萄糖在人體中完全氧化時(shí)所產(chǎn)生的熱量。答：100 g葡萄糖在人體中完全氧化時(shí)所產(chǎn)生的熱量為1555.6kJ2.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)方五、能源能源化石能源包括：煤、石油、天然氣缺點(diǎn)：蘊(yùn)藏量有限，不能再生，利用率低，無(wú)污染環(huán)境措施：開(kāi)源節(jié)流新能源包括：太陽(yáng)能、氫能、地?zé)崮?、風(fēng)能、海洋能生物質(zhì)能等特點(diǎn)：資源豐富，可以再生，沒(méi)有污染或污染很輕五、能源能源化石能源包括：煤、石油、天然氣缺點(diǎn)：蘊(yùn)藏量有限，六、蓋斯定律化學(xué)反應(yīng)的

15、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)。這就是蓋斯定律。六、蓋斯定律化學(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 例：P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)； = -2983.2 kJ/molH1P(s、紅磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)； = -738.5 kJ/molH2試寫(xiě)出白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式_。P4(s、白磷)=4 P(s、紅磷)； = -29.2 kJ/molH已知： 例：P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)【例3】已知下列反應(yīng)的反應(yīng)熱為 CH3COOH (l) + 2O2(g) = 2CO2(g) + 2H2O(l)

16、 H1= -870.3 kJ/mol C(s) + O2 (g) = CO2(g) H2= -393.5 kJ/mol H2(g) + O2(g) = H2O(l) H3= -285.8 kJ/mol試計(jì)算下述反應(yīng)的反應(yīng)熱：2C(s) + 2H2 (g) + O2 (g) = CH3COOH (l) 化學(xué)反應(yīng)和能量變化復(fù)習(xí)課件【解】分析各方程式的關(guān)系，知 將方程式按2 + - 組合得上述反應(yīng)方程式即：H = 2H 2 + H3 - H1H =2(-393.5kJ/mol) + (-285.8kJ/mol) -(-870.3kJ/mol) = - 488.3kJ/mol答：反應(yīng)2C(s) + 2

17、H2 (g) + O2 (g) = CH3COOH (l) 反應(yīng)熱為- 488.3kJ/mol 【解】分析各方程式的關(guān)系，知已知25、101kPa下，石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式分別為： 據(jù)此判斷，下列說(shuō)法正確的是（ ） 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AC(s ，石墨)+O2(g)= CO2(g) H1=-393.5kJ/molC(s ，金剛石)+O2(

18、g)= CO2(g) H2=-395.0kJ/mol已知25、101kPa下，石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式分在100 g 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)； = 110.35 kJ/molCO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g)； = 282.57 kJ/mol與這些碳完全燃燒相比，損失的熱量是( )392.92 kJ B. 2489.44 kJ C. 784.92 kJ D. 3274.3 kJHHC在100 g 碳不完全燃燒所得氣體中，CO占1/3體積，CO2、將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣的主要反應(yīng)為:C (s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) .已知:C (s) + O2(g) = CO2(g) H1=-393.5kJ/molH2(g) + O2(g) = H2O(g) H2=-242.0kJ/molCO(g) + O2(g) = CO2(g) H3=-283.0kJ/mol