庆典时的烟火 神七发射 钢铁的炼制 专题一化学反应与能量变化 第一单元化学反应中的热效应 第一课时 复习回顾 化学反应过程中既有物质变化 同时又总是伴随着能量的变化 在我们以前所学的化学反应中有哪些是放热反应 有哪些是吸热反应 活泼金属与水或酸的反应 酸碱中和反应 燃烧反应 多数化合反应 吸热反应 放热反应 多数的分解反应 氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应 水煤气的生成反应 炭与二氧化碳生成一氧化碳 一 反应热和焓变 1 反应热 2 焓变 在恒温 恒压的条件下 化学反应过程中所吸收或释放的热量称为反应的焓变 符号 H 单位 kJ mol 在化学反应过程中 当反应物和生成物具有相同温度时 所吸收或放出的热量 交流与讨论 化学反应中为什么会有能量的变化 放热反应 吸热反应 H 0或 H为 H 0或 H为 放热 H 0 H 生成物总能量 反应物总能量 吸热 H 0 一 反应热和焓变 1 反应热 2 焓变 在恒温 恒压的条件下 化学反应过程中所吸收或释放的热量称为反应的焓变 符号 H 单位 kJ mol 规定 当 H为 H 0 时 为放热反应 当 H为 H 0 时 为吸热反应 在化学反应过程中 当反应物和生成物具有相同温度时 所吸收或放出的热量 交流与讨论 化学反应中为什么会有能量的变化 宏观 反应物和生成物所具有的总能量不同 H 436kJ mol 243kJ mol 431kJ mol 2 183kJ mol 化学键断裂时吸收总能量 化学键形成时放出总能量 679kJ 862kJ 反应物分子断键时吸收的能量 反应物分子断键时吸收的能量 生成物分子成键时释放的能量 生成物分子成键时释放的能量 放热反应 吸热反应 从键能角度看 H 反应物总键能 生成物总键能 交流与讨论 化学反应中为什么会有能量的变化 宏观 反应物和生成物所具有的能量不同 微观 旧的化学键断裂时所吸收的能量与新的化学键形成时所放出的能量不同 2 下列变化中 属于吸热反应的是 A 反应物的总能量大于生成物的总能量的反应B 酸碱中和C 反应物总键能小于生成物总键能D 焦炭与高温水蒸气反应 D 练习 1 下列变化中 属于放热反应的是 A Ba OH 2 8H2O与NH4Cl的反应B 点燃的镁条在二氧化碳中继续燃烧C 灼热的碳与二氧化碳的反应D H 0的反应 B 1 概念 能够表示反应热的化学方程式叫做热化学方程式 热化学方程式与化学方程式有什么不同 如何正确书写热化学方程式 热化学方程式有什么意义 第2页的交流与讨论 二 热化学方程式 热化学方程式与化学方程式的差别 1 H只用在热化学方程式中 并写在右边 4 热化学方程式中的化学计量数可以是整数 也可以是分数 它表示的是物质的量 2 热化学方程式中必须注明物质的聚集状态气态 g 液态 l 固态 s 溶液 aq 3 书写热化学方程式时应注明反应的温度和压强 如果不注明温度和压强 则表示是在250C 101KPa条件下的反应热 第3页的交流与讨论 5 H与参加反应的物质的物质的量有关 同一化学反应中 热化学方程式中物质的化学计量数不同 H也不同 化学计量数加倍 H也要加倍 第二课时 4 已知键能 N N946KJ mol H H436KJ mol H N391KJ mol 写出合成氨反应的热化学方程式 N2 g 3H2 g 2NH3 g H 92kJ mol 1 1 氢气在氯气燃烧生成1摩氯化氢气体 放出92 3kJ的热量 练习 1 写出下列反应的热化学方程式 25 101kPa时 2 氢氧化钠溶液与硫酸溶液反应生成2摩液态水 放出114 6KJ的热量 3 1摩石墨转化为金刚石固体需吸收1 5KJ的热量 热化学方程式表示的意义 1 表示什么物质参加反应 结果生成什么物质 2 反应物和生成物之间的质量比 物质的量比 3 反应物完全变成生成物后所放出或吸收的热量 质 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 已知充分燃烧ag乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水 并放出热量bkJ 则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是 A 一 热化学方程式的书写及正误判断 2 正误判断 高考怎么考 1 热化学方程式的书写 课本P4 A 练1 已知在1 105Pa 298K条件下 2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量 下列热化学方程式正确的是 H2O g H2 g 1 2O2 g H 242kJ mol 12H2 g O2 g 2H2O l H 484kJ mol 1H2 g 1 2O2 g H2O g H 242kJ mol 1D 2H2 g O2 g 2H2O g H 484kJ mol 1 例2已知在25 101kPa下 1gC8H18 辛烷 燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48 40kJ热量 表示上述反应的热化学方程式正确的是 A C8H18 l 25 2O2 g 8CO2 g 9H2O g H 48 40kJ mol 1B C8H18 l 25 2O2 g 8CO2 g 9H2O l H 5518kJ mol 1C C8H18 l 25 2O2 g 8CO2 g 9H2O l H 5518kJ mol 1D C8H18 l 25 2O2 g 8CO2 g 9H2O l H 48 40kJ mol 1 B 二 有关热化学方程式的计算 例4 在一定条件下 CO和CH4燃烧的热化学方程式分别为 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组成的混和气在上述条件下完全燃烧时 释放的热量为 A 2912KJB 2953KJC 3236KJD 3867KJ B 2 06 江苏 下列各组热化学方程式中 化学反应的 H前者大于后者的是 C s O2 g CO2 g H1C s O2 g CO g H2 S s O2 g SO2 g H3S g O2 g SO2 g H4 H2 g O2 g H2O l H52H2 g O2 g 2H2O l H6 CaCO3 s CaO s CO2 g H7CaO s H2O l Ca OH 2 s H8A B C D c 三 反应热大小的比较 2 化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程 化学键的键能是形成 或拆开 1mol化学键时释放 或吸收 出的能量 已知白磷和P4O6的分子结构如图所示 现提供以下化学键的键能 kJ mol 1 P P 198P O 360O O 498则反应P4 白磷 3O2 P4O6的反应热 H为 A 1638kJ mol 1B 1638kJ mol 1C 126kJ mol 1D 126kJ mol 1 A 若干化学键的键能 kJ mol 25 H2 F2 2HFH2 Cl2 2HCl3 预测当生成2molHF和2molHCl时 哪个反应放出的热量多 石墨能否自动转化为金刚石 总结 反应热数据的用途 1 判断反应发生的难易 2 反应C 石墨 C 金刚石 是吸热反应 由此可知A 石墨比金刚石更稳定B 金刚石和石墨可以相互转化C 金刚石比石墨稳定D 金刚石和石墨不能相互转化 AB 2 计算燃料的用量 反应热可以由实验测得 也可以用其他办法得到 第三课时 标准燃烧热 定义 在101kPa时 lmol物质完全燃烧的反应热 衡量燃料燃烧放出热量大小的物理量是 热值 定义 在101kPa时 lg物质完全燃烧的反应热 能源的充分利用 2 注意 燃烧的条件是在101kPa 标准燃烧热 燃料是以1mol作为标准 因此书写热化学方程式时 其它物质的化学计量数可用分数表示 物质燃烧都是放热反应 所以表达物质燃烧时的 H均为负值 燃烧要完全 C元素转化为CO2 而不是CO H元素转化为H2O l 而不是H2O g N元素转化为N2 如 H2 g 1 2O2 g H2O l H 285 8kJ mol 思考 燃烧放出的热量与标准燃烧热有什么不同 答 燃烧放出的热量与物质的多少有关 燃烧的物质越多 放出的热量就越多 而标准燃烧热规定是1mol的可燃物 研究燃烧放出的热量并未限定燃烧产物的形态 而研究标准燃烧热必须是生成稳定的氧化物 所以 不同量的同一物质完全燃烧 放出的热量可能不同 但标准燃烧热是一定的 概念辨析 1 下列各组物质的标准燃烧热相等的是 A 碳和一氧化碳B 1mol碳和2mol碳C 1mol乙炔和2mol碳D 淀粉和纤维素 B 285 8kJ mol 由于传统能源逐渐枯竭 因此 开发新能源显得十分重要 氢能是一种重要的新能源 请讨论下列问题 1 根据第9页表1 3计算H2 CH4及C2H2的热值2 讨论H2作为能源有何优点 目前在利用氢能方面主要存在什么问题 H2 CH4及C2H2的热值分别为142 9kJ g 1 55 6kJ g 1 50kJ g 1 说明H2作为能源具有热值高的特点 另外 用H2作为能源还具有无污染的特点 目前在应用氢能方面最重要的问题是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资源 包括化石燃料 煤 石油 天然气 阳光 风力 流水 潮汐以及柴草等 能源的开发和利用可以用来衡量一个国家或地区的经济发展和科学技术水平 议一议 城市家用燃料使用气体燃料比使用煤 煤球等固体燃料有什么好处 答案 1 首先 因气体易扩散 故气体燃料与空气混合充分 容易发生完全燃烧 与固体燃料相比有较高的能量利用率 其次 气体燃料便于管道运输 使用方便 易点燃 易熄灭 无渣无尘 清洁卫生 第三 固体煤中含有硫 氮等杂质 直接燃煤 会产生大量二氧化硫 氮氧化物 NOx 粉尘 造成大气污染 住宅环境 居室空气的污染则更严重 推广使用天然气 相对于管道煤气和液化气 为什么是城市燃气的发展方向 管道煤气是一种清洁燃料 然而这是相对于住宅 居室环境而言的 从城市大环境看 并没有改善城市大气的污染程度 原因很简单 制造煤气要燃煤 使用煤气没有降低城市的煤炭消耗量 原来一家一户煤球炉的废气仅仅变成由数家煤气厂排放而已 液化气是发热量最高的优质清洁燃料 但液化气使用不便 且要消耗宝贵的石油资源 天然气则是一种既有管道煤气的方便 又有液化气无毒 发热量高的优点且不易爆的燃料