2014-2015学年高二化学苏教版选修4课件11化学反应中的热效应1

专题1化学反应与能量转化第一单元化学反应中的热效应庆典时的烟火神七发射钢铁的炼制【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.【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：ΔH＜0或ΔH为“－”ΔH＞0或ΔH为“＋”放热反应物生成物能量反应过程△H＜0ΔH＝生成物总能量－反应物总能量吸热反应物生成物能量反应过程△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“－”（∆H0）时，为放热反应；当∆H为“＋”（∆H0）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.ΔH＝[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=679kJ862kJ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：ΔH＝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.ΔH0的反应B1、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。另注意：热化学反应方程式中不用标反应条件、用“”表示、当化学反应逆向进行时,△H数值不变,但符号相反.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。该△H数值是指该反应完全进行时的数值.可逆反应用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-1B二、有关热化学方程式的计算例3、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.3867KJB1、在同温同压下，下列各组热化学方程式中Q2Q1的是（）A.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=-Q11/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g)△H=-Q2B.C(s)+1/2O2(g)=CO(g)△H=-Q1C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-Q2C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-Q12H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-Q2D.S(g)+O2(g)=SO2(g)△H=-Q1S(s)+O2(g)=SO2(g)△H=-Q2课堂练习B2、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1AC(石墨s)C(金刚石s)ΔH=+1.5kJ/mol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AB2、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。1.测定原理ΔH=c=4.18J/(g·℃)=4.18×10-3kJ/(g·℃);n为生成H2O的物质的量。2.测量装置套烧杯简易量热计。说明：双孔泡沫塑料板、碎泡沫塑料的作用是：保温、隔热、减少实验过程中的热量损失。实验探究中和热的测定nttcmm)··)(始终碱酸(3.操作步骤(1)量取50mL0.50mol/L的盐酸，倒入小烧杯中，测定其温度，记作tHCl,然后将温度计上的酸用水冲洗干净。(2)用另一个量筒量取50mL0.55mol/LNaOH溶液，测定其温度，记作tNaOH。(3)先将温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯中，然后把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯中（注意不要洒到外面），用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液并准确读取混合溶液的最高温度，记作t终。(4)重复上述实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。（5）根据实验数据计算：t始=（若实验过程中保证盐酸与NaOH溶液温度相同，则无需用该公式计算）ΔH==kJ/mol4.注意事项（1）碱液稍过量的目的是确保盐酸被完全中和。（2）操作时动作要快目的是尽量减少热量的损失。（3）实验中若使用了弱酸或弱碱，会使测得中和热的数值偏小。2NaOHHClttmol)(℃)kJ/(g18004.0)g50g50(ntt始终·025.0)(418.0始终tt迁移应用1.用50mL0.50mol/L的盐酸与50mL0.55mol/L的氢氧化钠溶液在如上图所示的装置中进行中和反应，通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题：（1）烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是；（2）环形玻璃搅拌棒能否用环形铁质搅拌棒代替？（填“能”或“不能”），其原因是；（3）实验时氢氧化钠溶液的浓度要用0.55mol/L的原因是；实验中若改用60mL0.50mol/L的盐酸与50mL0.55mol/L的氢氧化钠溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量（填“相等”或“不相等”），若实验操作均正确，则所求中和热（填“相等”或“不相等”）；（4）已知在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成1molH2O时，放出57.3kJ的热量，则上述反应的热化学方程式为：。解析考查学生对中和热测定的实验能力、对出现问题的分析和理解能力，热化学方程式的书写、误差分析等。由于本实验的关键是如何防止热量的损失，所以填充大量泡沫、使用玻璃搅拌器、稍过量的氢氧化钠等；（3）中由于参加反应的盐酸（60mL0.50mol/L）与氢氧化钠（50mL0.55mol/L）完全反应后生成的水的物质的量（50mL×0.55mol/L）比原先（50mL×0.50mol/L）多，所以放出的热量多，但中和热不变。答案（1（2）不能①铁会和盐酸反应②铁导热性好，热量损失较大（3）为了确保盐酸完全被中和不相等（4）NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)ΔH=-57.3kJ/mol一、充分利用能源的意义能源国民经济和社会发展的重要物质基础储量有限提高燃烧效率，节约能源1、你所了解的传统能源有哪些？新能源又有哪些？传统能源：煤、石油、天然气、热力、电力等新能源：太阳能、核能、风能、地热能、海洋能、氢能、生物质能等能源2、能源又可以分为一次能源和二次能源。一次能源是指直接取自自然界，没有加工转换的各种能量和资源；二次能源是指由一次能源经过加工转换后得到的能源。根据这种分类法，请将上面提到的能源重新分类？一次能源：煤、石油、天然气、太阳能、核能风能、地热能、海洋能、生物质能二次能源：氢能、热力、电力能源思考：在许多场合将煤块直接燃烧，这种燃烧方式存在什么缺陷？采用这种方式燃烧煤，煤与空气的接触面积不够，内部煤的燃烧效率偏低，浪费了能源。另外，直接燃烧煤会使其中的硫转化为二氧化硫，引起大气的污染。有哪些可以提高煤的燃烧效率的方法吗？目前常用的方法主要有三种：（1）将煤制成蜂窝状，以增加与空气的接触面积（2）通过一定的方法将煤转化为液体燃料（如甲醇）（3）通过一定的方法将煤转化为气体燃料（如水煤气）完成第10页的“交流与讨论”，提出你的观点。虽然将煤转化为水煤气再燃烧与直接燃烧煤所获得的能量是一样的，而且将煤转化为水煤气会增加消耗。但将煤转化为水煤气至少有两个优点：一是将固体煤转化为气体，极大地提高了燃烧效率；二是通过转化除去了硫，避免了SO2气体的产生。标准燃烧热定义：在101kPa时，lmol物质完全燃烧的反应热。二、衡量燃料燃烧放出热量大小的物理量热值定义：在101kPa时，lg物质完全燃烧的反应热。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/molH2.已知热化学方程式：则氢气的标准燃烧热为：＿＿＿＿＿＿＿＿—285.8kJ/mol点燃天然气和液化石油气（主要成分为C3~C5的烷烃）燃烧的化学方程式分别为：CH4+2O2CO2+2H2O，C3H8+5O23CO2+4H2O现有一套以天然气为燃料的灶具，今改用液化石油气，应采取的正确措施是（）A.增大空气进入量或减小石油气进入量B.增大空气进入量或增大石油