化學反應與能量變化

1、化學反應與能量變化化學反應與能量變化1.了解化學反應中能量轉化的原因及能量變化的規(guī)了解化學反應中能量轉化的原因及能量變化的規(guī) 律，能說出常見的能量轉化形式。律，能說出常見的能量轉化形式。2了解化學能與熱能的相互轉化。了解化學能與熱能的相互轉化。3了解吸熱反應、放熱反應、反應熱等概念。了解吸熱反應、放熱反應、反應熱等概念。化學反應與能量變化化學反應與能量變化4了解熱化學方程式的含義，能用蓋斯定律了解熱化學方程式的含義，能用蓋斯定律 進行有關反應熱的簡單計算。進行有關反應熱的簡單計算。5了解能源是人類生存和社會發(fā)展的重要基礎。了解能源是人類生存和社會發(fā)展的重要基礎。 了解化學在解決能源危機中的重要

2、作用。了解化學在解決能源危機中的重要作用。一、吸熱反應和放熱反應一、吸熱反應和放熱反應有下列變化：有下列變化：H2在在Cl2中燃燒碳酸鈣分解鋁熱中燃燒碳酸鈣分解鋁熱反應酸堿中和反應緩慢氧化反應酸堿中和反應緩慢氧化Na2CO3水解水解NaOH固體溶于水鐵和稀固體溶于水鐵和稀H2SO4反應反應Ba(OH)28H2O和和NH4Cl反應工業(yè)合成氨反應工業(yè)合成氨1屬于放熱反應的有：屬于放熱反應的有： ，這些反應的進，這些反應的進 行，實現了行，實現了 能向能向 能的轉變。能的轉變。2屬于吸熱反應的有：屬于吸熱反應的有： ，這些反應的進行，實，這些反應的進行，實 現了現了 能向能向 能的轉變。能的轉變?；?/p>

3、學化學熱熱熱熱化學化學二、反應熱二、反應熱 下表中的數據是破壞下表中的數據是破壞1 mol物質中的化學鍵所消耗的物質中的化學鍵所消耗的能量能量(kJ)：物質物質H2(g)O2(g)H2O(g)能量能量43649692612H2(g)O2(g)=2H2O(g)反應是反應是 (填填“吸熱吸熱”或或“放熱放熱”)反應，這說明反應，這說明2 mol H2(g)和和1 mol O2(g)具有的能具有的能量比量比2 mol H2O(g)具有的能量具有的能量 (填填“高高”或或“低低”)。斷裂。斷裂反應物中化學鍵吸收的能量反應物中化學鍵吸收的能量 填填(“大于大于”或或“小于小于”)形成生成物中化學鍵放出的

4、能量。形成生成物中化學鍵放出的能量。放熱放熱小于小于高高2請用圖示表示出請用圖示表示出2 mol H2(g)與與1 mol O2(g)生成生成2 mol H2O(g)的反應過程。的反應過程。3根據表中數據，寫出根據表中數據，寫出H2(g)與與O2(g)完全反應生成完全反應生成H2O(g)的熱化學方程式：的熱化學方程式： 。4若已知：若已知：H2O(g)=H2O(l)H44 kJ/mol，則表，則表示示H2燃燒熱的熱化學方程式為燃燒熱的熱化學方程式為 。2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H484 kJ/mol三、蓋斯定律三、蓋斯定律把煤作為燃料可通過下列兩種途徑：把煤作為燃料可通過下列兩種途

5、徑：途徑途徑：C(s)O2(g)= = CO2(g) Ha kJ/mol途徑途徑：先制水煤氣：先制水煤氣：C(s)H2O(g)= CO(g)H2(g) Hb kJ/mol再燃燒水煤氣：再燃燒水煤氣：2CO(g)O2(g)= 2CO2(g) Hc kJ/mol2H2(g)O2(g)= 2H2O(g) Hd kJ/mol1兩種途徑放熱：途徑兩種途徑放熱：途徑放出的熱量放出的熱量 (填填“大于大于”、 “小于小于”或或“等于等于”)途徑途徑放出的熱量。放出的熱量。2制水煤氣的反應中，反應物具有的總能量制水煤氣的反應中，反應物具有的總能量 生成生成 物所具有的總能量，反應條件應為物所具有的總能量，反應

6、條件應為 。3a、b、c、d的數學關系式可表達為的數學關系式可表達為 。等于等于小于小于高溫高溫cd2(ab)3中和熱只強調中和熱只強調H和和OH結合生成結合生成1 mol水時對應的熱效水時對應的熱效應。應。Ba(OH)2與與H2SO4反應既有水生成，又有沉淀生成，故反應既有水生成，又有沉淀生成，故不屬于中和熱。燃燒熱強調不屬于中和熱。燃燒熱強調1 mol可燃物完全燃燒且生成穩(wěn)可燃物完全燃燒且生成穩(wěn)定的氧化物，故定的氧化物，故H2在在Cl2中燃燒生成中燃燒生成HCl不屬于燃燒熱。不屬于燃燒熱。4化學反應的熱效應用化學反應的熱效應用H表示，表示，H由符號和數字組成，由符號和數字組成，單位是單位是

7、kJmol1，計算和比較時要包括，計算和比較時要包括“”、“”號。而號。而化學反應中放出和吸收的熱量沒有符號，只有數值，單位化學反應中放出和吸收的熱量沒有符號，只有數值，單位是是kJ。5不論化學反應是否可逆，熱化學方程式中的反應熱不論化學反應是否可逆，熱化學方程式中的反應熱H表示反應進行到底表示反應進行到底(完全轉化完全轉化)時的能量變化。如：時的能量變化。如：2SO2(g)O2(g) = = 2SO3(g)H197 kJ/mol是指是指2 mol SO2(g)和和1 mol O2(g)完全轉化為完全轉化為2 mol SO3(g)時放出時放出的能量。若在相同的溫度和壓強時，向某容器中加入的能量

8、。若在相同的溫度和壓強時，向某容器中加入2 mol SO2(g)和和1 mol O2(g)反應達到平衡時，放出的能量反應達到平衡時，放出的能量為為Q，因反應不能完全轉化生成，因反應不能完全轉化生成2 mol SO3(g)，故，故Q197 kJ。判斷正誤：判斷正誤：(正確的打正確的打“”號，錯誤的打號，錯誤的打“”號號)(1)(2011福建高考福建高考)合理開發(fā)利用可燃冰合理開發(fā)利用可燃冰(固態(tài)甲烷水合物固態(tài)甲烷水合物) 有助于緩解能源緊缺。有助于緩解能源緊缺。 ()(2)(2011海南高考海南高考)某反應的某反應的H100 kJmol1，則正反，則正反 應活化能小于應活化能小于100 kJmo

9、l1。 ()(3)(2010福建高考福建高考)對于同一個化學反應，無論是一步完成對于同一個化學反應，無論是一步完成 還是分幾步完成，其反應的焓變相同。還是分幾步完成，其反應的焓變相同。 ()(4)(2010浙江高考浙江高考)甲烷的標準燃燒熱為甲烷的標準燃燒熱為890.3 kJ/mol， 則甲烷燃燒的熱化學方程式可表示為：則甲烷燃燒的熱化學方程式可表示為：做考題查漏補缺做考題查漏補缺解析：解析：由蓋斯定律知由蓋斯定律知2即得到反應即得到反應Na2O2(s)2Na(s) = = 2Na2O(s)H317 kJmol1。答案：答案：Na2O2(s)2Na(s) = = 2Na2O(s)H317 kJ

10、mol12下列有關熱化學方程式的敘述正確的是下列有關熱化學方程式的敘述正確的是 ()A已知已知2H2(g)O2(g) = = 2H2O(g)H483.6 kJ/mol，則氫氣的燃燒熱為則氫氣的燃燒熱為241.8 kJ/molB已知已知C(石墨，石墨，s) = = C(金剛石金剛石 ，s)H0， 則金剛石比石墨穩(wěn)定則金剛石比石墨穩(wěn)定C含含20.0 g NaOH的稀溶液與稀鹽酸完全中和，放出的稀溶液與稀鹽酸完全中和，放出28.7 kJ的熱量，則表示該反應中和熱的熱化學方程式為：的熱量，則表示該反應中和熱的熱化學方程式為：NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.4 kJ/

11、molD已知已知2C(s)2O2(g)=2CO2(g)H1， 2C(s)O2(g)=2CO(g)H2，則，則H1H2解析：解析：氫氣充分燃燒生成穩(wěn)定的氧化物是液態(tài)水，氫氣充分燃燒生成穩(wěn)定的氧化物是液態(tài)水，A不正確；石墨轉化為金剛石不正確；石墨轉化為金剛石H0，金剛石的能量高，金剛石的能量高，故石墨較穩(wěn)定，故石墨較穩(wěn)定，B不正確；碳完全燃燒放出的熱量多，不正確；碳完全燃燒放出的熱量多，H2應大于應大于H1，D不正確。不正確。答案：答案：C3(2011沈陽模擬沈陽模擬)下列熱化學方程式或說法正確的是下列熱化學方程式或說法正確的是()A甲烷的燃燒熱為甲烷的燃燒熱為H890 kJmol1，則甲烷燃，則

12、甲烷燃燒的熱化學方程式可表示為：燒的熱化學方程式可表示為：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890 kJmol1B500、30 MPa下，將下，將0.5 mol N2和和1.5 mol H2置置于密閉的容器中充分反應生成于密閉的容器中充分反應生成NH3(g)，放熱，放熱19.3 kJ，其熱化學方程式為：其熱化學方程式為：N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H38.6 kJmol1C已知：已知：H2(g)F2(g)=2HF(g) H270 kJmol1，則則1 mol氫氣與氫氣與1 mol氟氣反應生成氟氣反應生成2 mol液態(tài)氟化氫放液態(tài)氟化氫放出的熱量小于出的熱量小于27

13、0 kJD在在C中相同條件下，中相同條件下，2 mol HF氣體的能量小于氣體的能量小于1 mol氫氫 氣與氣與1 mol氟氣的能量總和氟氣的能量總和解析：解析：根據燃燒熱的概念，根據燃燒熱的概念，A中生成的水應呈液態(tài)，中生成的水應呈液態(tài)，A錯錯誤；氮氣和氫氣反應生成氨氣是可逆反應，其不能完全轉誤；氮氣和氫氣反應生成氨氣是可逆反應，其不能完全轉化為氨氣，所放出的熱量也不是化為氨氣，所放出的熱量也不是38.6 kJ，B錯誤；氣態(tài)物錯誤；氣態(tài)物質轉化為液態(tài)物質時放熱，故質轉化為液態(tài)物質時放熱，故1 mol氫氣與氫氣與1 mol氟氣反應氟氣反應生成生成2 mol液態(tài)氟化氫時放出的熱量大于液態(tài)氟化氫時

14、放出的熱量大于270 kJ，C錯誤；錯誤；由于氫氣和氟氣反應生成氟化氫時放熱，故由于氫氣和氟氣反應生成氟化氫時放熱，故2 mol HF氣體氣體的能量小于的能量小于1 mol氫氣與氫氣與1 mol氟氣的能量總和，氟氣的能量總和，D正確。正確。答案：答案：D 鏈知識觸類旁通鏈知識觸類旁通 書寫熱化學方程式的注意事項書寫熱化學方程式的注意事項(1)注意注意H的符號和單位：的符號和單位：若為放熱反應，若為放熱反應，H為為“”；若為吸熱反應，；若為吸熱反應，H為為“”。H的單位為的單位為kJ/mol。(2)注意反應熱的測定條件：注意反應熱的測定條件：書寫熱化學方程式時應注明書寫熱化學方程式時應注明H的測

15、定條件的測定條件(溫度、壓溫度、壓強強)，但絕大多數，但絕大多數H是在是在25、101 325 Pa下測定的，下測定的，此時可不注明溫度和壓強。此時可不注明溫度和壓強。(3)注意熱化學方程式中的化學計量數：注意熱化學方程式中的化學計量數：熱化學方程式中各物質化學式前面的化學計量數僅表示該熱化學方程式中各物質化學式前面的化學計量數僅表示該物質的物質的量，并不表示分子數或原子數。因此化學計物質的物質的量，并不表示分子數或原子數。因此化學計量數可以是整數，也可以是分數。量數可以是整數，也可以是分數。(4)注意物質的聚集狀態(tài)：注意物質的聚集狀態(tài)：反應物和產物的聚集狀態(tài)不同，反應熱反應物和產物的聚集狀態(tài)

16、不同，反應熱H不同。因此，不同。因此，必須注明物質的聚集狀態(tài)才能完整地體現出熱化學方程式必須注明物質的聚集狀態(tài)才能完整地體現出熱化學方程式的意義。氣體用的意義。氣體用“g”，液體用，液體用“l(fā)”，固體用，固體用“s”，溶液用，溶液用“aq”。熱化學方程式中不標注反應條件以及熱化學方程式中不標注反應條件以及和和，也不用，也不用“”連連接反應物與生成物。接反應物與生成物。(5)注意注意H的數值與符號：的數值與符號：熱化學方程式是表示反應已完成的數量。由于熱化學方程式是表示反應已完成的數量。由于H與反與反應完成的物質的量有關，所以熱化學方程式中化學式應完成的物質的量有關，所以熱化學方程式中化學式前面

17、的化學計量數必須與前面的化學計量數必須與H相對應，如果化學計量數相對應，如果化學計量數加倍，則加倍，則H也要加倍。逆反應的反應熱數值相等，但也要加倍。逆反應的反應熱數值相等，但符號相反。符號相反。(6)注意燃燒熱和中和熱：注意燃燒熱和中和熱：做考題查漏補缺做考題查漏補缺4(2011海南高考海南高考)已知：已知：2Zn(s)O2(g)=2ZnO(s)H701.0 kJmol12Hg(l)O2(g)=2HgO(s)H181.6 kJmol1則反應則反應Zn(s)HgO(s)=ZnO(s)Hg(l)的的H為為 ()A519.4 kJmol1B259.7 kJmol1C259.7 kJmol1 D51

18、9.4 kJmol1答案：答案：C5下面是四個化學反應的熱化學方程式：下面是四個化學反應的熱化學方程式：C(s)O2(g)=CO2(g)H12H2(g)O2(g)=2H2O(l)H2CH3COOH(l)2O2(g)=2CO2(g)2H2O(l) H32C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l) H4下列焓變之間的關系正確的是下列焓變之間的關系正確的是 ()A2H1H2H3H4BH22H1H3H4CH32H1H2H4DH42H1H2H3解析：解析：根據蓋斯定律，將根據蓋斯定律，將三個熱化學方程式進三個熱化學方程式進行處理即可得到：行處理即可得到：2。答案：答案：D答案：答案：B(3)主要應用：計算某些難以直接測量的反應的反應熱。主要應用：計算某些難以直接測量的反應的反應熱。(4)注意事項：應用蓋斯定律進行計算，關鍵在于設計反應途徑。注意事項：應用蓋斯定律進行計算，關鍵在于設計反應途徑。當反應式乘以或除以某數時，當反應式乘以或除以某數時，H也應乘以或除以相同的數也應乘以或除以相同的數值。值。熱化學方程式加減運算以及比較反應熱的大小時，熱化學方程式加減運算以及比較反應熱的大小時，H都要都要帶帶“”、“”號進行計算、比較，即把號進行計算、比較，即把H看作一個整體進行看作一個整體進行分析判斷。分析判斷。在設計的反應途徑中常會遇到同一物質固、液、氣三態(tài)的