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文檔簡介
第一單元全部化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)第1頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月第一單元化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)化學(xué)反應(yīng)的焓變第2頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月一、化學(xué)反應(yīng)的焓變1.反應(yīng)熱在化學(xué)反應(yīng)過程中,當反應(yīng)物和生成物具有相同
時,所
或
的熱量。2.焓變在
的條件下,化學(xué)反應(yīng)過程中
或
的熱量。符號
,常用單位
。溫度吸收放出恒溫、恒壓吸收釋放kJ·mol-1ΔH第3頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月3.ΔH與吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)的關(guān)系(1)ΔH
0時,反應(yīng)物的總能量
生成物的總能量,反應(yīng)過程
熱量,為吸熱反應(yīng)。(2)ΔH
0時,反應(yīng)物的總能量
生成物的總能量,反應(yīng)過程
熱量,為放熱反應(yīng)。4.化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時,斷開反應(yīng)物中的化學(xué)鍵要
能量,形成生成物中的化學(xué)鍵要
能量。>小于吸收<大于放出吸收放出第4頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月 1.影響焓變的因素有哪些?【提示】溫度、壓強、物質(zhì)的聚集狀態(tài)和參加反應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的量。第5頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月【問1】:在我們以前所學(xué)的化學(xué)反應(yīng)中有哪些是吸熱反應(yīng)?有哪些是放熱反應(yīng)?第6頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月常見的吸熱反應(yīng):所有的電離過程所有的水解反應(yīng)水煤氣的生成反應(yīng)、炭與二氧化碳生成一氧化碳氯化銨與氫氧化鋇的反應(yīng)多數(shù)的分解反應(yīng)Ba(OH)2+2NH4ClBaCl2+2NH3↑+2H2OC+H2O(g)CO+H2高溫第7頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月常見的放熱反應(yīng):所有的燃燒反應(yīng)所有的中和反應(yīng)活潑金屬與水、酸的反應(yīng)多數(shù)的化合反應(yīng)C+CO22CO△N2+O22NO放電以下特殊的化合反應(yīng)是吸熱反應(yīng):第8頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月二、熱化學(xué)方程式1.定義能夠表示
的化學(xué)方程式。2.注意點(1)指明反應(yīng)時的
和
,若在25℃、101kPa時進行的反應(yīng),可不注明。(2)在化學(xué)方程式右邊注明ΔH的“
”、“
”和
。(3)所有反應(yīng)物和生成物都用括號注明了它們在反應(yīng)時的
。常用s、l、g分別表示固體、液體和氣體,aq表示溶液。反應(yīng)熱溫度壓強+-單位狀態(tài)kJ/mol或kJ·mol-1第9頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月(4)化學(xué)計量數(shù)只表示
,因此可以為
。(5)化學(xué)計量數(shù)和反應(yīng)熱數(shù)值可以同時增大或減小
倍數(shù)。(由于ΔH與反應(yīng)完成物質(zhì)的量有關(guān),所以方程式中化學(xué)式前面的化學(xué)計量數(shù)必須與ΔH相對應(yīng),如果化學(xué)計量數(shù)加倍,則ΔH也要加倍。當反應(yīng)逆向進行時,其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等,符號相反。)3.意義不僅表示化學(xué)反應(yīng)中的
變化,而且表示化學(xué)反應(yīng)中的
變化。物質(zhì)的量分數(shù)相同物質(zhì)能量第10頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月2.同一個化學(xué)反應(yīng),是否只有一種形式的熱化學(xué)方程式?【提示】熱化學(xué)方程式表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系,而ΔH的值與參加反應(yīng)的物質(zhì)的物質(zhì)的量有關(guān),故熱化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)不同時,ΔH亦不同,一個化學(xué)反應(yīng),可有多種形式的熱化學(xué)方程式。H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=-184.6KJ/molH2(g)+Cl2(g)=HCl(g)△H=-92.3KJ/mol第11頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月第12頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月第13頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月第14頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月第15頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月(2)計算反應(yīng)熱的公式ΔH=E(生成物)-E(反應(yīng)物)(宏觀)E(反應(yīng)物)>E(生成物),反應(yīng)放熱,ΔH<0;E(反應(yīng)物)<E(生成物),反應(yīng)吸熱,ΔH>0。四、焓變與物質(zhì)能量及鍵能的關(guān)系 焓變與反應(yīng)物和生成物的能量有何關(guān)系?第16頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月一個化學(xué)反應(yīng)是放熱還是吸熱的本質(zhì)原因所有斷鍵吸收的總能量與所有形成新鍵放出的總能量的相對大小第17頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月觀察下列示意圖:1、從該圖你獲得什么信息?2、你能計算出該反應(yīng)過程中能量的變化為多少嗎?第18頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月ΔH=[436kJ/mol+243kJ/mol]-431kJ/mol×2=-183kJ/mol第19頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月(2)由鍵能求焓變的公式ΔH=反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和反應(yīng)物的鍵能總和>生成物的鍵能總和,反應(yīng)吸熱,ΔH>0;反應(yīng)物的鍵能總和<生成物的鍵能總和,反應(yīng)放熱,ΔH<0。第20頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月 已知1g氫氣完全燃燒生成水蒸氣時放出熱量121kJ,且氧氣中1molO=O鍵完全斷裂時吸收熱量496kJ,水蒸氣中1molH—O鍵形成時放出熱量463kJ,則氫氣中1molH—H鍵斷裂時吸收熱量為 ()A.920kJ B.557kJC.436kJ D.188kJ例第21頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月【答案】C【規(guī)律方法】任何一個化學(xué)反應(yīng)在發(fā)生物質(zhì)變化的同時必然存在能量的變化,化學(xué)反應(yīng)中化學(xué)鍵的斷裂和形成是反應(yīng)過程中有能量變化的本質(zhì)原因。注意:每個H2O分子中存在2個O—H鍵。反應(yīng)熱(ΔH)=反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和。第22頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月小結(jié):△H=生成物總能量-反應(yīng)物總能量△H=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能宏觀:微觀:第23頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月反應(yīng)熱的測量與計算
第24頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月在稀溶液中,強酸跟強堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol水時的反應(yīng)熱叫做中和熱.HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H=-
kJ/mol一、中和熱:第25頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月【思考】觀察量熱計的構(gòu)造1、量熱計直接測得的數(shù)據(jù)是什么?是焓變的數(shù)值嗎?是體系溫度的變化第26頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月(1)用一個量筒量取50mL0.50mol/L鹽酸,倒入j簡易量熱計中,測量鹽酸的溫度(t1)
,(注意要把溫度計上的酸用水沖洗干凈)。溫度計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?
因為該溫度計還要用來測堿液的溫度,若不沖洗,溫度計上的酸會和堿發(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,會使總?cè)芤旱馁|(zhì)量增加,而導(dǎo)致實驗結(jié)果誤差。1.實驗步驟:二、反應(yīng)熱的測量第27頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月(2)用另一個量筒量取50mL0.50mol/LNaOH溶液,并測量NaOH溶液的溫度(t2)(3)將量筒中的NaOH溶液迅速倒入盛有鹽酸的簡易量熱計中,立即蓋上蓋板,用環(huán)形玻璃攪拌棒不斷攪拌,觀察溫度計的溫度變化,準確讀取并記錄反應(yīng)體系的最高溫度(t3).酸、堿混合時,為何要把量筒中的NaOH溶液迅速入小燒杯而不能緩緩倒入?.因為本實驗的關(guān)鍵是測反應(yīng)的反應(yīng)熱,若動作遲緩,將會使熱量損失而使誤差增大。
實驗中能否用環(huán)形銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒?為什么?不能。因為銅絲易導(dǎo)熱,使熱量損失較大第28頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月(4)假設(shè)溶液的比熱容與水的比熱容相等,溶液的密度與水的密度相等,忽略量熱計的比熱,根據(jù)溶液溫度升高的數(shù)值,計算該反應(yīng)的反應(yīng)熱并寫出熱化學(xué)方程式??芍貜?fù)實驗三次,取測量所得數(shù)據(jù)的平均值作為計算依據(jù)。第29頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月鹽酸溫度(t1)/℃氫氧化鈉溶液溫度(t2)/℃反應(yīng)體系最高溫度(t3)/℃反應(yīng)體系的溫度變化(Δt)=t3-
/℃(t1+t2)2反應(yīng)體系的質(zhì)量[m=(V酸·ρ酸+V堿·
ρ堿)、g中和反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH=-C×m×
Δt×10-30.025KJ·mol-1第30頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月(5)如果用同樣的方法測定氫氧化鉀與鹽酸反應(yīng)、氫氧化鈉與硝酸反應(yīng)的反應(yīng)熱,請預(yù)測其反應(yīng)熱是否相同,并設(shè)計實驗方案加以驗證。實驗的結(jié)果相同,因為三個反應(yīng)的本質(zhì)一樣,都是H++OH-=H2O。第31頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月在稀溶液中,強酸與強堿的反應(yīng)中和熱都是57.3kJ·mol-1H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)△H=-57.3kJ·mol-1通過實驗測得的數(shù)據(jù)普遍低于標準值,請分析原因,并提出減少實驗誤差的方案(如充分反應(yīng),減少熱交換等)。第32頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月可能的原因有:誤差分析:1.量取溶液的體積有誤差(測量結(jié)果是按50mL的酸、堿進行計算,若實際量取時,多于50mL或小于50mL都會造成誤差)2.溫度計的讀數(shù)有誤。4.實驗過程中有液體灑在外面。5.混合酸、堿溶液時,動作緩慢,導(dǎo)致實驗誤差。6.隔熱操作不到位,致使實驗過程中熱量損失而導(dǎo)致誤差。3.測了酸后的溫度計未用水清洗而立即去測堿的溫度第33頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月討論下列問題1.若改用100mL0.50mol/L的鹽酸和100mL0.50mol/L的NaOH溶液,所測中和熱的數(shù)值是否約為本實驗結(jié)果的二倍(假定各步操作沒有失誤)?答案:否。因中和熱是指酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時放出的熱量,其數(shù)值與反應(yīng)物的量的多少無關(guān),故所測結(jié)果應(yīng)基本和本次實驗結(jié)果相同(若所有操作都準確無誤,且無熱量損失,則二者結(jié)果相同)。與上述實驗相比,所放出的熱量
(填“相等”“不相等”),所求中和熱_______(填“相等”“不相等”),不相等相等
有人建議用50mL0.55mol/LNaOH進行上述實驗,測得的中和熱數(shù)值會更加準確。為什么?
可以保證鹽酸完全反應(yīng)。使測得的熱量更加準確第34頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月強酸與弱堿、強堿與弱酸、弱酸與弱堿反應(yīng)生成1mol水時所放出的熱量都小于57.3kJ。由于電離過程是吸熱的,而弱酸、弱堿都較難電離。2.本實驗中若把50mL0.50mol/L的鹽酸改為50mL0.50mol/L醋酸,所測結(jié)果是否會有所變化?為什么?答案:會有所變化。因為醋酸為弱電解質(zhì),其電離時要吸熱,故將使測得結(jié)果偏小。第35頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月概念辨析若將1L1mol/LNaOH溶液中加入稀醋酸、稀硫酸、稀硝酸,恰好完全反應(yīng)時的熱效應(yīng)分別為△H1、△H2、△H3;則三者的大小關(guān)系為
?!鱄1>△H3=△H2第36頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月【過渡】通過實驗測定化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱是最直接的方法,但是,并不是所有反應(yīng)的反應(yīng)熱都能通過實驗測定。如C(s)+1/2O2(g)=CO(g)的反應(yīng)熱不能由實驗測得,因為在反應(yīng)中總會有CO2生成第37頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月ΔH=
=
=
ΔH1-ΔH2-393.5kJ/mol-(-283.0_kJ/mol)-110.5kJ/mol已知:C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ/molCO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H2=-283.0kJ/mol求:C(s)+1/2O2(g)=CO(g)的反應(yīng)熱第38頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月二、蓋斯定律蓋斯定律表明:一個化學(xué)反應(yīng)的焓變僅與反應(yīng)的起始狀態(tài)和反應(yīng)的最終狀態(tài)有關(guān),而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。1、概念:一個化學(xué)反應(yīng),不論是一步完成,還是分幾步完成,其總的熱效應(yīng)是完全相同的。第39頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月第40頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月如何理解蓋斯定律?ΔH、ΔH1、ΔH2之間有何關(guān)系?ΔH=ΔH1+ΔH2BΔHACΔH1ΔH2第41頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月 已知下列兩個熱化學(xué)方程式:(1)P4(s,白磷)+5O2(g)===P4O10(s)ΔH1=-2983.2kJ/mol第42頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月應(yīng)用蓋斯定律計算反應(yīng)熱時應(yīng)注意哪些事項?【提示】(1)熱化學(xué)方程式同乘以某一個數(shù)時,反應(yīng)熱數(shù)值也必須乘上該數(shù)。(2)熱化學(xué)方程式相加減時,同種物質(zhì)之間可相加減,反應(yīng)熱也隨之相加減。(3)將一個熱化學(xué)方程式顛倒時,ΔH的“+”“-”號必須隨之改變。第43頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月已知下列熱化學(xué)方程式:①Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g)ΔH=-25kJ·mol-1②3Fe2O3(s)+CO(g)===2Fe3O4(s)+CO2(g)ΔH=-47kJ·mol-1則Fe3O4(s)被CO還原成Fe和CO2的熱化學(xué)方程式為()A.Fe3O4+4CO===3Fe+4CO2ΔH=-14kJ·mol-1B.Fe3O4(s)+4CO(g)===3Fe(s)+4CO2(g)ΔH=-22kJ·mol-1C.Fe3O4(s)+4CO(g)===3Fe(s)+4CO2(g)ΔH=+14kJ·mol-1D.Fe3O4(s)+4CO(g)===3Fe(s)+4CO2(g)ΔH=-14kJ·mol-1第44頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月某次發(fā)射火箭,用N2H4(肼)在NO2中燃燒,生成N2、液態(tài)H2O。已知:N2(g)+2O2(g)==2NO2(g)△H1=+67.2kJ/molN2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l)△H2=-534kJ/mol假如都在相同狀態(tài)下,請寫出發(fā)射火箭反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)△H=-1135.2kJ/mol
例題第45頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月能源的充分利用第46頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月標準燃燒熱定義:在101kPa時,lmol物質(zhì)完全燃燒的反應(yīng)熱.衡量燃料燃燒放出熱量大小的物理量熱值定義:在101kPa時,lg物質(zhì)完全燃燒的反應(yīng)熱.一、標準燃燒熱1、標準燃燒熱與熱值的定義第47頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月關(guān)于燃燒熱的理解:①研究條件:25℃,101kPa②反應(yīng)程度:完全燃燒③燃燒物的物質(zhì)的量:1mol④研究內(nèi)容:放出的熱量。(ΔH<0,單位kJ/mol)⑤在未有特別說明的情況下,外界壓強一般指25℃,101kPa.所謂完全燃燒也是完全氧化,它是指物質(zhì)中的下列元素完全轉(zhuǎn)變成對應(yīng)的穩(wěn)定物如:C→CO2(g);H→H2O(l);S→SO2(g);Cl→HCl(g);N→N2(g)第48頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月【思考】燃燒放出的熱量與標準燃燒熱有什么不同?答:①燃燒放出的熱量與物質(zhì)的多少有關(guān),燃燒的物質(zhì)越多,放出的熱量就越多,而標準燃燒熱規(guī)定是1mol的可燃物;②研究燃燒放出的熱量并未限定燃燒產(chǎn)物的形態(tài),而研究標準燃燒熱必須是生成穩(wěn)定的氧化物。所以,不同量的同一物質(zhì)完全燃燒,放出的熱量可能不同,但標準燃燒熱是一定的。第49頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月H2(g)+O2(g)==H2O(l);ΔH=-285.8kJ/mol
由于計算標準燃燒熱時,可燃物是以1mol作為標準來計算的,所以熱化學(xué)方程式的化學(xué)計量系數(shù)常出現(xiàn)分數(shù)。2、研究物質(zhì)標準燃燒熱的意義了解化學(xué)反應(yīng)完成時產(chǎn)生熱量的多少,以便更好地控制反應(yīng)條件,充分利用能源。第50頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月概念辨析:1.下列各組物質(zhì)的標準燃燒熱相等的是:()A.碳和一氧化碳B.1mol碳和2mol碳C.1mol乙炔和2mol碳D.淀粉和纖維素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.已知熱化學(xué)方程式:則氫氣的標準燃燒熱為:________285.8kJ/mol3、燃燒熱的計算及應(yīng)用第51頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月297kJ·mol-1S
(s)+O2(g)=SO2(g)△H=-297kJ·mol-13:10g硫磺在氧氣中完全燃燒生成氣態(tài)SO2,放出的熱量能使500gH2O溫度由18℃升至62.4℃,則硫磺的標準燃燒熱為
,熱化學(xué)方程式為
。(已知每克水溫度每升高1℃所需熱量為4.18J)第52頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月小結(jié):標準燃燒熱和中和熱的區(qū)別與聯(lián)系1mol反應(yīng)物完全燃燒時放出的熱量;不同反應(yīng)物,標準燃燒熱不同。生成1mol水時放出的熱量;強酸與強堿的中和熱都約為57.3kJ/mol
。標準燃燒熱中和熱相同點不同點能量變化
H標準含義放熱反應(yīng)
H<0;單位:kJ/mol1mol可燃物生成1mol水第53頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣是通過化學(xué)方法將煤轉(zhuǎn)化為潔凈燃料的方法之一。C+H2O=CO+H2已知:C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5KJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)△H2=-241.8KJ/molCO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H3=-283.0KJ/mol甲同學(xué)認為:“煤燃燒時加少量的水,可以使煤炭燃燒放出更多的熱量?!币彝瑢W(xué)認為:“將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣再燃燒放出的熱量與直接燃燒煤放出的熱量一樣,而將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣會增加消耗,因此,將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣得不償失?!蹦阏J為他們說得有道理嗎?交流與討論第54頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月二、能源利用與節(jié)能措施
能源就是能提供能量的自然資源,包括化石燃料(煤、石油、天然氣)、陽光、風(fēng)力、流水、潮汐以及柴草等。能源的開發(fā)和利用可以用來衡量一個國家或地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平。
煤、石油、天然氣是當今世界上重要的化石燃料。但它們的蘊藏有限,且不可再生。解決的辦法:開源節(jié)流。即開發(fā)新能源,節(jié)約現(xiàn)有能源,提高能源的利用率。
節(jié)約能源的重要措施:科學(xué)地控制燃燒反應(yīng),使燃料充分燃燒,提高能源的利用率。資料卡通過降低反應(yīng)溫度的節(jié)能措施——P10閱讀材料第55頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月使燃料充分燃燒的措施:(1)通入充足且適量的空氣;(2)固體燃料粉碎、液體燃料噴霧以增大燃料與空氣的接觸面。第56頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月再見第57頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月按轉(zhuǎn)換狀況分類一次能源二次能源水能、生物能、石油、太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒑Q竽?、核能電力、焦碳、煤氣、蒸汽、熱水、汽油、煤油、沼氣?8頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月思考下列問題:1、世界上最重要的化石燃料有哪些?有何優(yōu)點?2、廣義講,哪些物質(zhì)可稱為燃料?3、從資源蘊藏、開采、運輸、資源綜合利用以及環(huán)境保護等方面探討煤作燃料的利弊。4、我國能源利用現(xiàn)狀?如何調(diào)整和優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)的方向?5、新能源的特點?哪些是認為最有希望的新能源?第59頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月1、世界上最重要的化石燃料:
煤(主要成分C)、石油(主要為烴的混合物,其中重要產(chǎn)物汽油的主要成分為辛烷C8H18)、天然氣(主要成分甲烷)。優(yōu)點:燃燒熱都很高。2、廣義講,能夠發(fā)生燃燒,反應(yīng)放出熱量的物質(zhì)都可稱為燃料。3、煤作燃料的利弊從化學(xué)的角度,煤的燃燒熱雖高,但燃燒反應(yīng)速率慢,熱量利用率低;且煤是重要的化工原料,把煤作燃料燒掉不僅會產(chǎn)生SO2等有害氣體和煙塵,而且浪費資源。第60頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月
從資源、環(huán)境的角度,煤是我國儲量最多的能源資源,應(yīng)充分利用。但煤的形成需經(jīng)數(shù)億年的時間,屬于不可再生能源,且大量開采雖成本較低,但存在造成地面塌陷及瓦斯爆炸等隱患。煤的直接燃燒是一種低效的利用,且對環(huán)境會造成污染。從綜合經(jīng)濟效益角度,通過清潔煤技術(shù),如煤的液化和氣化,及實行煙氣凈化脫硫等,減少燃燒煤的對環(huán)境的污染,提高煤燃燒的熱利用率。4、我國是少數(shù)以煤為主要能源的國家,且煤燃燒的熱利用率較低。第61頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月
我國調(diào)整和優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)的方向:一方面,要提高煤燃燒的熱利用率;另一方面,降低煤在能源結(jié)構(gòu)中的比率,節(jié)約油氣資源,加快開發(fā)水電、核電和新能源,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。5、新能源的特點:
資源豐富,可再生,對環(huán)境無污染或很少污染。最有希望的新能源:太陽能、燃料電池、風(fēng)能和氫能等。第62頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月H2(g)=2H(g)△H=+Q11/2O2(g)=O(g)△H=+Q22H(g)+O(g)=H2O(g)△H=-Q3H2O(g)=H2O(l)△H=-Q4H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H=-Q5試指出Q5與Q1、Q2、Q3、Q4的關(guān)系。
1、已知下列反應(yīng):第63頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月2、
若在標準狀況下,將H2和O2組成的混合氣體點燃爆炸后再恢復(fù)到標況,氣體體積減少了33.6L,則反應(yīng)放出的熱量是___________kJ。286;△H
=-484kJ/mol;△H
=-572kJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)第64頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月3、已知熱化學(xué)方程式
現(xiàn)有12克純炭不完全燃燒,所得氣體中CO占
3/4體積,與12克純炭完全燃燒相比較,此反應(yīng)損失了多少熱量?第65頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月1、你所了解的傳統(tǒng)能源有哪些?新能源又有哪些?傳統(tǒng)能源;煤、石油、天然氣、熱力、電力等新能源:太陽能、核能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮堋⒑Q竽?、氫能、天然氣水合物等能源?6頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月2、能源又可以分為一級能源和二級能源。一級能源是指直接取自自然界,沒有加工轉(zhuǎn)換的各種能量和資源;二級能源是指由一級能源經(jīng)過加工轉(zhuǎn)換后得到的能源。根據(jù)這種分類法,請將上面提到的能源重新分類?一級能源:煤、石油、天然氣、太陽能、天然氣水合物
、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮?、海洋能二級能源:氫能、、電力、核能能源?7頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月思考:在許多場合將煤塊直接燃燒,這種燃燒方式存在什么缺陷?采用這種方式燃燒煤,煤與空氣的接觸面積不夠,內(nèi)部煤的燃燒效率偏低,浪費了能源。另外,直接燃燒煤會使其中的硫轉(zhuǎn)化為二氧化硫,引起大氣的污染。第68頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月有哪些可以提高煤的燃燒效率的方法嗎?目前常用的方法主要有三種:(1)將煤制成蜂窩狀,以增加與空氣的接觸面積(2)通過一定的方法將煤轉(zhuǎn)化為液體燃料(如甲醇)(3)通過一定的方法將煤轉(zhuǎn)化為氣體燃料(如煤氣)完成第9頁的“交流與討論”,提出你的觀點。第69頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月70第70頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月2、標準燃燒熱:在101KPa時,1mol物質(zhì)完全燃燒的反應(yīng)熱3、1g物質(zhì)完全燃燒的反應(yīng)熱叫做該物質(zhì)的熱值4、物質(zhì)完全燃燒是指物質(zhì)中含有的氮元素轉(zhuǎn)化為N2(g),
氫元素轉(zhuǎn)化為H2O(l),碳元素轉(zhuǎn)化CO2(g),硫元素轉(zhuǎn)化SO2(g)
第71頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月
練習(xí):1.同溫同壓下,下列各組熱化學(xué)方程式中Q2>Q1的是
A.
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g),△H1=-Q1kJ·mol-1;2H2(g)+O2(g)=2H2O(l),△H2=-Q2kJ·mol-1;B.
S(g)+O2(g)=SO2(g),△H1=-Q1kJ·mol-1;S(s)+O2(g)=SO2(g),△H2=-Q2kJ·mol-1;C.
C(s)+O2(g)=CO(g),△H1=-Q1kJ·mol-1;C(s)+O2(g)=CO2(g),△H2=-Q2kJ·mol-1;D.
H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g),△H1=-Q1kJ·mol-1;H2(g)+Cl2(g)=HCl(g),△H2=-Q2kJ·mol-1121212AC第72頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月2、已知下列熱化學(xué)方程式:
2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)△H=-483.6kJ/mol
H2O(l)==H2O(g)△H=+44kJ/mol則氫氣的標準燃燒熱
氫氣熱值
285.8kJ/mol(△H=-285.8kJ/mol)142.9kJ/g第73頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月(2008年高考海南卷)白磷與氧可發(fā)生如下反應(yīng):P4+5O2===P4O10。已知斷裂下列化學(xué)鍵需要吸收的能量根據(jù)如圖所示的分子結(jié)構(gòu)和有關(guān)數(shù)據(jù)估算該反應(yīng)的ΔH,其中正確的是 ()即時突破第74頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月A.(6a+5d-4c-12b)kJ·mol-1B.(4c+12b-6a-5d)kJ·mol-1C.(4c+12b-4a-5d)kJ·mol-1D.(4a+5d-4c-12b)kJ·mol-1第75頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月解析:選A?;瘜W(xué)鍵斷裂吸收的能量為(6a+5d)kJ,化學(xué)鍵生成放出的能量為(12b+4c)kJ。第76頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月1.小結(jié):2.點撥:任何一個化學(xué)反應(yīng)不僅存在物質(zhì)的變化,同時也伴隨著能量的變化。熱化學(xué)方程式要注意以下三要素:第77頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月(1)把握一個定義表示反應(yīng)所放出或吸收的熱量的化學(xué)方程式叫做熱化學(xué)方程式。它是反映了參加反應(yīng)的物質(zhì)的物質(zhì)的量和反應(yīng)熱關(guān)系的化學(xué)方程式。能量的釋放或吸收是以發(fā)生變化的物質(zhì)為基礎(chǔ)的,二者密不可分,但以物質(zhì)為主。能量的多少則以反應(yīng)物和生成物的量及狀態(tài)為基礎(chǔ)。第78頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月(2)明確幾個問題①ΔH是焓變,它表示反應(yīng)物與生成物能量的變化。若反應(yīng)物的能量大于生成物的能量,那么ΔH<0,根據(jù)能量守恒原理,反應(yīng)放熱,則ΔH<0,表示該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。相反,若反應(yīng)物的能量小于生成物的能量,那么ΔH>0,根據(jù)能量守恒原理,反應(yīng)吸熱,則ΔH>0,表示該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。②反應(yīng)熱ΔH與測定條件(溫度、壓強等)有關(guān)。因此書寫熱化學(xué)反應(yīng)式時應(yīng)注明ΔH的測定條件。絕大多數(shù)ΔH是在25℃、101kPa下測定的,可不注明溫度和壓強。第79頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月③反應(yīng)物、生成物的聚集狀態(tài)不同,其具有的能量就不同,因此反應(yīng)熱數(shù)值以及符號都可能不同。所以在書寫熱化學(xué)方程式時,一定要注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)(s、l、g),溶液用“aq”。不需要注明氣體或沉淀符號。④熱化學(xué)方程式是表示反應(yīng)已完成的熱效應(yīng)。ΔH應(yīng)該與方程式中化學(xué)式前的化學(xué)計量數(shù)相對應(yīng),如果化學(xué)計量數(shù)加倍,則ΔH也加倍。第80頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月(3)弄清熱化學(xué)方程式的意義①既表示化學(xué)方程式中的物質(zhì)變化,也表示化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。放熱的化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生,表明物質(zhì)由高能態(tài)走向低能態(tài),而吸熱的化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生,則表明物質(zhì)由低能態(tài)走向高能態(tài)。②在化學(xué)反應(yīng)中,由于有化學(xué)鍵的斷裂和形成,所以化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)來源于反應(yīng)過程中斷裂舊化學(xué)鍵并形成新化學(xué)鍵時的能量變化。我們可以通過化學(xué)鍵鍵能的大小粗略計算化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng),即化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)ΔH=反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和。第81頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月第82頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月1.下列說法正確的是()A.焓變是指1mol物質(zhì)參加反應(yīng)時的能量變化B.當反應(yīng)放熱時ΔH>0,反應(yīng)吸熱時ΔH<0C.在加熱條件下發(fā)生的反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)D.一個化學(xué)反應(yīng)中,當反應(yīng)物總能量大于生成物總能量時,反應(yīng)放熱,ΔH<0第83頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月【解析】焓變是指恒溫、恒壓條件下,反應(yīng)過程中吸收或放出的熱量,A不正確;在加熱條件下發(fā)生的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng),C不正確;在反應(yīng)中物質(zhì)所具有的總能量減少,反應(yīng)就放熱,反之就吸熱,因此D正確;ΔH>0時,物質(zhì)總能量增加,反應(yīng)吸熱,ΔH<0時,物質(zhì)總能量減少,反應(yīng)放熱,B錯誤?!敬鸢浮緿第84頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月2.下列反應(yīng)中,反應(yīng)產(chǎn)物的總焓大于反應(yīng)物總焓的是()A.氫氣在氧氣中燃燒B.鐵絲在氧氣中燃燒C.硫在氧氣中燃燒D.焦炭在高溫下與水蒸氣反應(yīng)【解析】A、B、C均為放熱反應(yīng),說明它們的反應(yīng)物的總焓大于反應(yīng)產(chǎn)物的總焓,多余的能量以熱量的形式放出。而D為吸熱反應(yīng)正好相反,故D正確?!敬鸢浮緿第85頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月3.下列圖象分別表示有關(guān)反應(yīng)的反應(yīng)過程與能量變化的關(guān)系第86頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月?lián)伺袛嘞铝姓f法中正確的是()A.石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸俏鼰岱磻?yīng)B.白磷比紅磷穩(wěn)定C.S(g)+O2(g)===SO2(g)ΔH1,S(s)+O2(g)===SO2(g)ΔH2,則ΔH1>ΔH2D.CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)ΔH>0第87頁,課件共97頁,創(chuàng)作于2023年2月【解析】
A項,石墨的能量比金剛石的能量低,故石墨轉(zhuǎn)化為金剛石是吸熱反應(yīng),正確;B項,白磷比紅磷的能量高,故白磷比紅磷活潑,不穩(wěn)定;C項,S(g)的能量高于S(s)的能量,而且燃燒放熱,S(g)比S(s)放出的熱量多,故ΔH1<ΔH2;D項,CO(g)+H2O(g)的能量高于CO2(g)+H2(g)的能量,故反應(yīng)CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)ΔH<0,B、C、D項均不正確。【答案】
A第88頁,課件共97頁,創(chuàng)作于
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