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第一章 化学反应与能量

第一章 化学反应与能量. 第一节 化学反应与能量的变化. 思考与交流. 1 、你所知道的化学反应中有哪些是放热反应？. 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. 2 、你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应？. 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. 化学反应中存在能量变化的主要原因是： 1. 从化学键的角度加以分析 2. 从能量守恒的角度加以分析. 1. 从化学键的角度加以分析. Q1>Q2,. 反应吸热. 从化学键角度（微观）：. Q1<Q2,. 反应放热. 能量. 能量.

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第一章 化学反应与能量

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Presentation Transcript

  1. 第一章 化学反应与能量 第一节 化学反应与能量的变化

  2. 思考与交流 1、你所知道的化学反应中有哪些是放热反应？ 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 2、你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应？ 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

  3. 化学反应中存在能量变化的主要原因是：1.从化学键的角度加以分析2.从能量守恒的角度加以分析化学反应中存在能量变化的主要原因是：1.从化学键的角度加以分析2.从能量守恒的角度加以分析

  4. 1.从化学键的角度加以分析 Q1>Q2, 反应吸热 从化学键角度（微观）： Q1<Q2, 反应放热

  5. 能量 能量 生成物 反应物 反应物 生成物 反应过程（II） 反应过程（I） 2.从能量守恒的角度加以分析 E1 E2 E2 E1

  6. E1>E2, 反应放热 从物质总能量守恒角度（宏观）： E1<E2, 反应吸热

  7. 一、反应热 焓变 化学反应过程中所释放或吸收的能量， 都可以用热量（或转换成相应的热量）来表 述，叫做反应热。

  8. 如： a A(g) + b B(g) p C(g) ΔH = –m kJ/mol 焓变： 恒压下，用“焓变”表示反应热。 1、符号： 2、单位： ΔH kJ/mol 或 kJ•mol–1 3、规定： 放热反应(体系能量降低)： ∆H < 0， ∆H为“－” 吸热反应(体系能量升高)： ∆H > 0， ∆H为“+ ” 注：单位中的每mol是与整个反应对应的， 即反应热表示每mol反应放出或吸收的热量。

  9. 能量 能量 反应物 生成物 反应物 生成物 反应过程 反应过程 ΔH＝生成物能量－反应物能量（宏观） △H＜0 △H＞0 吸热 放热

  10. H2+Cl2=2HCl ΔH＝[436 kJ/mol＋243 kJ/mol]－ 431 kJ/mol×2＝－183kJ/mol 从键能角度看： ΔH＝反应物总键能－生成物总键能（微观）

  11. 活学活用 C(石墨 s ) C(金刚石 s )ΔH=+1.9kJ/mol 判断物质的稳定性 石墨、金刚石哪个更稳定？

  12. – – ∑E 生成物 ∑E 反应物 ΔH = ΔH = 反应物的键能总和 生成物的键能总和 2.判断反应热的大小

  13. 例 1：1mol C与 1mol H2O(g) 反应生成 lmol CO(g) 和1mol H2(g)，需要吸收131.5kJ的热量，该反应的反应热为△H = kJ/mol。 ＋131.5 例 2：拆开 1mol H－H键、1mol N－H键、1mol N≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ， 则1mol N2生成NH3的反应热为， 则1mol H2生成NH3的反应热为。 －92.0 kJ/mol －30.67 kJ/mol 相当于 1/3 mol N2

  14. H2 + I2 == 2HI 200℃ －14.9 kJ/mol H2(g) + I2 (g) ==== 2HI(g) ΔH = 101kPa 任何一个化学反应都包括物质的变化和能量的变化。 那么，有什么表达式能把这两种变化都表示出来？ 思考 只表示物质变化 【例1】 在200℃、101kPa时，1 mol H2与碘蒸气作用生成HI的反应，科学文献上表示为： 二、热化学方程式： 能表示参加反应物质的量和反应热的 关系的化学方程式。 1、定义： 2、含义： 表示1mol气态H2与1mol气态碘完全反应， 生成2mol气态HI时，放出14.9kJ的热量。

  15. 200℃ 101kPa H2(g)+I2(g)======2HI(g) △H=－14.9kJ/mol 物质变化 能量变化 热化学方程式包含物质变化和能量变化两个部分，二者缺一不可。 普通化学方程式只包含物质变化一个部分。

  16. 观察

  17. 书写热化学方程式的注意事项 1、需注明反应的温度和压强，如不注明条件，即指: 25℃ 1.01×105Pa； 2、化学方程的右边必须写上△H，并用“空格”隔开,△H：吸热用“+”，放热用：“－”，单位是kJ/mol或J/mol; 3、物质后需标聚集状态（s、l、g、aq）

  18. 4、热化学方程式中化学计量数表示参加反应的各物质的物质的量，可为整数或分数。4、热化学方程式中化学计量数表示参加反应的各物质的物质的量，可为整数或分数。 普通化学方程式中化学计量数宏观上表示各物质的物质的量，微观上表示原子分子数目，只能为整数，不能为分数。 5、根据焓的性质，若化学方程式中各物质的系数加倍，则△H的数值也加倍；若反应逆向进行，则△H改变符号，但绝对值不变

  19. 热化学方程式表示的意义 综上所述 1、反应物和生成物的种类、聚集状态 2、反应中各物质的物质的量比和质量比 3、反应中放出或吸收的热量。

  20. 问题： 反应物和生成物前的系数它代表了什么？ 在方程式中∆H它表示了什么意义？ ∆H 它的值与什么有关系？ 热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数，表示对应物质的物质的量。 ∆H(KJ/mol)它表示每摩尔反应所放出的热量，∆H它的值与方程式中的计量系数有关，即对于相同的反应，当化学计量数不同时，其∆H不同。

  21. 练习： 1、当1mol气态H2与1mol气态Cl2反应 生成2mol气态HCl，放出184.6KJ的热 量，请写出该反应的热化学方程式。 H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ∆H =-184.6KJ/mol

  22. 而这些书写也是对的！！！

  23. 写出下列反应的热化学方程式 （1）1molC(固态)与适量H2O(气态) 反应,生成CO(气态)和H2(气态),吸收131.3kJ的热量 （2）0.5molCu(固态) 与适量O2(气态) 反应, 生成CuO(固态), 放出78.5 kJ的热量 C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H=+131.3KJ/mol 2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s) △H= －314KJ/mol

  24. 练习 1、 1mol C与1mol 水蒸气反应生成1mol CO 和1mol H2，需要吸收 131.5 kJ的热量。写出此反应的热化学方程式。 2、氢氧化钾稀溶液与硝酸稀溶液发生中和反应生成1mol水,放出57.3KJ的热量.写出此反应的热化学方程式。

  25. 3、4.0 g硫粉完全燃烧时放出37 KJ热量，写出此反应的热化学方程式。 4、沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。1克CH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出Q kJ的热量。写出此反应的热化学方程式。

  26. 已知：H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) △H= –184.6kJ/mol 则反应 HCl(g) = H2(g) + Cl2(g) 的△H为（ ） D A、 +184.6 kJ/mol B、 -92.3 kJ/mol C、 -369.2 kJ/mol D、 +92.3 kJ/mol

  27. 5、沼气的主要成分是甲烷。0.5 mol CH4完全燃烧 生成CO2和H2O时，放出445 kJ的热量。则下列热化学 方程式中正确的是（ ） C A、2CH4( g ) ＋ 4O2( g ) ＝ 2CO2( g ) ＋ 4H2O ( l ) ΔH = + 890 kJ/mol B、CH4＋ 2O2＝ CO2＋ H2O ΔH = – 890 kJ/mol 状态 C、CH4 ( g ) ＋ 2 O2 ( g ) ＝ CO2 ( g ) ＋ 2 H2O ( l ) ΔH = –890 kJ/mol D、 1/2CH4 ( g ) ＋ O2 ( g ) ＝ 1/2CO2 ( g ) ＋ H2O ( l ) ΔH = – 890 kJ/mol 点拨：热化学方程式书写正误的判断可从物质的聚集状态、△H的正负号、物质的量的大小、单位等主要方面入手 ΔH = – 445 kJ/mol

  28. 思考1. 在同温、同压下，比较下列反应放出热量ΔH1、 ΔH2的大小 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH1 = -Q1 ΔH 2= -Q2 数量的分析：反应物的状态，数量和生成物的数量都相同，但由于气态水转化为液态要放出一定热量 ∴Q2＞Q1 ΔH2 ΔH1 ＜

  29. 巩 固 练 习 1、已知 （1）H2( g )＋1/2O2( g )＝ H2O ( g )ΔH1=a kJ/mol （2）2H2( g )＋O2( g )＝2H2O ( g )ΔH2=b kJ/mol （3） H2( g )＋1/2O2( g )＝ H2O ( l )ΔH3=c kJ/mol （4） 2H2( g )＋O2( g )＝2H2O ( l )ΔH4=d kJ/mol 则a、b、c、d的关系正确的是。 A、a<c<0 B、b>d>0 C、2a=b< 0 D、2c=d>0 C

  30. 5、在同温同压下，下列各组热化学方程式中 Q2>Ql的是 ( ) A、2H2(g)+02(g) =2H20(g)； △H1=-Q1 2H2(g)+02(g)=2H20(1)； △H2=-Q2 B、S(g)+O2(g)=S02(g)； △H1=-Q1 S(s)+02(g)=S02(g)； △H2=-Q2 C、C(s)+1/2O2 (g)=CO(g)； △H1=-Q1 C(s)+02(g)=C02(g)； △H2=-Q2 D、H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)； △H1=-Q1 1/2H2(g)+ 1/2Cl2(g)= HCl(g)； △H2=-Q2

  31. 思考1. 在同温、同压下，比较下列反应放出热量Q1、Q2的大小 A：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)+Q1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)+Q2 数量的分析：反应物的状态，数量和生成物的数量都相同，但由于气态水转化为液态要放出一定热量 ∴Q2＞Q1

  32. 思考２. 在同温、同压下，比较下列反应放出热量Q1、Q2的大小 B: S(g)+O2(g)=SO2(g)+Q1 S(S)+O2(g)=SO2(g)+Q2 两式数量相同，S由固态吸收热量转化为气态，在氧化燃烧生成SO2。其放出热量的总和小于由气态S直接燃烧所放出的热量，Q1<Q2。

  33. 思考３. 在同温、同压下，比较下列反应放出热量Q1、Q2的大小 C: C(S)+1/2O2(g)=CO(g)+Q1 C(S)+O2(g)=CO2(g)+Q2 固态C氧化为CO，释放出热量Q1，CO是气体燃料，和O2反应生成CO2，又释放热量Q3，两次释放热量的总和Q1+Q3，等于固态C氧化为气态CO2释放的热量Q2，∴Q2＞Q1

  34. D: H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)+Q1 1/2H2(g)+1/2Cl2(g)= HCl(g)+Q2 状态相同，但数量后式仅是前式的一半，释放的热量也应是前式的一半，Q2＜Q1

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