化学能量的变化

化学能量的变化第一页，共四十页，2022年，8月28日化学反应过程中,所吸收或放出的热量称为化学反应的热效应。常见的放热反应：所有的燃烧反应所有的中和反应活泼金属与水、酸的反应多数的化合反应以下特殊的化合反应是吸热反应：C+CO22COH2+I22HI△△N2+O22NO放电C+H2O（g）CO+H2高温第二页，共四十页，2022年，8月28日常见的吸热反应：所有的电离过程所有的水解反应多数的分解反应Ba(OH)2+2NH4ClBaCl2+2NH3↑+2H2OBa(OH)2·8H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3↑+10H2O第三页，共四十页，2022年，8月28日一、焓变1、概念：在恒温、恒压下，化学反应过程中吸收或放出的热量称为反应的焓变。2、符号：△H

单位：kJ/mol3、规定放热：△H<0Q>0吸热:△H>0Q<0第四页，共四十页，2022年，8月28日一个化学反应是吸收能量还是放出能量，取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。△H=E生总能量-E反总能量吸热反应：△H>0E生总能量>E反总能量放热反应:△H<0E反总能量>E生总能量第五页，共四十页，2022年，8月28日化学反应过程中为什么会有能量的变化呢?化学反应本质上是分子中的旧键断裂形成原子,原子间重新组合形成新键,进而形成新的分子的过程.旧键的断裂会吸收热量,而新键的形成会放出热量,反应是放出还是吸收能量取决于两者之间的相对大小.第六页，共四十页，2022年，8月28日化学反应中,化学键的断裂和形成是反应过程中有能量变化的本质原因。△H=E反总键能-E生总键能第5页的问题解决第七页，共四十页，2022年，8月28日二、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、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。3、热化学方程式中的化学计量数可以是整数，也可以是分数。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）第八页，共四十页，2022年，8月28日5、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都用“”不用标反应条件第3页的交流与讨论第九页，共四十页，2022年，8月28日反应热的测量与计算第十页，共四十页，2022年，8月28日获得化学反应热的主要途径:1、实验直接测定2、间接计算获得（1）根据盖斯定律计算（2）根据公式△H=E反总键能-E生总键能计算第十一页，共四十页，2022年，8月28日根据第6页中的“活动与探究”思考：1、测定反应热时，量热计直接测定的数据是焓变吗？如果不是直接测定的是什么？2、实验中的反应原理是什么？3、要获得比较精确的数据，该实验应该注意什么问题？第十二页，共四十页，2022年，8月28日1、量热计直接测定的是体系的温度变化2、HCl与NaOH反应的反应热测定原理：HCl(aq)+NaOH(aq)NaCl(aq)+H2O(l)△H=-akJ·mol-11mol1mol-akJ0.025mol0.025mol-bkJ由实验可以测定出b值，然后便可换算出a第十三页，共四十页，2022年，8月28日中和热：在稀溶液中，酸和碱发生中和反应生成1mol水时所放出的热量强酸与强碱的反应中和热都是57.3kJ·mol-1H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)△H=-57.3kJ·mol-1由于电离过程是吸热的,而弱酸、弱碱都较难电离，所以，强酸与弱碱、强碱与弱酸、弱酸与弱碱反应生成1mol水时所放出的热量都小于57.3kJ。第十四页，共四十页，2022年，8月28日3、测定反应热时一定要采取较好的绝热措施，动作要快，以减小实验误差。第十五页，共四十页，2022年，8月28日二、盖斯定律1、概念：一个化学反应，不论是一步完成，还是分步完成，其总的热效应是完全相同的。盖斯定律表明：一个化学反应的焓变仅与反应的起始状态和反应的最终状态有关，而与反应的途径无关。第7页例题第十六页，共四十页，2022年，8月28日2、计算（1）若一个反应的焓变△H=akJ·mol1，则其逆反应的焓变△H=-akJ·mol1（2）若一个化学反应方程式可由另外几个反应的化学方程式相加减而得到，则该反应的焓变亦可以由这几个反应的焓变相加减而得到。第8页的问题解决第十七页，共四十页，2022年，8月28日强酸和强碱在稀溶液中的中和热可表示为:

H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kkJ·mol1，又知道溶液中的反应有：

CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l)△H=-Q1kJ·mol1H2SO4(浓)+2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l)△H=-Q2kJ·mol1HNO3(aq)+KOH(aq)=KNO3（aq）+H2O(l)△H=-Q3kJ·mol1，则Q1、Q2、Q3的关系正确的是()Q1=Q2=Q3B.Q2>Q1>Q3

C.Q2>Q3>Q1D.Q2=Q3>Q1C第十八页，共四十页，2022年，8月28日1、已知25℃、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：

C(石墨)+O2(g)＝CO2(g)；△H=－393.51kJ·mol-1

C(金刚石)+O2(g)＝CO2(g)；△H=－395.41kJ·mol-1

据此判断，下列说法中正确的是（）

A.由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低

B.由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高

C.由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低

D.由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高A第十九页，共四十页，2022年，8月28日1、下列说法中正确的是（）A．需要加热方能发生的反应一定是吸热反应B．放热的反应在常温下一定很容易发生C．反应是放热还是吸热必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小D．吸热反应在一定的条件下也能发生C第二十页，共四十页，2022年，8月28日3．下列反应属于吸热反应的是()A.C6H12O6(葡萄糖aq)+6O26CO2+6H2OB.CH3COOH+KOHCH3COOK+H2OC.A+BC+D；△H<0D．破坏生成物全部化学键所需能量小于破坏反应物全部化学键所需能量

酶D第二十一页，共四十页，2022年，8月28日AC4．同温同压下,下列各组热化学方程式中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-1121212第二十二页，共四十页，2022年，8月28日高低物质所具有的总能量2A(g)+B(g)2C(g)5.分析右面的能量变化示意图，下列热化学方程式正确的是()A.2A（g）+B(g)=2C（g）；△H=a（a＞0）B.2A（g）+B(g)=2C（g）；△H=a（a＜0）C.2A+B=2C；△H=a（a＜0）D.2C=2A+B；△H=a（a＞0）B第二十三页，共四十页，2022年，8月28日6、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·mol1）：P—P：198P—O：360O=O：498则反应P4（白磷）+3O2=P4O6的反应热△H为（）A．-1638kJ·mol1

B．+1638kJ·mol1

C．-126kJ·mol1

D．+126kJ·mol1A第二十四页，共四十页，2022年，8月28日能源的充分利用第二十五页，共四十页，2022年，8月28日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、生物质能、地热能、海洋能、氢能、天然气水合物等能源第二十六页，共四十页，2022年，8月28日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、生物质能、地热能、海洋能二次能源：氢能、天然气水合物、热力、电力能源第二十七页，共四十页，2022年，8月28日思考：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。第二十八页，共四十页，2022年，8月28日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（如煤气）完成第9页的“交流与讨论”，提出你的观点。第二十九页，共四十页，2022年，8月28日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。第三十页，共四十页，2022年，8月28日除了将煤制成蜂窝状外，日常生活中还常采用如下措施节能：（1）在农村燃烧秸秆时，常使用鼓风机（或

风箱），通过鼓入足量的空气，使秸秆充分燃烧（2）在使用煤气或天然气作燃料时，常通过调节煤气的进风口，通入足量的空气，保证气体的充分燃烧第三十一页，共四十页，2022年，8月28日思考：如果在燃料燃烧时通入过量的空气，对充分利用能源有没有影响？通入过量的空气，会导致空气带走过多的热量，使燃料的利用效率下降。在生产和生活中，还需要充分利用燃料燃烧所放出的热量，例如：火力发电厂会产生大量的余热，电厂的附近常建有一些其他工厂（如水泥厂）用电厂的余热进行生产。第三十二页，共四十页，2022年，8月28日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？第三十三页，共四十页，2022年，8月28日1、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。2、目前在应用氢能方面最重要的问题是H2的制取。第三十四页，共四十页，2022年，8月28日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+2O2

CO2+2H2O，

C3H8+5O2

CO2+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气进入量

C.减小空气进入量或减小石油气进入量

D.减小空气进入量或增大石油气进入量点燃A第三十五页，共四十页，2022年，8月28日已知：化学键Si—ClH—HH—ClSi—Si键能/kJ·mol1360436431176工业上高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)

该反应的反应热△H=___________kJ·mol1高温236第三十六页，共四十页，2022年，8月28日作业：1、在100g碳不完全燃烧所得的气体中，CO占

1/3体积，CO2占2/3体积，且C(s)+1/2O2(g)=CO(g)△H=-110.35kJ·mol1CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H=-282.57kJ·mol1与这些碳完全燃烧相比，损失的热量是多少？第三十七页，共四十页，2022年，8月28日2、已知下面热化学方程式：

CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.36kJ·mol1

H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)△H=-241.8kJ·mol1H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kkJ·mol1常温下取体积比为4:1的甲烷和氢气的混合气体11.2L(标准状况下)，在101kPa下经完全燃烧后恢复至常温，求放出的热量。第三十八页，共四十页，2022年，8月28日3、已知两个热化学方程式：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H1=-571.5kJ·mol1C