化学反应与能量复习省公开课一等奖全国示范课微课金奖课件

第一章

化学反应与能量复习人教版新课程选修4化学反应原理1/55第一章知识结构1322/55一、反应热定义：化学反应过程中所释放或吸收能量,都能够热量(或换算成对应热量)来表述,叫做反应热,又称为焓变。

单位：kJ/mol或kJ·mol-1符号：ΔH

（焓变）3/55放热反应物生成物能量反应过程△H＜0ΔH＝生成物能量－反应物能量（宏观）吸热反应物生成物能量反应过程△H＞04/55☆从反应物和生成物含有能量去考虑放热反应：E反>E生吸热反应：E反<E生能量反应过程反应物生成物ΔH放出热量能量反应过程反应物生成物ΔH吸收热量5/55体系能量释放给环境而本身能量降低－反应热表示方法：ΔH<0，ΔH为“－”放热反应——ΔH>0，ΔH为“＋”吸热反应——体系从环境吸收能量而本身能量升高－6/55H2+Cl2=2HClΔH＝反应物总键能－生成物总键能（微观）从键能角度看：ΔH＝[436kJ/mol＋243kJ/mol]－431kJ/mol×2＝－183kJ/mol7/55反应物分子断键时吸收能量☆从微观角度去考虑：化学反应本质化学键断裂与形成反应物分子断键时吸收能量放热反应<生成物分子成键时释放能量吸热反应>生成物分子成键时释放能量8/55∆H＝E（生成物总能量）－E（反应物总能量）∆H＝E（反应物键能）－E（生成物键能）判断反应热大小9/55二、热化学方程式★能够表示参加反应物质量和反应热关系化学方程式。1、热化学方程式定义：a.表示参加反应物质量.b.反应热关系化学方程式10/55热化学方程式△H写在方程式右边，用空格隔开，△H值“-”表示放热反应，△H值“+”表示吸热反应。单位“kJ/mol”。2.△H与测定条件相关，没有标明是指25℃，101KPa3.系数只表示物质量，能够是分数。4.要注明反应物和生成物聚集状态，通惯用s、l、g、aq表示固体、液体、气体、稀溶液，不用标“↓、↑”。5.△H值要与化学计量数相对应（正百分比）。6.正反应若为放热反应，则其逆反应必为吸热反应，二者△H符号相反而数值相等。11/55注意①热化学方程式同乘以某一个数时,反应热数值也应该乘上该数;②热化学方程式相加减时,同种物质之间可以相加减,反应热也随之相加减;③将一个热化学方程式颠倒时,△H“+”“-”号必须随之改变.12/55例题1、当1mol气态H2与1mol气态Cl2反应生成2mol气态HCl，放出184.6KJ热量，请写出该反应热化学方程式。H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)∆H=-184.6KJ/mol13/55而这些书写也是正确H2(g)+Cl2(g)=HCl(g)

∆H=-92.3KJ/mol121214/55反应热类型有燃烧热、中和热、溶解热等▲燃烧热∶２５oC、101kPa时，１mol纯物质完全燃烧生成稳定化合物时所放出热量，叫做该物质燃烧热。单位为KJ/mol。如常温常压下，１mol甲烷完全燃烧放出890.31KJ热量，就是甲烷燃烧热∶CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）；

△H=－890.31KJ/mol15/55燃烧热1.燃烧热概念:在25℃、101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出热量。为何指定温度和压强?

生成物不能继续燃烧C--CO2（g）S–SO2（g）H–H2O（l）单位:kJ/mol限定燃料物质量2C8H18（l）+25O2(g)=16CO2+18H2O(l)△H=－11036KJ/mol思索:①C8H18燃烧热是多少?

△H=－5518KJ/mol②1molC8H18燃烧时放出了多少热?5518KJ反应热类型有燃烧热、中和热、溶解热等16/552.表示意义：如:CH4燃烧热为890.3KJ/mol.含义:在101KPa时,1molCH4完全燃烧时,放出890.3KJ热量.3.表示燃烧热热化学方程式书写：应以1mol物质标准来配平其余物质化学计量数(常出现分数)

4.一定量可燃物完全燃烧时放出热量Q放=n(可燃物)

×△HCH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H=－890.31KJ/mol17/55二、中和热1．定义：在稀溶液中，（强）酸跟（强）碱发生中和反应，生成1mol水时反应热叫做中和热。2.中和热表示：H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1)△H=-57.3kJ／mol3.关键点：Ⅰ、条件：稀溶液。稀溶液是指溶于大量水离子Ⅱ、反应物：酸与（强）碱。中和热不包含离子在水溶液中生成热、电解质电离吸热所伴随热效应Ⅲ、生成1mol水。中和反应实质是H+和OH-化合生成H20，若反应过程中有其它物质生成，这部分反应热也不在中和热之内Ⅳ、放出热量：57.3kJ/mol18/55燃烧热与中和热区分与联络相同点燃烧热中和热能量改变放热反应ΔHΔH<0,单位kJ/mol不同点反应物量1mol可燃物不一定是1mol生成物量不一定是1mol1molH2O反应热含义101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出热量;不一样物质燃烧热不一样酸碱中和生成1molH2O时放出热量；强酸强碱间中和反应中和热大致相同,均约为57.3kＪ/mol19/55盖斯定律不论化学反应是分一步完成或分几步完成，其反应热是相同。

1.盖斯定律：2.换句话说化学反应反应热只与反应体系始态和终态相关，而与反应路径无关。20/55

有些化学反应进行很慢或不易直接发生，极难直接测得这些反应反应热，可经过盖斯定律取得它们反应热数据。3、盖斯定律应用方法：写出目标方程式确定“过渡物质”（要消去物质）然后用消元法逐一消去“过渡物质”，导出“四则运算式”。21/551、能源就是能提供

自然资源，包含

等。2、我国当前使用主要能源是

，是能不

。3、能源是国民经济和社会发展主要物质基础，它开发和利用情况，能够用来衡量一个国家或地域经济发展和科学技术水平3.处理能源方法是

，即开发

和节约

，提升能源

。4.现在探索开发新能源有

等，新能源主要优势是

。能量

化石燃料(煤、石油、天然气)、阳光、生物能、风能、地热能、海洋(潮汐)能化石燃料

再生

开源节流

新能源

现有能源

利用率

太阳能、氢能、地热能、海洋（潮汐）能、生物能

资源丰富，能够再生，污染少

三、能源22/552、我国能源情况怎样？（1）当前使用主要能源是何种能源？（2）我国能源储量。（3）我国人均能源拥有量。（4）近年来我国能源总消费量与人均消费量情况。3、了解了我国能源利用率，你有何感想？能源23/55讨论以下问题：1、能源、一级能源、二级能源例:以下属于一级能源是：属于二级能源是：A风能B电能C氢能D阳光E天然气ADEBC能源：能提供能量资源一级能源：来自自然界未经转化能源。二级能源：一级能源经过转化得到能源形式。24/555/1/2024反应热计算第三节化学反应热计算25/552H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g)ΔH＝－Q1kJ·mol-12H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)ΔH＝－Q2kJ·mol-1Q1等于Q2吗？Q1<Q226/55A．2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g)ΔH12H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)ΔH2试比较以下各组焓变大小：B．S(g)+O2(g)＝SO2(g)ΔH1S(s)+O2(g)＝SO2(g)ΔH2ΔH1>ΔH2ΔH1<ΔH227/55题型一：相关热化学反应方程式含义及书写

1.已知一定量物质参加反应放出热量，写出其热化学反应方程式。

[例1]250C(1.01)(105)Pa下，1g硫粉在氧气中充分燃烧放出9.36kJ热量，写出硫燃烧热化学方程式。S(s)+O2(g)=SO2(g)△H=-299.62kJ•mol-1解:1g硫粉在氧气中充分燃烧放出9.36kJ热量(32g)(9.35kJ/g)=299.62kJ

1mol硫粉在氧气中充分燃烧放出热量为：28/55

[练习1]250C(1.01×105)Pa下，4gCO在氧气中燃烧生成CO2，放出9.6kJ热量，写出CO燃烧热化学方程式。2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-134.4kJ•mol-12CO+O2=2CO22×28gQ9.6kJ4g解：

设2molCO燃烧放出热量为Q2×28g:4g=Q:9.6kJ

Q=134.4kJ放热29/552、求反应热计算【例1】298K、101KPa时，将1.0g钠与足量氯气反应，生成氯化钠晶体并放出17.87KJ热量，求生成1mol氯化钠反应热？kJ•mol-130/55【例2】乙醇燃烧热是△H=-1366.8kJ/mol，在25℃，101kPa时，1kg乙醇充分燃烧后放出多少热量？

31/55【例3】已知以下反应反应热为：(1)CH3COOH(l)+2O2(g)==2CO2(g)+2H2O(l)△H1=-870.3kJ/mol(2)C(s)+O2(g)==CO2(g)△H2=-393.5kJ/mol(3)H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l)△H3=-285.8kJ/mol试计算以下反应反应热：

2C(s)+2H2(g)+O2(g)==CH3COOH(l)32/5533/55

[练习1]在一定条件下，氢气和甲烷燃烧化学方程式为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=-572kJ•mol-

CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);△H=-890kJ•mol-由1mol氢气和3mol甲烷组成混合气体在上述条件下完全燃烧时放出热量为多少。解：Q=(572kJ÷2)+(890kJ×3)=2956kJ34/55[练习2]按照盖斯定律，结合下述反应方程式回答下列问题,已知：①NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)△H1=-176kJ/mol②NH3(g)+H2O(l)=NH3·

H2O(aq)△H2=-35.1kJ/mol③HCl(g)+H2O(l)=HCl(aq)△H3=-72.3kJ/mol④NH3(aq)+HCl(aq)=NH4Cl(aq)△H4=-52.3kJ/mol⑤NH4Cl(s)+2H2O(l)=NH4Cl(aq)△H5=？则第⑤个方程式中反应热△H是________。依据盖斯定律和上述反应方程式得：

⑤=④+③+②-①，即△H5=+16.3kJ/mol35/55

[例]在一定条件下，氢气和丙烷燃烧化学方程式为：

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-

571.6kJ•mol-

C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)△H=-2220kJ•mol-5mol氢气和丙烷混合气完全燃烧时放热3847kJ，求氢气和甲烷体积比.解1：设H2、C3H8物质量分别为x，y答：氢气和丙烷体积比为3：1

x+y=5

(571.6/2)x+2220y=3847

V(H2):V(C3H8)=n(H2):n(C3H8)=3.75:1.25=3:13.求混合物组成

x=3.75moly=1.25mol36/55

[例]在一定条件下，氢气和丙烷燃烧化学方程式为：

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=-571.6kJ•mol-C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l);△H=-2220kJ•mol-5mol氢气和丙烷混合气完全燃烧时放热3847kJ，求氢气和甲烷体积比解2：1molH2燃烧放热571.6kJ/2=285.8kJ答：氢气和丙烷体积比为3：1

1molC3H8燃烧放热2220kJ

1mol混合气

燃烧放热3847kJ/5=769.4kJH2285.8C3H42220769.41450.6483.63137/55你知道神六火箭燃料是什么吗？练习：某次发射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃烧，生成N2、液态H2O。已知：

①N2(g)+2O2(g)==2NO2(g)△H1=+67.2kJ/mol

②N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l)△H2=-534kJ/mol假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应热化学方程式。2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)△H=-1135.2kJ/mol

2×②－①：38/55练习：已知以下各反应焓变①Ca(s)+C(s,石墨)+3/2O2(g)=CaCO3(s)△H=-1206.8kJ/mol②Ca(s)+1/2O2(g)=CaO(s)△H=-635.1kJ/mol③C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ/mol试求④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)焓变△H=178.2kJ/mol④=②＋③－①39/55练习：已知①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH1=－283.0kJ/mol②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH2=－285.8kJ/mol

③C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)ΔH3=-1370kJ/mol

试计算④2CO(g)＋4H2(g)=H2O(l)＋C2H5OH(l)ΔH

【解】：依据盖斯定律，反应④不论是一步完成还是分几步完成，其反应热效应都是相同。下面就看看反应④能不能由①②③三个反应经过加减乘除组合而成，也就是说，看看反应④能不能分成①②③几步完成。①×2+②×4-③=④

所以，ΔH＝ΔH1×2＋ΔH2×4－ΔH3

＝－283.2×2－285.8×4＋1370＝－339.2kJ/m40/55已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=－571.4kJ/molCO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H=－283.0kJ/mol某H2和CO混合气体完全燃烧时放出113.74kJ热量，同时生成3.6g液态水，求原混合气体中H2和CO物质量之比课堂练习4:1:141/55已知胆矾溶于水时溶液温度降低，胆矾分解热化学方程式为：CuSO4•5H2O(s)==CuSO4(s)+5H2O(l)△H=+Q1kJ/mol

室温下，若将1mol无水硫酸铜溶解为溶液时放热Q2kJ，则（）A．Q1>Q2B．Q1=Q2C．Q1<Q2

D．无法确定A盖斯定律灵活应用课堂练习5:42/55备选练习题43/55课堂练习1、以下说法正确是A.需要加热方能发生反应一定是吸热反应B.放热反应在常温下一定很易发生C.反应是放热还是吸热必须看反应物和生成物所含有总能量相对大小D.吸热反应在一定条件下也能发生CD44/552.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.该反应ΔH>0

C.金刚石比石墨稳定

D.金刚石和石墨不能相互转化AB45/553.1molC与1molH2O(g)反应生成lmolCO(g)和1molH2(g),需要吸收131.5kJ热量,该反应反应热为△H=__kJ/mol4.H—H键、N－H键、N≡N键键能分别是436kJ/mol、391kJ/mol、946kJ/mol，则1molN2生成NH3反应热为

，1molH2生成NH3反应热为

。＋131.5-92KJ/mol-30.7KJ/mol练习46/55练习：在一定条件下，氢气和甲烷燃烧热化学方程式为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);

H=–572kJ/molCH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);

H=–890kJ/mol由1mol氢气和2mol甲烷组成混合气体在上述条件下完全燃烧时放出热量为多少。2066KJ47/552H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g)ΔH＝－Q1kJ·mol-12H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)ΔH＝－Q2kJ·mol-1Q1等于Q2吗？Q1<Q248/55A．2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g)ΔH12H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)ΔH2试比较以下各组焓变大小：B．S(g)+O2(g)＝SO2(g)ΔH1S(s)+O2(g)＝SO2(g)ΔH2ΔH1>ΔH2ΔH1<ΔH249/552H2(g)+O2g)=2H2O(l)ΔH=-571.6kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)ΔH=-241.8kJ/mol求氢气燃烧热。1、已知：2、石墨与金刚石燃烧热是否相同，为何？请分别写出石墨和金刚石燃烧热化学方程式。答:ΔH=-285.8kJ/mol不相同,因为石墨与金刚石晶体结构不一样,共含有能量也不相同C(石墨s）+O2（g）=CO2（g)ΔH=-393.5kl/molC(金刚石s）+O2（g）=CO2（g)ΔH=-395.4kl/mol说明金刚石含有总能量高，不稳定50/552.25℃、101kPa下，C、H2、CH4、C2H4燃烧热依次为－393.5kJ/mol、－285.8kJ/mol、－890.3kJ/mol、－1411kJ/mol，则以下热化学方程式书写正确是C(s)＋1/2O2(g)＝CO(g)ΔH=-393.5kJ/mol2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g)ΔH=+571.6kJ/molC.CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g)ΔH=－890.3kJ/molD.1/2C2H4(g)＋3/2O2(g)＝CO2(g)＋H2O(l)ΔH=-705.5kJ/mol