第1章第3节 化学反应中的能量变化-教学ppt课件.ppt

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1、,第三节 化学反应中的能量变化,复习目标展示1.能够根据反应物、生成物能量的变化判断放热反应和吸热反应。2掌握正确书写热化学方程式的方法并进行简单计算。3能够判断热化学方程式的正误及反应热的大小比较。4了解新能源的开发及综合应用。,知识点1 化学反应中的能量变化问题1：怎样理解放热反应和吸热反应？1根据化学反应过程中能量的变化情况不同，把化学反应分为放热反 应和吸热反应，二者比较如下：,放出,吸收,大于,小于,大于,小于,DH0,DH0,【思维延伸】（1）化学反应中能量变化主要表现为热量变化，同时还有光能、电能 等变化形式。（2）化学反应开始是否需要加热与化学反应是否是放热反应或吸热反 应没有

2、直接关系。【特别记忆】,识知点2 反应热及其分类问题2：你是怎样理解反应热概念的？常见的有哪几种反应热？2反应热：反应热是指化学反应过程中 的热量。符号，单位。3燃烧热与中和热的比较,放出或吸收,H,kJmol-1,【思维延伸】（1）影响反应热大小的因素有测定反应热的条件(温度、压强)，反应物、生成物的聚集状态，反应方程式中物质的计量系数。（2）正确理解燃烧热：1 mol纯物质变为稳定的氧化物，如“C2H6”CO2和H2O（l）；文字叙述时，用正值或“H”表示，如 CH4的燃烧热为890 kJ/mol或H890 kJ/mol。（3）正确理解中和热：必须是自由的1 mol H和1 mol OH结

3、合 为1 mol H2O，其值为57.3 kJ/mol或H57.3 kJ/mol。,知识点3 化学反应方程式问题3：热化学反应方程式与一般反应方程式的区别是什么？4定义：能够表示化学反应 放出或吸收热量 多少的化学反应方程式称为 热化学方程式。5意义：它既表示了化学反应中物质的变化情况，也表示了化学反应中 的 能量 变化情况。6书写热化学方程式的一般步骤（1）依据有关信息写出注明各物质的 聚集状态 的化学方程式，并配平。（2）根据化学方程式中各物质的化学计量数计算相应的反应热的 数值，并以“H”形式写在方程式后面。（3）如果题目另有要求，如反应物燃烧热的热化学方程式和有关中和热 的热化学方程式

4、，可将热化学方程式的化学计量数变换成 分数,【思维延伸】（1）H单位为kJmol1，其对象不是某种物质，而是针对一 个具体的化学反应方程式。（2）热化学方程式中各物质的计量数只具有宏观意义。,考点1 热化学反应方程式的书写及正误判断判断一个热化学方程式正误的方法1各物质的化学式是否正确，方程式是否符合客观事实；2各物质的聚集状态是否注明；3方程式是否配平；4反应热H是否与方程式中各物质的化学计量数相对应，其符 号和数值是否正确。,反应热的计算方法1由反应物和生成物的总能量计算反应热 H生成物的总能量反应物的总能量2利用键能计算反应热 通常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键

5、 能，键能常用E表示，单位是kJ/mol。方法：HE(反应物)E(生成物)，即反应热等于反应物的 键能总和跟生成物的键能总和之差。如：反应H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)；HE(HH)E(ClCl)2E(HCl)。,3用盖斯定律计算反应热 化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有 关，而与反应的途径无关。即如果一个反应可以分步进行，则各 分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的。即：,【例1】(2009四川，9)25，101 kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生 中和反应的中和热为57.3 kJ/mol，辛烷的燃烧热为5 518 kJ/mol。下列热化学方

6、程式书写正确的是()A2H(aq)SO(aq)Ba2(aq)2OH(aq)BaSO4(s)2H2O(l)；H57.3 kJ/mol BKOH(aq)H2SO4(aq)K2SO4(aq)H2O(l)；H 57.3kJ/mol CC8H18(l)O2(g)8CO2(g)9H2O(g)；H5 518kJ/mol D2C8H18(g)25O2(g)16CO2(g)18H2O(l)；H5 518kJ/mol,解析：本题通过热化学方程式来考查中和热和燃烧热的概念，所以 解答时要紧扣中和热和燃烧热的含义、表示方法。选项A,2 mol H(aq)和2 mol OH(aq)反应应放出57.3 kJ2114.6

7、kJ热量，同时Ba2与SO 反应生成BaSO4沉淀也有热效应，A错误。选项B，符合中和热的定义，B正确。选项C，生成的H2O不是稳定的液态，C错误。选项D，反应 热H25 518 kJ/mol，D错误。答案：B,方法总结：书写热化学方程式防错诀窍热化学方程式往往是接受容易，书写难。这种“难”主要体现在写不完整，且常有如下漏写之处：漏写反应物或生成物的聚集状态，其根本点是没有认识到反应热与物质的聚集状态有关。将H的正、负混淆，其关键是没有体会到“”“”分别表达吸收或放出热量后使反应本身的能量升高或降低了。未注意到：化学计量数不同，其反应热的数值也不相同。,变式练习1(2010山东省实验中学期中考

8、试)在298 K、1.01105 Pa条件 下，将22 g CO2通入750 mL 1 molL1NaOH溶液中充分反 应，测得反应放出x kJ的热量。已知在该条件下，1 mol CO2通 入1 L 2 molL1 NaOH溶液中充分反应放出y kJ的热量。则 CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式正确的是(),ACO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq)；DH=(2y-x)kJmol-1 BCO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq)；DH=-(2x-y)kJmol-1 CCO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq)；DH=-(4x-y)kJmol-1 D

9、2CO2(g)+2NaOH(l)2NaHCO3(l)；DH=-(8x-2y)kJmol-1,解析：0.5 mol CO2与0.75 mol NaOH反应生成0.25 mol Na2CO3和0.25 mol NaHCO3，反应所放出的热量为x kJ，则生成1 mol Na2CO3和1 mol NaHCO3放出4x kJ的热量。1 mol CO2通入含2 mol NaOH的溶液中生成1 mol Na2CO3，放出y kJ的热量，则1 mol CO2与含1 mol NaOH的溶液反应所放出的热量为(4xy)kJ。D项中NaOH和NaHCO3的状态标错。答案：C,考点2 有关反热的定量实验中和热的测定

10、1实验原理 实验时，先测出盐酸和氢氧化钠溶液的起始温度，求其平均温度 t1，两溶液混合充分反应后，读取混合液温度t2。为了使计算 简便，可以近似地认为：(1)50 mL 0.5 mol/L盐酸和50 mL 0.55 mol/L氢氧化钠溶液的密度都 是1 g/cm3，则：盐酸质量m1=50 g，氢氧化钠溶液质量m2=50 g。近 似认为混合溶液的比热容c=4.18 J/(g)，所以中和反应放出的热 量Q=(m1+m2)c(t2-t1)J=0.418(t2-t1)kJ。(2)又因50 mL 0.5 mol/L盐酸中含有0.5 mol/L0.05 L=0.025 mol的H+所以跟0.025 mol

11、的OH-发生中和反应，生成0.025 mol的水，放出热 量为Q，所以中和热=,=,kJ/mol。,2实验用品 烧杯(500 mL、100 mL各1个)、温度计(100)、量筒(50 mL 2 个)、纸条、硬纸板或泡沫塑料板、环形玻璃搅拌棒；0.50 mol/L HCl(aq)、0.55 mol/L NaOH(aq)。3实验步骤（1）安装仪器（2）量取两种反应液并记录起始温度（3）先后加入两种反应液用环形玻璃棒搅拌（4）记录最高温度（5）重复实验两次,要点深化测定中和热实验的注意事项（1）酸碱溶液应当用稀溶液(0.10.5 mol/L)。（2）要使用同一支温度计。分别先后测量酸、碱及混合液的温

12、度 时，测定一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。温度计的水 银球部分要完全浸入溶液中，且要稳定一段时间再记下读数。（3）实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷却至室温，才能使用。（4）操作时动作要快，尽量减少热量的散失。（5）碱液可以稍过量，以确保盐酸被完全中和。,【例2】(高考题改编)实验室用50 mL 0.5 molL1盐酸、50 mL 0.55 molL1 NaOH溶液，利用如图所示装置进行测定中和热的实 验，得到表中的数据：,请回答下列问题：（1）实验时用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液的方法是，不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是。（2）数据处理，t2t13.4。则该实验测得的

13、中和热 H 盐酸和NaOH溶液的密度按1 g/cm3计算，反应后混 合溶液的比热容(c)按4.18 J/(g)计算。（3）若将NaOH溶液改为相同体积、相同浓度的氨水，测得中和热为 H1，则H1与H的关系为：H1_H（填“”或“”），理由是,上下抽动,铜传热快，热量损失多，导致测量结果不准确,56.8 kJmol1,因为NH3H2O是弱电解质，电离时本身会吸收一定的热量，,故生成等量的水时放出的热量较少,变式练习2“中和热的测定”（1）准备反应装置如图所示。（2）用一个量筒量取50 mL 0.50 molL1盐酸，倒入小烧杯中，并用温度 计测量盐酸的温度并记录。然后把温度计上的酸用水 冲洗干净

14、。（3）用另一个量筒量取50 mL 0.50 molL1 NaOH溶液，并用温度计 测量NaOH溶液的温度并记录。（4）把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的 NaOH溶液一次性倒入小烧杯中(注意不要洒到外面)。用环形玻璃搅拌 棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度。,（5）_。（6）根据实验数据计算中和热。请回答下列问题：（1）补上第5步(填在横线上)。（2）第2步如果不把温度计上的酸用水冲洗干净直接测量NaOH溶液的 温度，则测得的H_(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。（3）怎样才能确保读取混合溶液的最高温度？_,重复操作23次，记录结果,偏大,不断读取温度数据，

15、并记录，直到出现下降，取最大值,（4）近似认为50 mL 0.50 molL1盐酸和50 mL 0.55 molL1 NaOH溶液 的密度都是1 gmL1，中和后生成的溶液的比热容c4.18 Jg11，起始平均温度为t1，反应后最高温度为t2，则中和热（不用化简）：H_。（5）_(填“能”或“不能”)直接用浓硫酸代替50 mL 0.50 molL1盐 酸。若配制1 000 mL 0.25 molL1的硫酸溶液，需要98%(密度1.84 gmL 1)的浓硫酸_mL。定容时俯视刻度，会使所配硫酸溶液的 浓度(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。（6）_(填“能”或“不能”)用稀Ba(OH)2和稀硫酸

16、代替盐酸和NaOH溶 液，理由_。,不能,13.6,偏大,不能,还会发生Ba2与SO 的反应，该反应也会有热效应,客观题 考查反应热的概念和热化学方程式的计算、正误判断及应用。,【考题一】（2009天津，6）已知：2CO(g)O2(g)2CO2(g)；H566 kJ/molNa2O2(s)CO2(g)Na2CO3(s)O2(g)；H226 kJ/mol 根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是(),ACO的燃烧热为283 kJB右图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系,C2Na2O2(s)2CO2(s)=2Na2CO3(s)O2(g)；H452 kJ/molDCO(g)与Na2O2(s

17、)反应放出509 kJ热量时，电子转移数为 6.021023,审题视点：依据题干给出的两个热化学方程式，联系有关概念，将热化学方程式变形、合并得出问题中需要的热化学方程式，再结合盖斯定律判断或计算所需的H。如A项中CO的燃烧热对应单位是kJ/mol。,思路点拨：根据燃烧热的定义判断选项A，根据热化学方程式和能量变化的关系判断选项B，根据H与化学计量数之间的关系判断选项C，根据盖斯定律和氧化还原反应判断选项D。选项A，根据题给热化学方程式可知，CO的燃烧热为283 kJ/mol。选项B，CO生成CO2的反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，因此图像中CO和CO2的物质的量都应是2 m

18、ol。选项C，根据Na2O2(s)CO2(g)Na2CO3(s)O2(g)，H的值与化学计量数成正比，扩大倍数后C项中H452 kJ/mol，当CO2由固体汽化为气体时，需要吸收热量，对应放出的热量减小，故有H452 kJ/mol。,选项D，根据已知的热化学反应方程式可得：CO(g)Na2O2(s)Na2CO3(s)；H509 kJ/mol，分析元素价态变化，1 mol CO参加反应转移2 mol 电子，即电子转移数为26.021023。标准答案：C,高分解密很多学生错选了A项，因为对燃烧热的单位不熟悉；部分学生错选了B项，因为没搞清楚反应物、生成物总能量与反应热大小的关系及如何用图示表示。,

19、主观题 综合考查反应热与化学键、物质总能量、热化学方程式的 书写及应用等知识。,【考题二】(7分)高炉冶炼铁的工艺流程如图：,（1）已知甲烷的燃烧热为889.5 kJmol1，则甲烷燃烧的热化学方程式为。,（2）还原反应室中，1 mol合成气(CO、H2)与足量Fe2O3充分反应 后，可生成_mol Fe。,CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(g)H889.5 kJmol1,（3）催化反应室中发生的反应为：CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)；H1216 kJmol1 CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g)；H2 已知CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)；

20、H244 kJmol1，则H2。,260 kJmol1,作答与批改实录,点评（1）2分，漏写热化学方程式中各物质所对应聚集状态和错写反 应热焓变单位而失分。（3）3分，没有正确理解应用盖斯定律，计算过程路径设计出错 得出错误的相反结果。,点拨 本题考查了燃烧热的概念，反应热的计算及方程式的简单计算。（1）热化学方程式可直接写出。（2）由 可知，1 mol混合气体生成mol Fe。,（3）由CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)H1216 kJmol1 CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H344 kJmol1 可知CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g)H3H1H326

21、0 kJmol1,题后反思热化学方程式的书写和盖斯定律用于反应热的计算是反应热与能量这一部分的核心考点。热化学方程式中要特别标出物质的聚集状态和H的正负号及单位，这些小要点很易理解，但也很易漏写，这需要特别留意。盖斯定律的使用，关键在于充分对比已知热化学方程式和目标热化学方程式，将已知热化学方程式做以必要的调向，调系数，消去目标热化学方程式中无，而已知热化学方程式中有的物质，仔细计算H，得出最终目标热化学方程式的H。,*（2009宁夏）2SO2(g)O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化如图 所示。已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的H99 kJmol1。,（1）图

22、中A、C分别表示、，E的 大小对该反应的反应热有无影响？。该反应通常用V2O5 作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低？，理由是。（2）图中H kJmol1。,反应物能量,生成物能量,没有影响,降低,因为催化剂改变了反应历程，使活化能E降低,198,（3）V2O5的催化循环机理可能为：V2O5氧化SO2时，自身被还 原为四价钒化合物；四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环 机理的化学方程式。（4）如果反应速率v(SO2)为0.05 molL1min1，则v(O2)molL1min1、v(SO3)_molL1min1。（5）已知单质硫的燃烧热为296 kJmol1，计算由S(s)生成3

23、mol SO3(g)的H(要求计算过程)。,SO2V2O5 SO32VO2；4VO2O2 2V2O5,0.025,0.05,S(s)O2(g)SO2(g)；H1296 kJmol1SO2(g)O2(g)SO3(g)；H299 kJmol13S(s)O2(g)3SO3(g)；H(H1H2)31 185 kJmol1,高分解密（1）利用“图示”解答问题时，首先要搞清楚横坐标、纵坐标各代表 什么物理量，其次分析“图示”中图或线的变化，找出特殊点或特殊 线的意义，如本题中A点代表反应物的起始状态及对应的能量，B点 代表反应中间产物的能量，第三要将“图示”中的内容与有关概念规 律、反应等知识相联系，如本

24、题中“E”是活化能，E与H无关（可 从图示中直接看出）。（2）在利用键能计算反应热时，还往往涉及到晶体结构知识，因此对 常见的晶体如石墨、金刚石、SiO2等的空间结构也要很清楚，这样 才能计算化学键的总键能。在利用盖斯定律计算反应热时，要注意利 用化学方程式进行代数运算时，不要忘记反应热H也要作代数运算。,规律支持（1）在进行反应热H的大小比较中，必须代入“正号”和“负号”后作比较 同一反应生成物状态不同时 A(g)B(g)C(g)；H10 A(g)B(g)C(l)；H20,H2H3H1，因为H3小于0，所以H1H2，且据此可写出反应的热化学方程式：CO(g)1/2O2(g)CO2(g)；HH

25、1H2,（2）应用盖斯定律计算反应热时的注意事项 热化学方程式同乘以某一个数时，反应热数值也必须乘上该数。热化学方程式相加减时，同种物质之间可相加减，反应热也随之 相加减。将一个热化学方程式颠倒时，H的“”、“”号必须随之改变。,1（5分）（2010模拟题）下列叙述正确的是()A在化学反应中，需要加热的反应一定是吸热反应 B等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出的热量多 C由C(S，石墨)C(S，金刚石)，H1.19 kJ/mol可知，石墨比金刚石稳定 D加热可以促进盐类的水解反应，所以盐类的水解反应属于放热反应 解析：A项，有的放热反应也需要加热才能进行；B项，从S(s)到S(g)需

26、要吸收能量，显然B项叙述是错误的；C项，从C(S，石墨)C(S，金刚 石)，H1.19 kJ/mol可判断石墨的能量低或者说石墨晶体内键能 大，石墨稳定，C项正确；从平衡移动原理判断D项不正确。答案：C,2（5分）（2009上海单科，5）下列对化学反应认识错误的是()A会引起化学键的变化 B会产生新的物质 C必然引起物质状态的变化 D必然伴随着能量变化 解析：化学变化的本质是旧化学键的断裂、新化学键的形成，化、学变化中会产生新的物质并伴随能量变化，但物质状态不一 定发生变化，如H2(g)Cl2(g)2HCl(g)。答案：C,光照,3（5分）（2009海南，12）已知：Fe2O3(s)C(s)C

27、O2(g)2Fe(s)；H234.1 kJmol1；C(s)O2(g)CO2(g)；H393.5 kJmol1；则2Fe(s)O2(g)Fe2O3(s)的H 是()A824.4 kJmol1 B627.6 kJmol1 C744.7 kJmol1 D169.4 kJmol1 解析：本题根据盖斯定律即可求解。观察热化学方程式Fe2O3(s)C(s)CO2(g)2Fe(s)；H1234.1 kJmol1；C(s)O2(g)CO2(g)；H2393.5 kJmol1；可得2Fe(s)O2(g)Fe2O3(s)，则HH2 H1 824.35 kJmol1824.4kJmol1 答案：A,4（5分）（2

28、009全国，11改动）已知：H2(g)和CH4(g)的燃烧 热分别为285.8 kJ/mol、890 kJ/mol。现有H2与CH4的混合气体 112 L(标准状况)，使其完全燃烧生成CO2和H2O(l)，若实验测得 反应放热3 695 kJ，则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是()A11 B13 C14 D23 解析：本题主要考查燃烧热的概念，根据题干条件可列方程组 得出选项B符合题意。答案：B,5（10分）（2010南京师大附中期中考题）问题：已知某一化学 反应X2Y 2Z的热效应较大，除了通过手握反应器的实验 方法之外，还可以通过什么方法来验证该反应的热效应？猜想：反应X2Y 2Z

29、是一，它可以使反应器及其 周围温度升高，设计方案证明温度升高。反应X2Y 2Z是 一，它可以使反应器及周围温度降低，设计方案证 明温度降低。,放热反应,吸热反应,设计和实验方案1用下图所示装置研究反应X2Y 2Z的热效应，当向盛有 一定量X的试管中滴加Y时，会看到U形管中液面的变化，请你画出该装置图。并说明如何利用该装置判断该反应的热效应？,2请你参照教材探究Ba(OH)28H2O与NH4Cl反应的热效应的实验来 探究该反应的热效应，写出具体的实验报告。3你还能设计出哪些方案来探究反应的热效应？解析：如果反应的热效应较大，通过手触反应器的方法是不科学的。根据猜想提供的信息使反应器周围温度的变化

30、，会引起封闭气体压强的变化，再依据设计1中提示，我们不难设计出实验装置，让小试管套在一广口瓶内，然后连接一个盛有品红溶液或加几滴红墨水溶液的U形管，这样广口瓶内的气体是封闭的，温度变化导致压强变化，导致液面变化。,设计和实验方案,1装置如图所示。向X中滴加一定量的Y，若观察到甲处液面下 降，乙处液面上升，则该反应为放热反应；若甲处液面上升，乙处液面下降，则该反应为吸热反应。,2实验报告（1）实验目的：探究反应X+2Y 2Z的热效应。（2）实验原理：若该反应是吸热反应，会使反应器及周围温度降低，如使小烧杯与玻璃片之间的水结冰，从而使玻璃片与小烧杯粘结在一 起；若该反应是放热反应，则没有这一现象，

31、相反会看到小烧杯与玻 璃片之间有大量的水蒸气产生。(3)实验药品：X固体、Y固体、水（4）实验仪器：小烧杯(50 mL)、玻璃棒、玻璃片（5）实验步骤：在小烧杯中，加入一定质量且研磨成粉末的X固 体；在玻璃片上滴加34滴水；将小烧杯放在有水处的玻璃片 上；再向小烧杯中加入一定质量的(研细的)Y固体并迅速用玻璃棒 搅拌(注意取X、Y的质量要根据反应原理)。,（6）实验现象：预测一：小烧杯与玻璃片粘结在一起；预测二：小烧杯与玻璃片之间有较多的水蒸气。（7）实验结论：现象一说明该反应是吸热反(6)实验现象：预测 一：小烧杯与玻璃片粘结在一起；预测二：小烧杯与玻璃片之间 有较多的水蒸气。3如右图所示,

32、若烧杯内出现浑浊，说明该反应是放热反应；若烧杯内溶液仍澄清且加入少量Ca(OH)2能溶解，说明该反应是吸热反应。,*(2010模拟题)通常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该 化学键的键能。键能可以衡量化学键的强弱，也可用于估算化学反 应的反应热(H)，化学反应的H等于反应中断裂旧化学键的键能 之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。,请回答下列问题：（1）比较下列两组物质的熔点高低(填“”或“”)SiC_Si；SiCl4_SiO2,（2）右图中立方体中心的“”表示硅晶体 中的 一个原子，请在立方体的顶点用“”表示出与 之紧邻的硅原子。（3）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=kJmol-1,236,点击此处进入 作业手册,点击此处进入本章综合提升,