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1、第一章 化学反应与能量,第一节 化学反应与能量的变化,从物质的角度：,有新物质生成,从微粒的角度：,原子重新组合的过程,从化学键的角度：,旧键的断裂和新键的形成,从能量的角度:,释放或贮存能量的过程,化学反应的本质,一、焓变 反应热,1、反应热,恒(等)压过程：反应前后压强不变，体积改变 敞口、针筒、活塞,在化学反应过程中放出或吸收的热量,恒(等)容过程：反应前后体积不变，压强改变 密闭容器、体积不变容器,2、焓变,焓：热力学状态函数。,焓变：在一定条件下（恒压）的反应热 生成物与反应物的焓值差,焓变符号：H,焓变单位：kJ/mol,测量条件：恒压下，一般为敞口容器中,“+”：吸热，环境对体系
2、做功自身能量增加 “-”：放热，体系对环境做功自身能量减少,3、反应热产生的原因,从物质所具有的能量角度,反应物的总能量生成物的总能量,生成物的总能量反应物的总能量,H0,H0,放热反应：,吸热反应：,-183 kJ/mol（理论值）,H= -184.6 kJ/mol（实验值）,H=,化学键断裂吸热 化学键形成放热,从化学键的角度,4、常见吸热反应与放热反应,放热反应,放出热量的化学反应。H 为“-”或H 0,常见放热反应：中和反应 燃烧反应 活泼金属与酸反应 大多数化合反应,吸热反应,吸收热量的化学反应。H 为“+”或H 0,常见的吸热反应： 大多数分解反应 某些金属氧化物的还原反应 C+C
3、O2 C+H2O Ba(OH)28H2O+NH4Cl,已知拆开1mol H2中的化学键要吸收436 kJ的能量，拆开1mol O2中的化学键要吸收496 kJ的能量，形成水分子中的1mol HO键要放出463 kJ的能量，试说明 2H2+ O2 = 2H2O中的能量变化。,练习,H=-484kJ/mol,1、1molC与1molH2O(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。,2、拆开 lmol HH键、lmol NH键、lmolNN键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则1mol N2生成NH3
4、的反应热为，1mol H2生成NH3的反应热为。,131.5,-92KJ/mol,-30.7KJ/mol,练 习,二、热化学方程式,表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。,热化学方程式书写要点,需注明反应的温度和压强,如在25、101KPa下进行的反应，可不注明温度和压强,应注明反应物和生成物的状态,气体用g；液体用l；固体用s；溶液用aq,2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H1=-Q1kJ/mol 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H2=-Q2kJ/mol,化学计量数表示物质的量，而不是分子个数。,化学计量数可以是整数，可以是分数。,化学计量数与H成正比，当化学计量
5、数不同时，其H不同,H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)，,H=-285.8kJ/mol,右端标注热量数值和符号， H：吸热用“+”，放热用：“-”。,2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)，H=-571.6kJ/mol,1、已知在25，101kpa下，1gC8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40kJ热量，表示上述反应的热化学方程式正确的是 AC8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g) H=-48.40 kJmol-1 BC8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1) H=-5518 kJmol-1 CC8H18(1)+
6、25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1) H=+5518 kJmol-1 DC8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1) H=-48.40 kJmol-1,B,2、1克甲烷在空气中燃烧，恢复常温下测得放出热量55.625KJ，试写出热化学方式。,CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H=- 890 kJ/mol,3、常温下14克CO在足量氧气中充分燃烧， 放出141.3KJ热量，写出该热化学方程式。,CO(g) + 1/2O2(g)=CO2(g) H=- 282.6 kJ/mol,2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)，H1=-Q1kJ/
7、mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)，H2=-Q2kJ/mol,4、比较Q1和Q2的大小、 H1和H2的大小,Q1Q2,H1 H2,注意：热量比较比数值， H比较带符号,练：比较Q1Q2的大小、H1 H2的大小,S(g)+O2(g)=SO2(g) H1=- Q1 kJ/mol S(s)+O2(g)=SO2(g) H2=- Q2 kJ/mol,Q1Q2,H1 H2,注意：,对于可逆反应， 当反应逆向进行时，其反应热与正反应的数值相等，符号相反。,其反应热是指反应物完全转变成生成物放出或吸收的热量。,6、已知：C(s)+O2(g)=CO2(g) H=-393.5 kJ/mol 要获得
8、1000kg热量，需燃烧多少克碳？,30.5g,备用： 已知：S(s)+O2(g)=SO2(g) H=- 290.6 kJ/mol 求1.6g硫燃烧成为SO2气体,放出多少热量？,14.53kJ,三、中和反应反应热的测定,1、中和热,酸与碱反应生成1mol H2O时释放的热量称中和热。,数值：稀溶液中，强酸和强碱中和时 H= -57.3kJ/mol,2、中和反应反应热的测定,原理：Q=mct,仪器及药品,实验步骤,实验步骤：,a、在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间
9、开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的，如上图所示。该实验也可在保温杯中进行。,b、用一个量筒量取50mL 0.5mol/L盐酸， 倒入 小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记录。 把温度计上的酸用水冲洗干净。,c、用另一个量筒量取50mL 0.55mol/L氢氧化钠，并用温度计测量氢氧化钠的温度，记录。,d、把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯（注意不要洒在外面），盖好盖板。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确量取混合溶液的最高温度，记为终止温度，记录。,e、重复实验步骤24三次,如何提高
10、中和热测定的准确度呢？,增强保温、隔热措施，减少实验过程中热量的损失。 不断搅动，使热量分散均匀 使用稀酸溶液和稀碱溶液，减少溶解热的干扰 使用强酸和强碱溶液，减少电离热效应的干扰,第一章 化学反应与能量,第二节 燃烧热 能源,若2.6 g 乙炔（C2H2，气态）完全燃烧生成液态水和CO2（g）时放热130 kJ。则乙炔燃烧的热化学方程式为:,C2H2(g) 5/2O2 (g) = 2CO2 (g) H2O（l） H=1300 kJ/mol,2C2H2 (g) 5O2 (g) = 4CO2(g)2H2O(l) H=2600 kJ/mol,反应热,燃烧热,中和热,。,溶解热,一、燃烧热,1、定义
11、,101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。,例子：CH4(g)+2O2 (g) =CO2 (g) +2H2O (l) H=-890.3kJ/mol 890.31kJ/mol就是甲烷的燃烧热,2、注意问题：,研究内容：放出的热量（H0，单kJ/mol）,研究条件：25、 101 kPa,反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物。,燃烧物的物质的量：1 mol, CO2(g) H2O（l） SO2（g）,如:C H S,一些物质燃烧热,1、能否根据式子 1/2CH4(g)+O2 (g) =1/2CO2 (g) +H2O(l) H=-445.15kJ/
12、mol 认为甲烷的燃烧热是445.15kJ/mol？,2、已知：,2H2( g ) + O2 ( g) = 2H2O ( l ) H= - 571.6 kJ/mol H2( g ) +1/2 O2 ( g) = H2O ( g ) H= - 241.8 kJ/mol 求氢气的燃烧热。,答:H=-285.8 kJ/mol,练习,2、请分别写出石墨和金刚石燃烧的热化学方程式。,C(石墨s）+ O2（g）= CO2（g） H= -393.5 kJ/mol C(金刚石s）+ O2（g）= CO2（g） H= -395.0 kJ/mol,因为石墨与金刚石的晶体结构不同,其具有的能量也不相同,石墨与金刚石
13、的燃烧热为什么不相同？,燃烧热与中和热的区别与联系,放热反应,H0 , 单位 kJ/mol,1mol可燃物,可能是1mol也可以是0.5mol(不限),不限量,H2O 1mol,1mol反应物完全燃烧时放出的热量;不同的物质燃烧热不同,酸碱中和生成1molH2O时放出的热量,强酸强碱间的中和反应中和热大致相同,均约为57.3kJ/mol,二、能源,1、能源定义,2、能源种类,3、我国现阶段能源构成,4、能源研究热点课题,练习,1、下列性质中，能说明乙醇宜作燃料的是 燃烧时发生氧化反应 充分燃烧的产物不污染环境 乙醇是一种再生能源 燃烧时放出大量的热,A. B. C. D. ,D,2、1.5g火
14、箭燃料二甲基肼（CH3NHNHCH3）完全燃烧，放出50kJ热量，则二甲基肼的燃烧热为：,A.1000kJ/mol B.1500kJ/mol C.2000kJ/mol D.3000kJ/mol,C,3.家用液化气中主要成分是丁烷，当10kg 丁烷完全燃烧并生成二氧化碳和液态水时，放出热量5105kJ。 写出丁烷燃烧的热化学方程式。,第一章 化学反应与能量,第三节 化学反应热的计算,H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) H1=241.8kJ/mol,已知： H2O(g)=H2O(l) H= 44kJ/mol 是否可以求出氢气的燃烧热？,H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H2=H1
15、+H= 285.8kJ/mol,H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H2=285.8kJ/mol,上式中的H1是否表示氢气的燃烧热？,一、盖斯定律,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。,条条大路通罗马,CO(g),C(s),CO2(g),已知 CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H2=-283.0kJ/mol C(s)+O2(g)=CO2(g) H3=-393.5kJ/mol 求算C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H1=?,C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H1=? CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H2=-283.0kJ/m
16、ol C(s)+O2(g)=CO2(g) H3=-393.5kJ/mol,方法： 写出目标方程式;,确定“中间产物”（要消去的物质）;,变换方程式, H要同时变化,然后用消元法逐一消去“中间产物”;,得到目标方程式并进行相应的运算。,例1：写出石墨变成金刚石的热化学方程式 (25,101kPa时) 说明： （1）可以在书中查找需要的数据 （2）并告诉大家你设计的理由。,用一用盖斯定律,石墨能直接变成金刚石吗？,先思考，之后小组讨论汇报,查燃烧热表知： C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) H1=-393.5kJ/mol C(金刚石，s)+O2(g)=CO2(g) H2=-395.0kJ/mol,所以， - 得： C(石墨，s)= C(
