2013-2014学年高二化学人教版选修四课件：第1章 化学反应与能量复习

第一章化学反应与能量【目标】1．了解化学反应中的能量变化，并了解放热反应和吸热反应2．介绍燃料充分燃烧的条件，培养节约能源和环境保护的意识。3．了解焓、焓变、反应热的定义及相互关系。理解反应热的涵义，能用盖斯定律进行有关反应热的计算。4．掌握热化学方程式的书写方法和应用。5．理解燃烧热并掌握有关燃烧热的计算。6．理解中和热。知识点一：反应能量变化与反应热1、从化学键的变化（微观）去考虑：旧键断裂—吸收能量新键形成—放出能量==679kJ/mol862kJ/molH=679kJ/mol－862kJ/mol=－183kJ/mol2、从反应物和生成物具有的能量（宏观）去考虑放热反应能量反应过程反应物生成物ΔH0放出热量吸热反应能量反应过程反应物生成物ΔH0吸收热量（1）放热反应：即有热量放出的化学反应，其反应物的总能量高于生成物的总能量。如：燃料的燃烧、中和反应、大多数化合反应、金属和酸的反应、铝热反应等都是放热反应。（2）吸热反应：即吸收热量的化学反应，其反应物的总能量小于生成物的总能量。如：H2还原CuO的反应，灼热的碳与二氧化碳反应，H2和I2、Ｓ、Ｐ等不活泼的非金属化合，ＣaCO3分解等大多数分解反应，Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应都是吸热反应。说明：吸热反应特征是大多数反应过程需要持续加热，但有的不需要加热如：Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl固体反应，放热反应有的开始时需要加热以使反应启动。即反应的吸、放热与反应条件无关。知识点二：反应热(焓变)1.概念：在恒压下，反应热称“焓变”。2、符号：3、单位：ΔHkJ/mol或kJ•mol–1化学反应中所吸收或放出的能量。放热反应(体系能量降低)：∆H0，∆H为“－”吸热反应(体系能量升高)：∆H0，∆H为“+”4、计算方法：∆H＝E（生成物的总能量）－E（反应物的总能量）∆H＝E（反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量）－E（生成物分子化学键形成时所释放的总能量）从能量的角度看：从键能的角度：例1：1molC与1molH2O(g)反应生成lmolCO(g)和1molH2(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1molH－H键、1molN－H键、1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则1molN2生成NH3的反应热为，则1molH2生成NH3的反应热为。－92.0kJ/mol－30.67kJ/mol相当于1/3molN2知识点三：热化学方程式1、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H2(g)+I2(g)======2HI(g)△H=－14.9kJ/mol200℃101kPa物质变化能量变化2、书写热化学方程式的注意事项1）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/mol2）需注明反应的温度和压强，如不注明条件，即指:25℃1.01×105Pa；3）物质后需标聚集状态（s、l、g、aq）4）热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示物质的量并不能表示物质的分子数或原子数，因此化学计量数可以是整数也可以是分数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，但绝对值不变知识点四：燃烧热和中和热1、中和热热的定义：表示方法：2、燃烧热的定义：在稀溶液中，酸和碱发生中和反应而生成1mol水时放出的热量。H+(aq)+OH－(aq)=H2O(l)；=-57.3kJ/molH注：强酸与弱碱反应，强碱与弱酸、弱酸和弱碱反应生成1molH2O放出的热小于57.3KJ/mol在25℃、101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量单位一般用kJ／mol研究的条件燃烧物的量反应程度3、二者比较：燃烧热中和热相同点能量变化放热反应放热反应H00不同点反应物的量1mol生成物的量1molH2O注意点一定是指101kPa时1mol可燃物燃烧生成稳定氧化物时的热效应。C→CO2,H→H2O(l),S→SO2…稀溶液中，强酸与强碱反应的中和热都相同，均约为57.3kJ/mol1、已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kJ/mol，计算下列反应中放出的热量。（1）用20gNaOH配成稀溶液跟足量稀盐酸反应，放出热量为kJ。（2）用0.1molBa(OH)2配成稀溶液跟足量稀硝酸反应，放出热量为kJ。（3）用1mol醋酸稀溶液和足量NaOH溶液反应，放出的热量（大于、小于、等于）57.3kJ，理由是。28.6511.46小于醋酸是弱电解质，只是少部分电离，发生电离时要吸热，中和时放热较少练习2、10g硫磺在O2中完全燃烧生成气态的SO2，放出的热量能使500gH2O温度由18℃升至62.4℃，则硫磺的燃烧热为，热化学方程式为。【解析】10g硫磺燃烧共放出热量为：Q=m·C(t2－t1)＝500g×4.18×10－3kJ/(g·℃)(62.4－18)℃=92.8kJ，则lmol(32g)硫磺燃烧放热为=-297kJ/mol，硫磺的燃烧热为297kJ/mol，热化学方程式为：S(s)+O2(g)=SO2(g)△H=-297kJ/mol知识点五：盖斯定律1.盖斯定律的内容:不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热是相同。换句话说,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。CO(g)C(s)CO2(g)H2H1H3H2H1H3=+有些化学反应进行很慢或不易直接发生，很难直接测得这些反应的反应热，可通过盖斯定律获得它们的反应热数据。2．盖斯定律的应用关键：目标方程式的“四则运算式”的导出。方法：写出目标方程式确定“过渡物质”（要消去的物质）然后用消元法逐一消去“过渡物质”，导出“四则运算式”。【例题1】已知①CO(g)+1/2O2(g)====CO2(g)ΔH1=－283.0kJ/mol②H2(g)+1/2O2(g)====H2O(l)ΔH2=－285.8kJ/mol③C2H5OH(l)+3O2(g)====2CO2(g)+3H2O(l)ΔH3=-1370kJ/mol试计算④2CO(g)＋4H2(g)====H2O(l)＋C2H5OH(l)的ΔH【解】：根据盖斯定律，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的。下面就看看反应④能不能由①②③三个反应通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/mol例2：写出石墨变成金刚石的热化学方程式(25℃,101kPa时)查燃烧热表知：①C(石墨，s)+O2(g)==CO2(g)△H1=-393.5kJ/mol②C(金刚石，s)+O2(g)==CO2(g)△H2=-395.0kJ/mol解析：①-②得：C(石墨，s)=C(金刚石，s)△H=+1.5kJ/mol观察该热化学方程式，回答：金刚石能自动变成石墨吗？需要什么条件？你知道神六的火箭燃料是什么吗？例3：某次发射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃烧，生成N2、液态H2O。已知：N2(g)+2O2(g)==2NO2(g)△H1=+67.2kJ/molN2H4(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的热化学方程式。2N2H4(g)+2NO2(g)==3N2(g)+4H2O(l)△H=-1135.2kJ/mol知识点六：能源能源分类按转换过程分按利用历史分按性质分可再生能源不可再生能源风能、水能、煤炭、石油、天然气等常规能源新能源可再生能源不可再生能源太阳能、海洋能、地热能、波浪能、潮汐能等。核能一级能源二级能源电能、氢能、煤气、水煤气、蒸汽、焦炭、汽油、煤油、柴油、液化石油气、沼气能等