苏教版高中化学选修四《1.1 化学反应中的热效应》课件

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1、,江苏教育出版社高中化学| 选修4,第一课时化学反应的焓变,江苏教育出版社高中化学| 选修4,1反应热在化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同温度时，所吸收或放出的热量。 2焓变 (1)焓(H)：与内能有关的物理量。 (2)焓变(H)：生成物与反应物的焓值差，即HH(生成物)H(反应物)。 (3)焓变与反应热：恒压条件下的反应热等于焓变。 (4)焓变概念：在恒温、恒压条件下，化学反应过程中吸收或释放的热量，单位 kJmol-1 。 (5)H与吸热反应、放热反应的关系吸热反应：H 0；放热反应：H 0。,一、化学反应的焓变,江苏教育出版社高中化学| 选修4,3化

2、学反应伴随有能量变化的原因 (1)从反应物断键和生成物成键角度化学反应过程：,化学键变化与反应热的关系：若E1E2，反应吸收能量，H0，为吸热反应；若E1E2，反应放出能量，H0，为放热反应。,江苏教育出版社高中化学| 选修4,(2)从反应物和生成物总能量大小角度若反应物的总能量小于生成物的总能量，则反应过程中吸收能量；若反应物的总能量大于生成物的总能量，则反应过程中放出能量。如果反应中的能量变化主要表现为热的形式，就是吸热反应和放热反应。如图所示：,江苏教育出版社高中化学| 选修4,总结,1焓变与反应热的关系,2.H的计算方法 (1)H反应物的键能总和生成物的键能总和。

3、(2)H生成物所具有的总能量反应物所具有的总能量。,江苏教育出版社高中化学| 选修4,判断吸热反应、放热反应的依据与误区 (1)吸热反应、放热反应判断的“两大依据” 理论依据：反应物与生成物总能量的相对大小。计算依据：断裂化学键吸收总能量与形成化学键放出总能量的相对大小。 (2)吸热反应、放热反应判断的“两大误区” 误区一：与反应条件有关。误区二：只要吸热就是吸热反应，只要放热就是放热反应。如水蒸气液化放出热量，但该过程不是放热反应。,江苏教育出版社高中化学| 选修4,1判断的正误(正确的打“”，错误的打“”)。 (1)任何化学反应均伴随能量的变化 ( ) (2)焓变是指1 mol物质

4、参加反应时的能量变化 ( ) (3)H0的反应为放热反应( ) (4)伴有能量变化的物质变化都是化学变化 ( ),练习,江苏教育出版社高中化学| 选修4,2化学反应A2(g)B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示，下列叙述中正确的是( ),A每生成2个AB分子吸收(ab)kJ热量 B该反应热H(ab)kJmol1 C该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 D断裂1 mol AA和1 mol BB键，放出a kJ能量,江苏教育出版社高中化学| 选修4,解析：形成化学键放出热量，形成2 mol AB键放出b kJ热量，A项错误；1 mol A2(g)和1 mol B2(g)反应生成2 m

5、ol AB(g)吸收(ab)kJ热量，B项正确；由图可知，反应物的总能量低于生成物的总能量，C项错误；断裂1 mol AA和1 mol BB键，吸收a kJ能量，D项错误。答案：B,江苏教育出版社高中化学| 选修4,3键能是两原子间形成1 mol新键(或其逆过程)时释放(或吸收)的能量。已知下列物质的键能：,则反应：N2(g)3H2(g)=2NH3(g)的H_。,解析：H反应物断键吸收的总能量生成物成键释放的总能量946 kJmol13436 kJmol16391 kJmol1(2 254 kJmol12 346 kJmol1)92 kJmol1。答案：92 kJmol1,江苏教育出版社

6、高中化学| 选修4,二、热化学方程式,1概念能够表示反应热的化学方程式。,2意义 (1)热化学方程式既表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。 (2)对于热化学方程式H2(g)O2(g)=H2O(l) H285.8 kJmol1，表示在25 (298 K)、101 kPa时，1 mol H2与 mol O2完全反应生成液态水时放出的热量是285.8 kJ。,江苏教育出版社高中化学| 选修4,3书写原则 (1)热化学方程式的化学计量数只表示，不表示 _，可以用整数也可以用。 (2)必须注明物质的、H的“ ”和。 (3)应标明反应的温度和压强。若不标明，

7、则表示是在25 (298 K)、101 kPa条件下的反应热。 (4)对于相同反应，H的数值必须与对应。 4实例 8 g甲烷完全燃烧生成液态水时放出445 kJ的热量，该反应的热化学方程式为CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H890 kJmol1。,江苏教育出版社高中化学| 选修4,总结,热化学方程式的书写步骤与注意事项 1书写“三”步骤,江苏教育出版社高中化学| 选修4,2注意“五”事项 (1)要在物质的化学式后面用括号注明各物质的聚集状态。一般用英文字母g、l和s分别表示气态、液态和固态，水溶液中的溶质则用aq表示。 (2)H的单位是kJmol1。 (3)根据焓的

8、性质，对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其H也不同。若化学方程式中各物质的化学计量数加倍，则H的数值也加倍。 (4)热化学方程式中不用“”“”，“=”上不用标明反应条件。 (5)必须标明H的符号，放热反应H为“”，吸热反应H为“”，正负号不可省略。,江苏教育出版社高中化学| 选修4,四看法判断热化学方程式的正误,江苏教育出版社高中化学| 选修4,练习,1下列热化学方程式书写正确的是 ( ) A2SO2O2=2SO3 H196.6 kJmol1 BH2(g)O2(g)=H2O(l) H285.8 kJmol1 C2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H571.6 kJ DC(s)O2

9、(g)=CO2(g) H393.5 kJmol1,解析：A没有标明状态；C中H的单位不正确，应为kJmol1；因为碳和氧气的反应是放热反应，所以D中H为负值。答案：B,江苏教育出版社高中化学| 选修4,3写出下列反应的热化学方程式。 (1)N2(g)与H2(g)反应生成17 g NH3(g)，放出46.1 kJ热量。 _ (2)1 mol C2H5OH(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出 1 366.8 kJ热量。 _ (3)1 mol CO完全转化为CO2放出283 kJ的热量。 _ (4)24 g C(s)与足量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)，吸收 262.6

10、 kJ热量。 _,江苏教育出版社高中化学| 选修4,1在化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同温度时，所吸收或放出的热量称为化学反应的反应热。 2在恒温、恒压的条件下，化学反应过程中吸收或释放的热量称为反应的焓变，用H表示，单位kJmol1，吸热反应的H0，放热反应的H0。 3热化学方程式书写“三步骤”： (1)写出配平的化学方程式。 (2)标出物质的聚集状态。 (3)注明反应热的正负号、数值和单位。 4反应热计算“两公式”： (1)H生成物所具有的总能量反应物所具有的总能量。 (2)H反应物的键能总和生成物的键能总和。,小结,江苏教育出版社高中化学| 选修4,第二课时反应热的测量与计

11、算,江苏教育出版社高中化学| 选修4,1中和反应反应热的测量 (1)原理：通常以盐酸与NaOH溶液反应为例测定中和反应的反应热。,一、中和反应反应热的测量,(2)实验中用到的仪器和药品实验仪器(如图)：,实验药品：0.5 molL1的盐酸，0.5 molL1的NaOH溶液和蒸馏水等。,江苏教育出版社高中化学| 选修4,(3)测定的实验步骤测量初始温度(t1、t2)和溶液体积(VHCl、VNaOH)： a用量筒量取50 mL 0.50 molL1盐酸，倒入，测量并记录盐酸的温度(t1)。 b用另一量筒量取50 mL 0.50 molL1氢氧化钠溶液，测量并记录氢氧化钠溶液的温度(t2)

13、1不变，即H与反应生成水的多少无关。,江苏教育出版社高中化学| 选修4,1强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的反应热H57.3 kJmol1。分别向1 L 0.5 molL1的NaOH溶液中加入：稀醋酸、浓硫酸、稀硝酸，恰好完全反应的热效应分别为H1、H2、H3，它们的关系正确的是( ) AH1H2H3 BH2H3H2,练习,解析：等物质的量的NaOH与稀CH3COOH、浓硫酸、稀HNO3恰好反应生成等物质的量的水，若不考虑物质的溶解热和弱电解质电离吸热，应放出相同的热量。但在实际反应中，浓硫酸溶解放热，CH3COOH是弱电解质，电离要吸热，故选D。注意放热越多，H值越小。答案：D,江苏教育出

14、版社高中化学| 选修4,2某实验小组用50 mL 0.50 molL1NaOH溶液和30 mL 0.50 molL1稀硫酸溶液进行中和反应的反应热的测定。测定稀硫酸和稀氢氧化钠反应中和热的实验装置如图所示。 (1)写出该反应的热化学方程式(中和反应的反应热H57.3 kJmol1)： _。 (2)实验数值结果与57.3 kJmol1相比偏小，产生偏差的原因可能是_(填字母)。 a实验装置保温、隔热效果差 b量取NaOH溶液的体积时仰视读数 c分多次把NaOH溶液倒入盛有稀硫酸的小烧杯中 d用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定稀硫酸溶液的温度,江苏教育出版社高中化学| 选修4,解析

15、：实验数值结果说明该实验过程中有热量损失，a项符合；b项仰视读数会导致量取NaOH体积偏大，应放出热量偏多，使中和热数值偏大，b错误；分多次倒入会导致有较多热量损失，c项符合条件；d项操作中温度计上的NaOH溶液会与稀H2SO4发生中和反应，使稀H2SO4的起始温度偏高，温度差偏小，符合条件。,江苏教育出版社高中化学| 选修4,二、盖斯定律的应用,1内容：一个化学反应，不论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应是完全的。,2本质：一个化学反应的焓变只与反应的和反应的有关，与反应的无关。,江苏教育出版社高中化学| 选修4,3反应热的特点化学反应的热效应只与始态、终态有关。与过程无

16、关，就像登山至山顶，不管选哪一条路走，山的海拔(图中的h)总是不变的(如下图)。 4应用：应用盖斯定律，可以间接地把不易测定的反应的计算出来。,江苏教育出版社高中化学| 选修4,总结,1应用盖斯定律的常用方法 (1)虚拟路径法若反应物A变为生成物D，可以有两个途径：由A直接变成D，反应热为H；由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为H1、H2、H3，如图所示：，则有：HH1H2H3。,江苏教育出版社高中化学| 选修4,(2)加和法确定待求反应的热化学方程式。找出待求热化学方程式中各物质出现在已知方程式中的位置(是同侧还是异侧)。利用同侧相加、异侧相减进行处理。

17、根据待求方程式中各物质的化学计量数通过乘除来调整已知反应的化学计量数，并消去中间产物。实施叠加并确定反应热的变化。,江苏教育出版社高中化学| 选修4,2应用盖斯定律计算反应热时的注意事项 (1)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。 (2)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(带符号)。 (3)将一个热化学方程式颠倒时，H的“”“”号必须随之改变，但数值不变。,江苏教育出版社高中化学| 选修4,1已知：Fe2O3(s)C(s)=CO2(g)2Fe(s) H234.1 kJmol1 C(s)O2(g)=CO2(g) H393.5 kJmol1 则

18、2Fe(s)O2(g)=Fe2O3(s)的H是 ( ) A824.4 kJmol1 B627.6 kJmol1 C744.7 kJmol1 D169.4 kJmol1,练习,解析：根据盖斯定律，由得： H393.5 kJmol1234.1 kJmol1824.4 kJmol1。,答案：A,江苏教育出版社高中化学| 选修4,2已知：2SO2(g)O2(g)=2SO3(g) H1196.6 kJmol1 2NO(g)O2(g)=2NO2(g) H2113.0 kJmol1 则反应NO2(g)SO2(g)=SO3(g)NO(g)的H_ kJmol1。,解析：根据盖斯定律，由可得，SO2(g)NO2

19、(g)=SO3(g)NO(g)，则HH1H2(196.6 kJmol1)(113.0 kJmol1)41.8 kJmol1。,江苏教育出版社高中化学| 选修4,三、反应热的计算,江苏教育出版社高中化学| 选修4,练习,1已知： 2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H571.6 kJmol1； 2H2O(g)=2H2(g)O2(g) H483.6 kJmol1。现有18 g液态H2O，蒸发时吸收的热量为 ( ) A88 Kj B44 kJ C4.89 kJ D2.45 kJ,解析：，得H2O(g)=H2O(l) H44 kJmol1，故H2O(l)=H2O(g) H44 kJmol1

20、。m(H2O)18 g，n(H2O)1 mol，故18 g液态H2O蒸发时吸收的热量为44 kJ，B项正确。答案：B,江苏教育出版社高中化学| 选修4,2已知：2H2O(l)=2H2(g)O2(g) H517.6 kJmol1， CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H890.3 kJmol1。1 g氢气和1 g甲烷分别燃烧后，放出的热量之比约是( ) A134 B117 C2.31 D4.61,解析：根据已知两个反应的热化学方程式，可求得1 g氢气和1 g甲烷完全燃烧放出的热量分别为129.4 kJ和55.64 kJ，比值约是2.31。答案：C,江苏教育出版社高中化学

21、| 选修4,1中和反应反应热计算公式为： H kJmol1，其中c4.18 Jg11。 2盖斯定律是指一个化学反应，不论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应是完全相同的。 3运用盖斯定律计算反应热时常用的方法有虚拟路径法和热化学方程式加合法。,小结,江苏教育出版社高中化学| 选修4,第三课时能源的充分利用,江苏教育出版社高中化学| 选修4,1能源 (1)概念：可以提供能量的自然资源。包括、、、、等。 (2)一般分类：常规能源：即化石燃料，包括、、天然气。新能源：包括太阳能、风力、潮汐。,一、能源的概述,江苏教育出版社高中化学| 选修4,2能源的多种分类,江苏教育出

22、版社高中化学| 选修4,3新能源的特点,江苏教育出版社高中化学| 选修4,1.“能源分类相关图”如图所示，四组能源选项中全部符合图中阴影部分的能源是 ( ),A煤炭、汽油、潮汐能 B水能、生物质能、天然气 C太阳能、风能、沼气 D地热能、海洋能、核能,练习,解析：煤炭、天然气属于化石燃料，属于不可再生能源，也不是新能源，A、B错误；地热能、核能来自地球本身，潮汐能来自月球的吸引，绝大多数海洋能来自太阳能，D错误。答案：C,江苏教育出版社高中化学| 选修4,2能源可划分为一次能源和二次能源。 (1)下列叙述中，正确的是_。 A电能是二次能源 B水力是二次能源 C天然气是一次能源 D水煤气

23、是一次能源 (2)关于用水制取二次能源氢气，以下研究方向正确的是_。 A构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在水不分解的情况下使氢成为二次能源 B设法将太阳光聚集产生高温，使水分解产生氢气 C寻找高效催化剂，使水分解产生氢气，同时释放能量 D寻找特殊化学物质，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气,江苏教育出版社高中化学| 选修4,解析：(1)根据能源的划分原则，电能和水煤气属于二次能源，水力和天然气是一次能源，A、C两项正确。(2)氢气可以燃烧，但水中的氢元素和氧元素是不能燃烧的，因此必须使水分解才能制取二次能源氢气，A项错误；由于H2和O2的化合为放热反应，故由H2O来制取H2必须由

24、外界提供能量，可以利用太阳能或其他特殊的物质来提供能量使其分解，因为此分解反应是吸热反应。答案：(1)AC (2)BD,江苏教育出版社高中化学| 选修4,1意义标准燃烧热或热值可以衡量燃料燃烧放出热量的大小。,二、标准燃烧热和热值,2标准燃烧热 (1)概念：在的压强下，物质燃烧的 _叫做该物质的标准燃烧热。 (2)单位：标准燃烧热是反应热的一种，单位为。,江苏教育出版社高中化学| 选修4,(3)完全燃烧的标准 C ，H ，N ，S 。 (4)实例：如CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H890.31 kJmol1。表示在101 kPa条件下， CH4完全燃烧

25、生成和时放出的热量是。,3热值物质完全燃烧的反应热叫做该物质的热值。,江苏教育出版社高中化学| 选修4,1下面均是正丁烷与氧气反应的热化学方程式(25 ，101 kPa) (1)C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(l) H2 878 kJmol1 (2)C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(g) H2 658 kJmol1 (3)C4H10(g)O2(g)=4CO(g)5H2O(l) H1 746 kJmol1 (4)C4H10(g)O2(g)=4CO(g)5H2O(g) H1 526 kJmol1 由此判断，正丁烷的标准燃烧热H为 ( ) A2 878

26、 kJmol1 B2 658 kJmol1 C1 746 kJmol1 D1 526 kJmol1,练习,江苏教育出版社高中化学| 选修4,解析：由热化学方程式判断标准燃烧热时，C4H10的计量数为1，产物为CO2(g)和H2O(l)，H0，由此可知(1)中的反应热即为标准燃烧热。答案：A,江苏教育出版社高中化学| 选修4,利用标准燃烧热求混合气体组成的方法十字交叉法条件：已知A气体的标准燃烧热为H1，B气体的标准燃烧热为H2(|H2|H1|)，又知A和B的混合气体1 mol与O2充分反应生成稳定的氧化物，其反应热为H3，则可以用十字交叉法确定混合气体的组成。确定组成：,总结,江苏教育

27、出版社高中化学| 选修4,1直接比较法依照规律、经验和常识直接判断不同反应的H的大小。 (1)吸热反应的H肯定比放热反应的H大(前者H大于0，后者H小于0)。 (2)物质燃烧时，可燃物的量越大，燃烧放出的热量越多，H反而越小。 (3)等量的可燃物完全燃烧放出的热量肯定比不完全燃烧所放出的热量多，但H小。,三、反应热大小的比较,江苏教育出版社高中化学| 选修4,(4)同一反应，产物相同时，气态物质燃烧所放出的热量比固态物质燃烧所放出的热量多。 (5)同一反应，反应物相同时，生成液态物质放出的热量比生成气态物质所放出的热量多。 (6)中和反应生成等量的水时，强酸与强碱的稀溶液反应比弱酸与强

28、碱(或强碱与弱酸、弱碱与弱酸)的稀溶液反应放出的热量多，但H小。 (7)对于可逆反应，因反应不能进行完全，实际反应过程中放出或吸收的热量要小于相应热化学方程式中的反应热数值。例如：2SO2(g)O2(g)=2SO3(g) H197 kJmol1，则向密闭容器中通入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)，反应达到平衡后，放出的热量要小于197 kJ。,江苏教育出版社高中化学| 选修4,2利用盖斯定律比较法利用盖斯定律，设计不同反应途径，由能量守恒定律列式比较。如： (1)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 因为反应为

29、C(g)=C(l) H3H2H1，而H30，所以H2H1。,江苏教育出版社高中化学| 选修4,(2)同一反应，反应物状态不同时： A(g)B(g)=C(g) H10 A(s)B(g)=C(g) H20 ,因为H2H3H1，且H30，所以H2H1。,江苏教育出版社高中化学| 选修4,特别提醒在进行H的大小比较时，需要注意H的“”、“”、数值和单位属于一个整体，不能随意分割。 (1)在比较两个热化学方程式中H的大小时，比的是其代数值，要带“”、“”进行比较。 (2)在比较两个反应放出或吸收的热量多少时，比的是其绝对值，应去掉“”、“”进行比较。,江苏教育出版社高中化学| 选修4,1已知：C

30、O2(g)C(s)=2CO(g) H1 C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g) H2 CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g) H3 CuO(s)CO(g)=Cu(s)CO2(g) H4 2CuO(s)C(s)=2Cu(s)CO2(g) H5 下列关于上述反应焓变的判断不正确的是 ( ) AH10 BH20 CH2H3 DH52H4H1,练习,解析：分别给已知反应依次编号。A项，反应是吸热反应，H10，正确；B项，生成水煤气的反应是吸热反应，H20，正确；C项，由得反应，因H10，故H2H3，错误；D项，2得反应，故H52H4H1，正确。答案：C,江苏教育出版社高中化学| 选修4,1在101 kPa,1 mol物质完全燃烧的反应热叫做该物质的标准燃烧热。 21 g物质完全燃烧所放出的热量，叫做该物质的热值。,提醒,