第一节化学反应与能量的变化(优秀课件)

三、能源
能源就是能提供能量的自然资源，包括化石燃 料（煤、石油、天然气）、阳光、风力、流水、潮 汐以及柴草等。能源的开发和利用可以用来衡量一 个国家或地区的经济发展和科学技术水平。 煤、石油、天然气是当今世界上重要的化石燃料。 但它们的蕴藏有限，且不可再生。解决的办法 ： 开源节流。即开发新能源，节约现有能源，提高能 源的利用率。
C2H2（g）＋5/2O2（g） 2CO2（g）＋H2O（l） ΔH=－1300 kJ/mol
2C2H2（g）＋5O2（g）==4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH=－2600 kJ/mol
一、燃烧热
什么是燃烧热？是不是物质燃烧放出 的热量就叫燃烧热呢？
在25℃,101 kPa时，1 mol 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。
A、 2CH4 ( g )＋4O2 ( g ) ＝ 2CO2 ( g ) ＋ 4H2O ( l ) ΔH = +890 kJ/mol
B、 CH4 ＋2 O2 ＝ CO2 ＋ H2O C、 CH4 ( g )＋2 O2 ( g ) ＝ CO2 ( g ) ＋ 2 H2O ( l )
ΔH = －890 kJ/mol ΔH = －890 kJ/mol
• H△2（H=ｇ一）28+51./82KOJ2/（mｇo）l =H2O（l）
• 请同学们分析为什么二者的产物同 样是水，而释出的能量却不同？
• 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。
•
思考1、在同温、同压下，比较下列反应 放出热量Q1、Q2的大小 A：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)+Q1
如: C CO2(g)、H H2O（l）、S SO3 （g） ［练习1］分析以下几个热化学方程式，哪个是表 示固态碳和气态氢气燃烧时的燃烧热的？为什么？ A.C（s）＋O2（g）===CO(g);ΔH=110.5 kJ/mol
B.C（s）＋O2（g）===CO2(g);ΔH=－393.5 kJ/mol
随堂练习
1、 1mol C与1mol 水蒸气反应生成1mol CO 和 1mol H2，需要吸收 131.5 kJ的热量。写出此反应 的热化学方程式。
2、沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445 kJ 的热量。则下列热化学方程式中正确的是 C
回
忆 H
H
氢原子和氢原子靠近时，
化学键怎么变？ 能量怎么变化？多了？少了？ 从哪来？到哪去？ 化学键的变化与能量的变化有什么关系？
思 考
H2O ( l )
H2O ( g )
液态水变成气态水时，能量是 如何变化的？能否从微观角度解释 能量变化的原因？
结 论 物质的变化常伴随着能量变化
应物和生成物的关系，而且表示了反 • 书写热化学方应程的式热应注效意应∶。
• １、需注明反应的温度和压强。如在多少度，多少千帕； 如在常温（250c）、常压（101kpa）下，可不注明温度和 压强的条件；
• ２、应注明反应物和生成物的状态；固体一s，液体一l， 气体一g；
• ３、热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个 数。化学计量数可以是整数，也可以是分数。对于相同的 反应，当计量数不同时，其△H不同。
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)+Q2
数量的分析：反应物的状态，数量和生成物 的数量都相同，但由于气态水转化为液态要 放出一定热量
∴Q2＞Q1
思考２、在同温、同压下，比较下列反应 放出热量Q1、Q2的大小
B: S(g)+O2(g)=SO2(g)+Q1
S(S)+O2(g)=SO2(g)+Q2
观察下列示意图：
HHห้องสมุดไป่ตู้
436 kJ/mol Cl Cl
243kJ/mol
H
H
+
+
Cl
Cl
H Cl H Cl 431 kJ/mol
你从图中发现了什么？ 1、…… 2、…… 3、……
反应热 焓变
化学反应过程中所释放或吸收的能量， 都可以热量（或转换成相应的热量）来表 述，叫做反应热，又称为“焓变”。
符号： ΔH ，单位：kJ/mol 或 kJ•mol-1
综上所述∶
• 当△Ｈ为“一”或△Ｈ<Ｏ时，为放热反应； • 当△Ｈ为“+”或△Ｈ>Ｏ时，为吸热反应。 • 请同学们分析ｐ３的能量变化图。 • 二、热化学方程式
• 能够表示化学反应热效应的化学方程式应 怎样书写？下面我们来讨论和研究∶
例１∶在2000C、101KPa时，１molH2与碘
D、 1/2CH4 ( g )＋O2 ( g ) ＝ 1/2CO2 ( g ) ＋ H2O ( l ) ΔH = -890 kJ/mol
随堂练习
3、已知
（1）H2( g )＋1/2O2 ( g ) ＝ H2O ( g ) ΔH1 = a kJ/mol （2）2H2( g )＋O2 ( g ) ＝2H2O ( g ) ΔH2 = b kJ/mol （3） H2( g )＋1/2O2 ( g ) ＝ H2O ( l ) ΔH3 = c kJ/mol （4） 2H2( g )＋O2 ( g ) ＝2H2O ( l ) ΔH4 = d kJ/mol
讨论：下面列出的是有关煤作燃料利弊问题的 一些主要论点，请参考这些论点，并准备有关 材料，简要论述你对该问题的看法。
D: H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)+Q1
1/2H2(g)+1/2Cl2(g)= HCl(g)+Q2
状态相同，但数量后式仅是前式的一半，释 放的热量也应是前式的一半，Q2＜Q1
思考与交流
• 热化学方程式与普通化学方程 式有什么这区别？正确书写其 应当注意哪几点？
小结∶热化学方程式不单表示了反
你能根据题中信息写出表示H2燃烧热的 热化学方程式吗？
H2（g）＋ 12－O228（5.g8）=k=J/Hm2oOl（l）；ΔH=
由于计算燃烧热时，可燃物质是以1 mol 作为标准来计算的，所以热化学方程式的化 学计量系数常出现分数。
二、燃烧热的计算及应用 ［例题］1.在101 kPa时，1 mol CH4 完全燃 烧生成CO2和液态H2O，放出890.3 kJ的热量， CH4的燃烧热为多少？1000 L CH4（标准状况） 燃烧后所产生的热量为多少？
解析：根据题意，在101 kPa时，1 mol CH4完全 燃烧的热化学方程式为：
CH4（g）＋2O2（g）==CO2（g）＋2H2O（l） ΔH=－890.3 kJ/mol 即CH4的燃烧热为890.3 kJ/mol。 1 000 L CH4（标准状况）的物质的量为： n(CH4)= =44.6 mol 1 mol CH4 完全燃烧放出890.3 kJ的热量，44.6 mol CH4 完全燃烧放出的热量为： 44.6 mol×890.3 kJ/mol=3.97×104 kJ 答案：CH4的燃烧热为890.3 kJ/mol，1 000 L CH4（标准状况）完全燃烧产生的热量为 3.97×104 kJ。
• ４、在方程式右端要注明△H为多少“+”或“一”kJ/mol。
（练习与巩固）依据事实，写出下列 • （１）反1m应ol碳的完热全化燃学烧放方出程39式3.5∶KJ的热量；
• （２）1克甲醇燃烧生成二氧化碳和水（液 态）时放热22.68KJ；
• （３）1mol氯气和水蒸气通过灼热的炭层 反应，生成氯化氢和二氧化碳放出145KJ的 热量。
C.2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l);ΔH=－571.6 kJ/mol
D.H2(g)＋O2(g)===H2O(g);ΔH=－241.8 kJ/mol
解析: A项 C（s）燃烧未生成稳定氧化物
CO2(g)，故其反应热不能叫燃烧热；B项符合 燃烧热的定义；C项H2虽然转变成了稳定的氧 化物H2O（l），但由于其反应热表示的是2 mol H2 完全燃烧时的热量变化，故不能叫燃 烧热；D项参加燃烧的H2虽然是1 mol，但其 生成H2O（g），而不是H2O（l），故它的反 应热也不为H2的燃烧热。
蒸气作用生成HI的反应，科学文献上表示为∶
H2（g）+I2（g）====2HI（g） • △H=一14.KJ/mol • 当在２００0C101KPa时 • 例2∶在250C、101KPa时，有两个由氢气和
氧气化合成1mol水的交反应，一个生成气 态水，一个生成液态水，其化学方程式可 表示∶
H2（ｇ）+1/2O2（ｇ）=H2O（g） △H=一241.8KJ/mol
⑴.燃烧热通常可由实验测得。 ⑵.在理解物质燃烧热的定义时，要注意 以下几点：
①研究条件： 25℃ ,101 kPa ②反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化 物。 ③燃烧物的物质的量：1 mol ④研究内容：放出的热量。（ΔH<0，单位 kJ/mol） ⑤在未有特别说明的情况下，外界压强一般 指25℃ ,101 kPa.所谓完全燃烧也是完全氧 化，它是指物质中的下列元素完全转变成对 应的稳定物
节约能源的重要措施： 科学地控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，提高能 源的利用率。
相关思考题∶
[问题]
1.燃料充分燃烧的条件是什么?
2.燃料燃烧时,若空气过量或不足,会造 成什么后果? 3.为什么固体燃料要粉碎后使用?
1.使燃料充分燃烧的措施： (1）通入充足且适量的空气； (2）固体燃料粉碎、液体燃料喷雾以增大燃 料与空气的接触面。
2.葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一。葡萄糖燃烧 的热化学方程式为： C6H12O6（s）＋6O2（g）===6CO2（g）＋6H2O（l） ΔH=－2 800 kJ/mol 葡萄糖在人体组织中氧化的热化 学方程式与它燃烧的热化学方程式相同。计算100 g葡萄 糖在人体中完全氧化时所产生的热量。
反应物的总能量高
放 热 反 应
生成物的总能量高
吸 热 反 应
生成物的总能量低
反应物的总能量低
反应物的总能量=生成物的总能量+放出的热量
生成物的总能量=反应物的总能量+吸收的热量
化学反应的过程,可以看成是能量的 “贮存”或“释放”的过程
回
忆
HH
氢原子和氢原子分开时，
化学键怎么变？ 能量怎么变化？多了？少了？ 从哪来？到哪去？ 化学键的变化与能量的变化有什么关系？
两式数量相同，S由固态吸收热量转化为 气态，在氧化燃烧生成SO2。其放出热量 的总和小于由气态S直接燃烧所放出的热 量，Q1<Q2。
思考３、在同温、同压下，比较下列 反应放出热量Q1、Q2的大小
C: C(S)+1/2O2(g)=CO(g)+Q1 C(S)+O2(g)=CO2(g)+Q2
固态C氧化为CO，释放出热量Q1，CO是气 体燃料，和O2反应生成CO2，又释放热量Q3， 两次释放热量的总和Q1+Q3，等于固态C氧化 为气态CO2释放的热量Q2，∴Q2＞Q1
解析： 根据题意，葡萄糖的燃烧热为2 800 kJ/mol，100 g葡萄糖的物质的量为： n(C6H12O6)==0.556 mol 1 mol C6H12O6完全燃烧放出2 800 kJ的热量， 0.556 mol C6H12O6完全燃烧放出的热量为： 0.556 mol×2 800 kJ/mol=1 557 kJ 答案：100 g葡萄糖在人体中完全氧化时产生1 557 kJ的热量。
则a、b、c、d的关系正确的是 C 。 A、a<c<0 B、b>d>0 C、2a=b< 0 D、2c=d>0
作业布置∶
• 第一次作业∶p５Ex３（１）、（２）、 （３）、（４）、（５）、（６）、 Ex４ （１）、（２）、
•
新课标人教版化学选修4
第一章 化学反应与能量
第二节 燃烧热 能源
练习.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
新课标人教版化学选修4
第一章 化学反应与能量
第一节化学反应与能量的变化
这是一幅幅多么撩人的自然美景，然而， 如今的地球正在遭受着前所未有的灾难：大气 污染加剧、水污染严重，固体废弃物与日俱增、 臭氧空洞、酸雨、赤潮、温室效应、水土流失、 土地沙漠化等。归根结底，都和化学反应有着 密切的关系，我们这一章研究的主要是物质的 能量变化，这种能量变化常以热能、电能、光 能等形式表现出来。让我们共同学习、研究化 学反应与能量，做好保护地球，保护环境的工 作。。