資源簡介 (共114張PPT)自熱食品,是指不依賴電、火等方式加熱,而用自帶發熱包加熱的預包裝食品。 如自熱米飯,自熱火鍋等。使用時,只需將特制的發熱包放在食盒底部,再加入一杯涼水,即可制作出熱氣騰騰食物。你知道其中的原理嗎?請寫出方程式。自熱火鍋里面的加熱包主要成分是焙燒硅藻土、鐵粉、鋁粉、焦炭粉、活性炭、鹽、生石灰、碳酸鈉等,不同的商家可能存在成分上的差別,但是自熱火鍋加熱的原理都是生石灰遇水變成熟石灰,從而釋放熱能并產生水蒸氣,達到煮熟食物的作用。CaO+H2O =Ca(OH)2組織建設第一部分 熱化學熱化學與電化學【思考1】放熱反應吸熱反應1.燃料的燃燒反應2.酸堿中和反應3.活潑金屬與酸或水4.大多數化合反應歸納放熱反應和吸熱反應分別有哪些?1.許多分解反應,如CaCO3高溫分解2.銨鹽與堿,如NH4Cl+Ba(OH)2·8H2O3.一些氧化物的還原反應,如C+CO2、H2+CuO、C+H2O【溫故知新】化學反應伴隨著能量變化,反應產生的能量可以多種形式存在,如:熱能、電能、光能等1.化學反應過程中,不僅有物質的變化,還有能量的變化。這種能量的變化常以_____、_____、____等形式表現出來。熱能電能光能2.化學反應中的能量變化,通常主要表現為______的變化。對化學反應,以反應過程中放熱或吸熱為標準劃分,分為放熱反應和吸熱反應兩種類型。有熱量________的反應叫做放熱反應,需要_________熱量的反應叫做吸熱反應。熱量放出吸收【復習鞏固】化學反應的本質是什么?與能量變化有什么關聯?舊化學鍵的_______,_____能量和新化學鍵的______,______能量吸收放出能量差【思考2】化學反應的本質是斷裂形成1.焓和焓變(1)焓(H):是一個與 有關的物理量。(2)焓變(ΔH):ΔH = 。內能H(生成物)-H(反應物)一、焓變 反應熱2.反應熱(1)定義:化學反應過程中 (數值上等于 條件下的焓變),用 表示。(2)單位: 。所釋放或吸收的能量恒壓ΔHkJ/mol【小試牛刀】下列說法不正確的是( )A.恒壓條件下的焓變在數值上等于變化過程中的熱效應B.焓變的符號是ΔHC.焓變的單位通常是kJ·mol-1D.硝酸銨溶于水是吸熱反應D【再來一刀】下列關于化學反應與能量變化的說法正確的是( )A.放熱反應的發生無須任何條件B.化學鍵的斷裂和形成與反應放熱和吸熱無關C.化學反應過程都伴隨著能量的變化D.硫酸與氫氧化鈉的反應是吸熱反應C1.從反應物和生成物的總能量(宏觀)角度看吸熱反應:ΔH<0或 ΔH為“-”ΔH>0 或ΔH為“+”ΔH=生成物能量-反應物能量=H2-H1(計算方式一)反應物生成物能量放熱反應反應物生成物能量吸熱反應二、化學反應中能量變化的原因放熱反應:【小試牛刀】對于放熱反應2H2(g)+O2(g)=2H2O(l),下列說法正確的是 ( )A.生成物H2O所具有的總焓高于反應物H2和O2所具有的總焓B.反應物H2和O2所具有的總焓高于生成物H2O所具有的總焓C.反應物H2和O2所具有的總焓等于生成物H2O所具有的總焓D.反應物H2和O2比生成物H2O穩定B2.從鍵能(微觀)角度看ΔH=破鍵吸收能量-成鍵放出能量如何計算此反應過程中的反應熱?能量反應過程生成物反應物E1E2活化分子反應熱H1H2知識回顧:化學反應的本質是什么?舊化學鍵的破壞和新化學鍵的形成。吸收能量釋放能量H2 + Cl2 = 2HClH-HCl-Cl436KJ/mol吸收243kJ/mol吸收鍵斷裂HHClCl++鍵形成H-ClH-Cl431kJ/mol431kJ/mol釋放=反應物總鍵能-生成物總鍵能ΔH=吸收能量-放出能量能量反應過程生成物反應物E1E2活化分子反應熱 H= E1-E2(計算方式三)反應過程生成物反應物反應熱E1E2活化分子能量 H=E(生成物的總能量)- E(反應物的總能量)ΔH=破鍵吸收能量-成鍵放出能量【小試牛刀】已知H—H鍵的鍵能為436 kJ/mol,N—H鍵的鍵能為391 kJ/mol,根據化學方程式:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ/mol,則N≡N鍵的鍵能是( )A.431 kJ/mol B.946 kJ/molC.649 kJ/mol D.896 kJ/molB3.從鍵焓(微觀)角度看:ΔH=化學鍵鍵焓的代數和如何計算此反應過程中的反應熱?能量反應過程生成物反應物E1E2活化分子反應熱H1H2 H= +E1+(-E2)(計算方式三)反應過程生成物反應物反應熱E1E2活化分子能量 H=E(生成物的總能量)- E(反應物的總能量)ΔH=破鍵吸收能量-成鍵放出能量能量反應過程生成物反應物E1E2活化分子反應熱H1H2H2H1⑹伴有能量變化的物質變化不一定都是化學變化 ( )√×⑷反應物的總能量高于生成物的總能量時該反應放熱 ( )√×⑶化學鍵的斷裂或形成一定伴有焓變 ( )⑴物質發生化學反應都伴有能量變化 ( )√⑵需要加熱發生的反應一定是吸熱反應 ( )×⑸反應物的總鍵能大于生成物的總鍵能時,該反應放熱 ( )【小試牛刀】判斷下列說法是否正確:放熱反應與吸熱反應的比較 類型 比較 放熱反應 吸熱反應定義 熱量的化學反應 熱量的化學反應形成原因 反應物具有的總能量 生成物具有的總能量 反應物具有的總能量生成物具有的總能量大于放出吸收小于 類型 比較 放熱反應 吸熱反應與化學鍵強弱的關系 生成物成鍵時釋放出的總能量 反應物斷鍵時吸收的總能量 生成物成鍵時釋放出的總能量 反應物斷鍵時吸收的總能量表示方法大于小于ΔH<0ΔH>01.已知反應X+Y=M+N為放熱反應,對該反應的下列說法中正確的是( )A.X的能量一定高于MB.Y的能量一定高于NC.X和Y的總能量一定高于M和N的總能量D.因該反應為放熱反應,故不必加熱就可發生C2.氫氣和氟氣混合在黑暗處即可發生爆炸而釋放出大量的熱量。在反應過程中,斷裂1 mol H2中的化學鍵消耗的能量為Q1 kJ,斷裂1 mol F2中的化學鍵消耗的能量為Q2 kJ,形成1 mol HF中的化學鍵釋放的能量為Q3 kJ。下列關系式中正確的是( )A.Q1+Q2<2Q3 B.Q1+Q2>2Q3C.Q1+Q2<Q3 D.Q1+Q2>Q3A3.反應A+B→C(放熱)分兩步進行:①A+B→X(吸熱),②X→C(放熱)。下列示意圖中,能正確表示總反應過程中能量變化的是( )A B C DA1.定義:既表示化學反應中的物質變化,又能表示能量變化的化學方程式。表示1mol氣態H2與1mol氣態碘完全反應,生成2mol氣態HI時,放出14.9kJ的熱量。200℃101kPa物質變化能量變化2.意義:既表示化學反應中的物質變化,也表明化學反應中的能量變化。H2(g)+I2(g)=====2HI(g) ΔH=-14.9kJ/mol實例:二、熱化學方程式【小試牛刀】下列關于2C4H10(g)+13O2(g)=8CO2(g)+10H2O(l) ΔH=-5 800 kJ·mol-1的敘述錯誤的是( )A.該反應的反應熱ΔH=-5 800 kJ·mol-1,是放熱反應B.該反應的ΔH與各物質的狀態有關,與化學計量數也有關C.該熱化學方程式表示在25 ℃、101 kPa下,2 mol C4H10氣體完全燃燒生成CO2氣體和液態水時放出熱量5 800 kJD.該反應表明2 mol丁烷燃燒時一定會放出5 800 kJ的熱量D深度思考:1.比較①②兩個方程式,(1)屬于熱化學方程式的是____。②(2)熱化學方程式與化學方程式相比較,有哪些不同之處?①指明了反應時的溫度和壓強。②在化學方程式右邊注明ΔH的“+”“-”數值和單位。③所有反應物和生成物都用括號注明它們在反應時的狀態。(1)正確寫出配平的化學方程式;(2)注明反應物和生成物的狀態:固(s)、液(l)、氣(g)、溶液(aq)、同素異形體用中文注明如:C(s,金剛石);能量高低s<l<g;3.熱化學方程式的書寫2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) H=-483.2kJ/mol2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l) H=-571.6kJ/mol(4)在等號上注明反應的溫度和壓強(若不注明則表示在298K(25℃)、101kPa下) (反應條件如:高溫、加熱、催化劑及“↑和↓”不用注明)(3)方程式右端空一格標明反應的焓變△H(注意單位和+或-,不可省略)2.下面是25 ℃、101 kPa下的四個熱化學方程式,對比分析回答下列問題:(1)①②相比,反應熱(焓變)數值不同的原因是____________________。(2)②③相比,若化學方程式的計量數擴大一倍,則反應熱___________________________。(3)①④相比,可得出的結論是正逆反應的焓變數值_____,符號_____。產物中水的狀態不同數值擴大一倍,符號不變相同相反深度思考:4.書寫熱化學方程式注意事項(1)熱化學方程式中各物質的計量數不表示分子或微粒個數,只表示物質的量,因此可以是整數或分數;(2)對于相同物質發生的反應,化學計量數不同時,△H 也不同,即△H 的值與計量數成正比(或△H必須與化學方程式一一對應);(3)若反應逆向進行,其ΔH與正反應ΔH數值相等,符號相反;(4)可逆反應中的△H是指正反應完全進行時的反應熱。N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ/mol如果提供 1molN2(g)+3molH2(g) 充分反應,因為生成 NH3(g)________2mol,所以放出的熱量________92.4 kJ反應熱ΔH -92.4 kJ/mol例如:小于小于等于一個反應的反應熱大小與參與反應物質的“量”、物質的狀態有關;ΔH只與書寫的方程式有關!1. 1molC與1molH2O(g)反應生成1molCO(g)和1molH2(g),需吸收131.5kJ的熱量,該反應的熱化學方程式為ΔH=+131.5 kJ·mol-1C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)【小試牛刀】熱化學方程式書寫練習2. 2mol N2(g) 與適量O2(g) 反應生成NO2 (g),需吸收136kJ的熱量;寫出熱化學方程式。N2(g)+2O2(g)=2NO2 (g) H=+68 kJ/mol2N2(g)+4O2(g)=4NO2 (g) H=+136 kJ/mol3. 1mol Cu(s) 與適量O2(g) 起反應生成CuO (s),放出157kJ的熱量;寫出熱化學方程式。2Cu(s)+O2(g)=2CuO (s) H=-314 kJ/molCu(s)+0.5O2(g)=CuO (s) H=-157 kJ/mol方法指導熱化學方程式正誤判斷的方法25 ℃、101 kPa時,0.5 mol CH4完全燃燒生成CO2氣體和液態H2O時,放出455 kJ的熱量。判斷下列幾個熱化學方程式的正誤,錯誤的指出錯誤的原因。①CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-445 kJ·mol-1( )__________________________________②2CH4(g)+4O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=+890 kJ·mol-1( )___________________________③CH4+2O2===CO2+2H2O ΔH=-890 kJ·mol-1( )____________________________④CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ·mol-1( )××√×反應熱的數值與方程式計量數不對應CH4燃燒為放熱反應,ΔH<0未注明反應物和生成物的狀態【小試牛刀】判斷正誤,并說明理由。1 . 已知在25℃、101kPa下,1gC8H18(辛烷)燃燒生成二氧化碳和液態水時放出48.40kJ 熱量。表示上述反應的熱化學方程式正確的是( )A. C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g) △H=-48.40kJ·mol-1B. C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l) △H=-5518kJ·mol-1C. C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l) △H=+5518kJ·mol-1D. C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l) △H=-48.40kJ·mol-1B2 . 實驗測得:101 kPa時,1 mol H2完全燃燒生成液態水,放出285.8 kJ的熱量;1 mol CH4完全燃燒生成液態水和CO2,放出890.3 kJ的熱量。下列熱化學方程式的書寫正確的是( )①CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=+890.3 kJ·mol-1②CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1③CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol-1④2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1A.僅有① B.僅有②④C.僅有② D.全部符合要求B3. 同溫、同壓下,比較Q1與Q2的大小和△H1與△H2的大小:S(g)+O2(g)=SO2(g); △H1=-Q1 kJ/mol(Q1>0)S(s)+O2(g)=SO2(g); △H2=-Q2 kJ/mol(Q2>0)Q1>Q2;△H1<△H24. 同溫、同壓下,比較Q1與Q2的大小和△H1與△H2的大小:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g); △H1=-Q1 kJ/mol(Q1>0)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); △H2=-Q2 kJ/mol(Q2>0)Q1<Q2;△H1>△H25.根據所給信息,書寫對應的熱化學方程式(1)已知1 mol C(石墨,s)與適量H2O(g)反應生成CO(g)和H2(g),吸收131.3 kJ熱量,請寫出該反應的熱化學方程式:________________________________________________(2)11.2 L(標準狀況)H2在足量Cl2中燃燒生成HCl氣體,放出91.5 kJ熱量,其熱化學方程式:_______________________________________________。(3)已知4.4 g CO2氣體與足量H2經催化生成CH3OH氣體和水蒸氣時放出4.95 kJ的熱量,其熱化學方程式為:_________________________________________________。C(石墨,s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g);△H=-48.40kJ·mol-1H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g);△H=-183kJ·mol-1CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g);△H=-49.5kJ·mol-1三、中和熱1、什么是中和反應?中和反應的熱效應是放熱的還是吸熱的呢?酸和堿作用生成鹽和水的反應稱為中和反應,中和反應的熱效應是放熱的。2、寫出下列熱化學方程式:0.50mol/L 50mL鹽酸與0.50mol/L50mLNaOH溶液完全反應放出1.4325kJ的熱量。HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol1.定義:在稀溶液中,酸跟堿發生中和反應,生成1mol水時的反應熱叫做中和熱。2.中和熱的表示:(稀的強酸與強堿反應)H+(aq)+OH-(aq)=H2O (1) △H=-57.3kJ/mol3.要點:Ⅰ、條件:稀溶液(濃溶液混合因稀釋會放熱)Ⅱ、反應物:酸與堿注:弱酸或弱堿中和反應反應放出的熱量小于57.3kJ/mol(通常指測量),中和熱不包括電解質電離或沉淀等所伴隨的熱效應。Ⅲ、生成1mol水(一)中和熱【概念辨析】中和熱與中和反應的反應熱辨析(3)有弱酸或弱堿參加的中和反應,放出的熱量小于57.3kJ/mol,這是因為反應時弱酸或弱堿發生電離需要吸收熱量。(1)中和熱指中和反應每生成1 mol H2O時的反應熱,與強酸、強堿的類別無關。(2)任何中和反應的中和熱都相同,但是不同的中和反應的反應熱可能不同。【小試牛刀】(雙選)含1 mol Ba(OH)2的稀溶液與足量鹽酸反應,放出熱量114.6 kJ。下列熱化學方程式中,正確的是( )A.Ba(OH)2(aq)+2HCl(aq)=BaCl2(aq)+2H2O(l) ΔH=+114.6 kJ/molB.Ba(OH)2(aq)+2HCl(aq)=BaCl2(aq)+2H2O(l) ΔH=-114.6 kJ/molC.Ba(OH)2(aq)+HCl(aq)=BaCl2(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/molD.Ba(OH)2(aq)+HCl(aq)=BaCl2(aq)+H2O(l) ΔH=+57.3 kJ/molBC【實驗1-3】哪些數據可以幫助我們測出反應熱呢?我們怎樣將這些數據轉化為熱量的變化呢?Q=cm△tQ:中和反應放出的熱量。C:反應混合液的比熱容,為常數。m:反應混合物液的總質量△t:反應前后溶液溫度的差值。如何設計實驗得到以上所需數據?實驗裝置應該滿足什么條件?實驗操作時應注意什么問題?處理數據時還需注意什么問題呢?實驗誤差的分析(二)鹽酸與NaOH反應的中和熱的測定影響實驗精確度的主要因素1、鹽酸和氫氧化鈉溶液的濃度和量取的體積要取定值。2、準確測量反應前后的溫度值。實驗裝置和儀器使用絕緣裝置,避免熱量散失到反應體系外——保溫杯……鹽酸與氫氧化鈉溶液混合后液面上方的空間盡可能小——上面蓋紙板整個反應體系的溫度應保持均衡——攪拌裝置的設計用什么量取溶液最準確?——燒杯?量筒?選取精確度高的溫度計實驗操作時應注意的問題用量筒準確量取一定體積的鹽酸和NaOH溶液及時攪拌——使反應充分進行,同時也是為了使反應體系的溫度均衡溫度計的讀數要準確——什么時候開始讀數?怎樣讀數才正確?注:1、待溫度計穩定一段時間后再讀數2、測量鹽酸的溫度后,要將溫度計沖洗再測量NaOH溶液的溫度c為常數,4.18J/(g·℃)鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度ρ近似取1g/mL質量m記為鹽酸質量m1和氫氧化鈉溶液質量m2之和,即m=(m1+m2)Q═(m1+m2) ·c ·(t2-t1)=0.418(t2-t1) kJ實驗數據的處理想一想:此式是不是該反應的反應熱?是中和熱嗎?為什么?ΔH=- 0.418 (t2-t1)0.025kJ/mol①大燒杯上沒有蓋硬紙板②在中和熱測定實驗中用金屬(不與酸反應)質環形攪拌棒代替環形玻璃攪拌棒③用相同濃度和體積的醋酸代替稀鹽酸溶液 進行實驗④實驗中改用100 mL 0.50 mol/L鹽酸跟 100 mL 0.50 mol/L NaOH溶液進行實驗變 小變 小變 小不 變實驗測定的結果普遍偏低,主要原因是反應過程中的熱量的損失,所以在反應中要采取較好的絕熱措施以減小實驗誤差。實驗視頻【小試牛刀】下列關于中和熱的說法中正確的是( )A.10 L 0.1 mol·L-1 NaOH溶液與10 L 0.1 mol·L-1鹽酸反應時的反應熱是中和熱B.1 mol HCl氣體通入1 L 0.01 mol·L-1 NaOH溶液中反應時的反應熱是中和熱C.1 mol CH3COOH與2 mol NaOH溶液反應時的反應熱是中和熱D.只要強酸與強堿在稀溶液中反應生成1 mol水時的反應熱就是中和熱A1、已知反應:①101 kPa時,2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221 kJ/mol;②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol。下列結論正確的是( )A.稀硫酸與稀NaOH溶液的中和熱為57.3 kJ/molB.①的反應熱為221 kJ/molC.稀硫酸與稀NaOH溶液反應的中和熱為-57.3 kJ/molD.稀醋酸與稀NaOH溶液反應生成1 mol水,放出57.3 kJ熱量A2、在800 mL的大燒杯中放入碎紙屑,把盛有50 mL 0.50 mol·L-1鹽酸的200 mL燒杯放到大燒杯中,兩只燒杯間填滿碎紙屑。用泡沫塑料板做成大燒杯蓋,通過蓋子插入一根玻璃攪拌棒(末端呈半圓環的玻璃棒)和一只溫度計,測定溶液的溫度。迅速往鹽酸溶液中加入50 mL 0.55 mol·L-1燒堿溶液,蓋好,攪拌溶液,觀察溫度的變化。當溫度保持穩定時,記錄讀數,取出裝反應液的燒杯,倒出溶液,清洗干凈,保持內外杯壁干燥。重復進行三次實驗。用這一實驗可以粗略測定中和熱。(1)燒杯間填滿碎紙屑的作用是_____________________。(2)要重復進行三次實驗的目的是______________________。(3)燒杯如果不蓋泡沫塑料板,所求得的中和熱數值將________(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。(4)實驗中若改用60 mL 0.50 mol·L-1鹽酸和50 mL 0.55 mol·L-1燒堿溶液進行上述反應,與上述實驗相比,所放出的熱量___________(填“相等”或“不相等”),所求中和熱________(填“相等”或“不相等”),理由是____________________________________________。(5)三次平行操作測得數據中,起始時鹽酸與燒堿溶液溫度相同,而終止溫度與起始溫度之差(t2-t1)分別為①2.3 ℃,②2.4 ℃,③2.9 ℃,則最終代入計算式的溫度差的平均值為________℃。保溫、隔熱,減少實驗過程中熱量的損失減少實驗過程中的誤差偏小不相等相等2.35中和反應的中和熱均相等1、依據事實,寫出下列反應的熱化學方程式∶(2)1g甲醇燃燒生成二氧化碳和水(液態)時放熱22.68kJ(1)1mol碳完全燃燒放出393.5kJ的熱量(3)1mol氯氣和水蒸氣通過灼熱的炭層反應,生成氯化氫和二氧化碳放出145kJ的熱量。2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)=4HCl(g)+CO2 (g) △H=-290kJ/molC(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJ/molCH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-725.8kJ/mol2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) △H=-1451.58kJ/mol2、說明下列熱化學方程式中,△H的意義。(1)H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3kJ/mol(2)2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-484kJ mol-1組織建設 燃燒熱 能源一、燃燒熱25℃、101kPa下,1mol甲烷完全燃燒生成CO2(氣)和H2O(液)時放出890.31kJ的熱量,熱化學方程式表示為:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.31kJ/mol1、定義:25℃、101kPa下,1mol純物質完全燃燒生成穩定的化合物時所放出的熱量。思考:甲烷的燃燒熱為890.31kJ其意義是什么?(1)研究條件: 25℃ 101kPa,條件不同,反應熱不同(2)燃料的物質的量:規定為1mol(3)在101kPa時,完全燃燒生成穩定的氧化物(即生成物不能繼續燃燒)一般如:C→CO2 (g)、 S→SO2(g)、H→H2O(l)(4)單位:kJ/mol2、概念理解:【概念要點】①燃燒熱屬于反應熱,也用△H表示,單位也為kJ/mol。(△H為負,燃燒熱只取正)②燃燒熱通常由實驗測得。【小試牛刀】分析以下幾個熱化學方程式,哪個是表示固態碳和氣態氫氣燃燒時的燃燒熱?為什么?A. C(s)+O2(g)=CO(g);ΔH=-110.5 kJ/molB. C(s)+O2(g)=CO2(g);ΔH=-393.5 kJ/molC. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);ΔH=-571.6 kJ/molD. H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l);ΔH=-285.8 kJ/molB. C(s)+O2(g)=CO2(g);ΔH=-393.5 kJ/molD. H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l);ΔH=-285.8 kJ/mol由于計算燃燒熱時,可燃物質是以1 mol 作為標準來計算的,所以熱化學方程式的化學計量系數常出現分數。3 、表示燃燒熱的熱化學方程式的書寫:應以1mol物質的標準來配平其余物質的化學計量數(常出現分數)4 、一定量可燃物完全燃燒時放出的熱量:?Q放=n(可燃物)×△HcQ放為可燃物燃燒反應放出的熱量;n為可燃物的物質的量;△Hc為可燃物的燃燒熱。燃燒放出的熱量與燃燒熱有什么不同?(1)燃燒放出的熱量與物質的多少有關,燃燒的物質越多,放出的熱量就越多,而燃燒熱規定是1 mol的可燃物。(2)研究燃燒放出的熱量并未限定燃燒產物的形態,而研究燃燒熱必須是生成穩定的氧化物。因此,不同量的同一物質完全燃燒,放出的熱量可能不同,但燃燒熱相等。了解化學反應完成時產生熱量的多少,以便更好地控制反應條件,充分利用能源。5、研究物質燃燒熱的意義一些物質的燃燒熱【例題】 在 101 kPa時,1mol CH4 完全燃燒生成CO2和液態H2O,放出 890 kJ的熱量,CH4 的燃燒熱為多少? 1000 L CH4(標準狀況)燃燒后所產生的熱量為多少?【解】根據題意,在 101 kPa時,1mol CH4 完全燃燒的熱化學方程式為:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+ 2H2O(l) ΔH=-890 kJ/mol即CH4 的燃燒熱為 890 kJ/mol。1000 L CH4 的物質的量為:n(CH4)=V (CH4) / Vm=1000L / 22.4L·mol-1=44.6mol1mol CH4 完全燃燒放出 890 kJ的熱量,44.6 molCH4 完全燃燒放出的熱量為:44.6 mol×890 kJ/mol=3.97×104kJ答:CH4的燃燒熱為 890 kJ/mol,1000 L CH4(標準狀況)完全燃燒產生的熱量為 3.97×104kJ。【小試牛刀】判斷下列說法的正誤。1、 H2的燃燒熱任何時都就是△H=-120.9 kJ/mol。2、25℃、101kPa,1g H2完全燃燒放出的熱量為120.9kJ,H2的燃燒熱為120.9KJ/mol。3、常溫常壓下H2(g)+I2 (g)=2HI(g)△H=-14.9 kJ/mol,H2的燃燒熱為14.9 kJ/mol。條件規定為25℃、101kPa規定為1mol物質×××研究的對象是燃燒反應4、常溫常壓下,H2和 CO各1mol混合氣體燃燒,放出的熱量為524.8kJ/mol,此時的燃燒熱為524.8kJ/mol。5、CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-802.31kJ/mol, CH4的燃燒熱為802.31 kJ/mol。6、2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-110.5 kJ/mol,C的燃燒熱為110.5 kJ/mol。必須為純物質必須生成穩定的氧化物,液態水×××必須生成穩定的氧化物,CO2【疑難突破】2C8H18(l)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l)△H=-11036kJ/mol思考:①C8H18的燃燒熱是多少 △H=-5518kJ/mol②1mol C8H18燃燒時放出了多少熱 5518kJ【溫馨提示】語言表述——C8H18的燃燒熱為5518kJ/mol符號表示——△H=-5518kJ/mol相 同 點 燃燒熱 中和熱能量變化 ΔH 不 同 點 反應物的量生成物的量反應熱 的含義放熱反應ΔH<0 , 單位 kJ/mol1mol可燃物不限量不限量H2O 1mol1mol反應物完全燃燒時放出的熱量;不同的物質燃燒熱不同酸堿中和生成1molH2O時放出的熱量,燃燒熱與中和熱的區別與聯系【特別提醒】(1)“燃燒熱的熱化學方程式”與“燃燒的熱化學方程式”的書寫不同。寫燃燒熱的熱化學方程式時可燃物必須為1 mol,燃燒的熱化學方程式不強調可燃物的物質的量,可為任意值。(2)“中和熱的熱化學方程式”與“中和反應的熱化學方程式”的書寫不同。書寫中和熱的熱化學方程式時生成的水必須為1 mol,書寫中和反應的熱化學方程式時生成的水的量可為任意值。【小試牛刀】分析以下幾個熱化學方程式,表示25℃時燃燒熱的是( )A、C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH=-110.5 kJ/molB、C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/molC、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ/molD、H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH=-241.8 kJ/molE、H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ/molBE【再來一刀】已知下列兩個熱化學方程式:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6 kJ mol-1C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4 H2O(l) △H=-2 220 kJ mol-1(1)H2的燃燒熱為______________,C3H8的燃燒熱為______________(2)2gH2和2mol C3H8組成的混合氣體完全燃燒放出的熱量為____________(3)現有H2和C3H8的混合氣體5 mol,完全燃燒時放出熱量3847 kJ,則混合氣體中H2和C3H8的體積比為____________3:1285.8 kJ mol-12 220 kJ mol-14725.8 kJ二、能源1、概念:能提供能量的資源它包括化石燃料(煤、石油、天然氣)、陽光、風力、流水、潮汐以及柴草等。按轉換過程 按利用歷史 按性質 可再生能源不可再生能源風能、水能煤炭、石油、天然氣等常規能源新能源可再生能源不可再生能源太陽能、海洋能、地熱能、波浪能、潮汐能等核能一級能源二級能源電能、氫能、煤氣、水煤氣、蒸汽、焦炭、汽油、煤油、柴油、液化石油氣、沼氣能等2、分類:(1)我國目前使用的主要是何種能源?(2)我國的能源儲量。(3)我國的人均能源擁有量。(4)近年來我國能源的總消費量與人均消費量情況。開源、節流3、能源問題了解了我國的能源利用率,你有何感想?被動式太陽房:利用太陽能采暖和降溫的房子。【小試牛刀】下列熱化學方程式能正確表示酒精燃燒熱的是( )A. C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1370.3 kJ/molB. C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)△H=-1238.3 kJ/molC. 2C2H5OH(l)+6O2(g)=4CO2(g)+6H2O(l)△H=- 2740.6 kJ/molA應根據什么標準來選擇燃料 物質的燃燒熱燃料的儲量燃料的開采、運輸燃料儲存的條件、價格燃料對生態環境的影響例:丙烷石油中儲量豐富 開采容易燃燒熱值高 燃燒時污染小儲存、運輸不方便1、分析以下幾個熱化學方程式,哪個是表示固態碳的燃燒熱?A. C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH=-110.5kJ/molB. C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=+ 393.5kJ/molC. C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJD. C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol條件:25℃,101kPa各物質狀態2、下列熱化學方程式中 ΔH 的數值能表示可燃物燃燒熱的是A.CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH=-283kJ/molB.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-802.3kJ/molC.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6kJ/molD.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=-184.6kJ/molE.2C8H18(1)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(g)ΔH=-11036.0 kJ·mol-13、1998年出現的全球溫度大幅度升高,產生了顯著的“厄爾尼諾”現象.干旱和暴雨災難,危害了許多地區。為了防止氣候變暖的進一步惡化,聯合國環境保護組織于1998年通過大會要求各國減少工業排放量的氣體是( )A. 二氧化硫 B. 二氧化碳C. 氮的氧化物 D. 碳氫化合物4、我國三峽工程所提供的清潔.廉價強勁.可再生的水電,相當于每年燃燒3×106t原煤的火力發電廠產生的電能。因此,三峽工程有助于控制( )A. 溫室效應 B. 光化學煙霧C. 白色污染 D. 破壞大氣臭氧層BA5.下列說法不正確的是( )A. 化石燃料在任何條件下都能充分燃燒B. 化石燃料在燃燒過程中能產生污染環境的CO、SO2等有害氣體C. 直接燃燒煤不如將煤進行深加工后再燃燒的效果好D. 固體煤變為氣體燃料后,燃燒效率將提高6.為了減少大氣污染,許多城市正大力推廣汽車清潔燃料。目前使用的清潔燃料主要有兩類,一類是壓縮天然氣(CNG),另一類是液化石油氣(LPG)。這兩類燃料的主要成分均為 ( )A.碳氫化合物 B.碳水化合物C.氫氣 D.醇類AA組織建設第二部分 電化學熱化學與電化學第一級要求--認識原電池1.什么原電池?2.電流方向與電子流動方向?3.正極與負極4.電極反應與電池反應5.原電池與氧化還原實驗現象 結論實驗1實驗2實驗3實驗4中學化學原電池之一伏打電池①鋅片表面有氣泡②銅片表面無氣泡Zn+2H+=Zn2++H2↑Cu不與稀H2SO4反應同上同上銅片表面也有氣泡產生 銅片表面也有氣泡產生,指針發生偏轉化學能轉化為電能H+在Cu片上得到電子生成H2交流與討論:1.銅片上是什么氣體?2.H2是怎樣產生的?3.溶液中的H+得到電子變為H2,電子從何而來?一、原電池:將化學能轉化為電能的裝置。二、工作原理負極正極Zn-2e-=Zn2+2H+ +2e-=H2還原劑(Zn)失去電子,發生氧化反應氧化劑(H+)在銅極上得到電子,發生還原反應還原劑失去的電子從鋅極流出流入銅極.經外電路Zn2+H+SO42-電流方向一、原電池定義:將化學能轉化為電能的裝置。二、工作原理電極反應式:負極(Zn片):正極(Cu片):總反應式:Zn -2e- = Zn2+ (氧化反應)2H+ +2e- = H2 ↑ (還原反應)Zn + 2H+ = Zn2+ + H2 ↑實驗探究形成原電池的條件形成條件一:活潑性不同的金屬(包括石墨)做兩個電極負極:較活潑的金屬正極:較不活潑的金屬、石墨等形成條件二:電極需插進電解質溶液中實驗探究形成原電池的條件形成條件三:必須形成閉合回路實驗探究形成原電池的條件實驗探究形成原電池的條件形成條件四:必須存在自發的氧化還原反應3.構成原電池的條件(1)有活潑性不同的金屬(包括石墨)做兩個電極(2)兩電極都接觸電解質溶液(3)正極、負極、電解質溶液構成閉合回路(4)在電極表面上能發生自發進行的氧化還原反應。ZnAZnACZnAZnCuACuZn活動與探究二H2SO4溶液CuZnG稀硫酸稀硫酸稀硫酸乙醇不偏轉不偏轉不偏轉不偏轉偏轉①②③④⑤能量轉化電極的確定構成條件電流與電子的方向負極特征:較活潑金屬或電子流出的極正極特征:較不活潑金屬(非金屬)或電子流入的極1.有兩種活潑性不同的金屬(或一種是非金屬導體)作電極;2.電極插入相通的電解質溶液中;3.兩極用導線相連形成閉合的回路。4.自身能發生氧化還原反應。電子:負極→正極電流:正極→負極原電池小結化學能→電能⑤判斷原電池正、負極的方法*由組成原電池的兩極材料判斷:一般是活潑的金屬為負極活潑性較弱的金屬或能導電的非金屬為正極*根據電流方向或電子流動方向判斷:電流是由正極流向負極;電子流動方向是由負極流向正極。*根據原電池兩極發生的變化來判斷:原電池的負極總是失電子發生氧化反應,正極總是得電子發生還原反應。*根據溶液中離子的移動來判斷:陰離子移向的電極為負極,陽離子移向的電極為正極。你是如何判定裝置的正、負極?正極負極電子流入的極不活潑電極發生還原反應電子流出的極較活潑電極發生氧化反應交流與討論圖1 銅鋅原電池原電池的改進KCl(aq)第二級要求-- 原電池的表示方法原電池由兩個半電池組成,在上述銅鋅原電池中,燒杯Ⅰ中的鋅和鋅鹽溶液組成一個半電池,燒杯Ⅱ 中的銅和銅鹽溶液組成另一個半電池,兩個半電池用鹽橋連接。為了方便,在電化學中通常表示為:負極在左,正極在右;原電池和電極——原電池的表示方法b. 單垂線“│”表示界面;c. 雙垂線“ ”表示鹽橋;e. 標注所有影響電極電勢(電動勢)的因素,如物質狀態,電解質濃度等。d. 標注溫度和壓力;原電池的表示的一般方法為:Pt∣還原劑∣氧化產物∣∣氧化劑∣還原產物∣Pt說明:如果同種狀態,則用“,”。不同狀態用“∣”9.在兩只燒杯中分別裝入ZnSO4和FeCl3溶液,再在ZnSO4中插入鋅片,在FeCl3中插入鉑片,并加數滴KSCN使溶液呈紅色,將兩極用鹽橋連接后,裝有FeCl3溶液的燒杯中的紅色逐漸褪去。如果在FeCl3溶液內加少量酸,褪色更快。請回答下列問題:(1) 所設計的原電池符號是 ;(2) 該原電池的正極反應是 ;負極反應是 ;原電池的總反應是 。Zn∣Zn2+∣∣Fe3+,Fe2+∣PtZn→Zn2++2e-2Fe3++2e→2Fe2+2Fe3++Zn→2Fe2++Zn2+(09夏令營)以Ni為電極,KOH水溶液為電解質溶液的氫氧燃料電池,在298K、pθ下穩定地連續工作,請回答下列問題:1、 寫出電池的電極反應和電池總反應:2、寫出電池表示式:1 電極反應:正極,1/2O2+ H2O +2e-→ 2OH-負極,H2+ 2OH-→ 2H2O +2e-Ni∣H2∣H2O∣∣O2∣OH-∣Pt電池總反應:H2+ 1/2O2→ H2O 負極Q=nFF:法拉第常數,一摩爾電子所帶電量的絕對值(約96485C mol-1) 。 n:電子的物質的量Q=ItI:電流強度,單位:安。t:時間,單位:秒第三級要求—電量1、理論上金屬鋰放電容量是 mAh·g-1。2、已知MnO儲存鋰離子的反應為:MnO + 2Li+ + 2e— Mn + Li2O,則MnO的理論質量比容量為______mA·h·g—138617552017省初-11.某工業廢水測得其中含有乙酸鈉及對氯酚( ),為改善水質現利用微生物電池加以除去,反應原理如下圖所示,下列說法正確的是A.X為該生物電池的正極B.該電池能夠在高溫下工作C.圖中離子交換膜應為陰離子交換膜D.Y極電極反應方程式為:CH3COO--8e-+4H2O=2HCO3-+9H+AD2018-11.研究人員研制出一種可快速充放電的超性能鋁離子電池,Al、石墨(Cn)為電極,有機陽離子與陰離子(AlCl4-、Al2Cl7-)組成的離子液體為電解質。如圖為該電池放電過程示意圖。下列說法錯誤的是A.充電時,Al做陰極,Cn為陽極B.充電時,每生成1 mol Al,將消耗4 mol Al2Cl7-C.放電時,正極反應式:Cn[AlCl4]+e-=Cn+AlCl4-D.放電時,電解質中的有機陽離子向鋁電極方向移動D2019-11. 氫氧化鋰是制取鋰和鋰的化合物的原料.用電解法制備氫氧化鋰的工作原理如下圖:下列敘述不正確的是:A. b極附近溶液的pH增大B. a極發生的反應為2H2O-4e-=O2↑+4H+C. 當電路中通過1mol電子時,可得到2molLiOHD. 該法制備LiOH還可得到硫酸和氫氣等產品C2020夏-1-8 南京大學教授提出了一種高效的固碳新技術(如圖)。利用鋰-二氧化碳電池,在放電過程中二氧化碳轉化為碳和碳酸鋰,在電池充電過程中通過選用合適的催化劑使碳酸鋰單獨被氧化分解,而另一種放電產物碳留在電池內,下列說法不正確的是A.該電池放電時,CO2 從放電進氣口進入B.該電池放電時的正極反應是3CO2+4Li++4e-=2Li2CO3+CC.該電池充電時 Li2CO3 轉化為 Li+D.該電池放電時,每轉移 2mol 電子,可固定 1molCO2D2016夏-第6題(5分)在298K,標準壓力下,以Pt電極電解CuSO4和ZnSO4的混合溶液。設電解起始時溶液pH=7,CuSO4和ZnSO4的濃度均為0.1mol·L-1,并設H2在Pt、Cu及Zn 電極上的超電勢分別為0.6、0.8及0.7V。已知 (Cu2+/Cu)=0.337V, (Zn2+/Zn)=-0.763V.6-1電解時,陰極可能析出的物質有:6-2陰極首先析出的物質是:H2、Cu 、ZnCu22-12.俄烏戰爭的爆發疊加新冠病毒的肆虐,使得鋰礦價格不斷飆升。作為鋰離子電池的補充與潛在替代,鈉離子電池已逐步商業化,其充放電過程是 Na+在正負極間的鑲嵌與脫嵌,類似于搖椅。下列說法不正確的是A.圖中的 A 極為電池的正極B.放電時負極區 Na 單質失去電子C.該電池的電解質溶液可以是水體系D.該電池一種正極材料為 NaFeFe(CN)6,充電時的電極反應為:Na1+xFeFe(CN)6 - xNa+-xe-= NaFeFe(CN)6B23-11.鋰硫電池由金屬鋰陽極、硫復合陰極、電解液等組成。下列說法不正確的是A.該電池的電解液可以使用水溶液。B.陰極硫還原是一個多過程的反應,第一步反應為S8+2e-=S82-C.陰極反應總方程式為:S+2Li+2e-=Li2SD.由于硫導電率低,不能單獨作為陰極使用,因此硫復合陰極通常由穩定的單質S8、導電劑和聚合物黏結劑組成。AC19-19. 如何有效利用含氮物質關系人類社會可持續發展,一直是科學研究的熱點。(1)NH4NO3熱分解及其與燃料油[以CnH2n表示]反應的方程式及反應熱分別為:①2NH4NO3(s)=2N2(g)+O2(g)+4H2O(g) △H1=akJ·mol-1②3nNH4NO3(s)+CnH2n(l)=3nN2(g+7nH2O(g)+nCO2(g) △H2=bkJ·mol-1則反應2CnH2n(1)+3nO2(g)=2nCO2(g)+2nH2O(g) △H=_______kJ·mol-1。2b-3na20-10.將 SiCl4 氫化為 SiHCl3有三種方法,對應的反應依次為:①SiCl4(g)+H2(g) =SiHCl3(g)+HCl(g) ΔH1>0②3SiCl4(g)+2H2(g)+Si (s) =4SiHCl3(g) ΔH2<0③2SiCl4(g)+H2(g)+Si (s) +HCl(g) =3SiHCl3(g) ΔH3下列說法中不正確的是A.反應的①的ΔS>0 B.反應的②的C.ΔH3>0 D.反應③常溫下一定能自發進行C22-19.(12 分)氨的催化氧化反應是硝酸工業中的重要反應,某條件下 NH3與 O2 作用時可發生如下 3 個反應,請回答Ⅰ 4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) ΔH1=-922 kJ·mol-1Ⅱ 4NH3(g)+4O2(g)=2N2O(g)+6H2O(g) ΔH2=-1118kJ·mol-1Ⅲ 4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) ΔH3已知:298K 時,相關物質的焓的數據(如圖 1)。(1)根據相關物質的焓計算ΔH3= kJ·mol-1-128223-18.深入研究碳、氮元素的物質轉化有著重要的實際意義。N2O、CO在Pt2O+的表面進行兩步反應轉化為無毒的氣體,其相對能量、反應歷程和熵值(298.15K,100Kpa時)如圖甲、乙所示。I: △H1II: △H2將等物質的量的N2O和CO充入一密閉容器中進行反應,請回答:(1)總反應的熱化學方程式為____________(△H 用含△H1 、△H2 的式子表示)。2017-2023綜合.下列說法正確的是17-12A.化學鍵斷裂總是吸收能量,化學鍵形成總是放出能量,所以放熱反應總是自發的17-12C.同溫同壓下,反應H2(g)+C12(g)=2HCl(g)在光照和點燃條件下的△H相同17-12D.原電池放電過程中,負極質量一定減輕,正極質量一定增加18-12A.放熱反應總是自發的,吸熱反應總是非自發的18-12C.石墨比金剛石穩定,從理論上說,石墨合成金剛石需要高溫高壓條件19-12A. 鐵表面鍍銅時,鐵與電源的正極相連,銅與電源的負極相連19-12C. 3C(s)+CaO(s)=CnC2(s)+CO(g)在常溫下不能自發進行.說明該反應的ΔH>017-12C 18-12A 19-12C本課結束 展開更多...... 收起↑ 資源預覽 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫