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1、第六章 化学反应与能量 电化学基础,第1讲 化学反应的热效应,1.热化学方程式的书写与判断 2.反应热的有关计算,本讲概要,1.焓变、反应热 4.盖斯定律 2.热化学方程式 5.能源 3.中和热和燃烧热,1.化学反应中能量变化及相关概念 2.热化学方程式的书写与判断 3.盖斯定律及其应用,一、焓变、反应热 1化学反应的实质与特征,(1)实质:_ 的断裂和_的形成。 (2)特征:既有_变化,又有_变化。 (3)能量转化形式通常有热能、光能和电能等,但主要表现为热量的变化。,(1)焓(H):用于描述物质_的物理量。 (2)焓变(H) H_。单位Jmol1或kJmol1。 (3)焓变与反应热的关系
2、对于_条件下进行的化学反应,如果反应中物质的能量变化全部转化为热能,则有如下关系:_。,2焓变,3反应热:指当化学反应在一定_下进行时,反应所_,或 _的热量,通常用符号Q表示,单位Jmol1或kJmol1。,吸收,放出,温度,HQp,等压,H(生成物)H(反应物),所具有能量,能量,物质,生成物化学键,反应物化学键,4能量变化的原因,反应物,旧化学键断裂,新化学键生成,吸收能量E1,释放能量E2,E1 E2,为_ 反应, H= _ _、H _0,E1 E2,为_反应, H= _ _ 、H _0,5反应热的测定 (1)仪器: (2)原理:QCm(T2T1),吸热,E1,E2,放热,E1,E2,
3、二、热化学方程式 1定义:表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。 2意义:热化学方程式不仅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。 2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H571.6 kJmol1,表示在 _ _。,298K时,2mol气态氢气与1mol气态氧气完全反应生成2mol,液态水,放出571.6kJ的能量,3热化学方程式的书写步骤,三、中和热和燃烧热,放热,1,1,25、101kPa,1,稀溶液,kJmol1,酸碱中和反应生成1 mol H2O时,都放出57.3 kJ的热量吗?,四、盖斯定律 1内容 对于一个化学反应,无论是一步完成还是分几步完成,其反应
4、焓变都是一样。 即:化学反应的反应热只与反应体系的_和_有关,而与_无关,2.意义:间接计算某些反应的反应热。,始态,终态,反应的途径,H1,H2,A,B,H1,H2,3应用,H1aH2,H1H2,HH1H2,五、能源 1概念:能提供_的自然资源。 2发展阶段:_时期_能源时期_时期。 3分类 (1)化石燃料 种类:_、_、_。 特点:蕴藏量有限,且_再生。,不能,天然气,石油,煤,多能源结构,化石,柴草,能量,4能源问题 (1)我国目前使用的主要能源是_,它们的蕴藏量有限,而且不能再生,最终将会枯竭。 (2)化石燃料的大量使用带来严重的_问题。,(2)新能源 种类:_、_、_、_、_和_等。
5、 特点:资源丰富,_再生,没有污染或污染很小。,环境污染,化石燃料,可以,生物质能,海洋能,地热能,风能,氢能,太阳能,书写热化学方程式,卫星发射可用肼(N2H4)作燃料, 0.5mol液态N2H4在氧气中燃烧,生成N2和H2O(g),放出267kJ热量。,【示例导悟】,写出下面的热化学方程式,1.写反应,要配平。,N2H4 + O2 = N2 + H2O,2,2.标状态,要规范。,3.注H,要谨慎(单位、正负、与计量数成比例等),(g),(l),(g),(g),H534kJmol1,【典例1胶状液氢(主要成分是H2和CH4)有望用于未来的运载火箭和空间运输系统。实验测得101 kPa时,1
6、mol H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ的热量;1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2气体,放出890.3 kJ的热量。下列热化学方程式书写正确的是( )。 A2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H285.8 kJmol1 BCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H890.3 kJmol1 CCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJmol1 DCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1,B,【能力对接】,D,反应物,生成物,E1,E2,H=H(生成物)-H(反应物),H=E1(断键吸)-E2
7、(成键放),H0,【典例2】 已知下列反应的反应热: CH3COOH(l)2O2(g)=2CO2(g)2H2O(l) H870.3 kJmol1 C(s)O2(g)=CO2(g) H393.5 kJmol1 2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l) H488.3 kJmol1 请写出表示H2燃烧热的热化学方程式 _。,【应用2】 在298 K、100 kPa时,已知: 2H2O(g)=2H2(g)O2(g) H1 Cl2(g)H2(g)=2HCl(g) H2 2Cl2(g)2H2O(g)=4HCl(g)O2(g) H3 则H3与H1和H2间的关系正确的是( )。 AH3H12H2
8、 BH3H1H2 CH3H12H2 DH3H1H2,A,对于放热反应来说,HQ kJmol1,虽然“”仅表示放热的意思,但在比较大小时要将其看成真正意义上的“负号”,即放热越多,H反而越小。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 C(g)=C(l) H30 则 H3H2H1 所以 H2H1,2同一反应,反应物状态不同时,S(g)O2(g)=SO2(g) H10,H2,H1,C(g),C(l),则H1H2,S(s)O2(g)=SO2(g) H20,3两个有联系的不同反应相比,C(s)O2(g)=CO2(g) H10 C(s
9、)O2(g)=CO(g) H20 根据常识可知CO(g)O2(g)=CO2(g) H30 又因为H2H3H1 所以H2H1,比较反应热大小时,很容易认为放热越多,反应热越大,而反应热放热为负值,吸热为正值,所以吸热反应的反应热一定比放热反应大,对放热反应,放热越多,反应热越小,解题时一定要区分是比较反应热还是比较反应中放热的多少。,【典例3】比较下列反应或过程中的热量或反应热的相对大小。 (1)已知:H2(g)O2(g)=H2O(g) H1a kJmol1 2H2(g)O2(g)=2H2O(g) H2b kJmol1 H2(g)O2(g)=H2O(l) H3c kJmol1 2H2(g)O2(
10、g)=2H2O(l) H4d kJmol1 则a、b、c、d间的大小关系为_。,(2)若向三份等体积0.100 0 molL1 NaOH溶液中分别加入稀醋酸,浓H2SO4,稀硝酸至恰好完全反应,则上述过程中的焓变H1、H2、H3的大小关系为_。 (3)已知胆矾溶于水时,溶液温度降低。在室温下将1 mol无水硫酸铜制成溶液时,放出热量为Q1 kJ,而胆矾分解的热化学方程式是CuSO45H2O(s)=CuSO4(s)5H2O(l) HQ2 kJmol1,则Q1与Q2的大小关系为_。,2ab2cd,H1H3H2,Q2Q1,解析 (1)由于该反应为放热反应,且H2O(g)=H2O(l) H2cd。 (
11、2)由于CH3COOH电离吸热,浓H2SO4稀释时放热,故有H1H3H2。 (3)根据题意可得如下转化关系:,故有:HQ2 kJmol1Q1 kJmol10, 即:Q2Q1。,1反应物和生成物的状态:物质的气、液、固三态的变化与反应热的关系 2H的符号:比较反应热的大小时,不要只比较H数值的大小,还要考虑其符号。 3参加反应物质的量,当反应物和生成物的状态相同时,参加反应物质的量越多放热反应的H越小,吸热反应的H越大。 4反应的程度:参加反应物质的量和状态相同时,反应的程度越大,热量变化越大。,【应用3】(2013西安二检)如图所示,下列说法不正确的是( )。,A反应过程(1)的热化学方程式为
12、A2(g)B2(g)=C(g) H1Q1kJmol1 B反应过程(2)的热化学方程式为C(g)=A2(g)B2(g) H2Q2 kJmol1 CQ1与Q2的关系:Q1Q2 DH2H1,C,Hold住考向,1(2012大纲全国,9)反应ABC(H0)分两步进行:ABX(H0),XC(H0)。下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是( )。,考向1 化学反应中能量变化及相关概念,D,2(2012江苏化学,4)某反应的反应过程中能量变化如图所示(图中E1表示正反应的活化能,E2表示逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是( )。,C,A该反应为放热反应 B催化剂能改变该反应的焓变 C催化剂能降
13、低该反应的活化能 D逆反应的活化能大于正反应的活化能,考向2 热化学方程式的书写与判断,(2)25 、101 kPa下: 2Na(s)O2(g)=Na2O(s) H1414 kJmol1 2Na(s)O2(g)=Na2O2(s) H2511 kJmol1 则: 25 、101 kPa下 Na2O2(s)2Na(s)=2Na2O(s) H317 kJmol1,(1)H2O的电子式是_。 (2)反应A的热化学方程式是_ _。 (3)断开1 mol HO键与断开1 mol HCl键所需能量相差约 为_kJ,H2O中HO键比HCl中HCl键(填“强”或 “弱”)_。,H115.6 kJmol1,31.9,强,2用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A,可实现氯的循环利用。 反应A:4HClO2 2Cl22H2O 已知:.反应A中,4 mol HCl被氧化,放出115.6 kJ的热量。 .,考向3 盖斯定律及其应用,1温度过高时,WO2(s)转变为WO2(g): 已知: WO2(s)2H2(g) W(s)2H2O(g) H66.0 kJmol1 WO2(g)2H2(g) W(s)2H2O(g) H137.9 kJmol1 则WO2(s) WO2(g)的H_。,203.9 kJmol1,
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