1、1第一章 化学反应与能量复习课学习目标1.知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。2.通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化。3.认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料的重要性。4.明确盖斯定律的含义,能运用盖斯定律进行简单的计算。学习过程一、焓变与反应热1.化学反应中的能量变化【思考】化学反应中的两大变化、两大守恒、能量转化形式是什么?(1)化学反应中的两大变化: 变化和 变化。 (2)化学反应中的两大守恒: 守恒和 守恒。 (3)化学反应中的能量转化形式: 、光能、电能等。通常主要表现为 的变化。 2.焓变【思考】焓变的定义、符号、单位是什么?(1)定义:在 条件
2、下进行的反应的 。 (2)符号: 。 (3)单位: 或 。 3.吸热反应和放热反应(1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析,如图所示:(2)从反应热的量化参数键能的角度分析:2(3)记忆常见的放热反应和吸热反应【回顾】常见的放热反应和吸热反应有哪些?【跟踪练习 1】某反应的 H=+100kJmol-1,下列有关该反应的叙述正确的是( )A.正反应活化能小于 100kJmol-1B.逆反应活化能一定小于 100kJmol-1C.正反应活化能不小于 100kJmol-1D.正反应活化能比逆反应活化能小 100kJmol-1【跟踪练习 2】SF 6是一种优良的绝缘气体,分子结构中只存在 SF
3、 键。已知:1molS(s)转化为气态硫原子吸收能量 280kJ,断裂 1molFF、SF 键需要吸收的能量分别为160kJ、330kJ,则 S(s)+3F2(g) SF6(g)的反应热 H 为 。 【练后反思】1.正确理解活化能与反应热的关系(1)E1为正反应活化能, E2为逆反应活化能, H=E1-E2;(2)催化剂能降低反应所需活化能,但不影响焓变的大小。2.熟记反应热 H 的基本计算公式 H=生成物的总能量-反应物的总能量3 H=反应物的总键能之和-生成物的总键能之和二、热化学方程式【思考】热化学方程式的概念、意义及书写时的注意事项有哪些?1.概念:表示参加反应 和 的关系的化学方程式
4、。 2.意义:表明了化学反应中的 变化和 变化。 如:2H 2(g)+O2(g) 2H2O(l) H=-571.6kJmol-1表示: 氢气和 氧气反应生成 液态水时放出 kJ 的热量。 3.书写注意事项:(1)注明反应时的温度和压强。反应热与测定条件(温度、压强等)有关,若在 25、101kPa 下进行的反应,可不注明。(2)注明物质状态。常用 、 、 、 分别表示固体、液体、气体、溶液。 (3)方程式右边必须写上 H,并注意符号、单位。 H 应包括“+”或“-” 、数字和单位(kJmol -1)。(4)注意守恒关系。原子守恒和得失电子守恒。(5)区别于普通方程式。一般不注“” “”以及“点
5、燃” “加热”等。(6)注意热化学方程式的化学计量数。热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量,可以是整数,也可以是分数。且化学计量数必须与 H 相对应,如果化学计量数加倍,则 H 数值也要加倍。【跟踪练习 3】已知化学反应 A2(g)+B2(g) 2AB(g)的能量变化如图所示,请写出该反应的热化学方程式: 。 【跟踪练习 4】在 298K、101kPa 时,充分燃烧一定量的丁烷,放出热量 QkJ(Q0),经测定完全吸收生成的二氧化碳需要消耗 5molL-1的 KOH 溶液 100mL,且恰好生成正盐。则此条件下,下列热化学方程式正确的是( )4A.C4H10(g)+
6、 O2(g) 4CO2(g)+5H2O(l) H=-16QkJmol-1132B.C4H10(g)+ O2(g) 4CO2(g)+5H2O(l) H=-8QkJmol-1132C.C4H10(g)+ O2(g) 4CO2(g)+5H2O(l) H=-QkJmol-1132D.C4H10(g)+ O2(g) 4CO2(g)+5H2O(g) H=-QkJmol-1132【练后反思】 “五看”判断热化学方程式的正误:(1)看热化学方程式是否配平;(2)看各物质的聚集状态是否正确;(3)看 H 的“+” “-”符号是否正确;(4)看反应热的单位是否为 kJmol-1;(5)看反应热的数值与化学计量数是
7、否对应。三、两类重要反应热燃烧热、中和热1.燃烧热【思考】燃烧热的概念、意义是什么?如何正确书写表示燃烧热的热化学方程式以及进行燃烧热的相关计算?(1)概念:在 101kPa 时, 纯物质完全燃烧生成稳定的 时所放出的热量。燃烧热的单位一般用 kJmol-1表示。燃烧热的限定词有恒压(101kPa 时)、可燃物的物质的量(1mol)、完全燃烧、稳定的氧化物等,其中的“完全燃烧”,是指可燃物中的下列元素完全转变成对应的氧化物:CCO 2(g),HH 2O(l),SSO 2(g)等。(2)表示的意义:例如 C 的燃烧热 H=-393.5kJmol-1,表示在 101kPa 时,1molC 燃烧 3
8、93.5kJ 的热量。 (3)书写热化学方程式:燃烧热是以 1mol 纯物质完全燃烧所放出的热量来定义的,因此在书写它的热化学方程式时,应以燃烧 1mol 纯物质为标准来配平其余物质的化学计量数。例如:C 8H18(l)+ O2(g) 8CO2(g)+9H2O(l) H=-5518kJmol-1,即 C8H18的燃烧热 H= 252。 (4)燃烧热的计算:可燃物完全燃烧放出的热量的计算公式为 Q 放 =n(可燃物) H(燃烧热),5式中: Q 放 为 ; n 为 ; H 为 。 2.中和热【思考】中和热的概念,以及中和热的测定原理装置图是怎样的?(1)概念:在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生
9、成 H 2O 时的反应热。 (2)注意几个限定词: ;产物是 ;用离子方程式可表示为 。 (3)中和热的测定:测定原理: H= 。 式中: c=4.18J(g) -1=4.1810-3kJ(g) -1;n 为 。 实验装置如图:【跟踪练习 5】下列说法中,正确的画“”,错误的画“”(以下 H 的数值均正确)。(1)S(s)+ O2(g) SO3(g) H=-315kJmol-1(燃烧热)( )32(2)NaOH(aq)+HCl(aq) NaCl(aq)+H2O(l) H=-57.3kJmol-1(中和热)( )(3)已知 H+(aq)+OH-(aq) H2O(l) H=-57.3kJmol-1
10、,则 H2SO4和 Ba(OH)2反应的反应热 H=2(-57.3)kJmol-1( )(4)已知 CH3OH(g)+ O2(g) CO2(g)+2H2(g) H=-192.9kJmol-1,则 CH3OH(g)的燃烧12热 H=-192.9kJmol-1( )(5)H2(g)的燃烧热 H=-285.8kJmol-1,则 2H2O(g) 2H2(g)+O2(g) H=+571.6kJmol-1( )(6)葡萄糖的燃烧热 H=-2800kJmol-1,则 C6H12O6(s)+3O2(g) 3CO2(g)+3H2O(l) 12 H=-1400kJmol-1( )(7)已知 101kPa 时,2C
11、(s)+O 2(g) 2CO(g) H=-221kJmol-1,则该反应的反应热为221kJmol-1( )(8)已知稀溶液中,H +(aq)+OH-(aq) H2O(l) H=-57.3kJmol-1,则稀醋酸与稀氢氧6化钠溶液反应生成 1mol 水时放出 57.3kJ 的热量( )(9)已知 HCl 和 NaOH 反应的中和热 H=-57.3kJmol-1,则 98%的浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成 1mol 水时放出的热量为 57.3kJ( )(10)CO(g)的燃烧热 H=-283.0kJmol-1,则 2CO2(g) 2CO(g)+O2(g)反应的 H=+(2283.0)kJmol-
12、1( )【练后反思】1.反应热答题规范指导(1)用“焓变( H)”表示反应热时, H0 表示吸热, H H3 H2。答案: H1 H3 H2【跟踪练习 7】解析:根据题意可得如下转化关系:故有: H=+Q2kJmol-1-Q1kJmol-10,即 Q2Q1。答案: Q2Q1五、3.(1)煤 石油 天然气 不可 (2)太阳能 生物质能 可以12【跟踪练习 8】C随堂检测1.D 2.D3.解析:SiCl 4、H 2和 HCl 分子中共价键的数目容易计算,而产物硅属于原子晶体,可根据原子晶体的结构计算晶体硅中的共价键的数目。1mol 晶体硅中所含的 SiSi 键为 2mol,即制取高纯硅反应的反应热
13、 H=4360kJmol-1+2436kJmol-1-(2176kJmol-1+4431kJmol-1)=+236kJmol-1。答案:+236kJmol -14.Q1+Q2=196.64kJ5.解析:当放出热量为 314.624kJ 时,参加反应的 SO2的物质的量为2=3.2mol,故 SO2的转化率为 100%=80%。314.624kJ196.64kJmol-1 3.2mol4mol答案:80%6.解析:写热化学方程式时要重点注意其与普通化学方程式不同的几点:(1)生成物的稳定状态,H 2O 为液态,C 的稳定化合物为 CO2;(2) H 的单位是 kJmol-1,不是 kJ;(3)
14、H 的数值要与方程式中物质前的化学计量数保持一致;(4) H 的符号,吸热反应用“+”,放热反应用“-” 。故仅符合要求。答案:B7.解析:(1)由能量图像和有效碰撞理论可知:本反应为放热反应, A 表示反应物的能量、C 表示生成物的能量,其中 A B 的能量变化 E 为活化能,反应热为 A、 C 点之间的能量差( H), H 与活化能 E 无关,使用催化剂 V2O5,可改变反应历程,降低反应的活化能,使 B 点降低。(2) H 与热化学反应方程式中物质的化学计量数成正比,因图像中反映的是2molSO2(g)完全反应生成 2molSO3(g)的能量变化过程,结合题给信息“1molSO 2(g)氧化为1molSO3(g)的 H=-99kJmol-1”可知图中 H=-99kJmol-12=-198kJmol-1。(3)根据催化剂的定义:在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质在反应前后都没有改变的物质;可知催化剂的催化循环机理应同时包括催化剂的消耗和生成两个反应,因此其化学反应方程式为 SO2+V2O5 SO3+2VO2,4VO2+O2 2V2O5。答案:(1)反应物能量 生成物能量 无影响 降低 V 2O5作催化剂改变了反应历程,使活化能 E 降低(2)-19813(3)SO2+V2O5 SO3+2VO2,4VO2+O2 2V2O5
