《高三化学复习课件》化学反应中的热效应.ppt

化学反应中的热效应,新型替代能源,甲醇汽油是由10%25%的甲醇与其它化工原料、添加剂合成的新型车用燃料，不含任何汽油，但可达到90%97%国标汽油的性能和指标。,热化学反应方程式,已知常温常压下，1mol液态甲醇在空气中完全燃烧生成液态水，放出726.5kJ的热量。试写出该条件下甲醇完全燃烧的热化学方程式。,热化学反应方程式的书写,2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) H=-1453kJ·mol-1 总结判断热化学方程式是否正确应该从哪些方面判断？,判断热化学方程式正误要注意“四看” 一看：各物质的聚集状态是否正确 二看： H中的“+”、“-”是否正确 三看： H的单位是否为kJ·mol-1 四看： H的数值与化学计量系数是否相对应,表示的含义是什么？ 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g)+4H2O(l) H=-1453kJ·mol-1 CH3OH(l) + 3/2O2(g) = CO2(g)+2H2O(l) H=-726.5kJ·mol-1 2CO2(g) + 4H2O(l) = 2CH3OH(l)+3O2(g) H=1453kJ·mol-1,甲醇的标准燃烧热是多少？ 甲醇的热值是什么？,H=-726.5kJ·mol-1,22.7kJ·g-1,思考分析：在点燃条件下，把1mol甲醇液体在一定量的氧气中恰好反应，放出热量若小于726.5kJ，分析产物的可能情况；,标准燃烧热、热值,化学反应过程中的热量变化图,请画出甲醇燃烧过程的能量变化图,2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g)+4H2O(l) H=-1453kJ·mol-1,选修4 P3,必修2 P37,选修4 P38,E反,E生,H,Ea正,Ea逆,化学反应中能量变化的本质原因,2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g)+4H2O(l) H=-1453kJ·mol-1,下表是一些化学键的键能数据，请根据上面这条热化学方程式算出x的值。（只要求列出式子）,H=E生- E反0,H=E生- E反0,H=Ea正- Ea逆0,H=Ea正- Ea逆0,H=Eb反- Eb生0,H=Eb反- Eb生0,1、常见的放热反应（变化）： 燃烧、中和、氧化反应；金属与水和酸的反应；大多数的化合反应。 原子得得电子；原子结合为分子（化学键的形成）；浓硫酸、固体强碱溶于水。 2、常见的吸热反应（变化）： 电离；水解、电解；多数的分解反应；一些特殊的反应,C+CO2=2CO C+H2O(g) = CO+H2 Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl = BaCl2+2NH3+10H2O,高温,原子失电子、分子拆成原子（化学键的断裂）。 NH4NO3溶于水,甲醇汽油,当前能源短缺的实质是原油短缺。甲醇汽油是一种“以煤代油”的路径，可以作为汽油的替代物从而实现对原油的部分替代。 工业上用煤制甲醇：目前工业上几种都是采用一氧化碳、二氧化碳加压催化氢化法合成甲醇。,1、概念：一个化学反应，不论是一步完成，还是分步完成，其总的热效应是完全相同的。,2、应用盖斯定律计算 （1）若一个反应的焓变H=a kJ·mol1，则其逆反应的焓变H=-a kJ·mol1 （2）由几个已知反应求另一个反应，则几个反应乘以适当的系数相加减，得出最终的反应，能量数值由加减的数值求解。,盖斯定律,反应热的计算,目前工业上生产甲醇的方法是将煤先气化生成CO和H2，再将CO和H2加压催化液化得到，若已知,2CO(g)+O2=2CO2(g)；H= -566.0kJ·mol-1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)；H= -571.6kJ·mol-1 CH3OH(l)+1.5O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)；H= -726.5kJ·mol-1,请写出CO和H2在一定条件下生成甲醇的热化学方程式,CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l) H= -128.1kJ·mol-1,可逆反应的反应热,已知：在相同条件下，甲醇也能分解生成CO和H2，在温度为220260 ，压强为5.9MPa，利用触媒（NC3H6）做催化剂，现将amolCO和bmolH2置于密闭容器中充分反应生成CH3OH(l)，若放热小于128.1kJ，则可能的原因是什么？,CO(g) + 2H2(g) = CH3OH(l) H=-128.1kJ·mol-1,在生产过程中，反应器必须要进行热交换，以保证反应温度控制在220260 ，请分析其中的原因。,交流与讨论,用甲醇作为燃料存在哪些不利的影响？ 要解决能源危机我们还需要做怎样的努力？,甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是 CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) H=+49.0 kJ·mol-1 CH3OH(g)+ 1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g) H=-192.9 kJ·mol-1 下列说法正确的是 A.CH3OH的燃烧热为192.9 kJ·mol-1 B.反应中的能量变化如上图所示 C.CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量 D.根据推知反应CH3OH(l)+ 1/2O2(g) =CO2(g)+2H2(g) 的H-192.9 kJ·mol-1,D,已知氨气的燃烧热为381.25kJ·mol-1，试写出氨气完全燃烧的热化学方程式，并求出热值,又知：N2(g)+O2(g)=2NO(g) H1= +180.0kJ·mol-1 4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) H2= -905.8kJ·mol-1 计算氨气燃烧的热效应： 4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) H3=？,查阅无机化学得到下列数据。请估算氨气燃烧反应的反应热,4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) H4=？,练习：1、已知：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) 的能量变化如下图所示。 （1）1molN和3molH生成1molNH3(g)是_能量的过程（填“吸收”或“释放”）。 （2）1/2N2(g)+3/2H2(g)=NH3(g)；H=_。 （3）N2(g)和H2(g)生成NH3(l)的热化学方程式。,练习：2、红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如下图所示(图中的H表示生成1 mol产物的数据)。,根据上图回答下列问题： (1)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式是_。 (2)工业上制备PCl5通常分两步进行，先将P和Cl2反应生成中间产物PCl3，然后降温，再和Cl2反应生成PCl5。原因是_ (3)P和Cl2分两步反应生成1 mol PCl5的H3_，P和Cl2一步反应生成1 mol PCl5的H4_H3(填“大于”、“小于”或“等于”)；,在恒温恒压时，1mol物质完全燃烧（生成稳定的物质）时所放出的热量,在稀溶液时，强酸和强碱发生中和反应生成1molH2O时所放出的热量,放热反应（H0）；是特殊的焓变。,1mol可燃物,不限,不限,1mol H2O,指在氧气中燃烧；没有特别指明，一律默认为常温常压下测定。,H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) H=-57.3kJ·mol-1，而弱酸或弱碱在中和反应中由于电离吸收热量，其反应热的数值小于57.3 kJ·mol-1 ；必须是酸和碱的稀溶液，因为浓酸溶液和浓碱溶液在相互稀释时会放热·,燃烧热、中和热是物质的属性，与用量无关,焓变的判断与测定,NH4Cl 和 Ba(OH)2·8H2O,实验：中和热的测定,1、简易量热计的主要构造？ 保温层、温度计、环形玻璃搅拌棒 2、测定步骤？ （两量三测一算） 用两个量筒量取盐酸、测温度t1； 量取氢氧化钠溶液，测温度t2； 混合搅拌，测最高温度t3；计算。,t0=（t1+t2）/2 t=t3-t0 Q=cmt H= -Q/n= - cm t/n,3、计算的方法 Q=c·m· t 起始平均温度的计算方法？ H= Q/n n为水物质的量 （kJ/mol）,4、实验应该注意什么问题？,采取较好的绝热措施，操作快。,例. 50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反 应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题： (1)从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是_。 (2) 用相同浓度和体积的醋酸代替稀盐酸溶液进行实验，求得的中和热数值_(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。 (3)实验测得中和热数值为53.5 kJ·mol1，与57.3 kJ·mol1有偏差，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溶液倒入盛有硫酸的烧杯中 d用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定HCl溶液的温度,环形玻璃搅拌器,偏小,acd,（1）一级能源和二级能源 一级能源：是指直接取自自然界，没有加工转换的各种能量和资源 如：煤、石油、天然气、太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能 二级能源是指由一级能源经过加工转换后得到的能源。 如：氢能、电力,1、能源分类,（2）可再生能源和不可再生能源 可再生：在自然界中可以不断再生并有规律地得到补充或重复利用的能源。 如：太阳能、风能、生物质能、潮汐能、氢能、乙醇等。 不可再生：煤、石油、天然气等,能源的充分利用,（3）新能源 特点：资源丰富、可再生、无(少)污染 如：太阳能、氢能、地热能、风能、生物质能、潮汐能,2、燃料的充分燃烧 （1）可燃物燃烧的条件： 与氧气接触、达到着火点 （2）充分燃烧的必要条件： 适当充足的氧气、与氧气的接触面积大 3、煤的综合利用 气化：把煤转化为可燃性气体。高温下煤和水蒸气作用，得到CO、H2、CH4等 液化：把煤转化为液体燃料。煤和氢气作用或气化产物CO、H2（水煤气），经催化合成得到液体。 干馏：把煤隔绝空气加强热，得到焦炭、煤焦油、焦炉气、粗氨水、粗苯等,绿色化学的主要特点： 绿色化学又称环境友好化学，它的主要特点是： 1.充分利用资源和能源，采用无毒、无害的原料； 2.在无毒、无害的条件下进行反应，以减少废物向环境排放； 3.提高原子的利用率，力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳，实现“零排放”； 4.生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。,例. 已知在298K时下述反应的有关数据： C(s)+1/2 O2(g)=CO(g) H1 = 110.5 kJ·mol-1 C(s)+O2(g)=CO2(g) H2= 393.5 kJ·mol-1 则C(s)+CO2(g)=2CO(g) 的H为 （ ） A+ 283.5 kJ· mol-1 B+ 172.5 kJ· mol-1 C172.5 kJ· mol-1 D504 kJ· mol-1,B,例.碘与氢气反应的热化学方程式是 I2(g)+H2(g) 2HI(g) H=-9.48 kJ·mol-1 I2(s)+H2(g) 2HI(g) H=+26.48 kJ·mol-1 下列说法正确的是( ) A.的产物比的产物稳定 B.I2(s) I2(g) H=+17.00 kJ·mol-1 C.的反应物总能量比的反应物总能量低 D.1 mol I2(g)中通入1 mol H2(g),发生反应时放热9.48 kJ,C,反应热计算方法 1、自身能量：H = E生E反 2、活化能： H=Ea正 Ea逆 3、化学键能： H =E反 E生 4、实验数据 ： H= Q/n 5、盖斯定律,