第一章 化学反应与能量

1、学习目标 1.了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式。 2.认识化学反应中同时存在着物质和能量的变化。 3. 了解化学能与热能的相互转化，了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。从生活走向化学1.请你利用所学过的化学知识推测一下发热包的成分是什么？2.发热包的原理是什么？3.发热包里的化学成分发生化学反应后实现了_能向_能的转化。发现问题实验实验1.铝与盐酸反应的化学方程式铝与盐酸反应的化学方程式： 。2.在反应过程中你将能看到什么现象？在反应过程中你将能看到什么现象？3.用眼睛不能直接观察到反应中的热量变化，你将采取用眼睛不能直接观察到反应中的热量变化，你将采取哪些简单易行的办法来了

2、解反应中的热量变化？哪些简单易行的办法来了解反应中的热量变化？4.要明显的感知或测量反应中的热量变化，你在实验中要明显的感知或测量反应中的热量变化，你在实验中应注意哪些问题？应注意哪些问题？思考与讨论：思考与讨论：实验记录：实验记录：现象现象结论结论有气泡冒出，溶液的温度明有气泡冒出，溶液的温度明显升高。显升高。铝与盐酸反应的过程放铝与盐酸反应的过程放出热量。出热量。返回返回实验实验2 2现象现象结论结论有刺激性气味气体产生；玻璃片有刺激性气味气体产生；玻璃片上的水结成冰，玻璃片与烧杯底上的水结成冰，玻璃片与烧杯底被冰粘在了一起；用手触摸杯壁被冰粘在了一起；用手触摸杯壁下部，有凉的感觉。下部，

3、有凉的感觉。Ba(OH)28H2O与与NH4Cl反应的过程吸收热量。反应的过程吸收热量。例 1：1mol C与 1mol H2O(g) 反应生成 lmol CO(g) 和1mol H2(g)，需要吸收131.5kJ的热量，该反应的反应热为H = 131.5kJ/mol石墨、金刚石哪个更稳定？C(石墨 s ) C(金刚石 s ) H = +1.9kJ/mol 例2.判断物质的稳定性合作探究寻找理论依据化学反应中能量变化的微观原因是什么？1.化学反应的本质是什么？如何量化反应热？合作探究口诀：断吸成放H HHHClClClClH ClH Cl键断裂键断裂键断裂键断裂+假想中间物假想中间物键形成键形

4、成键形成键形成吸收吸收436KJ/mol吸收吸收243KJ/mol放出放出431KJ/molH-H键能键能Cl-Cl键能键能H-Cl键能键能摘自选修摘自选修3：化学键能指常温常压下，将：化学键能指常温常压下，将1mol理想气体分理想气体分子子AB拆开为中性拆开为中性气态气态原子原子A和和B所需要的能量（单位为所需要的能量（单位为KJmol-1）键能越大，）键能越大，化学键化学键越牢固，含有该键的越牢固，含有该键的分子分子越越稳定。稳定。化学键反应中能量变化1 mol AB化学键反应中能量变化HH吸收 kJ共吸收 kJClCl 吸收 kJHCl放出 kJ共放出 kJ结论H2(g)Cl2(g)=2

5、HCl(g)的反应热 436 243679431 862 H183 kJ/molH = 反应物的键能总和生成物的键能总和展示提升整个反应过程（放出/吸收） kJ热量 你能否计算出2H2 + O2=2H2O燃烧放出的热量是多少呢？放出484合作探究 1.发热包产生的反应热在化学学科里我们用什么物理量来计量？ 2. 可否用简单的图示表示反应前后能量变化？化学键发热包状态数目种类温度压强能量变化物质变化“焓变”H单位：kJ/mol符号：+；-H反应物H生成物H=-即热饭盒敞口环境下（恒压），反应热=焓变化学反应 反应物反应物生成物生成物焓焓H0发热包发热包生成物生成物焓焓H0反应吸热反应吸热吸收能量

6、到体系吸收能量到体系反应放热反应放热释放能量给环境释放能量给环境H H反应物反应物H H生成物生成物H=口诀：放负吸正口诀：下放上吸宏观宏观能量守恒“即热饭盒” 发热包遇到水后在35秒钟内即刻升温，温度高达150以上，蒸汽温度达200，最长保温时间可达3小时，很容易将生米做成熟饭。 发热过程无任何污染，而且成本低廉，没有任何安全隐患。使用时打开隔离层，即发生以下反应：Mg+2H2O=X+H2。请根据以上信息回答下列各题： (1)该饭盒底部“即热”的原理是将_转化为热能； (2)已知X是一种碱，则X的化学式是_，你推断X的化学式的依据是_； (3)上述化学反应属于_（填写基本反应类型）从化学走向

7、生活 夏季储存食品离不开冰箱，但是外出旅游、郊游时，想致冷饮料和食品怎么办呢？ 随身携带两袋家中的化肥和Na2CO3 ，混合在一起就可以解决问题了。 这种便携式“冰袋”最适宜制成商品，创造经济价值。也可以用于发烧冰敷、扭伤冷敷。从化学走向生活1反应热“三口诀”：放负吸正，下放上吸，断吸成放2反应热计算“两公式”：(1)H生成物的总能量反应物的总能量(2)H反键生键归纳小结-口诀法焓变焓变H归纳小结-图示法类型比较放热反应吸热反应定义有热量放出的化学反应吸收热量的化学反应形成原因反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量与化学键强弱的关系生成物分子成键时释放

8、出的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量生成物分子成键时释放出的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量表示方法H0H0图示实例物质的燃烧；中和反应；多数化合反应；活泼金属与水或酸的反应多数分解反应；碳与CO2、水蒸气的反应等；盐的水解和弱电解质的电离；Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应归纳小结-表格对比法回归教材-必修2 P32自主复习1.结合刚才的放热反应，回忆化学反应中常见的放热，吸热反应有哪些？2.根据不同的分类标准，化学反应的类型可以分为哪些？a. 物质与O2的氧化反应（燃烧，生锈等）；b. 中和反应（酸碱）；c. 金属与水or酸的反应；d. 绝大多数化合反应（CaO与H2O）

9、。 放热反应有时也需要加热才能发生！常见的放热反应：常见的吸热反应：a. Ba(OH)28 H2O晶体与NH4Cl晶体反应；b. H2与CuO等还原反应；c. C作还原剂的反应；d. 绝大多数分解反应。 C + CO2 = 2CO C + H2O = CO + H2水煤气e. 水解反应分类标准不同,化学反应类型不同 化学反应 吸热反应 放热反应 化合反应 分解反应 置换反应 复分解反应 氧化还原反应 非氧化还原反应 抢答题 下列反应生成物能量高于反应物能量的是（ ） A.乙醇燃烧 B.KClO3分解制备氧气 C.铝与盐酸反应 D.CaO与H2O反应B第一节第一节化学反应与能量的变化化学反应与能

10、量的变化第二节第二节燃烧热、能源燃烧热、能源第三节第三节化学反应热的计算化学反应热的计算1、反应热和焓变、反应热和焓变2、热化学方程式、热化学方程式3、中和反应反应热的测定、中和反应反应热的测定1、已知反应、已知反应ABCD为放热反应，对为放热反应，对该反该反 应的下列说法中正确的是（应的下列说法中正确的是（ ） A. A的能量一定高于的能量一定高于C B. B的能量一定高于的能量一定高于D C. A和和B的总能量一定高于的总能量一定高于C和和D的总能量的总能量 D. 该反应为放热反应，故不必加热就一定该反应为放热反应，故不必加热就一定能发生能发生C一、 1.什么是“有效碰撞”？2.发生化学反

11、应的充要条件是什么？二、1.什么是“活化分子”？2.什么是“活化能”？“活化能”的意义是什么？自主学习（绪言）如何来研究一个反应，研究化学反应原理的基本方法和思路是怎样？概念模型法概念模型法有效碰撞 1.定义：能够发生化学反应的碰撞 2.条件： 具有足够高的能量 合适的方向（取向）活化分子 1.定义：能够发生有效碰撞的分子 2.活化能：使反应发生所需要的最低能量活化能的大小和反应的速率有何关系？单位体积活化分子数 单位时间单位体积有效碰撞次数 反应速率大小决定决定 在化学反应中能改变其他物质的反应速率，而本身质量和化学性质在反应前后不变的物质。三、催 化 剂（触媒）怎样改变反应的活化能为来加快

12、反应的速率？是何措施？能量反应过程生成物反应物反应热E1E2活化分子加了催化剂没加催化剂一、反应热和焓变一、反应热和焓变1、反应热、反应热化学反应中所化学反应中所吸收吸收或或放出放出的热量。的热量。焓：物质所具有的能量，是与内能相关的物理量焓：物质所具有的能量，是与内能相关的物理量恒温恒温恒压恒压下，反应热称下，反应热称“焓变焓变”。2、焓变、焓变1）符号：）符号：2）单位：）单位：HkJ/mol 或或 kJ mol1注：单位中的每注：单位中的每mol是与整个反应对应的，是与整个反应对应的，即反应热表示每即反应热表示每mol反应放出或吸收的热量。反应放出或吸收的热量。3）表示方法）表示方法放热

13、放热反应反应 (体系体系能量能量降低降低)：H 0，H为为“ + ”口诀：放负吸正口诀：放负吸正完成课本完成课本P6.1特别提醒特别提醒比较比较H H大小时一定要大小时一定要带正负带正负号比较号比较 4）化学反应中能量变化的原因）化学反应中能量变化的原因旧键断裂旧键断裂 吸收能量吸收能量新键形成新键形成 放出能量放出能量=679kJ/mol862kJ/molH =679kJ/mol 862kJ/mol = 183kJ/mol反应物的键能总和反应物的键能总和生成物的键能总和生成物的键能总和5）焓变与键能的关系（）焓变与键能的关系（微观微观）H =反应物的键能总和反应物的键能总和生成物的键能总和生

14、成物的键能总和例例 1：1mol C与与 1mol H2O(g) 反应生成反应生成 lmol CO(g) 和和1mol H2(g)，需要吸收，需要吸收131.5kJ的热量，该反应的反应的热量，该反应的反应热为热为H = kJ/mol。131.5石墨、金刚石哪个更稳定？石墨、金刚石哪个更稳定？C(石墨石墨 s ) C(金刚石金刚石 s ) H = +1.9kJ/mol 活学活用 例例2.判断物质的稳定性判断物质的稳定性例三：问题探究例三：问题探究整个反应过程（放出/吸收）kJ热量已知断开1mol氢气中的化学键需要消耗436kJ能量，断开1mol氧气中的化学键需要消耗496kJ能量，形成水分子中的

15、1molH-O键能够释放463kJ能量。试说明当1mol反应2H2+O2=2H2O放出484例四、氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，例四、氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，在反应中，在反应中， 破坏破坏1molHH键消耗的能量为键消耗的能量为Q1kJ， 破坏破坏1molO = O键消耗的能量为键消耗的能量为Q2kJ， 形成形成1molHO键释放的能量为键释放的能量为Q3kJ。下列关系式中正确的是（下列关系式中正确的是（ ）A. 2Q1 + Q2 4Q3 B. 2Q1+ Q2 4Q3 C. Q1 + Q2 Q3 D. D. Q1 + Q2 = Q3B某些键的键能(kJ/mol)键键能键键能HH436CH

16、415.0ClCl242.7OH462.8BrBr193.7NH390.8II152.7HCl431.8CC347.7HI298.7键能越大含该键的分子越稳定化学键越牢固对于某个确定的化学反应，如何判断它是放出能量还是吸收能量呢？6）焓变与物质能量的关系（）焓变与物质能量的关系（宏观宏观）H = E 生成物生成物 E 反应物反应物任何一个化学反应都包括任何一个化学反应都包括物质的变化物质的变化和和能量的变化能量的变化。那么，有什么表达式能把这两种变化都表示出来？那么，有什么表达式能把这两种变化都表示出来？H2 + I2 = 2HI只表示只表示物质变化物质变化【例例1】 在在200、101kPa

17、时，时，1 mol H2与碘蒸气作用生与碘蒸气作用生成成HI的反应，科学文献上表示为：的反应，科学文献上表示为：H =H2(g) + I2 (g) = 2HI(g)200101kPa14.9 kJ/mol二、热化学方程式二、热化学方程式 能表示参加反应能表示参加反应物质的量物质的量和和反应热反应热的的 关系关系的化学方程式。的化学方程式。1、定义、定义2、含义、含义表示表示1mol气态气态H2与与1mol气态碘完全反应，气态碘完全反应，生成生成2mol气态气态HI时，放出时，放出14.9kJ的热量。的热量。H =H2(g) + I2 (g) = 2HI(g)200101kPa14.9 kJ/m

18、olH H2 2(g)+I(g)+I2 2(g)=2HI(g) (g)=2HI(g) H=H=14.9kJ/mol14.9kJ/mol200200101kPa101kPa热化学方程式包含热化学方程式包含物质变化物质变化和和能量变化能量变化两个两个部分，二者缺一不可。部分，二者缺一不可。普通化学方程式只包含物质变化一个部分。普通化学方程式只包含物质变化一个部分。物质变化物质变化能量变化能量变化3、书写要点、书写要点 H2 (g) + O2(g) = H2O(g)； H= 241.8 kJ/mol21 H2 (g) + O2(g) = H2O(l)； H= 285.8 kJ/mol21 2H2 (

19、g) + O2(g) = 2H2O(l)； H= 571.6 kJ/mol 2H2O(l) = 2H2 (g) + O2(g) ； H= +571.6 kJ/mol 一般应注明反应的一般应注明反应的温度、压强温度、压强；H与实验的条件、与实验的条件、物质的状态有关！物质的状态有关！（250C ，101kPa时不注明）时不注明） 一定标明各物质的一定标明各物质的状态（状态（s、l、g、aq） ；H2O(l) H2O(g) H= +44 kJ/mol H只放右边，以空格与标有物质状态的化学方程只放右边，以空格与标有物质状态的化学方程式隔开式隔开(数值及数值及单位，单位单位，单位KJ/mol) 放热

20、：放热： H 0； 系数系数仅仅表示仅仅表示物质的量物质的量，不表示分子或原子个数；，不表示分子或原子个数； 故系数可以是故系数可以是整数、分数、小数整数、分数、小数； H的值与系数相匹配。的值与系数相匹配。系数加倍，系数加倍，H值也加倍。值也加倍。正逆反应的正逆反应的H绝对值相等，符号相反。绝对值相等，符号相反。反应物反应物完全完全变成生成物，所释放或吸收的热量变成生成物，所释放或吸收的热量,所所以热化学方程式一般都写以热化学方程式一般都写等号等号。 热化学方程式热化学方程式一般不要写反应条件一般不要写反应条件。例例1：标况下，当：标况下，当2g气态气态H2与与22.4L气态气态Cl2反应生

21、反应生成成2mol气态气态HCl，放出，放出184.6kJ的热量，请写出该的热量，请写出该反应的热化学方程式。反应的热化学方程式。H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) H =184.6 kJ/mol2H2(g) + 2Cl2(g) = 4HCl(g) H =369.2 kJ/mol H2(g) + Cl2(g) = HCl(g) H =92.3 kJ/mol1212例例2：28g N2(g) 与适量与适量O2(g) 反应生成反应生成NO2 (g)， 需吸收需吸收68kJ的热量；写出热化学方程式。的热量；写出热化学方程式。N2(g) + 2O2(g) = 2NO2 (g) H = +

22、 68 kJ/mol例例3、沼气的主要成分是甲烷。、沼气的主要成分是甲烷。0.5 mol CH4完全燃烧完全燃烧生成生成CO2和和H2O时，放出时，放出445 kJ的热量。则下列热化的热量。则下列热化学方程式中正确的是（学方程式中正确的是（ ）A、2CH4( g ) 4O2( g ) 2CO2( g ) 4H2O ( l ) H = + 890 kJ/mol B、CH4 2O2 CO2 H2O H = 890 kJ/mol C、CH4 ( g ) 2 O2 ( g ) CO2 ( g ) 2 H2O ( l ) H = 890 kJ/mol D、 1/2CH4 ( g ) O2 ( g ) 1

23、/2CO2 ( g ) H2O ( l ) H = 890 kJ/mol C状态状态H = 445 kJ/mol化学方程式化学方程式热化学方程式热化学方程式化学计化学计量数量数是是整数整数，即，即表示微粒个数，表示微粒个数，又表示物质的量又表示物质的量整数也可以是整数也可以是分数分数，只，只表示物质的物质的量表示物质的物质的量状态状态不要求表明不要求表明必须在分子式后表必须在分子式后表明明正负正负号及号及单位单位无无必须表明必须表明意义意义表示化学反应中的物表示化学反应中的物质变化质变化不仅表示化学反应不仅表示化学反应中的中的物质变化，物质变化，还还表明化学反应中表明化学反应中能能量的量的变化

24、变化小结：化学方程式与热化学方程式的比较小结：化学方程式与热化学方程式的比较三、中和反应反应热的测定三、中和反应反应热的测定测定强酸与强碱反应的反应热，测定强酸与强碱反应的反应热，体验化学反应的热效应。体验化学反应的热效应。大烧杯（大烧杯（500ml500ml）、小烧杯（小烧杯（100ml100ml）、温度计、温度计、量筒（量筒（50ml) 50ml) 两个两个 泡沫塑料或纸条泡沫塑料或纸条泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个小孔）泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个小孔） 环形玻璃搅拌棒环形玻璃搅拌棒 实验目的实验目的 实验用品实验用品 中和热中和热：在稀溶液中，酸与碱发生：在稀溶液中，酸与碱发生中和反

25、应生成中和反应生成1mol水所产生的反应水所产生的反应热热1.1.保温。在大烧杯底部垫泡沫塑保温。在大烧杯底部垫泡沫塑料，料，使放入的小烧杯杯口与大烧使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。杯杯口相平。然后再在大、小烧然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料，大烧杯杯之间填满碎泡沫塑料，大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个小孔，正盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，如图所示。过，如图所示。实验步骤实验步骤 答案：两杯口相平，可使盖板把杯口尽量盖严，从而减答案：两杯口相平，可使盖板把杯口尽量盖严，从而减少热

26、量损失；填碎纸条的作用是为了达到保温隔热、减少热量损失；填碎纸条的作用是为了达到保温隔热、减少实验过程中热量损失的目的。若换用隔热、密封性能少实验过程中热量损失的目的。若换用隔热、密封性能更好的装置（如保温杯）会使实验结果更准确。更好的装置（如保温杯）会使实验结果更准确。思考思考1：大、小烧杯放置时，为何要使两杯口相平？填大、小烧杯放置时，为何要使两杯口相平？填碎泡沫塑料（或碎纸条）的作用是什么？对此装置，碎泡沫塑料（或碎纸条）的作用是什么？对此装置，你有何更好的建议？你有何更好的建议？思考思考2 2：为什么不用环形铁搅拌棒？为什么不用环形铁搅拌棒？铁与盐酸之间会发生反应，另外铁的导热性好，这

27、样铁与盐酸之间会发生反应，另外铁的导热性好，这样都会造成热量的损失。都会造成热量的损失。2.2.用一个量筒最取用一个量筒最取50 mL 0.50 mol/L50 mL 0.50 mol/L盐酸，倒入盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。表。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。思考思考3：温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗后的溶液能否倒入小烧杯？为什么？洗后的溶液能否倒入小烧杯？为什么？答：因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗，答：因为该温度计还要用来测碱液的温度，若

28、不冲洗，温度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失，故要温度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失，故要冲洗干净；冲洗后的溶液不能倒入小烧杯，若倒入，会冲洗干净；冲洗后的溶液不能倒入小烧杯，若倒入，会使溶液的总质量增加，而导致实验结果误差。使溶液的总质量增加，而导致实验结果误差。3.3.用另一个量筒量取用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液，并用温度计测量溶液，并用温度计测量NaOHNaOH溶液的温度，记入溶液的温度，记入下表。下表。思考思考4 4：实验中所用实验中所用HClHCl和和NaOHNaOH的物质的量比为的物质的量比为

29、何不是何不是1111而是而是NaOHNaOH过量？过量？答：为了保证答：为了保证0.50 mol/L0.50 mol/L的盐酸完全被的盐酸完全被NaOHNaOH中和，中和，采用采用0.55 mol/L NaOH0.55 mol/L NaOH溶液，使碱稍稍过量。溶液，使碱稍稍过量。思考思考5 5：酸、碱混合时，为何要把量筒中的酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOHNaOH溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？答：因为本实验的关键是测反应的反应热，若答：因为本实验的关键是测反应的反应热，若动作迟缓，将会使热量损失而使误差增大。动作迟缓，将会使热量损失而使误差增大。4.

30、4.把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，盐酸中，并把量筒中的并把量筒中的NaOHNaOH溶液一次倒入小溶液一次倒入小烧杯（注意不要洒到外面）。烧杯（注意不要洒到外面）。用环形玻璃搅用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记为终止温度，记入下表。最高温度，记为终止温度，记入下表。5.重复实验两到三次，取测量所得数据的重复实验两到三次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。平均值作为计算依据。 温度温度实验次数实验次数起始温度起始温度t t1 1/终止温度终止温度t t2 2/温度差温度差(t(t2

31、 2-t-t1 1)/)/HClHClNaOHNaOH平均值平均值1 12 23 3实验视频实验视频实验数据处理实验数据处理 1 1、取三次测量所得数据的平均值作为计算依据、取三次测量所得数据的平均值作为计算依据 t t1 1/t t2 2/(t(t2 2-t-t1 1)/)/如果某一次实验的数据与另外两次实验的数据差异明如果某一次实验的数据与另外两次实验的数据差异明显，怎么办？显，怎么办？ 2.计算反应热计算反应热50mL0.50 mol/L50mL0.50 mol/L的盐酸的质量的盐酸的质量m m1 1=50g=50g50mL0.55 mol/L50mL0.55 mol/L的氢氧化钠溶液的

32、质量的氢氧化钠溶液的质量m m2=50g=50g中和后生成的溶液的比热容中和后生成的溶液的比热容c4.18J/(g)H= 0.418（t2t1）0.025kJ/molQ（m1m2 ）c(t2t1)=0.418（t2t1）kJ反应放出的热量为：反应放出的热量为：生成生成1molH1molH2 2O O时放出的热量为：时放出的热量为：参考值：参考值：-57.3kJ/mol若改用若改用100mL0.50mol/L的盐酸和的盐酸和100mL0.55mol/L的的NaOH溶液，所测得中和热的数值是否约为本实验溶液，所测得中和热的数值是否约为本实验结果的两倍结果的两倍(假定各步骤操作没有失误假定各步骤操作

33、没有失误)？答：否。因为中和热是指酸与碱发生中和反应生成答：否。因为中和热是指酸与碱发生中和反应生成1molH2O时放出的热量，其数值与反应物的量无时放出的热量，其数值与反应物的量无关，故所测结果应基本和本次实验结果相同。关，故所测结果应基本和本次实验结果相同。作业：作业：课本课本P63-(2,3,5,6)、4课外作业课外作业1、预习课本下一小节的内容、预习课本下一小节的内容2、课外查阅我国能源结构和状况。、课外查阅我国能源结构和状况。一、燃烧热一、燃烧热二、能源二、能源一、燃烧热一、燃烧热1、定义、定义25，101kPa时，时，1mol纯物质纯物质完全燃烧完全燃烧生成生成稳定的氧稳定的氧化物

34、化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。2、单位、单位kJ/mol3、注意、注意指定产物通常规定为：指定产物通常规定为：它是指物质中的下列元素它是指物质中的下列元素完全转变成对应的稳定物完全转变成对应的稳定物g)(COC2O(l)HH2研究条件：研究条件：25，101kPa反应程度：反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物完全燃烧，产物是稳定的氧化物燃烧物的物质的量：燃烧物的物质的量：1mol，故书写表示燃，故书写表示燃烧热的热化学方程式时应烧热的热化学方程式时应以燃烧以燃烧1mol物质为物质为标准来配平其余物质的化学计量数标准来配平其余物质的化学计量数研究内

35、容：放出的热量。（研究内容：放出的热量。（H0，单位，单位kJ/mol）可燃物质燃烧放出的热量可燃物质燃烧放出的热量=可燃物物质的量可燃物物质的量燃烧热燃烧热文字叙述燃烧热文字叙述燃烧热时，用时，用“正值正值”(如甲烷的燃如甲烷的燃烧热为烧热为890kJ/mol)；而用；而用符号符号H表示燃烧热表示燃烧热时用时用“负值负值”(如甲烷的燃烧热如甲烷的燃烧热H=-890kJ/mol)例例125，101kPa时，时，1molCH4完全燃完全燃烧放出烧放出890.31kJ的热量，即表示甲烷燃烧的热量，即表示甲烷燃烧热的热化学方程式：热的热化学方程式：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(

36、l)H=-890.31kJ/mol例例225，101kPa时，时，2molC8H18完全完全燃烧放出燃烧放出11036kJ的热量，即表示辛烷燃的热量，即表示辛烷燃烧热的热化学方程式：烧热的热化学方程式：C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)H=-5518kJ/mol练习练习1分析以下几个热化学方程式，哪个是表示固态碳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？和气态氢气燃烧时的燃烧热的？为什么？你能根据题中信息写出表示你能根据题中信息写出表示H2燃烧热的热化学方程式吗？燃烧热的热化学方程式吗？由于计算燃烧热时，可燃物由于计算燃烧热

37、时，可燃物质是以质是以1mol作为标准来计作为标准来计算的，所以热化学方程式的算的，所以热化学方程式的化学计量系数常出现分数。化学计量系数常出现分数。4、燃烧热的计算及应用、燃烧热的计算及应用例题例题1.在在101kPa时，时，1molCH4完全燃烧生成完全燃烧生成CO2和液态和液态H2O，放出，放出890.3kJ的热量，的热量，CH4的燃的燃烧热为多少？烧热为多少？1000LCH4（标准状况）燃烧后（标准状况）燃烧后所产生的热量为多少？所产生的热量为多少？CH4的燃烧热为的燃烧热为890.3kJ/mol，1000LCH4（标（标准状况）完全燃烧产生的热量为准状况）完全燃烧产生的热量为3.97

38、104kJkJkJ/mol.L/mol.L3974538904221000 2.葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一。葡萄糖燃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：烧的热化学方程式为：C6H12O6（s）+6O2（g）=6CO2（g）+6H2O（l）H=-2 800kJ/mol葡萄糖在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。计算程式相同。计算100g葡萄糖在人体中完全氧化时所葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量。产生的热量。kJmolkJmolgg6 .1555/2800/180100 答：答：100

39、g葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量为葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量为1555.6kJ燃烧热和中和热的比较燃烧热和中和热的比较燃烧热燃烧热中和热中和热能量变化能量变化H及及其单位其单位相同点相同点不同点不同点反应物的量反应物的量生成物的量生成物的量放热反应放热反应H0；单位为；单位为kJ/mol可燃物为可燃物为1mol生成水为生成水为1mol不一定为不一定为1mol不一定为不一定为1mol二、能源二、能源1、定义、定义就是能提供能量的自然资源，包括化石燃料（煤、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、潮汐以及石油、天然气）、阳光、风力、流水、潮汐以

40、及柴草等。柴草等。2、作用、作用能源的开发和利用可以用来衡量一个国家或地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。区的经济发展和科学技术水平。探明储量探明储量年产量年产量开采年限开采年限石石油油32.7亿吨亿吨1.6亿吨亿吨天然气天然气13700亿立方米亿立方米217亿立方米亿立方米煤煤1145亿吨亿吨12.4亿吨亿吨20.4年年63.1年年92.4年年3、能源形势、能源形势化石燃料化石燃料：煤、石油、天然气：煤、石油、天然气解决的办法解决的办法：开源节流；即开发新能源，节：开源节流；即开发新能源，节约现有能源，提高能源的利用率。约现有能源，提高能源的利用率。措施措施

41、：科学地控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，：科学地控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，提高能源的利用率。提高能源的利用率。4、新能源、新能源新能源新能源：太阳能、氢能、风能、地热能、潮汐能、：太阳能、氢能、风能、地热能、潮汐能、核能和生物能。核能和生物能。风风 能能氢能氢能潮汐能潮汐能生物能生物能太太 阳阳 能能地地 热热 能能核能核能核燃料蕴藏有如此巨大的能量，所以越来越核燃料蕴藏有如此巨大的能量，所以越来越受到人们的重视受到人们的重视能量释放能量释放2500吨煤吨煤 燃烧燃烧1千克铀千克铀235 裂化裂化 优点：优点：污染小，储藏大，成本低，特别是污染小，储藏大，成本低，特别是释放能量大释放能量大利

42、用氢燃烧时放出的热量作为能源：利用氢燃烧时放出的热量作为能源： 2H2+O22H2O+115.6kcal氢的燃烧热大约是汽油燃烧热的氢的燃烧热大约是汽油燃烧热的 倍倍反应产物是水，对环境没有污染，所以人们把氢称作反应产物是水，对环境没有污染，所以人们把氢称作干净能源干净能源目前液氢已用作火箭燃料目前液氢已用作火箭燃料;液氢或储氢合金贮存的氢液氢或储氢合金贮存的氢气已用作汽车燃料气已用作汽车燃料地球接收的太阳能地球接收的太阳能 （一年）（一年）74万亿吨煤万亿吨煤 燃烧燃烧能量能量特点：特点：极为丰富，又是清洁的、可再生极为丰富，又是清洁的、可再生的能源的能源光能光能热能热能太阳炉太阳炉太阳灶太

43、阳灶用于风帆助航、风力提水、农副产品加工、用于风帆助航、风力提水、农副产品加工、风力发电、风力致热等风力发电、风力致热等风能是一种流动空气产生的动能风能是一种流动空气产生的动能全球风能全球风能 被利用被利用人类对能源人类对能源的全部要求的全部要求利用为牧区、海岛、哨所、高山气象站及偏利用为牧区、海岛、哨所、高山气象站及偏远地区提供生活、生产用电远地区提供生活、生产用电挥发成分含量高，易于着火燃烧，但体积挥发成分含量高，易于着火燃烧，但体积松散，能量密度低松散，能量密度低太阳能通过光合作用以生物的形态储存太阳能通过光合作用以生物的形态储存的能量的能量林产品下脚料、薪柴、秸秆、人畜粪便、林产品下脚

44、料、薪柴、秸秆、人畜粪便、水生作物、沼气和城市生活、生产中的废水生作物、沼气和城市生活、生产中的废弃物等弃物等研究方向研究方向: 定义：定义：种类：种类：特点：特点：（1）转换成气体燃料和液体燃料）转换成气体燃料和液体燃料（2）改进燃烧装置，提高燃烧热效率）改进燃烧装置，提高燃烧热效率地热能地热能 ： 地球内部包含的热能，火山爆地球内部包含的热能，火山爆发、地震和温泉都是地热能的表现形式。发、地震和温泉都是地热能的表现形式。地球内部放出地球内部放出（一小时）（一小时）热热 量量6000吨优质煤吨优质煤 燃烧燃烧一般用于温室、育秧、育种、养一般用于温室、育秧、育种、养鱼（见彩图利用地热养鱼）并将

45、鱼（见彩图利用地热养鱼）并将地下天然蒸汽和热水用于生产和地下天然蒸汽和热水用于生产和生活。生活。 潮汐能潮汐能 ： 由潮汐涨落所产生的位能和由潮汐涨落所产生的位能和 动能称为潮汐能动能称为潮汐能 主要用作水磨、水车、农副主要用作水磨、水车、农副产品机械的动力和发电产品机械的动力和发电用途：用途：几种新能源优缺点的比较几种新能源优缺点的比较太阳能太阳能氢能氢能风能风能地热能地热能能源能源优缺点优缺点优点优点缺点缺点能量巨大、取之不尽，能量巨大、取之不尽，用之不竭，无污染，用之不竭，无污染，不需开发和运输不需开发和运输成本较高，稳定性差成本较高，稳定性差燃烧热值高，来源广燃烧热值高，来源广泛，无污

46、染泛，无污染储存、运输困难储存、运输困难能量巨大，无污染能量巨大，无污染不稳定性，成本较高不稳定性，成本较高资源丰富，无污染，资源丰富，无污染，开发成本低开发成本低受地域限制较大受地域限制较大一、选择题一、选择题1.农作物收割后留下大量秸杆，下列有关秸杆的处农作物收割后留下大量秸杆，下列有关秸杆的处理方法错误的是（理方法错误的是（）A.做饲料做饲料B.造纸造纸C.制沼气制沼气D.就地焚烧就地焚烧2.从人类生存的环境考虑，未来用于汽车的理想燃从人类生存的环境考虑，未来用于汽车的理想燃料是（料是（）A.氢气氢气B.天然气天然气C.煤煤D.石油石油3.提供能量巨大、持续时间长、分布地域广阔、获提供能

47、量巨大、持续时间长、分布地域广阔、获取利用方便、使用安全高效，且对环境不产生负面影响的取利用方便、使用安全高效，且对环境不产生负面影响的新能源是（新能源是（）A.核能核能B.太阳能太阳能C.氢能氢能D.地热能地热能随堂练习随堂练习DAB4.要节约现有能源，还要研究开发新能源。新能源是要节约现有能源，还要研究开发新能源。新能源是指指（）氢能氢能太阳能太阳能风能风能水能水能地热能地热能潮汐潮汐能能电能电能A.B.C.D. 5.“西气东输西气东输”是开发大西北的一项重大工程，输送的是开发大西北的一项重大工程，输送的是当今世界上最重要的一种气体化石燃料，该气体的主是当今世界上最重要的一种气体化石燃料，

48、该气体的主要成分是要成分是（）A.COB.H2C.O2D.CH4D D 课外作业课外作业1、预习课本下一小节的内容、预习课本下一小节的内容2、课外查阅我国新能源的开发状况。、课外查阅我国新能源的开发状况。一、盖斯定律一、盖斯定律二、反应热的计算二、反应热的计算在化学科研中，经常要通过实验在化学科研中，经常要通过实验测定物质在发生化学反应时所放出测定物质在发生化学反应时所放出或吸收的热量。但是某些物质的反或吸收的热量。但是某些物质的反应热，由于种种原因不能直接测得，应热，由于种种原因不能直接测得，只能通过化学计算的方式间接获得。只能通过化学计算的方式间接获得。在生产中，对燃料的燃烧、反应条在生产

49、中，对燃料的燃烧、反应条件的控制以及废热的利用，也需要件的控制以及废热的利用，也需要反应热计算反应热计算。一、盖斯定律一、盖斯定律 1840年，瑞士化学家年，瑞士化学家盖斯盖斯（GHHess）通过大量实验事实证明，不管化学反应是通过大量实验事实证明，不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。的。 换句话说，化学反应的反应热只与反应体换句话说，化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。这就是盖斯定律。关。这就是盖斯定律。看下面的图理解盖斯定律看下面的图理解盖斯定律 某人从山下某人从山下A到

50、达山顶到达山顶B，无论是翻山越岭攀登而上，无论是翻山越岭攀登而上，还是坐缆车直奔山顶，其所还是坐缆车直奔山顶，其所处的海拔都高了处的海拔都高了300m 即山的高度与即山的高度与A、B点的海点的海拔有关，而与由拔有关，而与由A点到达点到达B点的途径无关点的途径无关 这里的这里的A相当于反应体系的相当于反应体系的始态，始态，B相当于反应体系的相当于反应体系的终态终态.山的高度相当于化学山的高度相当于化学反应的反应热反应的反应热用能量守恒定律论证盖斯定律用能量守恒定律论证盖斯定律 先从始态先从始态S变化到到终变化到到终态态L，体系放出热量，体系放出热量（H10)。 经过一个循环，体系仍经过一个循环，

51、体系仍处于处于S态，因为物质没态，因为物质没有发生变化，所以就不有发生变化，所以就不能引发能量变化，即能引发能量变化，即H1+H20盖斯定律在科学研究中的重要意义盖斯定律在科学研究中的重要意义 有些反应进行得很慢有些反应进行得很慢 有些反应不容易直接发生有些反应不容易直接发生 有些反应的产品不纯（有副反应发生）有些反应的产品不纯（有副反应发生） 这些都给测量反应热造成了困难这些都给测量反应热造成了困难 利用盖斯定律可以间接地把它们的反应热利用盖斯定律可以间接地把它们的反应热计算出来计算出来 C（s）+O2（g）=CO（g）因为）因为C燃烧燃烧时不可能完全生成时不可能完全生成CO，总有一部分，总

52、有一部分CO2生生成，因此这个反应的成，因此这个反应的H无法直接测得，请无法直接测得，请同学们自己根据盖斯定律设计一个方案计同学们自己根据盖斯定律设计一个方案计算该反应的算该反应的H。 提示提示（1) C(s) + ) C(s) + O O2 2(g) (g) = CO= CO2 2(g) (g) H1=-393.5kJ/mol(2) CO(g) + O(2) CO(g) + O2 2(g) = CO(g) = CO2 2(g)(g) H3=-283.0kJ/mol H1=H2+H3H2=H1-H3=-393.5kJ/mol-(-283.0kJ/mol)=-110.5kJ/mol C(s)+O

53、2(g)=CO(g)H=-110.5kJ/mol 同素异形体相互转化但反应热相当小而且同素异形体相互转化但反应热相当小而且转化速率慢，有时还很不完全，测定反应热很转化速率慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的观点困难。现在可根据盖斯提出的观点“不管化学不管化学反应是一步完成或分几步完成，这个总过程的反应是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的热效应是相同的”。已知：。已知：P P4 4(s(s、白磷、白磷)+5O)+5O2 2(g)=P(g)=P4 4O O1010(s)(s)； = -2983.2 kJ/mol= -2983.2 kJ/molH1P(sP(s、红

54、磷、红磷)+5/4O)+5/4O2 2(g)=1/4P(g)=1/4P4 4O O1010(s)(s)； = -738.5 kJ/mol= -738.5 kJ/molH2试写出白磷转化为红磷的热化学方程式试写出白磷转化为红磷的热化学方程式_。P4(s、白磷白磷)=4 P(s、红磷红磷)； = -29.2 kJ/molH运用盖斯定律的方法1.确定目标方程式2.根据目标方程式的系数配已知方程式，注意H随方程式扩大或缩小相应的倍数3.各方程式相加减得目标方程式（同侧相加，异侧相减）1、热化学方程式、热化学方程式同乘以一个数同乘以一个数时，反应热数值时，反应热数值也必须也必须同乘以该数值同乘以该数值；

55、2、热化学方程式、热化学方程式相加减相加减时，同种物质之间可相时，同种物质之间可相加减，加减，反应热也随之相加减反应热也随之相加减；3、将一个热化学方程式、将一个热化学方程式颠倒颠倒时，时， H的符号也的符号也要随之改变要随之改变注意要点注意要点二、反应热的计算二、反应热的计算 有关热化学方程式的计算有关热化学方程式的计算【例例1】25、101kPa时，使时，使1.0g钠与足量钠与足量的氯气反应，生成氯钠晶体并放出的氯气反应，生成氯钠晶体并放出17.87kJ的热量，求生成的热量，求生成1mol氯化钠的反应热。氯化钠的反应热。【解解】Na(g)+Cl2(g)=NaCl(s)17.87kJ/1g2

56、3g/mol=411kJ/mol答：生成答：生成1molNaCl的反应热为的反应热为-411kJ/mol 变式练习变式练习CH (g) + 2O2(g)= CO2 (g) + 2H2 O (l); H= -Q1 KJ/mol2H2（g）+O2（g） = 2H2 O （g）; H= -Q2 KJ/mol2H2（g）+O2（g） = 2H2 O （l）; H=- Q3 KJ/mol 常温下常温下,取体积比取体积比4:1的甲烷和氢气的的甲烷和氢气的混合气体混合气体11.2L(标况标况),经完全燃烧恢复常温经完全燃烧恢复常温,放出的热为放出的热为:0.4Q1+0.05Q3 有关燃烧热的计算有关燃烧热的

57、计算【例例2】乙醇的燃烧热乙醇的燃烧热H=-1366.8kJ/mol，在在25、101kPa时，时，1kg乙醇充分燃烧后乙醇充分燃烧后放出多少热量？放出多少热量？【解解】n(C2H5OH)=1000g/46g/mol=21.74mol1kgC2H5OH燃烧后产生的热量：燃烧后产生的热量：1366.8kJ/mol21.74mol=2.971104kJ答：答：1kgC2H5OH燃烧后放出燃烧后放出2.971104kJ的热量。的热量。 已知已知25、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：化学方程式分别为： 据此判断，下列说法正确的是（据此判断，下列说法正确的是

58、（ ） A. 由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低的能量比金刚石的低 B. 由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高的能量比金刚石的高; C. 由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低的能量比金刚石的低 D. 由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高的能量比金刚石的高AC(s ，石墨，石墨)+O2(g)= CO2(g) H1=-393.5kJ/m

59、olC(s ，金刚石，金刚石)+O2(g)= CO2(g) H2=-395.0kJ/mol在在100 g 碳不完全燃烧所得气体中，碳不完全燃烧所得气体中，CO占占1/3体积，体积，CO2占占2/3体积，且体积，且C(s) +1/2O2(g) = CO(g)； = 110.35 kJ/molCO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g)； = 282.57 kJ/mol与这些碳完全燃烧相比，损失的热量是与这些碳完全燃烧相比，损失的热量是( )A.392.92 kJ B. 2489.44 kJ C. 784.92 kJ D. 3274.3 kJHHC 应用盖斯定律的计算应用盖斯定律的计算【例例

60、3】已知下列反应的反应热为已知下列反应的反应热为CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)H1=-870.3kJ/molC(s)+O2(g)=CO2(g)H2=-393.5kJ/molH2(g)+O2(g)=H2O(l)H3=-285.8kJ/mol试计算下述反应的反应热：试计算下述反应的反应热：2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l) 【解解】分析各方程式的关系，知分析各方程式的关系，知将方程式按将方程式按2+-组合得上述反应方程式组合得上述反应方程式即：即：H=2H2+H3-H1H=2(-393.5kJ/mol)+(-285.8kJ/mol)-(-