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化学 选修四

化学 选修四. 第一章： 第 一 节. 第二节. 第三节. 第二章 ：第一节. 第二节. 第三节. 第四节. 第三章 ：第一节. 第二节. 第三节. 第四节. 第四章 ：第一节. 第二节. 第三节. 第四节. 第一章 化学反应与能量. 第一节 化学反应与能量的变化. 化学反应的本质. 从物质的角度：. 有新物质生成. 原子重新组合的过程. 从微粒的角度：. 从化学键的角度：. 旧键的断裂和新键的形成. 从能量的角度 :. 释放或贮存能量的过程. 一、焓变 反应热. 1 、反应热. 在化学反应过程中放出或吸收的热量.

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化学 选修四

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Presentation Transcript

  1. 化学 选修四 第一章： 第一节 第二节 第三节 第二章 ：第一节 第二节 第三节 第四节 第三章 ：第一节 第二节 第三节 第四节 第四章 ：第一节 第二节 第三节 第四节

  2. 第一章 化学反应与能量 第一节 化学反应与能量的变化

  3. 化学反应的本质 从物质的角度： 有新物质生成 原子重新组合的过程 从微粒的角度： 从化学键的角度： 旧键的断裂和新键的形成 从能量的角度: 释放或贮存能量的过程

  4. 一、焓变 反应热 1、反应热 在化学反应过程中放出或吸收的热量 恒(等)压过程：反应前后压强不变，体积改变 敞口、针筒、活塞 恒(等)容过程：反应前后体积不变，压强改变 密闭容器、体积不变容器

  5. 2、焓变 焓：热力学状态函数。 焓变：在一定条件下（恒压）的反应热 生成物与反应物的焓值差 ①焓变符号：△H ②焓变单位：kJ/mol ③测量条件：恒压下，一般为敞口容器中 ④“+”：吸热，环境对体系做功自身能量增加 “-”：放热，体系对环境做功自身能量减少

  6. 3、反应热产生的原因

  7. ①从物质所具有的能量角度 放热反应： 反应物的总能量＞生成物的总能量 △H<0 吸热反应： 生成物的总能量＞反应物的总能量 △H>0

  8. -183 kJ/mol（理论值） ΔH= ΔH= -184.6 kJ/mol（实验值）√

  9. ②从化学键的角度 化学键断裂——吸热 化学键形成——放热

  10. 4、常见吸热反应与放热反应 ①放热反应 放出热量的化学反应。△H 为“-”或△H <0 常见放热反应：中和反应 燃烧反应 活泼金属与酸反应 大多数化合反应

  11. ②吸热反应 吸收热量的化学反应。△H 为“+”或△H >0 常见的吸热反应： 大多数分解反应 某些金属氧化物的还原反应 C+CO2 C+H2O Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl

  12. 已知拆开1mol H2中的化学键要吸收436 kJ的能量，拆开1mol O2中的化学键要吸收496 kJ的能量，形成水分子中的1mol H—O键要放出463 kJ的能量，试说明 2H2+ O2 = 2H2O中的能量变化。 练习 △H=-484kJ/mol

  13. 练 习 1、1molC与1molH2O(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=kJ/mol。 ＋131.5 2、拆开 lmol H—H键、lmol N－H键、lmolN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则1mol N2生成NH3的反应热为，1mol H2生成NH3的反应热为。 -92KJ/mol -30.7KJ/mol

  14. △H= －14.9kJ/mol 200℃ H2 (g)+ I2 (g) 2HI(g) 101KPa 二、热化学方程式 表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。

  15. 热化学方程式书写要点 ①需注明反应的温度和压强 如在25℃、101KPa下进行的反应，可不注明温度和压强 ②应注明反应物和生成物的状态 气体用g；液体用l；固体用s；溶液用aq 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H1=-Q1kJ/mol 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2=-Q2kJ/mol

  16. ③右端标注热量数值和符号， △H：吸热用“+”，放热用：“-”。 ④化学计量数表示物质的量，而不是分子个数。 化学计量数可以是整数，可以是分数。 ⑤化学计量数与△H成正比，当化学计量数不同时，其△H不同 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)，△H=-571.6kJ/mol △H=-285.8kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)，

  17. 1、已知在25℃，101kpa下，1gC8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40kJ热量，表示上述反应的热化学方程式正确的是1、已知在25℃，101kpa下，1gC8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40kJ热量，表示上述反应的热化学方程式正确的是 A．C8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g) ΔH=-48.40 kJ·mol-1 B．C8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1) ΔH=-5518 kJ·mol-1 C．C8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1) ΔH=+5518 kJ·mol-1 D．C8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1) ΔH=-48.40 kJ·mol-1 B

  18. 2、1克甲烷在空气中燃烧，恢复常温下测得放出热量55.625KJ，试写出热化学方式。2、1克甲烷在空气中燃烧，恢复常温下测得放出热量55.625KJ，试写出热化学方式。 CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=- 890 kJ/mol 3、常温下14克CO在足量氧气中充分燃烧， 放出141.3KJ热量，写出该热化学方程式。 CO(g) + 1/2O2(g)=CO2(g) △H=- 282.6 kJ/mol

  19. 4、比较Q1和Q2的大小、 △H1和△H2的大小 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)，△H1=-Q1kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)，△H2=-Q2kJ/mol Q1﹥Q2 △H1＜△H2 注意：热量比较比数值， △H比较带符号 练：⑴比较Q1＜Q2的大小、△H1＞△H2的大小 S(g)+O2(g)==SO2(g) △H1=- Q1 kJ/mol S(s)+O2(g)==SO2(g) △H2=- Q2 kJ/mol Q1>Q2 △H1<△H2

  20. 5、已知某温度下的热化学方程式： 2SO2(g) ＋O2(g) 2SO3(g) △H=-197kJ/mol 试写出SO3分解的热化学反应方程式。 2SO3(g) 2SO2(g) ＋O2(g) △H=+197kJ/mol 注意： 对于可逆反应， ①当反应逆向进行时，其反应热与正反应的数值相等，符号相反。 ②其反应热是指反应物完全转变成生成物放出或吸收的热量。

  21. 6、已知：C(s)+O2(g)==CO2(g) △H=-393.5 kJ/mol 要获得1000kg热量，需燃烧多少克碳？ 30.5g

  22. 备用： 已知：S(s)+O2(g)=SO2(g) △H=- 290.6 kJ/mol 求1.6g硫燃烧成为SO2气体,放出多少热量？ 14.53kJ

  23. 三、中和反应反应热的测定 1、中和热 酸与碱反应生成1mol H2O时释放的热量称中和热。 数值：稀溶液中，强酸和强碱中和时 △H= -57.3kJ/mol

  24. 2、中和反应反应热的测定 ①原理：Q=mc△t ②仪器及药品 ③实验步骤

  25. a、在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的，如上图所示。该实验也可在保温杯中进行。a、在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的，如上图所示。该实验也可在保温杯中进行。 实验步骤：

  26. b、用一个量筒量取50mL 0.5mol/L盐酸， 倒入 小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记录。把温度计上的酸用水冲洗干净。 c、用另一个量筒量取50mL 0.55mol/L氢氧化钠，并用温度计测量氢氧化钠的温度，记录。 d、把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯（注意不要洒在外面），盖好盖板。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确量取混合溶液的最高温度，记为终止温度，记录。 e、重复实验步骤2—4三次

  27. 如何提高中和热测定的准确度呢？ • 增强保温、隔热措施，减少实验过程中热量的损失。 • 不断搅动，使热量分散均匀 • 使用稀酸溶液和稀碱溶液，减少溶解热的干扰 • 使用强酸和强碱溶液，减少电离热效应的干扰

  28. 第一章 化学反应与能量 第二节 燃烧热 能源

  29. 若2.6 g 乙炔（C2H2，气态）完全燃烧生成液态水和CO2（g）时放热130 kJ。则乙炔燃烧的热化学方程式为: C2H2(g) ＋5/2O2 (g) = 2CO2 (g) ＋H2O（l） ΔH=－1300 kJ/mol 2C2H2 (g) ＋5O2 (g) = 4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH=－2600 kJ/mol

  30. 中和热 燃烧热 溶解热 。。。 反应热

  31. 一、燃烧热 1、定义 101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。 例子：CH4(g)+2O2 (g) =CO2 (g) +2H2O (l) ΔH=-890.3kJ/mol 890.31kJ/mol就是甲烷的燃烧热

  32. 2、注意问题： ①研究条件：25℃、 101 kPa ②反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物。 如:C H S → CO2(g) →H2O（l） →SO2（g） ③燃烧物的物质的量：1 mol ④研究内容：放出的热量（ΔH<0，单kJ/mol）

  33. 一些物质燃烧热

  34. 练习 1、能否根据式子 1/2CH4(g)+O2 (g)=1/2CO2 (g)+H2O(l) ΔH=-445.15kJ/mol 认为甲烷的燃烧热是445.15kJ/mol？ 2、已知： 2H2( g ) + O2 ( g) = 2H2O ( l ) ΔH= - 571.6 kJ/mol H2( g ) +1/2 O2 ( g) = H2O ( g ) ΔH= - 241.8 kJ/mol 求氢气的燃烧热。 答:ΔH=-285.8 kJ/mol

  35. 2、请分别写出石墨和金刚石燃烧的热化学方程式。2、请分别写出石墨和金刚石燃烧的热化学方程式。 C(石墨s）+ O2（g）= CO2（g） ΔH= -393.5 kJ/mol C(金刚石s）+ O2（g）= CO2（g） ΔH= -395.0 kJ/mol 石墨与金刚石的燃烧热为什么不相同？ 因为石墨与金刚石的晶体结构不同,其具有的能量也不相同

  36. 燃烧热与中和热的区别与联系 放热反应 ΔH<0 , 单位 kJ/mol 可能是1mol也可以是0.5mol(不限) 1mol可燃物 不限量 H2O 1mol 酸碱中和生成1molH2O时放出的热量,强酸强碱间的中和反应中和热大致相同,均约为57.3kJ/mol 1mol反应物完全燃烧时放出的热量;不同的物质燃烧热不同

  37. 二、能源 1、能源定义 2、能源种类 3、我国现阶段能源构成 4、能源研究热点课题

  38. 练习 1、下列性质中，能说明乙醇宜作燃料的是 ①燃烧时发生氧化反应 ②充分燃烧的产物不污染环境 ③乙醇是一种再生能源 ④燃烧时放出大量的热 D A.①②③ B. ①②④ C. ①③④ D. ②③④

  39. 2、1.5g火箭燃料二甲基肼（CH3NHNHCH3）完全燃烧，放出50kJ热量，则二甲基肼的燃烧热为：2、1.5g火箭燃料二甲基肼（CH3NHNHCH3）完全燃烧，放出50kJ热量，则二甲基肼的燃烧热为： C A.1000kJ/mol B.1500kJ/mol C.2000kJ/mol D.3000kJ/mol

  40. 3.家用液化气中主要成分是丁烷，当10kg 丁烷完全燃烧并生成二氧化碳和液态水时，放出热量5×105kJ。 写出丁烷燃烧的热化学方程式。

  41. 第一章 化学反应与能量 第三节 化学反应热的计算

  42. H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) △H1=－241.8kJ/mol 上式中的△H1是否表示氢气的燃烧热？ 已知： H2O(g)=H2O(l) △H= －44kJ/mol 是否可以求出氢气的燃烧热？ H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H2=△H1+△H= －285.8kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △ H2=－285.8kJ/mol

  43. 一、盖斯定律 化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。 ——条条大路通罗马

  44. H1 H2 H3 CO(g) CO2(g) C(s) 已知 CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH2=-283.0kJ/mol C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH3=-393.5kJ/mol 求算C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH1=?

  45. C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH1=? CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH2=-283.0kJ/mol C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH3=-393.5kJ/mol 方法： 写出目标方程式; 确定“中间产物”（要消去的物质）; 变换方程式, ΔH要同时变化 然后用消元法逐一消去“中间产物”; 得到目标方程式并进行相应的运算。

  46. 例1：写出石墨变成金刚石的热化学方程式 (25℃,101kPa时) 说明： （1）可以在书中查找需要的数据 （2）并告诉大家你设计的理由。 石墨能直接变成金刚石吗？ 用一用盖斯定律 先思考，之后小组讨论汇报

  47. 查燃烧热表知： ①C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5kJ/mol ②C(金刚石，s)+O2(g)=CO2(g) △H2=-395.0kJ/mol 所以， ①- ②得： C(石墨，s)= C(金刚石，s) △H=+1.5kJ/mol

  48. 你知道神六的火箭燃料是什么吗？ 例2：某次发射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃烧，生成N2、液态H2O。已知： N2(g)+2O2(g)==2NO2(g) △H1=+67.2kJ/mol N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l) △H2=-534kJ/mol 假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应的热化学方程式。 2 N2H4(g)+ 2NO2(g)== 3N2(g)+4H2O(l) △H=-1135.2kJ/mol

  49. 二、反应热的计算 （一）、元素周期表 38 楷体 1、元素周期表 36 楷体 ①元素周期表 34 楷体 元素周期表 34 黑体 红字：重要 绿字：了解 蓝字：记录

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