（2019）新鲁科版高中化学高二选择性必修一1.1化学反应的热效应（3）- ppt课件.ppt

1、化学反应的热效应（3）高二年级 化学焓变（ H ）定量描述等压反应的热效应 H 为“”或 H 0，为吸热反应热化学方程式：表示出一个化学反应中的物质变化和反应的焓变。 H2(g) O2(g) H2O(l) H 285.8 kJ/mol12CH4(g) 2O2(g) CO2(g) 2H2O(g) H 890.3 kJ/molN2 (g) 3H2(g) 2NH3(g) H 92.2 kJ/mol可以利用量热计来测量一个化学反应释放或吸收的热量【核心问题1】 通过理论方法能够计算出化学反应释放或吸收的热量吗？观察发现规律N2(g) 2O2 (g) 2 NO2(g) H1H2H3 2NO (g) O2

2、 (g)H3 H1 H2N2 (g) O2 (g) 2NO (g) H1 180.5 kJ/mol 2NO (g) O2 (g) 2NO2 (g) H2 112.8 kJ/molN2 (g) 2O2 (g) 2NO2 (g) H3 67.7 kJ/mol总结规律：H1 H2 H3 不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热都是相同的。换句话说，化学反应的焓变只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。 盖斯定律 (Hess law)为了理解盖斯定律，可以类比登山过程。盖斯定律的本质：反应的焓变只与反应的始态和终态有关，而与反应的途径无关。登山的高度与上山的途径无关，只与起点和终点的相对

3、高度有关。重力做功也只取决于始终态。盖斯定律在科学研究中具有重要意义 （1）有些反应进行得很慢； （2）有些反应不容易直接发生； （3）有些反应的产品不纯（有副反应发生）； 这些都给测量反应焓变造成了困难，利用盖斯定律 可以间接地把它们的反应焓变计算出来。盖斯定律为从理论上计算化学反应焓变提供了思路，因此人们称盖斯为“热化学之父”。【核心问题2】如何应用盖斯定律求化学反应的焓变？ C单质与O2反应能生成CO气体，但该反应发生时总是伴随产生CO2气体。那么，如何得知C单质与O2生成CO这一步反应的焓变呢？C(s，石墨) O2(g) CO(g) H？12CCOH？ CO2O2分解C(s，石墨) +

4、 O2( g) CO2(g) H1393.5 kJ/molCO(g) + O2(g) CO2(g) H2283.0 kJ/mol12可以测得下列两个反应焓变：“一看”：看待求反应中各物质在已知反应中的位置C(s，石墨) + O2(g) CO(g) H？ 12C(s，石墨) + O2( g) CO2(g) H1393.5 kJ/molCO(g) + O2(g) CO2(g) H2283.0 kJ/mol12C(s，石墨) + O2( g) CO2(g) H1393.5 kJ/molCO(g) + O2(g) CO2(g) H2283.0 kJ/molC(s，石墨) + O2(g) CO(g) H

5、？ 12“一看”：寻找中间物质12C(s，石墨) + O2( g) CO2(g) H1393.5 kJ/molCO(g) + O2(g) CO2(g) H2283.0 kJ/molC(s，石墨) + O2(g) CO(g) H？ 12CO2(g) CO(g) + O2(g) H3283.0 kJ/mol“二变”：改变已知反应中反应物和反应产物的位置1212“三加”：将方程式和进行叠加C(s，石墨) + O2( g) CO2(g) H1393.5 kJ/molC(s，石墨) + O2(g) CO(g) CO2(g) CO(g) + O2(g) H3283.0 kJ/mol）1212C(s，石墨)

6、 + O2( g) CO2(g) H1393.5 kJ/molC(s，石墨) + O2(g) CO(g) H H1 H3 CO2(g) CO(g) + O2(g) H3283.0 kJ/mol）110.5 kJ/mol “三加”：方程式和中反应焓变也要进行叠加1212【思维程序】确定待求反应“一看”待求反应和已知反应，找出中间物质“二变”对已知热化学方程式进行变形，消掉中间物质“三加”将新得到的热化学方程式进行叠加（反应焓变也进行叠加）写出待求的热化学方程式【实际问题解决】【交流研讨】 人们通常会从哪些角度、依据什么标准来合理选择燃料？ 燃料的合理选择和综合利用是提高能源利用率的重要途径之一。

7、 【交流研讨】请同学们结合下表中的数据，评价煤、天然气、氢气、一氧化碳作为燃料的优缺点。（注：煤的摩尔燃烧焓可用石墨的摩尔燃烧焓数值粗略进行估算）表1 几种物质的摩尔燃烧焓（298 K，101 kPa）摩尔燃烧焓： 某物质的摩尔燃烧焓指在一定反应温度和压强条件下，1 mol纯物质完全氧化为同温下的指定产物时的焓变。限定燃料的物质的量生成物不能继续燃烧N N2(g) CCO2(g) S SO2(g) HH2O(l)CH4(g)2O2(g) CO2(g)2H2O(l) H 890.3 kJ/molCH4的摩尔燃烧焓CH3OH(l) O2(g) CO2(g)2H2O(l) H 725.8 kJ/mo

8、lCH3OH的摩尔燃烧焓32【交流研讨】请同学们结合下表中的数据，评价煤、天然气、氢气、一氧化碳作为燃料的优缺点。（注：煤的摩尔燃烧焓可用石墨的摩尔燃烧焓数值粗略进行估算）表1 几种物质的摩尔燃烧焓（298 K，101 kPa）【交流研讨】请同学们结合下表中的数据，评价煤、天然气、氢气、一氧化碳作为燃料的优缺点。A同学：1 mol 甲烷燃烧放出的热量最多；B同学：1 mol 煤燃烧放出的热量也比较多，且我国煤资源的存储量较丰富；C同学：但煤燃烧产物会释放SO2、NOx等气体，形成酸雨，污染环境；而 甲烷、CO和H2的燃烧产物无污染。【方法提升】评价能源优缺点物质变化产物是否对环境有污染能量变化

9、定量认识：摩尔燃烧焓其他角度能源结构、燃料来源、开发和运输成本等综合考虑煤炭的综合利用 目前，煤在我国仍然是第一能源。但是，将煤直接用作燃料，不仅利用率低，而且会产生大量固体垃圾和多种有害气体。为了解决这一问题，工业上通过煤的干馏、气化和液化等方法来实现煤的综合利用。煤的气化是将煤转化为可燃性气体的过程，主要反应为： C(s) H2O(g) CO(g) H2(g)高温(1) 你认为煤的气化对于提高能源利用效率有哪些价值？煤气化后增大接触面积，燃烧更充分，提高燃料利用率【交流研讨】 C(s) H2O(g) CO(g) H2(g)高温(2) 已知298 K、101 kPa时，1 mol H2O(l

10、) 变为H2O(g)需要吸收44.0 kJ的热量。则上述煤的气化反应的焓变是多少 ？待求反应： C(s)O2(g) CO2(g) H1393.5 kJmol-1已知反应： CO(g) O2(g) CO2(g) H2283.0 kJmol-112 H2(g) O2(g) H2O(l) H3285.8 kJmol-112 H2O(l) H2O(g) H444.0 kJmol-1 C(s) H2O(g) CO(g) H2(g) H？ 高温“一看”：对比待求反应和已知反应，找出中间产物： C(s)O2(g) CO2(g) H1393.5 kJmol-1 CO(g) O2(g) CO2(g) H2283

11、.0 kJmol-112 H2(g) O2(g) H2O(l) H3285.8 kJmol-112 H2O(l) H2O(g) H444.0 kJmol-1 C(s) H2O(g) CO(g) H2(g) 高温H？ “二变”：将热化学方程式变形处理 C(s)O2(g) CO2(g) H1393.5 kJmol-1 CO2(g) CO(g) O2(g) H2283.0 kJmol-112 H2O(l) H2(g) O2(g) H3285.8 kJmol-112 H2O(g) H2O(l) H444.0 kJmol-1 C(s) H2O(g) CO(g) H2(g) 高温H？ “三加”：叠加新的热

12、化学方程式，消掉中间物质： C(s)O2(g) CO2(g) H1393.5 kJmol-1 CO2(g) CO(g) O2(g) H2283.0 kJmol-112 H2O(l) H2(g) O2(g) H3285.8 kJmol-112 H2O(g) H2O(l) H444.0 kJmol-1 C(s) H2O(g) CO(g) H2(g) 高温 ）“三加”：反应焓变也进行相应叠加 C(s) H2O(g) CO(g) H2(g) 高温 ）HH1 H2 H3 H4 H131.3 kJ/mol C(s)O2(g) CO2(g) H1393.5 kJmol-1 CO2(g) CO(g) O2(g) H2283.0 kJmol-112 H2O(l) H2(g) O2(g) H3285.8 kJmol-112 H2O(g) H2O(l) H444.0 kJmol-1 C(s) H2O(g) CO(g) H2(g) H131.3 kJ/mol高温煤气化的热化学方程式：思考：利用煤燃烧释放的热量，为什么要通过吸热反应、消耗能量将煤转化为水煤气（CO和H2）呢？转化的意义何在？能量角度 煤气化将增加与空气接触面积，提高能量利用效率； 将煤变为水煤气获得了高能燃料，实现了能量的转移 和存储； 物质角度 通过集中处理尾气，避免了污染性气体 SO2、NOx等的产生，减少环境污染；