1、化学能与热能,佛山市南海区石门中学 张平,考纲要求,通过化学键的断裂和形成,能说明化学反应中能量变化的原因,通过化学能与热能、化学能与电能的相互转化,认识常见的能量转化形式及其重要应用,能正确书写热化学方程式并根据盖斯定律进行有关计算,一、反应热与焓变,1、为什么会吸热或放热? 宏观角度,当反应物的总能量高于生成物时,该反应为放热反应,当反应物的总能量低于生成物时,该反应为吸热反应,一、反应热与焓变,2、如何表示? 化学反应的吸收或释放出的能量,用热量(或换算成相应的热量)来表述,叫作反应热。 在恒压条件下又称为焓变。 符号:H 单位:kJ/mol(或kJmol-1),考点一、焓变与反应热,3
2、、反应热的计算方法 宏观角度,当反应物的总能量高于生成物时,该反应为放热反应,-,当反应物的总能量低于生成物时,该反应为吸热反应,+,H=生成物的总能量 - 反应物的总能量,一、反应热与焓变,2、反应热的计算方法 微观角度 化学反应的实质是:,反应物化学键的断裂和生成物化学键的形成,H=反应物的总键能 生成物的总键能,吸热,放热,断键吸收的热量成键放出的热量,氢能是一种清洁能源,所有气体中,氢气的导热性最好,比大多数气体的导热系数高出10倍,因此能源工业中氢是极好的传热载体。如果把海水中的氢全部提取出来,它所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大9000倍。 根据表格中化学键的键能数值
3、,写出氢气燃烧生成水蒸气的热化学方程式。,2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H=-484kJmol-1,H2(g)+ O2(g)=H2O(g) H=-242kJmol-1,二、热化学方程式,1、热化学方程式的概念: 表示反应吸收或放出的热量的化学方程式。 2、热化学方程式的意义: 不仅表示化学反应中的物质变化,还表示化学反应中的能量变化。,配平方程式,注明反应温度和压强(25,1.01105Pa不需要标注),标明各物质的聚集状态(g、l、s),3、书写热化学方程式的注意事项:,二、热化学方程式,H的符号(吸+,放-)与数值正确,巩固练习3:判断下列热化学方程式是否书写正确 (数据均正确
4、) (1)CaCO3(s)=CaO+CO2(g) H=+177.7kJmol-1(2)500、30Mpa下,将0.5molN2(g)和1.5molH2(g)置于密闭容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3kJ,其热化学方程式为: N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-38.6kJmol-1,未标注状态,未标注反应条件,可逆反应中的H表示反应进行到底时的能量变化,(3)表示硫的燃烧热的热化学方程式 S(s)+ O2(g)=SO3(g) H=-315kJmol-1 (4)表示H2燃烧热的热化学方程式 H 2(g)+ O2(g)=H2O(g) H=-241.8kJmol-1 (5)表示CO
5、燃烧热的热化学方程式 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) H=-566kJmol-1,燃烧热定义:在101kPa时,1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。,表示燃烧热的热化学方程式注意: 1、生成物是常温下完全燃烧时的稳定氧化物 2、燃料的系数为1,不是生成稳定化合物,燃料的系数不是1,配平方程式,注明反应温度和压强(25,1.01105Pa不需要标注),标明各物质的聚集状态(g、l、s),3、书写热化学方程式的注意事项:,二、热化学方程式,H的符号(吸+,放-)与数值正确,是否有特殊含义,已知 H2(g)+ O2(g)=H2O(g) H1= -242kJmol-1 求C(
6、s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) H=? C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) H=+131.5kJmol-1,计算依据:能量守恒原理,盖斯定律:化学反应时不管一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的。,反应热仅与反应的始态和终态有关,与反应过程无关,煤的气化 C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) H=+131.5kJmol-1,煤转化为水煤气之后可以使煤燃烧放出更多的热量吗?,能量守恒,煤的气化 直接气化:使煤与氢气作用生成液体燃料; 间接气化:先转化为CO和H2,再在催化剂作用下合成甲醛等。写出CO和H2合成甲醛的热化学方程式。,CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l) H=-128.1kJmol-1,目前可使用铜基催化剂催化该反应,请用画出反应过程中的能量变化情况,并用曲线I和曲线II分别表示不使用催化剂和使用催化剂的两种情况,,催化剂能改变反应的活化能,但不能改变总反应的反应热,本课总结,