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第五章剖析物質(zhì)變化中的能量變化第一頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日能量的轉(zhuǎn)變與人類生活息息相關(guān)第二頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日能量是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的一種度量。自然界一切物質(zhì)都具有能量,能量具有各種不同的形式,能夠從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,從一個(gè)物體傳遞給另一個(gè)物體,在轉(zhuǎn)換和傳遞的過(guò)程中,各種形式能量的總量保持不變。這就是能量守恒定律。一、能量守恒和轉(zhuǎn)化2、能量的形式:機(jī)械能、光能、熱能、電能、電磁能、化學(xué)能等。1、能源:指產(chǎn)生機(jī)械能、光能、熱能、電磁能、化學(xué)能等各種能量的自然資源拓展視野:p75能源的種類和儲(chǔ)量(關(guān)注當(dāng)今世界的三大問(wèn)題之一——能源問(wèn)題)第三頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日那么,能量從哪里來(lái)呢?(閱讀書(shū)p74)人類常利用的煤、石油、天然氣和食物的能量,歸根到底都是由太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化而來(lái)的,并以化學(xué)能的形式儲(chǔ)存下來(lái)。可提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì):如糖類、脂肪和蛋白質(zhì)(p.74)第四頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日自然界中能量轉(zhuǎn)化的形式多種多樣,物質(zhì)的三態(tài)變化是一種常見(jiàn)的能量轉(zhuǎn)化方式。固態(tài)物質(zhì)(s)solid液態(tài)(l)liquid氣態(tài)(g)gas吸收能量吸收能量放出能量放出能量能量的合理利用對(duì)日常生活和生產(chǎn)發(fā)展有著重要的影響!第五頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日二、溶解的過(guò)程和溶解熱現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)1:觀察高錳酸鉀溶于水的現(xiàn)象?復(fù)習(xí)提問(wèn):什么是溶液?溶液(solution)是由一種或一種以上的物質(zhì)[溶質(zhì)(solute)]分散到另一種物質(zhì)[溶劑(solvent)]里,而形成的均一、穩(wěn)定的混合物。第六頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日實(shí)驗(yàn)2:觀察氯化銨、氫氧化鈉,氯化鈉晶體溶于水時(shí),溶液的溫度變化。結(jié)論:NaOH溶于水,溶液溫度升高。
NH4Cl晶體溶于水,溶液溫度降低。NaCl晶體溶于水時(shí),溶液溫度基本不變。思考:為什么不同溶質(zhì)在溶解時(shí)表現(xiàn)出不同的熱效應(yīng)呢?即:物質(zhì)在溶于水的過(guò)程中伴有溫度變化。第七頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日溶解的兩個(gè)過(guò)程1.擴(kuò)散:溶質(zhì)的分子或離子受到水分子的作用向水中擴(kuò)散的過(guò)程。
吸收熱量,物理過(guò)程。2.水合:溶質(zhì)分子或離子和水分子結(jié)合構(gòu)成水合分子或水合離子的過(guò)程。放出熱量,化學(xué)過(guò)程。第八頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日例:糖分子在水中的溶解過(guò)程。1.把糖分子放入水中糖分子水分子2.糖分子克服分子間作用力,從外界吸收能量,擴(kuò)散到水中。3.糖分子和水分子結(jié)合形成水合分子。第九頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日那么,現(xiàn)在你知道為什么有的物質(zhì)溶解時(shí)溶液溫度升高,而有的物質(zhì)溶解時(shí)溶液的溫度卻降低了嗎?當(dāng)放熱多于吸熱,就表現(xiàn)為放熱,在溶解時(shí),溶液的溫度升高。解釋:這兩個(gè)過(guò)程對(duì)不同的溶質(zhì)來(lái)說(shuō),吸收的熱量和放出的熱量并不相等。當(dāng)吸熱多于放熱,就表現(xiàn)為吸熱,在溶解時(shí),溶液的溫度就降低。第十頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日Q吸≈Q放溶液溫度無(wú)明顯變化Q吸>Q放溶液溫度下降Q吸<Q放溶液溫度升高溶解擴(kuò)散過(guò)程水合過(guò)程:吸收熱量:放出熱量溫度變化取決于吸收熱量和放出熱量的差值。即:物質(zhì)在溶解過(guò)程中總是伴隨著能量的變化。表現(xiàn)出來(lái)的放熱或吸熱現(xiàn)象,則是溶質(zhì)微粒在擴(kuò)散過(guò)程中的能量變化的總效應(yīng)。第十一頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日解釋1:氯化銨晶體溶于水溶液溫度降低?解釋2:氯化鈉晶體溶于水溶液溫度為何無(wú)顯著的變化?練習(xí)3:硝酸銨溶于水,溶液溫度顯著降低,這是由于()A.硝酸銨溶解時(shí)只發(fā)生擴(kuò)散過(guò)程。B.硝酸銨溶解時(shí)只發(fā)生水合過(guò)程。C.硝酸銨溶于水時(shí),擴(kuò)散過(guò)程吸收的熱量大于水合過(guò)程放出的熱量。D.硝酸銨溶于水時(shí),擴(kuò)散過(guò)程吸收的熱量小于水合過(guò)程放出的熱量。C第十二頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日4.用Q擴(kuò)、Q合表示溶解時(shí)擴(kuò)散過(guò)程及水合過(guò)程中能量變化絕對(duì)值。氫氧化鉀溶解時(shí)的能量變化可用
式表示氯化鈉溶解時(shí)的能量變化可用
式表示A、Q擴(kuò)>Q合B、Q擴(kuò)<Q合C、Q擴(kuò)=Q合=0
D、Q擴(kuò)=Q合≠0BD第十三頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日三.溶解和結(jié)晶:1.定義:當(dāng)條件改變,晶態(tài)溶質(zhì)從溶液中析出,這個(gè)過(guò)程稱為結(jié)晶(crystallize).分析現(xiàn)象:1.將NaCl固體放入不飽和NaCl溶液中2、將NaCl固體放入飽和NaCl溶液中3、將50℃KNO3飽和溶液溫度降到20℃4、將少量KNO3晶體放入飽和的KNO3溶液中,然后加熱溶液。第十四頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日討論:當(dāng)溶質(zhì)溶解速率和結(jié)晶速率的相對(duì)大小不同時(shí),看到的現(xiàn)象和溶液所處狀態(tài)有何不同?注意:結(jié)晶和溶解是同時(shí)進(jìn)行的兩個(gè)相反的過(guò)程。溶解速率與結(jié)晶速率看到的現(xiàn)象溶液狀態(tài)(飽和、不飽和)不飽和溶液溶解溶解速率<結(jié)晶速率結(jié)晶飽和溶液溶解速率=結(jié)晶速率不增不減飽和溶液溶解速率>結(jié)晶速率溶解平衡(solutionequilibrium)第十五頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日定義:當(dāng)溶液達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí),溶質(zhì)的溶解速率等于溶質(zhì)的結(jié)晶速率,表面上溶質(zhì)不再減少,也不再增加。此時(shí)溶液達(dá)到溶解平衡狀態(tài)。定:溶液的濃度保持一定,不再變化。說(shuō)明:飽和溶液的溶解平衡狀態(tài)特征:等:溶解速率等于結(jié)晶速率。動(dòng):動(dòng)態(tài)平衡。仍在溶解、結(jié)晶。2.溶解平衡第十六頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日課堂練習(xí)、關(guān)于溶解平衡的說(shuō)法不正確的是
。A、溶解平衡的本質(zhì)是結(jié)晶速度等于溶解速度。B、溶解平衡是個(gè)動(dòng)態(tài)平衡,既有溶質(zhì)的結(jié)晶又有溶質(zhì)的溶解。C、達(dá)到溶解平衡時(shí),此溶液不一定是飽和溶液。D、當(dāng)達(dá)到溶解平衡時(shí),溶液中各種微粒的濃度不再變化,固體的質(zhì)量也不再變化,但固體的形狀可以變化。C第十七頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日3.溶解度與溫度(2)溶解度受溫度影響改變較大的固體物質(zhì),一般用冷卻熱飽和溶液的方法使溶質(zhì)結(jié)晶析出(如:CuSO4,明礬,KNO3)(1)溶解度受溫度影響變化不大的物質(zhì),一般用
蒸發(fā)溶劑的方法使溶質(zhì)結(jié)晶析出(如:曬鹽)應(yīng)用:復(fù)習(xí):在一定溫度下,某物質(zhì)在100克溶劑里達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)所溶解的克數(shù),叫做這種物質(zhì)在這種溶劑里的溶解度.(S)——即蒸發(fā)結(jié)晶——即降溫結(jié)晶第十八頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日定義:自發(fā)形成且具有規(guī)則幾何形狀的固體叫做晶體其中,含有水分子的晶體叫結(jié)晶水合物(crystallinehydrate)膽礬(又稱藍(lán)礬)綠礬明礬(CuSO4·5H2O)(FeSO4·7H2O)[KAl(SO4)2·12H2O)]
生石膏熟石膏皓礬芒硝(CaSO4·2H2O)(2CaSO4·H2O)(ZnSO4·7H2O)(Na2SO4·
10H2O)例:常見(jiàn)的結(jié)晶水合物4.晶體和結(jié)晶水合物第十九頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日注:并不是所有的晶體都含有結(jié)晶水,如食鹽、硝酸鉀等。問(wèn):結(jié)晶水合物是混合物?純凈物?食鹽晶體硝酸鉀晶體練一練:1.在一碳酸鈉飽和溶液中,加入含18O的無(wú)水碳酸鈉粉末a克,如果保持溫度不變,以下說(shuō)法正確的是()A.溶液中可找到含18O的CO32-B.a克粉末不變,不再溶解C.部分溶解,溶液中無(wú)18O的CO32-D.最終溶液濃度下降A(chǔ)第二十頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日5.風(fēng)化,潮解
在室溫和干燥的空氣里,結(jié)晶水合物失去一部分或全部結(jié)晶水,這種現(xiàn)象稱為風(fēng)化
(如:石堿Na2CO3.10H2O,膽礬CuSO4.5H2O)1.風(fēng)化Na2CO3.10H2ONa2CO3.xH2O+(10-x)H2O常溫、干燥空氣中想一想:如何檢驗(yàn)酒精中含有水分?第二十一頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日可作干燥劑晶體吸收空氣里的水蒸氣,在晶體表面逐漸形成溶液。(如:CaCl2,NaOH固體)2.潮解:?jiǎn)枺核{(lán)色硫酸銅晶體受熱是不是風(fēng)化?
向無(wú)水硫酸銅滴幾滴水是不是潮解?上述這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的變化過(guò)程屬于物理變化還是化學(xué)變化?探究:請(qǐng)描述NaOH固體在空氣中經(jīng)過(guò)的所有變化氫氧化鈉潮解后的氫氧化鈉碳酸鈉晶體碳酸鈉粉末吸收空氣水分潮解吸收水和二氧化碳常溫、干燥空氣中風(fēng)化第二十二頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日5.2化學(xué)變化中的能量變化第二十三頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日化學(xué)反應(yīng)中,除有新物質(zhì)生成外,常伴隨著能量的變化。制取所需物質(zhì);利用化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量。——光能——電能——熱能(主要形式)第二十四頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日一、化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)有熱量放出的化學(xué)反應(yīng)叫做放熱反應(yīng);反應(yīng)時(shí)所放出或吸收的熱量,簡(jiǎn)稱反應(yīng)熱。定義化合反應(yīng)(二氧化碳與碳的反應(yīng)除外)酸堿中和反應(yīng)燃燒金屬與酸的反應(yīng):鋁與鹽酸反應(yīng)溫度升高常見(jiàn)的放熱反應(yīng)第二十五頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)叫做吸熱反應(yīng)。分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng);二氧化碳與碳的反應(yīng),H2還原CuO,C和水蒸氣;氫氧化鋇晶體與氯化銨固體的反應(yīng)。
表示方法C+O2CO2+Q點(diǎn)燃C+CO22CO
-Q高溫準(zhǔn)確測(cè)量時(shí)需注明反應(yīng)條件(25oC;1atm)需要加熱的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)?NO!第二十六頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日為什么有的化學(xué)反應(yīng)放熱,有的反應(yīng)吸熱??化學(xué)能:潛藏在物質(zhì)內(nèi)部、只有在化學(xué)反應(yīng)時(shí)才釋放出來(lái)的能量。固態(tài)液態(tài)氣態(tài)能量依次升高第二十七頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日?取決于反應(yīng)物和生成物能量的相對(duì)高低程度為什么有的化學(xué)反應(yīng)放熱,有的反應(yīng)吸熱?∑E(反應(yīng)物)>∑E(生成物)放熱反應(yīng)(能量釋放)∑E(反應(yīng)物)<∑E(生成物)吸熱反應(yīng)(能量貯存)+Q表示放熱反應(yīng)。—Q表示吸熱反應(yīng)第二十八頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日放熱反應(yīng)中的能量變化+放出能量化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)反應(yīng)物總能量放熱反應(yīng)+放出能量生成物總能量第二十九頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日吸熱反應(yīng)中的能量變化反應(yīng)物總能量吸熱反應(yīng)+吸收能量生成物總能量第三十頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日應(yīng)用用于判斷生成物熱穩(wěn)定性的大小在化學(xué)反應(yīng)中,生成相等物質(zhì)的量的生成物時(shí),放出或吸收熱量的大小是生成物熱穩(wěn)定性的有效標(biāo)志。放出熱量大→生成物能量低→生成物越穩(wěn)定→熱穩(wěn)定性越大例1:
氫氣和氧氣化合生成1mol水蒸氣,放熱241.8kJ;氫氣和硫蒸汽化合生成1mol硫化氫,放熱20.1kJ.水的熱穩(wěn)定性>硫化氫的熱穩(wěn)定性第三十一頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日1.對(duì)于放熱反應(yīng)2H2+O2→2H2O,下列說(shuō)法中正確的是()A.產(chǎn)物H2O所具有的總能量高于反應(yīng)物H2和O2所具有的總能量B.反應(yīng)物H2和O2所具有的總能量高于產(chǎn)物H2O所具有的總能量C.反應(yīng)物H2和O2所具有的總能量等于產(chǎn)物H2O所具有的總能量D.反應(yīng)物H2和O2具有的能量相等B第三十二頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日為什么生成水的反應(yīng)需要點(diǎn)燃條件??能量能量O2H2OH2(吸收能量)舊分子拆開(kāi)原子(放出能量)新分子結(jié)合吸收能量<放出能量放熱反應(yīng)吸收能量>放出能量吸熱反應(yīng)決定第三十三頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日化學(xué)反應(yīng)實(shí)質(zhì)吸收能量吸熱放熱反應(yīng)物生成物能量反應(yīng)過(guò)程舊鍵的斷裂吸熱放熱反應(yīng)物生成物能量反應(yīng)過(guò)程∑E反>∑E生∑E反
<∑E生放出能量放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)∑E放>∑E吸∑E放<∑E吸新鍵的形成第三十四頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日放熱和吸熱不是化學(xué)變化特有的現(xiàn)象,物理變化也可以。如干冰的蒸發(fā)等放熱還是吸熱跟反應(yīng)的條件是沒(méi)關(guān)系的,它們?nèi)Q于反應(yīng)物和生成物之間的能量大小.第三十五頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日能量反應(yīng)過(guò)程生成物反應(yīng)物反應(yīng)熱E1E2該反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)科學(xué)探究E第三十六頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響能量反應(yīng)過(guò)程生成物反應(yīng)物反應(yīng)熱E1E2活化分子加了催化劑沒(méi)加催化劑問(wèn)題研究第三十七頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日1.下列反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)的是()氫氣還原氧化銅氫氣在氧氣中燃燒碳酸鈣高溫分解成氧化鈣和二氧化碳?xì)溲趸浐土蛩嶂泻?.下列反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)的是()二氧化碳與赤熱的碳反應(yīng)生成一氧化碳葡萄糖在人體內(nèi)氧化分解Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應(yīng)鋅粒與稀H2SO4反應(yīng)制取H2BDAC第三十八頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日二、熱化學(xué)方程式表示化學(xué)反應(yīng)所放出或吸收熱量的化學(xué)方程式。定義書(shū)寫注意事項(xiàng)①2H2(g)+O2(g)→2H2O(l)+571.6kJ②
2H2(g)+O2(g)→2H2O(g)+483.6kJ③
H2(g)+1/2O2(g)→H2O(l)+285.8kJ★右端注上熱量的數(shù)值與符號(hào),放出熱量用“+”,吸收熱量用“-”;★反應(yīng)物和生成物要注明其聚集狀態(tài);★化學(xué)式前的系數(shù)表示反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量,可以用分?jǐn)?shù).不僅表明反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物;還表明一定量物質(zhì)在反應(yīng)中放出或吸收的熱量。意義★反應(yīng)溫度、壓強(qiáng)不同其Q也不同,中學(xué)階段指的是25℃,101.5KPa第三十九頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日例在相同溫度下,下列3個(gè)反應(yīng)放出的熱量分別以Q1、Q2、Q3表示,則Q1、Q2、Q3的關(guān)系是(
)(1)2H2(氣)+O2(氣)→2H2O(氣)+Q1(2)2H2(氣)+O2(氣)→2H2O(液)+Q2(3)H2(氣)+1/2O2(氣)→H2O(氣)+Q3A.Q1>Q2,
Q2=2Q3
B.Q1=Q2=Q3
C.Q1<Q2,Q3=Q1/2
D.無(wú)法比較C第四十頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日1.已知在25℃、101kPa下,1gC8H18(辛烷)燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時(shí)放出48.40kJ熱量。表示上述反應(yīng)的熱化學(xué)方程式正確的是()A、C8H18(l)+25/2O2(g)→8CO2(g)+9H2O(g)+48.40kJB、C8H18(l)+25/2O2(g)→8CO2(g)+9H2O(l)+5518kJC、C8H18(l)+25/2O2(g)→8CO2(g)+9H2O(l)-5518kJD、C8H18(l)+25/2O2(g)→8CO2(g)+9H2O(l)+48.40kJ課堂練習(xí)2.由氫氣和氧氣生成1mol水蒸氣時(shí)放出241.8kJ的熱量,而每當(dāng)有1克水蒸氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)水時(shí)會(huì)放熱2.444kJ。求氫氣完全燃燒生成1mol液態(tài)水時(shí)放出多少熱量?B第四十一頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日請(qǐng)分別寫出石墨和金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式:C(石墨s)+O2(g)→CO2(g)+393.5kJC(金剛石s)+O2(g)→CO2(g)+395.0kJ說(shuō)明金剛石具有的總能量高,石墨比金剛石更穩(wěn)定第四十二頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日燃燒熱的概念:
在25℃、101kPa時(shí),1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量。2C8H18(l)+25O2(g)→16CO2+18H2O(l)+11036KJ思考:①C8H18的燃燒熱是多少?
5518KJ②1molC8H18燃燒時(shí)放出了多少熱?
5518KJ/mol第四十三頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日燃燒熱例2:實(shí)驗(yàn)測(cè)得101kPa時(shí)1molH2完全燃燒生成液態(tài)水放出393.5kJ的熱量,這就是H2的燃燒熱。H2(g)+1/2O2(g)→H2O(l)+285.8kJ例1:實(shí)驗(yàn)測(cè)得101kPa時(shí)1molC完全燃燒放出393.5kJ的熱量,這就是碳的燃燒熱。C(s)+O2(g)→CO2(g)+393.5kJ第四十四頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日H2(g)+1/2O2(g)→H2O(l)+285.8kJH2(g)+1/2O2(g)→H2O(g)+241.8kJ2H2(g)+O2(g)→2H2O(g)+483.6kJ2H2(g)+O2(g)→2H2O(l)+571.6kJ2.已知熱化學(xué)方程式:則氫氣的燃燒熱為:_______285.8kJ/mol第四十五頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日中和反應(yīng)的熱效應(yīng)——中和熱1.定義:在稀溶液中,酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng),生成1mol水時(shí)的反應(yīng)熱叫做中和熱。2.中和熱的表示:H+(aq)+OH-(aq)→H2O(1)+57.3kJ
條件:稀溶液。稀溶液是指溶于大量水的離子反應(yīng)物:(強(qiáng))酸與(強(qiáng))堿。中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、電解質(zhì)電離的吸熱所伴隨的熱效應(yīng)3、生成1mol水。中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是H+和OH-化合生成H20,若反應(yīng)過(guò)程中有其他物質(zhì)生成,這部分反應(yīng)熱也不在中和熱之內(nèi)4、放出的熱量:57.3kJ/mol第四十六頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日例:已知H+(aq)+OH-(aq)→H2O(l)+57.3kJ;求下列中和反應(yīng)中放出的熱量。(1)用20gNaOH配稀溶液跟足量稀鹽酸反應(yīng)放出多少kJ的熱量。(2)用28gKOH配稀溶液跟足量稀硝酸反應(yīng),放出多少kJ的熱量。28.728.7第四十七頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日【例1】
在101kPa時(shí),1molCH4完全燃燒生成CO2和液態(tài)H2O,放出890kJ的熱量,CH4的燃燒熱為多少?1000LCH4(標(biāo)準(zhǔn)狀況)燃燒后所產(chǎn)生的熱量為多少?第四十八頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日【解】根據(jù)題意,在101kPa時(shí),1molCH4
完全燃燒的熱化學(xué)方程式為:
CH4(g)+2O2(g)→
CO2(g)+2H2O(l)+890kJ
即CH4的燃燒熱為890kJ/mol。
1000LCH4(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的物質(zhì)的量為:
n(CH4)=V(CH4)/Vm=1000L/22.4L·mol-1=44.6mol
1molCH4
完全燃燒放出890kJ的熱量,44.6molCH4
完全燃燒放出的熱量為:44.6mol×890kJ/mol=3.97×104kJ
答:CH4的燃燒熱為890kJ/mol,1000LCH4(標(biāo)準(zhǔn)狀況)完全燃燒產(chǎn)生的熱量為
3.97×104kJ。第四十九頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日【例2】
葡萄糖是人體所需能量的重要來(lái)源之一。葡萄糖燃燒的熱化學(xué)方程式為:
C6H12O6(s)+6O2(g)→
6CO2(g)+6H2O(l)+2800kJ
葡萄糖在人體組織中氧化的熱化學(xué)方程式與它燃燒的熱化學(xué)方程式相同。計(jì)算100g葡萄糖在人體中完全氧化時(shí)所產(chǎn)生的熱量。
第五十頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日解:根據(jù)題意,葡萄糖的燃燒熱為2800kJ/mol。100g葡萄糖的物質(zhì)的量為:
n(C6H12O6)=m(C6H12O6)/M(C6H12O6)
=100g/180g·mol-1=0.556mol1molC6H12O6完全燃燒放出2800kJ的熱量,0.556molC6H12O6完全燃燒放出的熱量為:
0.556mol×2800kJ/mol=1560kJ答:100g葡萄糖在人體中完全氧化時(shí)產(chǎn)生1560kJ的熱量。第五十一頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日燃燒熱與中和熱的區(qū)別與聯(lián)系相同點(diǎn)燃燒熱中和熱能量變化放熱反應(yīng)QQ>0,單位kJ不同點(diǎn)反應(yīng)物的量1mol可燃物可能是1mol也可以是0.5mol(不限)生成物的量不限量1molH2O反應(yīng)熱的含義
1mol反應(yīng)物完全燃燒時(shí)放出的熱量;不同的物質(zhì)燃燒熱不同酸堿中和生成1molH2O時(shí)放出的熱量,強(qiáng)酸強(qiáng)堿間的中和反應(yīng)中和熱大致相同,均約為57.3kJ/mol第五十二頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日練習(xí):下例說(shuō)法正確的是()需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)任何放熱反應(yīng)在常溫條件下一定能發(fā)生反應(yīng)反應(yīng)物和生成物所具有的總能量決定了放熱還是吸熱吸熱反應(yīng)在一定條件下(常溫、加熱等)也能發(fā)生反應(yīng)CD第五十三頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日下列說(shuō)法不正確的是()干冰蒸發(fā)吸收大量的熱,這不是化學(xué)反應(yīng)中的吸熱現(xiàn)象酒精常被用作酒精燈和內(nèi)燃機(jī)中的燃料,說(shuō)明酒精燃燒是放熱反應(yīng)木炭常溫下不燃燒,加熱才燃燒,說(shuō)明木炭燃燒是吸熱反應(yīng)人們用氫氧焰焊接金屬,主要是利用了氫氣和氧氣化合時(shí)所放出的熱量C第五十四頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日三、燃料的充分利用1、燃料的充分燃燒2、熱能的充分利用改進(jìn)設(shè)備、利用余熱、防止熱損失;采用熱交換器(1)通入充足且適量的空氣;(2)增大燃料與空氣的接觸面:固體燃料粉碎、液體燃料噴霧(3)煤炭的氣化和液化第五十五頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日熱交換原理使一種反應(yīng)物放出的熱量,用于加熱另一種反應(yīng)物。當(dāng)一種流體在管道內(nèi)流動(dòng),另一種流體在管道外逆向流動(dòng),它們通過(guò)管壁進(jìn)行熱交換,使熱的流體得到降溫,冷的流體得到預(yù)熱。高溫氣體冷氣熱氣體低溫氣體第五十六頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日鞏固練習(xí):下列說(shuō)法正確的是()化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,通常表現(xiàn)為熱量的變化煤和石油屬于可再生能源要使燃料燃燒只需要大量的氧氣汽車排出大量尾氣中含有CO會(huì)污染大氣
目前世界上最重要的礦物燃料是()水煤氣B.CO
C.石油D.天然氣ADD第五十七頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日下列不是化石能源的是()氫氣B.煤C.石油D.天然氣酸雨危害可包括()
①對(duì)人體的直接危害,引起肺部疾病而使人致死,②引起河流,湖泊的水體酸化,嚴(yán)重影響水生動(dòng)植物的生長(zhǎng),③破壞土壤,植被,森林④腐蝕金屬,油漆,皮革,紡織品及建筑材料等,⑤滲入地下,可能引起地下水酸化.A.①③⑤B.①②③④
C.①③④⑤D.①②③④⑤AD第五十八頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日反饋練習(xí)2.化石燃料的不可再生性,要求我們的努力方向是()A.提高燃料的燃燒效率B.加快開(kāi)發(fā)煤、石油等C.從外國(guó)進(jìn)口D.尋找新能源3.有人預(yù)言,H2是21世紀(jì)最理想的能源,其根據(jù)不正確的是()A.生產(chǎn)H2的原料來(lái)源廣闊B.在等質(zhì)量的可燃?xì)怏w中,H2燃燒時(shí)放出的熱量多C.H2易液化,攜帶方便D.燃燒時(shí)無(wú)污染ADC第五十九頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日1.航天飛機(jī)用鋁粉與高氯酸銨(NH4C1O4)的混合物為固體燃料,點(diǎn)燃時(shí)鋁粉氧化放熱引發(fā)高氯酸銨分解,其方程式可表示為:2NH4C1O4→N2+4H2O+Cl2+2O2+Q。下列對(duì)此反應(yīng)的敘述中錯(cuò)誤的是()A.上述反應(yīng)屬于分解反應(yīng)B.上述反應(yīng)瞬間產(chǎn)生大量高溫氣體,推動(dòng)航天飛機(jī)飛行C.反應(yīng)從能量變化上說(shuō),主要是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎蛣?dòng)能D.在反應(yīng)中高氯酸銨只起氧化劑作用D第六十頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日練習(xí)1.書(shū)寫1molC在空氣中燃燒(放熱393.5kJ)的熱化學(xué)方程式2.根據(jù)熱化學(xué)方程式N2(g)+O2(g)→
2NO(g)-180.5kJ,若反
應(yīng)生成8molNO,需______(“吸收”或“放出”)熱量_______。吸收722kJ
3.250C,1atm下,1g硫粉在氧氣中充分燃燒放出9.36kJ熱量,寫出硫燃燒的熱化學(xué)方程式。S(s)+O2(g)→SO2(g)+299.52kJ
第六十一頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日50mL0.50mol/L鹽酸與50mL0.55mol/LNaOH溶液在圖示的裝置中進(jìn)行中和反應(yīng)。通過(guò)測(cè)定反應(yīng)過(guò)程中所放出的熱量可計(jì)算中和熱?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)從實(shí)驗(yàn)裝置上看,圖中尚缺少的一種玻璃用品是
。(2)燒杯間填滿碎紙條的作用是
。(3)大燒杯上如不蓋硬紙板,求得的中和熱數(shù)值
(“偏大”“偏小”“無(wú)影響”)環(huán)形玻璃攪拌棒減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的熱量損失偏小實(shí)驗(yàn)
環(huán)形玻璃棒大燒杯碎泡沫塑料溫度計(jì)塑料蓋板小燒杯第六十二頁(yè),共六十九頁(yè),2022年,8月28日(4)實(shí)驗(yàn)中改用60mL0.50mol/L鹽酸跟50mL0.55mol/LNaOH溶液進(jìn)行反應(yīng),與上述實(shí)驗(yàn)相比,所放出的熱量
(填“相等”“不相等”),所求中和熱
(填“相等”“不相等”),簡(jiǎn)述理由:
。(5)用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),測(cè)得的中和熱的數(shù)值會(huì)
;用50mL0.50mol/LNaOH溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),測(cè)得的中和熱的數(shù)值會(huì)
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