1、新課標(biāo)人教版化學(xué)選修4,第一章 化學(xué)反應(yīng)與能量,第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量的變化,這是一幅幅多么撩人的自然美景，然而，如今的地球正在遭受著前所未有的災(zāi)難：大氣污染加劇、水污染嚴(yán)重，固體廢棄物與日俱增、臭氧空洞、酸雨、赤潮、溫室效應(yīng)、水土流失、土地沙漠化等。歸根結(jié)底，都和化學(xué)反應(yīng)有著密切的關(guān)系，我們這一章研究的主要是物質(zhì)的能量變化，這種能量變化常以熱能、電能、光能等形式表現(xiàn)出來(lái)。讓我們共同學(xué)習(xí)、研究化學(xué)反應(yīng)與能量，做好保護(hù)地球，保護(hù)環(huán)境的工作。,反應(yīng)物的總能量高,生成物的總能量低,生成物的總能量高,反應(yīng)物的總能量低,放熱反應(yīng),吸熱反應(yīng),反應(yīng)物的總能量=生成物的總能量+放出的熱量,生成物的總能量=反應(yīng)物

2、的總能量+吸收的熱量,化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程,可以看成是能量的“貯存”或“釋放”的過(guò)程,回憶,氫原子和氫原子分開時(shí)， 化學(xué)鍵怎么變？ 能量怎么變化？多了？少了？ 從哪來(lái)？到哪去？ 化學(xué)鍵的變化與能量的變化有什么關(guān)系？,外力做功時(shí)能量如何變化,回憶,氫原子和氫原子靠近時(shí)， 化學(xué)鍵怎么變？ 能量怎么變化？多了？少了？ 從哪來(lái)？到哪去？ 化學(xué)鍵的變化與能量的變化有什么關(guān)系？,思考,液態(tài)水變成氣態(tài)水時(shí)，能量是如何變化的？能否從微觀角度解釋能量變化的原因？,物質(zhì)的變化常伴隨著能量變化,結(jié) 論,你從圖中發(fā)現(xiàn)了什么？ 1、 2、 3、,觀察下列示意圖：,你發(fā)現(xiàn)了嗎？,反應(yīng)熱 焓變,化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中所釋放或吸收的能量，

3、 都可以熱量（或轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的熱量）來(lái)表 述，叫做反應(yīng)熱，又稱為“焓變”。,符號(hào)： H ，單位：kJ/mol 或 kJmol-1,綜上所述,當(dāng)為“一”或時(shí)，為吸熱反應(yīng)。 請(qǐng)同學(xué)們分析的能量變化圖。 二、熱化學(xué)方程式 能夠表示化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的化學(xué)方程式應(yīng)怎樣書寫？下面我們來(lái)討論和研究,例在2000C、101KPa時(shí)，molH2與碘蒸氣作用生成HI的反應(yīng)，科學(xué)文獻(xiàn)上表示為,H2（g）+I2（g）=2HI（g） H=一14.KJ/mol 當(dāng)在0C101KPa時(shí) 例2在250C、101KPa時(shí)，有兩個(gè)由氫氣和氧氣化合成1mol水的交反應(yīng)，一個(gè)生成氣態(tài)水，一個(gè)生成液態(tài)水，其化學(xué)方程式可表示,H2（）+1/

4、2O2（）=H2O（g） H=一241.8KJ/mol,H2（）+1/2O2（）=H2O（l） H=一285.8KJ/mol 請(qǐng)同學(xué)們分析為什么二者的產(chǎn)物同樣是水，而釋出的能量卻不同？ 熱化學(xué)方程式能表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式。,思考1、在同溫、同壓下，比較下列反應(yīng)放出熱量Q1、Q2的大小,A：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)+Q1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)+Q2,數(shù)量的分析：反應(yīng)物的狀態(tài)，數(shù)量和生成物的數(shù)量都相同，但由于氣態(tài)水轉(zhuǎn)化為液態(tài)要放出一定熱量,Q2Q1,B: S(g)+O2(g)=SO2(g)+Q1 S(S)+O2(g)=SO2(g)+Q2

5、,思考、在同溫、同壓下，比較下列反應(yīng)放出熱量Q1、Q2的大小,兩式數(shù)量相同，S由固態(tài)吸收熱量轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，在氧化燃燒生成SO2。其放出熱量的總和小于由氣態(tài)S直接燃燒所放出的熱量，Q1Q2。,C: C(S)+1/2O2(g)=CO(g)+Q1 C(S)+O2(g)=CO2(g)+Q2,思考、在同溫、同壓下，比較下列反應(yīng)放出熱量Q1、Q2的大小,固態(tài)C氧化為CO，釋放出熱量Q1，CO是氣體燃料，和O2反應(yīng)生成CO2，又釋放熱量Q3，兩次釋放熱量的總和Q1+Q3，等于固態(tài)C氧化為氣態(tài)CO2釋放的熱量Q2，Q2Q1,D: H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)+Q1 1/2H2(g)+1/2Cl2(g

6、)= HCl(g)+Q2,狀態(tài)相同，但數(shù)量后式僅是前式的一半，釋放的熱量也應(yīng)是前式的一半，Q2Q1,思考與交流,熱化學(xué)方程式與普通化學(xué)方程式有什么這區(qū)別？正確書寫其應(yīng)當(dāng)注意哪幾點(diǎn)？,小結(jié)熱化學(xué)方程式不單表示了反 應(yīng)物和生成物的關(guān)系，而且表示了反應(yīng)的熱效應(yīng)。,書寫熱化學(xué)方程式應(yīng)注意 、需注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)。如在多少度，多少千帕；如在常溫（250c）、常壓（101kpa）下，可不注明溫度和壓強(qiáng)的條件； 、應(yīng)注明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)；固體一s，液體一l，氣體一g； 、熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)前的化學(xué)計(jì)量數(shù)不表示分子個(gè)數(shù)?；瘜W(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)。對(duì)于相同的反應(yīng)，當(dāng)計(jì)量數(shù)不同時(shí)，其H不同。 、

7、在方程式右端要注明H為多少“+”或“一”kJ/mol。,（練習(xí)與鞏固）依據(jù)事實(shí)，寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式,（）1mol碳完全燃燒放出393.5KJ的熱量； （）1克甲醇燃燒生成二氧化碳和水（液態(tài)）時(shí)放熱22.68KJ； （）1mol氯氣和水蒸氣通過(guò)灼熱的炭層反應(yīng)，生成氯化氫和二氧化碳放出145KJ的熱量。,1、 1mol C與1mol 水蒸氣反應(yīng)生成1mol CO 和1mol H2，需要吸收 131.5 kJ的熱量。寫出此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。,隨堂練習(xí),C,隨堂練習(xí),3、已知 （1）H2( g )1/2O2 ( g ) H2O ( g ) H1 = a kJ/mol （2）2H2( g )O

8、2 ( g ) 2H2O ( g ) H2 = b kJ/mol （3） H2( g )1/2O2 ( g ) H2O ( l ) H3 = c kJ/mol （4） 2H2( g )O2 ( g ) 2H2O ( l ) H4 = d kJ/mol 則a、b、c、d的關(guān)系正確的是 。 A、ad0 C、2a=b0,C,作業(yè)布置,第一次作業(yè)pEx（）、（）、（）、（）、（）、（）、 Ex（）、（）、,謝謝！,新課標(biāo)人教版化學(xué)選修4,第一章 化學(xué)反應(yīng)與能量,第二節(jié) 燃燒熱 能源,練習(xí).若2.6 g 乙炔（C2H2，氣態(tài)）完全燃燒生成液態(tài)水和CO2（g）時(shí)放熱130 kJ。則乙炔燃燒的熱化學(xué)方程式為

9、,C2H2（g）5/2O2（g） 2CO2（g）H2O（l）H=1300 kJ/mol,2C2H2（g）5O2（g）=4CO2(g)2H2O(l) H=2600 kJ/mol,一、燃燒熱 什么是燃燒熱？是不是物質(zhì)燃燒放出的熱量就叫燃燒熱呢？,在25,101 kPa時(shí)，1 mol 物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱。,.燃燒熱通?？捎蓪?shí)驗(yàn)測(cè)得。 .在理解物質(zhì)燃燒熱的定義時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)：,研究條件： 25 ,101 kPa 反應(yīng)程度：完全燃燒，產(chǎn)物是穩(wěn)定的氧化 物。 燃燒物的物質(zhì)的量：1 mol 研究?jī)?nèi)容：放出的熱量。（H0，單位kJ/mol） 在未有特別說(shuō)明的情況

10、下，外界壓強(qiáng)一般指25 ,101 kPa.所謂完全燃燒也是完全氧化，它是指物質(zhì)中的下列元素完全轉(zhuǎn)變成對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定物,如: C CO2(g)、H H2O（l）、S SO3 （g） 練習(xí)1分析以下幾個(gè)熱化學(xué)方程式，哪個(gè)是表示固態(tài)碳和氣態(tài)氫氣燃燒時(shí)的燃燒熱的？為什么？ A.C（s）O2（g）=CO(g);H=110.5 kJ/mol B.C（s）O2（g）=CO2(g);H=393.5 kJ/mol C.2H2(g)O2(g)=2H2O(l);H=571.6 kJ/mol D.H2(g)O2(g)=H2O(g);H=241.8 kJ/mol,解析: A項(xiàng) C（s）燃燒未生成穩(wěn)定氧化物CO2(g)，故其

11、反應(yīng)熱不能叫燃燒熱；B項(xiàng)符合燃燒熱的定義；C項(xiàng)H2雖然轉(zhuǎn)變成了穩(wěn)定的氧化物H2O（l），但由于其反應(yīng)熱表示的是2 mol H2 完全燃燒時(shí)的熱量變化，故不能叫燃燒熱；D項(xiàng)參加燃燒的H2雖然是1 mol，但其生成H2O（g），而不是H2O（l），故它的反應(yīng)熱也不為H2的燃燒熱。,你能根據(jù)題中信息寫出表示H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式嗎？,H2（g） O2（g）= H2O（l）；H= 285.8 kJ/mol,由于計(jì)算燃燒熱時(shí)，可燃物質(zhì)是以1 mol 作為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)計(jì)算的，所以熱化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量系數(shù)常出現(xiàn)分?jǐn)?shù)。,二、燃燒熱的計(jì)算及應(yīng)用 例題1.在101 kPa時(shí)，1 mol CH4 完全燃燒生成CO2和

12、液態(tài)H2O，放出890.3 kJ的熱量，CH4的燃燒熱為多少？1000 L CH4（標(biāo)準(zhǔn)狀況）燃燒后所產(chǎn)生的熱量為多少？,解析：根據(jù)題意，在101 kPa時(shí)，1 mol CH4完全燃燒的熱化學(xué)方程式為： CH4（g）2O2（g）=CO2（g）2H2O（l）H=890.3 kJ/mol 即CH4的燃燒熱為890.3 kJ/mol。 1 000 L CH4（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的物質(zhì)的量為：n(CH4)= =44.6 mol 1 mol CH4 完全燃燒放出890.3 kJ的熱量，44.6 mol CH4 完全燃燒放出的熱量為： 44.6 mol890.3 kJ/mol=3.97104 kJ 答案：CH4的

13、燃燒熱為890.3 kJ/mol，1 000 L CH4（標(biāo)準(zhǔn)狀況）完全燃燒產(chǎn)生的熱量為3.97104 kJ。,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）H=2 800 kJ/mol 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100 g葡萄糖在人體中完全氧化時(shí)所產(chǎn)生的熱量。,解析： 根據(jù)題意，葡萄糖的燃燒熱為2 800 kJ/mol，100 g葡萄糖的物質(zhì)的量為： n(C6H12O6)=0.556 mol 1 mol C6H12O6完全燃燒放出2 800 kJ的熱量，0.556

14、mol C6H12O6完全燃燒放出的熱量為： 0.556 mol2 800 kJ/mol=1 557 kJ 答案：100 g葡萄糖在人體中完全氧化時(shí)產(chǎn)生1 557 kJ的熱量。,三、能源,能源就是能提供能量的自然資源，包括化石燃料（煤、石油、天然氣）、陽(yáng)光、風(fēng)力、流水、潮汐以及柴草等。能源的開發(fā)和利用可以用來(lái)衡量一個(gè)國(guó)家或地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平。 煤、石油、天然氣是當(dāng)今世界上重要的化石燃料。 但它們的蘊(yùn)藏有限，且不可再生。解決的辦法 ：開源節(jié)流。即開發(fā)新能源，節(jié)約現(xiàn)有能源，提高能源的利用率。,節(jié)約能源的重要措施： 科學(xué)地控制燃燒反應(yīng)，使燃料充分燃燒，提高能源的利用率。,相關(guān)思考題,問(wèn)題,

15、1.燃料充分燃燒的條件是什么?,2.燃料燃燒時(shí),若空氣過(guò)量或不足,會(huì)造 成什么后果?,3.為什么固體燃料要粉碎后使用?,1.使燃料充分燃燒的措施： (1）通入充足且適量的空氣； (2）固體燃料粉碎、液體燃料噴霧以增大燃料與空氣的接觸面。,討論：下面列出的是有關(guān)煤作燃料利弊問(wèn)題的一些主要論點(diǎn)，請(qǐng)參考這些論點(diǎn)，并準(zhǔn)備有關(guān)材料，簡(jiǎn)要論述你對(duì)該問(wèn)題的看法。 煤是我國(guó)儲(chǔ)量最多的能源資源，應(yīng)充分利用該資源為我國(guó)的社會(huì)主義建設(shè)服務(wù)。 據(jù)有人估計(jì)，我國(guó)的煤炭?jī)?chǔ)量足夠使用幾百年。 煤的形成需經(jīng)過(guò)數(shù)億年的時(shí)間，用一些就少一些，不可再生。 煤是重要的化工原料，把煤作燃料簡(jiǎn)單燒掉太可惜，應(yīng)該綜合利用。, 煤是發(fā)熱量很

16、高的固體燃料，我國(guó)煤炭資源相對(duì)比較集中，開采成本較低，用煤作燃料合算。 煤作為固體燃料，燃燒反應(yīng)速率小，熱利用效率低，且運(yùn)輸不方便。 煤直接燃燒時(shí)產(chǎn)生SO2等有毒氣體和煙塵，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。 可以通過(guò)清潔煤技術(shù)，如煤的液化和氣化，以及實(shí)行煙氣凈化脫硫等，大大減少燃煤對(duì)環(huán)境造成的污染，提高煤燃燒的熱利用率。 煤大量開采時(shí)，會(huì)造成地面塌陷。,資源蘊(yùn)藏方面： 煤是我國(guó)儲(chǔ)量最多的能源資源，應(yīng)充分利用，但由于煤為不可再生能源，故使用過(guò)程中應(yīng)減少不必要的浪費(fèi)，并提高其能量利用率，同時(shí)應(yīng)加快開發(fā)新能源。 開采和運(yùn)輸方面： 我國(guó)煤炭資源相對(duì)比較集中，開采成本較低，這從我國(guó)的大、中、小型煤礦繁多即可說(shuō)明，且

17、一般的煤礦工人不需要多么高深的技術(shù)；但煤在大量開采時(shí)，又會(huì)造成地面塌陷；在運(yùn)輸方面，很不方便，需要裝、卸、運(yùn)等諸多環(huán)節(jié)，且開采出來(lái)的煤在貯存時(shí)便有部分變質(zhì)，造成資源浪費(fèi)，同時(shí)造成環(huán)境污染，這從煤礦周圍的空氣質(zhì)量普遍不佳（尤其是粉塵）即可證明，故應(yīng)大大提高清潔煤技術(shù)，使煤通過(guò)氣化等手段而變得易于運(yùn)輸。,資源綜合利用： 煤作為固體燃料，燃燒反應(yīng)速率小，熱利用效率低，我們國(guó)家的煤，在進(jìn)行綜合利用時(shí)的辦法主要是煤的干餾和煤的氣化、液化，但在此過(guò)程中，卻有相當(dāng)多的副產(chǎn)物不能有效利用，如在煉焦過(guò)程中產(chǎn)生的焦?fàn)t氣、煤焦油等，我們都沒(méi)有很好地進(jìn)行再加工，結(jié)果是既浪費(fèi)了資源，又污染了環(huán)境。因此，積極開展煤的綜合

18、利用十分重要。,污染環(huán)境方面： 由于煤中除了主要元素C外，還含有少量的H、S、N、O等元素，煤在直接燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生SO2、氮氧化物及煙塵等，嚴(yán)重影響空氣質(zhì)量且易導(dǎo)致酸雨、溫室效應(yīng)等，從而使環(huán)境受到嚴(yán)重污染，故通過(guò)清潔煤技術(shù)（如煤的液化和氣化，以及實(shí)行煙氣凈化脫硫等），大大減少燃煤對(duì)環(huán)境造成的污染，勢(shì)在必行。提高煤燃燒的熱利用率、開發(fā)新的能源也是大勢(shì)所趨。,議一議1.城市家用燃料使用氣體燃料比使用煤、煤球等固體燃料有什么好處？,答案：1.首先，因氣體易擴(kuò)散，故氣體燃料與空氣混合充分，容易發(fā)生完全燃燒，與固體燃料相比有較高的能量利用率。 其次，氣體燃料便于管道運(yùn)輸、使用方便（易點(diǎn)燃、易熄滅）、無(wú)渣無(wú)

19、塵、清潔衛(wèi)生。 第三，固體煤中含有硫、氮等雜質(zhì)，直接燃煤，會(huì)產(chǎn)生大量二氧化硫、氮氧化物（NOx）、粉塵，造成大氣污染，住宅環(huán)境、居室空氣的污染則更嚴(yán)重。,2.推廣使用天然氣（相對(duì)于管道煤氣和液化氣）為什么是城市燃?xì)獾陌l(fā)展方向？,管道煤氣是一種清潔燃料，然而這是相對(duì)于住宅、居室環(huán)境而言的，從城市大環(huán)境看，并沒(méi)有改善城市大氣的污染程度。原因很簡(jiǎn)單，制造煤氣要燃煤，使用煤氣沒(méi)有降低城市的煤炭消耗量，原來(lái)一家一戶煤球爐的廢氣僅僅變成由數(shù)家煤氣廠排放而已。液化氣是發(fā)熱量最高的優(yōu)質(zhì)清潔燃料，但液化氣使用不便，且要消耗寶貴的石油資源，天然氣則是一種既有管道煤氣的方便，又有液化氣無(wú)毒、發(fā)熱量高的優(yōu)點(diǎn)且不易爆的

20、燃料，所以，推廣使用天然氣是城市燃?xì)猱a(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。,想一想1.工業(yè)上常用把煤塊粉碎、液體燃料噴成霧狀，而使燃料充分燃燒，這種方法是否適合家用？ 2.從能量守恒的角度看，把煤加工成煤氣，是否能增加煤的發(fā)熱量？,1.不適合 2.不能,四、新能源的開發(fā)及限制,1.燃料電池，2.氫能， 3.太陽(yáng)能， 4.風(fēng)能，生物能、核能、地?zé)崮?、潮汐能?謝謝！,新課標(biāo)人教版化學(xué)選修4,第一章 化學(xué)反應(yīng)與能量,第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算,H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) H1=-241.8kJ/mol 那么，H2的燃燒熱H究竟是多少？如何計(jì)算？ 已知： H2O(g)=H2O(l) H2=-44kJ/mol

21、H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H=H1+H2=-285.8kJ/mol,下列數(shù)據(jù)H1表示燃燒熱嗎？why,判斷,小組討論匯報(bào),任務(wù),如何測(cè)出這個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)熱： （1）C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H1=?,C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H1=? CO(g)+1/2O2(g)= CO2(g) H2=-283.0kJ/mol C(s)+O2(g)=CO2(g) H3=-393.5kJ/mol, + = ， 則 H1 + H2 =H3 所以， H1 =H3- H2 =-393.5kJ/mol+ 283.0kJ/mol=-110.5kJ/mol,應(yīng)用了什么規(guī)律？,蓋斯定律？,蓋斯？,不管化學(xué)反應(yīng)是分一步完成或分