第一章-热化学与能量转化省名师优质课赛课获奖课件市赛课百校联赛优质课一等奖课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,第一章 热化学与能源,1/88,1,研究化学反应经常碰到问题,1.,化学反应能否自发进行？,2.,反应进行速率有多大？,3.,反应进行极限,(,化学平衡,),。,4.,反应中能量改变,(,热化学,),。,5.,反应是怎样进行,(,反应机理,),？,2/88,2,第一章热化学与能源,基 本 内 容,3.,说明化学反应中质量关系和能,量关系。,1.,阐述化学中计量,，,以巩固高中,化学中相关概念,;,2.,引入化学计量数,，,反应进度,，,状,态函数,标准态和反应焓变等重,要概念,;,3/88,3,会应用热化学方程式和物质标准摩尔生成焓计算标准摩尔反应焓变,。,基 本 要 求,第一章热化学与能源,4/88,4,第一章热化学与能源,1-1,反应热测量,1-2,反应热理论计算,目 录,1-3,能源及其有效与清洁,利用,5/88,5,第一节,反应热测量,6/88,6,1-1-1,基本概念,1,、系统与环境,1,、定义,系统,:,所需研究那部分物质或空间。,环境,:,体系之外与体系有一定联络,其它物质或空间。,体系,环境,物质,能量,7/88,7,2,、分类,依据系统与环境之间联络，把系统分为三种类型：,敞开系统,系统与环境之间，现有物质传递又有能量交换。,封闭系统,系统与环境之间，没有物质传递而只有能量交换。,隔离系统,(,孤立系统,),系统与环境之间，既没有物质传递也没有能量传递,。,8/88,8,封闭系统,三种热力学系统：,孤立系统,孤立系统,是一个科学抽象,对于科,学研究有主要意义,.,敞开系统,9/88,9,2,、聚集体和相,自然界中物质展现聚集状态，熟知有气态，液态和固态，另外还有等离子体态，超高温下地壳内部状态等。,任一聚集状态内部物理及化学性质均匀部分称为,相,。,比如，有两种气体组成混合物，在低压及中压下只有一个相，但在高压下，气体可能分层，有界面，且该界面两边气体性质发生突变，实为两个相，但这个体系却只有一个聚集态,气态。,10/88,10,又如，不形成固溶体三种不一样物质固体混合物，体系只存在一个聚集态,固态，但不论将他们研磨怎样细微，混合怎样均匀，依然是三相混合物。,所以处于同一相中物质一定处于同一聚集态，而处于同一聚集态物质不一定是处于同一相中。,液体，不分层为一相，分几层为几相；,固体，有几个固体为几相。,11/88,11,思索,：,1)101.325kPa,，,273.15K(0,C,),下，,H,2,O(,l,),H,2,O(,g,),和,H,2,O(,s,),同时共存时系统中相数为多少。,2)CaCO,3,(,s,),分解为,CaO(,s,),和,CO,2,(,g,),并到达平衡系统中相数。,12/88,12,1.,状态：,表征体系性质物理量所确定体系存在形式。,由,p、V、T、n,等物理量所确定下来体系存在形式称为体系状态,3,、状态及状态函数,对一系统，各种性质都有确定数值，该系统状态便被确定；反之，当系统状态已确定时，该系统各种性质也必都有确定值。,13/88,13,2.状态函数：,确定体系状态宏观性质物理量称为状态函数,如 物质量、压力、体积、温度,3.状态函数特点：,(1),体系状态一确定，各状态函数都有确定值。,(2),体系状态发生改变时,各状态函数改变量，只与始态和终态相关,与改变路径,无关。,14/88,14,(3),描述体系所处状态各状态函数之间是有联络。,理想气体,T,=280K,理想气体,T,=300K,理想气体,T,=350K,T,=350K-300K=50K,15/88,15,P,3,=303.9kPa,T,3,=473K,V,3,=0.845m,3,p,1,=101.3kPa,T,1,=373K,V,1,=2m,3,p,1,=202.6kPa,T,1,=373K,V,1,=1 m,3,（,I）,加 压,（II）,加压、升温,减压、降温,始,态,终 态,图,1-1,理想气体两种不一样改变过程,即：,X,=,X,2,-X,1,16/88,16,广度性质和强度性质,状态函数可分为两类：,广度性质：,其量值含有,加和性，,如体积、质量等,。,强度性质：,其量值,不含有加和性，,如温度、压力等。,思索,：,力和面积是什么性质物理量？它们商即压强,(,热力学中称为压力,),是强度性质物理量。由此能够得出什么结论？,推论,：,摩尔体积,(,体积除以物质量,),是什么性质物理量？,力和面积都是广度性质物理量。结论是两个广度性质物理量商是一个强度性质物理量。,17/88,17,4,、过程与路径,1.,过程:,体系状态改变过程,T,一定,T=0,(等温过程),p,一定,p=0,(恒压过程),V,一定,V=0,(恒容过程),体系与环境间无热交换,Q0(,绝热过程),2.路径：,完成过程详细步骤称为路径 状态1 状态2：,路径不一样，,状态函数改变量相同；,18/88,18,298,K，101.3 kPa,298,K，506.5 kPa,375,K，101.3 kPa,375,K，506.5 kPa,恒温过程,路径(,II),恒压过程,路径,(,I),恒温过程,(,I),恒压过程,(,II),实,际,过,程,图,1-2,实际过程与完成过程不一样路径,19/88,19,化学反应,c,C+,d,D,=,y,Y+,z,Z,移项,0=-,c,C-,d,D+,y,Y+,z,Z,令,-,c,=,C,、,-,d,=,D,、,y,=,Y,、,z,=,Z,0,B,B,B,可简化写出化学计量式通式：,得,0=,C,C+,D,D+,Y,Y+,Z,Z,B,表示反应中物质化学式，,B,是,B,化学计量数。,化学计量数,(,),5,、化学计量数和反应进度,20/88,20,对于同一个化学反应，化学计量系数与化学反应方程式写法相关。比如，合成氨反应写成：,要求，反应物化学计量数为负，,产物化学计量数为正。,21/88,21,N,2,+3H,2,=2NH,3,0=-N,2,-3H,2,+2NH,3,=,(N,2,)N,2,+,(H,2,)H,2,+,(NH,3,)NH,3,N,2,、,H,2,、,NH,3,化学计量数,(N,2,)=,-1,、,(H,2,)=,-3,、,(NH,3,)=,2,表明反应中每消耗,1mol N,2,和,3mol H,2,生成,2mol NH,3,例,22/88,22,若写作：,1/2N,2,(g)+3/2H,2,(g)=NH,3,(g),则,v,（,N,2,）,=,1/2,，,v,（,H,2,）,=,3/2,，,v,（,NH,3,)=1,而对其逆反应：,2 NH,3,(g)=N,2,(g)+3H,2,(g),则,v,（,N,2,）,=1,，,v,（,H,2,）,=3,，,v,（,NH,3,）,=,2,23/88,23,反应进度,0,B,B,B,对于化学计量方程式,d,=,B,-1,d,n,B,n,B,B,物质量,单位为,mol,B,为,B,化学计量数,即反应系统中任一反应物或生成物在反应过程中物质量改变,(,n,B,),与该物质计量系数,(,B,),商就是反应进度,(,),。,24/88,24,反应进度,对于有限改变，改写为,=,B,-1,n,B,开始时,0,=0,、,n,B,(,0,),，积分到,时、,n,B,(,),得：,(,-,0,)=,n,B,(,)-,n,B,(,0,),B,则,=,n,B,(,)-n,B,(,0,),B,n,B,=,B,25/88,25,例,反应：,N,2,+3H,2,=2NH,3,N,2,、,H,2,、,NH,3,化学计量数,(N,2,)=,-1,、,(H,2,)=,-3,、,(NH,3,)=,2,当,0,0,时,若有足够量,N,2,和,H,2,、,n,(NH,3,),0,依据,、,n,B,/,B,n(,N,2,)/mol,n(,H,2,)/mol,n(,NH,3,)/mol,/mol,0,0,0,0,-,-,1,-1,-3,2,1,-2,-6,4,2,12,12,32,26/88,26,n(,N,2,)/mol,n(,H,2,)/mol,n(,NH,3,)/mol,/mol,0,0,0,0,-,-,1,-1,-3,2,1,-2,-6,4,2,12,32,对同一化学反应方程式，,反应进度,(,),值与,选取反应式中何种物质量改变,进行计算无关。,例,反应：,N,2,+3H,2,=2NH,3,12,27/88,27,注意,:,同一化学反应假如化学反应方程式写法,不一样（亦即,B,不一样），相同反应进度时,对应各物质量改变会有区分。,比如：当,=1mol,时,反应方程式,N,2,+H,2,=NH,3,N,2,+3H,2,=2NH,3,n,(N,2,)/mol,-,-1,n,(H,2,)/mol,-,-3,n,(NH,3,)/mol,1,2,12,12,32,32,28/88,28,1-1-2,反应热测量,(heating effect measurement),1,热效应测量原理,29/88,29,计算公式：,q,c,s,m,s,(T,2,-T,1,),c,s,m,s,T,=,C,S,T,2,测量装置,氧弹式量热计,(calorimeter),30/88,30,31/88,31,3.,测量方法与步骤：,准确称量反应物,(,固态或液态）装入钢弹,内，通入氧气，密封,;,将钢弹安放在一钢质容器中，向容器内加入,足够已知质量水，使钢弹淹没，钢弹与,环境绝热,;,准确测定系统起始温度,(T,1,);,电火花引发反应，测量系统,(,包含钢弹及内,部物质、水和金属容器等,),终态温度,(T,2,),。,32/88,32,C,叫做量热计常数,（,calorimeter constant,）,为弹液,(,如水,),和热量计部件,(,如杯体，钢弹,温度计,搅拌棒和引燃丝等,),热容之和,.(,比如盛水,g,弹式热量计常数为,10.1 kJK,-1,),4.,计算：,q,-q(H,2,O)+q,b,-C(H,2,O)T+C,b,T,-CT,33/88,33,例,1:,将,0.500g N,2,H,4,(,l,),在盛有,1210g H,2,O,弹式量热计钢弹内完全燃烧尽。系统温度由,293.18K,升至,294.82K,。已知钢弹组件在试验温度时总热容为,848 JK,-1,。计算此条件下联氨完全燃烧所放出热量。,解：,Q=-(C,H,2,O,+Cb)T,=-(4.181210+848)(294.82-293.18)=-9690(J),显然，此热量与所用反应物质量相关，,-9690J,是对,0.500g N,2,H,4,(,l,),而言，若以,1 mol N,2,H,4,(,l,),计，则可乘以,N,2,H,4,摩尔质量，即：,Q=-9690/0.50032=-60 Jmol,-1,34/88,34,第二节,反应热理论计算,35/88,35,1-2-1,热力学第一定律,热力学第一定律,（能量守恒定律,）,“在任何过程中，能量既不能创造，也不能毁灭，只能从一个形式转化为另一个形式。”,基本概念：热力学能、热和功。,36/88,36,符号：,U,，,单位：,kJ,、,J,。,U,是状态函数；,无绝对数值；,U,=,U,(,终态,),U,(,始态,),其值与,n,成正比。,包含分子平动能、,分子振动能、分子,转动能、电子运,动能、核能等,即内能,系统内部能量总和。,热力学能,(,以往称内能,),37/88,37,热,(,Q,),：体系和环境之间因温度不一样而传递或交换能量形式。,功和热,是体系状态发生改变时，体系和环境传递或交换能量两种形式。,符号：,Q,，,注意,热不是状态函数,单位为,J,、,kJ,体系吸热，,Q,0,；体系放热，,Q,0,W,0,H,0,放热,反应：,Q,p,0,H,0,如：,2,H,2,(g,)+,O,2,(g),2H,2,O(l),H,Q,p,=-571.66kJmol,-1,H,2,(g),+,O,2,(g),H,2,O(l),H,Q,p,=-285.83kJmol,-1,12,47/88,47,定容反应热与定压反应热关系,已知定容反应热：,Q,V,=,U,；,定压反应热：,Q,p,=,U,p,+p,(,V,2,V,1,),等温过程，,U,p,U,V,，,则：,Q,p,Q,V,=,n,2,(g),RT,n,1,(g),RT,=,n,(g),RT,对于理想气体反应，有：,对于有凝聚相参加理想气体反应，因为凝聚相相对气相来说，体积能够忽略，所以在上式中，只需考虑气体物质量。,H,U,=,Q,p,Q,V,=,p,(,V,2,V,1,),48/88,48,思索,：若反应,C(,石墨,)+O,2,(g)CO,2,(g),Q,p,m,为,393.5kJmol,1,，则该反应,Q,V,m,为多少？,该反应,n,(g)=0,，,Q,V,=,Q,p,所以,对于没有气态物质参加反应或,n,(g),=0,反应，,Q,V,Q,p,对于有气态物质参加反应，且,n,(g),0,反应，,Q,V,Q,p,49/88,49,表示化学反应与热效应关系方程式,r,H,m,摩尔反应焓变,r,H,m,=-,241.82,kJmol,-1,H,2,(g)+,O,2,(g),H,2,O(,g,),298.15K,100kPa,如,12,表示在,298.15K,、,100kPa,下，当反应进度,=1mol,时,(1mol H,2,(g),与,mol O,2,(g),反应，,生成,1molH,2,O(g),时,),，放出,241.82kJ,热量。,12,4,热化学方程式,50/88,50,热化学方程式,注意：,1.注明反应温度、压力等。,2.注明各物质聚集状态。,3.,注明反应热效应。,如,r,H,m,=-,241.82,kJmol,-1,H,2,(g)+,O,2,(g),H,2,O(,g,),298.15K,100kPa,12,51/88,51,注明各物质聚集状态，聚集状态不一样，热效应不一样。,52/88,52,5.,正,、,逆反应,Q,p,绝对值相同,符号相反。,HgO(s),Hg(l)+O,2,(g),r,H,m,=,90.83,kJmol,-1,12,Hg(l)+O,2,(g),HgO(s),r,H,m,=,-90.83,kJmol,-1,12,4.,同一反应,反应式系数不一样,r,H,m,不一样,。,r,H,m,=,-,483.64,kJmol,-1,2,H,2,(g)+O,2,(g),2,H,2,O(,g,),r,H,m,=-,241.82,kJmol,-1,H,2,(g)+,O,2,(g),H,2,O(,g,),298.15K,100kPa,12,53/88,53,在恒温恒压或恒温恒容条件下，体系不做非体积功，则反应热只取决于反应始态和终态，而与改变过程详细路径无关。,即化学反应焓变只取决于反应始态和终态，而与改变过程详细路径无关。,Q,V,=U=U,2,-U,1,5,盖斯,(Hess),定律,54/88,54,C(s)+O,2,(g),r,H,m,CO(g)+O,2,(g),12,H,1,H,2,CO,2,(g),r,H,m,=,H,1,+,H,2,应用盖斯定律不但可计算一些恒压反应热，而且可计算难以或无法用试验测定反应热。,H,1,=,r,H,m,-,H,2,=(-393.51)-(282.98)kJmol,-1,=-110.53 kJmol,-1,依据盖斯定律，若化学反应能够加和，则其反应热也能够加和。,55/88,55,推理：任一化学反应能够分解为若干最基本反应,（生成反应）,，这些,生成,反应反应热之和就是该反应反应热。,如：,AB+CD=AC+BD ,H,A+B,=,AB ,H,1,;,C+D,=,CD ,H,2,;,A+C,=,AC,H,3,;,B+D,=,BD,H,4,。,则：,H,=,H,4,+,H,3,-,H,1,-,H,2,即,:,r,H=,i,r,H,i,56/88,56,例,2,：,已知：,C,（,s,）,+O,2,（,g,）,CO,2,（,g,）,=-393.5kJ,.,mol,-1,CO,(g,),+,O,2(g),CO,2(g,),=-,283.0kJ,.,mol,-1,问,:C,(s),+,O,2(g),CO,(g),=?,解,:,按盖斯定律,=,(-393.5)-(-283.0)kJ,.,mol,-1,=,-110.5kJ,.,mol,-1,H,m1,H,m2,H,m3,H,m3,57/88,57,1-2-3,反应标准摩尔焓变计算,标准,(,状,),态,（,1,）,气体物质标准态是在标准压力,(,P,=100.00kPa),时,(,假想,),理想气体状态,;,（,2,）溶液中溶质,B,标准态是,:,在标准压力,p,时标准质量摩尔浓度,b,=1.0mol,.,kg,-1,(,近似为,1molL,-1,),时理想溶液,;,（,3,）液体或固体标准态是,:,在标准压力,p,时纯液体或纯固体。,标准态对,温度,没有要求，,不一样温度,下有,不一样标准态,58/88,58,在指定温度,T,及标准状态下，由最稳定纯态单质生成单位物质量某物质时反应焓变,(,即恒压反应热,),称为,该物质标准摩尔生成焓,符号：,f,H,m,(B,，,T),，,单位,:,kJ,mol,-1,。,f,H,m,0,，吸热。,标准摩尔生成焓,f,H,m,59/88,59,标准摩尔生成焓,2.,f,H,m,代数值越小,化合物越稳定。,3.,必须注明温度，若为,298.15,K,时可省略。,1.,最稳定纯态单质,f,H,m,=0,如,f,H,m,(,石墨,)=0,。,注意：,高温时分解,-157.3,CuO(s),加热不分解,-635.09,CaO(s),稳定性,f,H,m,/(kJmol,-1,),物质,60/88,60,因为,Q,P,=,H,所以恒温恒压条件下反应热可表示为反应焓变,:,r,H,(T);,反应系统,n,B,确定为,1mol,时,反应热称为反应摩尔焓变,:,r,H,m,(T),；,在标准状态下摩尔焓变称反应标准摩尔焓变,:,r,H,m,(T),反应标准摩尔焓变,r,H,m,(T),61/88,61,比如,:C,(,石,),+O,2(g),CO,2(g),r,H,m,其中,C,(,石,),为碳参考态元素,O,2(g),为氧参考态元素,此反应是生成反应。所以此反应焓变即是,CO,2,（,g,）,生成焓：,r,H,m,(T),(T),=,f,H,m,(,CO,2,g,T),*参考态元素通常指在所讨论温度和压力下最稳定状态单质。也有例外,.,如,:,石墨,(C),白磷,(P),。,62/88,62,标准摩尔焓变计算,以乙炔完全燃烧反应为例,:,C,2,H,2,（,g,）,+5/2O,2,（,g,）,2CO,2,（,g,）,+H,2,O,（,l,）,可将此反应分解为四个生成反应：,2C+H,2,（,g,）,C,2,H,2,（,g),r,H,m1,(T)=,f,H,m,(C,2,H,2,T),O,2(g),O,2,（,g,）,r,H,m2,(T)=,f,H,m,(O,2,T),C,(S),+O,2,（,g,）,CO,2,（,g),2,r,H,m3,(T)=2,f,H,m,(CO,2,T),反应标准摩尔焓变计算,63/88,63,H,2(g),+O,2(g),H,2,O,(l),r,H,m4,(T)=,f,H,m,(H,2,O,l,T),依据盖斯定律,：,r,H,m,(T)=,i,f,H,mi,(T),有,:,r,H,m,=2,f,H,m3,+,f,H,m4,-,f,H,m1,-,f,H,m2,通式：,r,H,m,(T)=,B,B,f,H,mB,(T),64/88,64,例,3,用生成焓计算反应,标准摩尔反应焓。,【,解,】,依据盖斯定律，设计以下路径：,65/88,65,解：利用盖斯定律，先设计该反应热化学循环过程：,CaO(s)+H,2,O(l)Ca(OH),2,(s),H,3,H,2,+,Ca(s)+1/2O,2,(g),H,2,(g)+1/2O,2,(g),H,298.15,+H,1,+H,2,=H,3,H,298.15,H,298.15,=H,3,H,1,+H,2,=H,f,(Ca(OH),2,s)-H,f,(CaO,s)+H,f,(H,2,O,l),=(-986.17)-(-635.13)+(-285.83),=-65.21 kJ.mol,-1,例,4,：已知恒压反应,CaO(s)+H,2,O(l)Ca(OH),2,(s),，求此反应标准反应热（即标准焓变）,H,1,66/88,66,结论：对普通反应,67/88,67,标准摩尔反应焓变计算,化学反应标准摩尔反应焓变等于生成物标准摩尔生成焓总和减去反应物标准摩尔生成焓总和。,化学反应：,c,C+,d,D=,y,Y+,z,Z,(,任一物质均处于温度,T,标准态,),r,H,m,=y,f,H,m,(Y)+z,f,H,m,(Z),-c,f,H,m,(C)+d,f,H,m,(D),r,H,m,=,i,f,H,m,(,生成物),+,i,f,H,m,(,反应,物),计算时,注意系数和正负号,68/88,68,计算时,注意系数和正负号,计算恒压反应,:,4NH,3,(g)+5O,2,(g),4NO(g)+6H,2,O(g),r,H,m,例,5,解：,4NH,3,(g)+5O,2,4NO+6H,2,O(g),f,H,m,/kJmol,-1,-46.11,0,90.25 -241.82,r,H,m,=,4,f,H,m,(NO,g)+,6,f,H,m,(H,2,O,g),-,4,f,H,m,(NH,3,g)+,5,f,H,m,(O,2,g),=,4(90.25)+6(-241.82)-4(-46.11),kJmol,-1,=-,905.48,kJmol,-1,69/88,69,(,r,H,m,),3,=2(,r,H,m,),2,=-22.6,kJmol,-1,反应,r,H,m,/,kJmol,-1,序号,2Cu,2,O(s)+O,2,(g),4CuO(s),-292,CuO(s)+Cu(s),Cu,2,O(s),-11.3,计算,f,H,m,(CuO,s),。,例,6,解,:(2),式,2=3,式,2CuO(s)+2Cu(s),2Cu,2,O(s),(3),式,+(1),式,=4,式,2Cu(s)+O,2,(g),2CuO(s),(,r,H,m,),4,=(,r,H,m,),3,+(,r,H,m,),1,=-314.6,kJmol,-1,2 2,(,r,H,m,),4,-314.6 kJmol,-1,f,H,m,(CuO,s)=,=-157.3kJmol,-1,70/88,70,例,7.,计算联氨,(N,2,H,4,),在空气中完全燃烧时反应标准摩尔焓变,r,H,m,（,298.15K),。,=0+2(-285.83)-50.63-0kJ.mol,-1,=-622.3kJ.mol,-1,解：,71/88,71,例,8,：计算反应,Zn(S)+Cu,2+,(aq),Zn,2+,(aq)+Cu(S),标准摩尔焓变。,解：,Zn(S)+Cu,2+,(aq),Zn,2+,(aq)+Cu(S),f,H,m,/kJ.mol,-1,0 64.77 -153.89 0,(-153.89)+0-0-64.77kJ.mol,-1,-218.66 kJ.mol,-1,72/88,72,注 意,1,f,H,mB,(298.15K),是热力学基本数,据，可查表。单位：,kJ,.,mol,-1,2,r,H,m,(T),r,H,m,(298.15K),；,3 C,（石）,、,H,2,（,g,）,、,O,2,（,g,）,皆为参考态元,素。参考态元素标准摩尔生成焓,为零。如：,f,H,m,(O,2,g)=0,4,因为,f,H,mB,与,n,B,成正比，在进行计,算时,B,化学计量数,B,不可忽略。,73/88,73,讨论：,f,H,m,与,r,H,m,区分与联络,f,H,m,r,H,m,f,H,m,r,H,m,74/88,74,小结：,U=q+w (,封闭系统,),U=q,v,（定容，,w,0,）,H=q,p,（定压，,w,0),标准摩尔生成焓,f,H,m,处于标准压力下稳定单质生成标准压力下,1mol,纯物质反应焓叫做物质标准摩尔生成焓。,反应标准摩尔焓变,r,H,m,由标准摩尔生成焓计算反应标准摩尔焓变公式为,75/88,75,课堂练习：,P43,，,1,、,2,、,P44,，,3,、,P45,，,8,、,9,作业：,P44,，,4,、,5,P45,，,11,，,13,，,15,76/88,76,例,1,：已知,298.15K,时以下各反应焓变值：,C,（石墨）,+O,2,（,g,）,CO,2,(g)H,1,=-393.5 kJ.mol,-1,H,2,(g)+1/2O,2,(g)H,2,O(l)H,2,=-285.83kJ.mol,-1,C,3,H,8,(g)+5O,2,(g)3CO,2,(g)+4H,2,O(l),H,3,=-2220.07 kJ.mol,-1,，计算以下反应焓变。,3C,（石墨）,+4H,2,(g)C,3,H,8,(g),；,H=,？,提醒：,H=,（,H,1,3,）,+,（,H,2,4,）,+,（,-H,3,）,77/88,77,(1)C,（石墨）,+O,2,（,g,）,CO,2,(g),3,(2)H,2,(g)+1/2O,2,(g)H,2,O(l),4,(3)C,3,H,8,(g)+5O,2,(g)3CO,2,(g)+4H,2,O(l),-1,3C,（石墨）,+4H,2,(g)C,3,H,8,(g),；,+,H=,（,H,1,3,）,+,（,H,2,4,）,+,（,-H,3,）,=,（,-393.5,）,3+(-285.83),4+-(-2220.07),=-103.8kJ.mol,-1,78/88,78,例,2,：已知恒压反应：,2Al(s)+Fe,2,O,3,(s),Al,2,O,3,(s)+2Fe(s),，求此反应标准反应热（即标准焓变），并判断此反应是吸热还是放热反应。,解：,2Al(s)+Fe,2,O,3,(s)Al,2,O,3,(s)+2Fe(s),H,f,0 -824.3 -1675 0,/,（,kJ.mol,-1,）,H,298.15,=H,f,(Al,2,O,3,s)+2H,f,(Fe,s),-H,f,(Fe,2,O,3,s)+2H,f,(Al,s),=(-1675)+2*0 kJ.mol,-1,-(-824.3)+2*0 kJ.mol,-1,=-850.7 kJ.mol,-1,0,，,故可判断此反应为放热反应。,79/88,79,例,3,：依据以下反应反应热，求,298.15K,时,AgCl,生成焓,H,f,(AgCl,s),Ag,2,O(s)+2HCl(g)=2AgCl(s)+H,2,O(l)H,1,=-324.9 kJ.mol,-1,(2)2Ag(s)+1/2O,2,(g)=Ag,2,O(s)H,2,=-30.57kJ.mol,-1,(3)1/2H,2,(g)+1/2Cl,2,(g)=HCl(g)H,3,=-92.31 kJ.mol,-1,（,4,）,H,2,(g)+1/2O,2,(g)=H,2,O(l)H,4,=-285.84 kJ.mol,-1,80/88,80,解：,AgCl,生成反应：,Ag(s)+1/2Cl,2,(g)=AgCl(s),该反应式等于：,1/2,（,1,）,+1/2,（,2,）,+,（,3,）,-1/2,（,4,）故：,H,f,(AgCl,s)=1/2H,1,+1/2H,2,+H,3,-1/2H,4,=1/2(-324.9)+1/2(-30.57)+(-92.31)-1/2(-285.84)kJ.mol,-1,=-127.1 kJ.mol,-1,81/88,81,第三节 能源及其有效与清洁利用,82/88,82,能源是指能提供能量源泉或资源。人类文明始于火使用，燃烧现象是人类最早化学实践之一，燃烧把化学与能源紧密地联络在一起。人类巧妙地利用化学改变过程中所伴随能量改变，创造了五光十色物质文明。,当代社会生产和生活离不开能源。能源既是工农业生产中必需物质基础，也是人类赖以生存物质条件之一。伴随社会发展，能源供需之间将会出现越来越尖锐矛盾。所以，怎样节约能源，研究和发展利用新能源，就引发了世界范围内极大关注。,83/88,83,一,.,能源分类及消费情况,84/88,84,能源消费结构及其改变情况：,85/88,85,二,.,煤、石油和天然气,三,.,能源开发,新能源,2.,氢能：,是一个理想最有前途二次能源，特点是热值高（为煤,6,倍左右）；原料是水，资源用之不尽；无污染。,煤、石油和天然气是当今人类利用得最为普遍，最为广泛能源，因而也是与我们当前生活、生产关系最为亲密，影响最大能源。,r,H,m,-286kJ.mol,-1,最理想制取氢气方法是用太阳能分解水，关键是寻找适合紫外光分解水催化剂，,21,世纪可能会有重大突破。当前用过渡金属化合物储氢，寻找更有效储氢方法是氢能成功利用主要课题。,1.,能源开发与可连续发展,86/88,86,3.,太阳能,太阳能是指太阳辐射能，是地球上最根本、最丰富能源。煤、石油中化学能是由太阳能转化而成，风能、生物能、海洋能等其实也都来自太阳能。太阳能是非常巨大。太阳能利用难题是能量密度较低，太阳能搜集与转换是关键课题。,光转变为热能（经过集热器进行光热转换）；光转变为电能（经过太阳能电池进行光电转换）；光转变为化学能（光解制氢与氧）。,另外，核能、地热能、生物能、潮汐能、风能等也是当前清洁新能源开发研究领域。,当前利用方式有三种：,87/88,87,氢能、太阳能、核能、生物质能是当前重点开发新能源。,太阳能光解制氢及高性能储氢合金研究是当前焦点与热点。,4.,新能源开发重点与热点,88/88,88,