化学反应与能量转化PPT精品课件

一、反应热化学反应过程中所释放或吸收的能量，都可以用热量(或换算成相应的热量)来描述，叫做反应热，又称为焓变，符号用ΔH表示，单位采用kJ·mol－1(或kJ/mol)，计算方法有两种：1．用生成物总能量减去反应物总能量(ΔH＝H生成物－H反应物)2．用反应物总键能减去生成物总键能(ΔE＝E反应物－E生成物)计算时要考虑晶体类型及化学键数，如1mol白磷中磷磷键为6mol。放热反应吸热反应定义放出热量的化学反应吸收热量的化学反应形成原因反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量与化学键强弱关系生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子断裂时吸收的总能量生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断裂时吸收的总能量表示方法ΔH<0ΔH>0图示中学所学的很多反应是放热反应(燃烧反应、中和反应等大多数反应)，吸热反应较少。常见的吸热反应有：①大多数分解反应；②铵盐参与的大多数反应；③以H2、CO、C为还原剂的反应。常见的放热反应有：①大多数化合反应；②燃烧反应；③酸碱中和反应；④金属与酸的反应。二、热化学方程式书写要点：1．反应物和生成物的状态(热化学方程式中不用“↑”和“↓”)。2．ΔH只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边，以空格隔开。ΔH的单位总是kJ/mol。3．热化学方程式中的化学计量数只代表物质的量，故可以是整数，也可以是分数。方程式中化学计量数必须与反应热相对应。4．要注明反应温度和压强(如果是101kPa和25℃，则可不特别注明)。5．热化学方程式像一个代数式一样具有加和性。三、盖斯定律化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关，而与反应途径无关，即化学反应不管是一步还是分步完成，其反应热是相同的，即一个反应若分几步进行，各步反应的热效应的代数和与这个反应由一步完成时的热效应相同。如图所示。四、燃烧热和中和热1．燃烧热：在101kPa和25℃时，1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量叫做燃烧热。完全燃烧生成稳定的氧化物指物质中下列元素完全转化为对应的物质：C―→CO2(g)，H―→H2O(l)，S→SO2(g)等。可燃物完全燃烧放出的热量的计算方法为Q放＝n(可燃物)×ΔHc，式中：Q放为可燃物燃烧反应放出的热量，n为可燃物的物质的量，ΔHc为可燃物的燃烧热。2．中和热(1)概念：酸跟碱发生中和反应而生成1molH2O所放出的热量叫中和热。(2)对于强酸和强碱的稀溶液反应，其中和热基本上是相等的，表示为：H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)　ΔH＝－57.3kJ/mol。(3)对于强酸和弱碱或弱酸和强碱的稀溶液反应，中和热一般低于57.3kJ/mol，因为弱电解质的电离是吸热的。(4)中和反应的实质是H＋和OH－化合生成H2O，若反应过程中有其他物质生成(如生成不溶性物质或难电离的其他物质等)，这部分反应热不在中和热内。五、使用化石燃料的利弊及新能源的开发1．燃料充分燃烧的条件(1)足够的空气；燃料与空气有足够大的接触面积(块状固体需要粉碎处理)。燃料不充分燃烧，会造成浪费能源，污染环境。(2)重要的化石燃料：煤、石油、天然气。2．煤作燃料的利弊问题(1)煤是重要的化工原料，把煤作燃料简单烧掉太可惜，应该综合利用。(2)煤直接燃烧时产生SO2等有毒气体和烟尘，对环境造成严重污染。(3)煤作为固体燃料，燃烧反应速率小，热利用效率低，且运输不方便。(4)可以通过清洁煤技术，如煤的液化和气化，以及实行烟气净化脱硫等，大大减少燃煤对环境造成的污染，提高煤燃烧的热利用率。3．新能源的开发(1)调整和优化能源结构，降低燃煤在能源结构中的比率，节约油气资源，加强科技投入，加快开发水电、核电和新能源等显得尤为重要和迫切。(2)最有希望的新能源是太阳能、燃料电池、风能和氢能等。这些新能源的特点是资源丰富，且有些可以再生，为再生性能源，对环境没有污染或污染少。已知充分燃烧ag乙炔(C2H2)气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量bkJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是(　　)A．2C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－4bkJ·mol－1B．C2H2(g)＋O2(g)=2CO2(g)＋H2O(l)ΔH＝2bkJ·mol－1C．2C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－2bkJ·mol－1D．2C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝bkJ·mol－1A热化学方程式书写正误的判断根据题给条件，乙炔燃烧生成1molCO2时放出bkJ热量，则生成4molCO2时放出4bkJ热量，生成2molCO2时放出2bkJ热量。放热反应ΔH为负。故B、C、D中ΔH均错误。A1.在101kPa时燃烧1t含FeS2质量分数为70%的黄铁矿生成固态Fe2O3和气态SO2，放出4.98×106kJ的热量，表示上述反应的燃烧热的热化学方程式正确的是()题目要求书写表示燃烧热的热化学方程式，燃烧热的定义是“1mol物质完全燃烧……”所以排除A、C选项，燃烧是放热反应，所以ΔH应小于0。B2.化学反应N2＋3H2=2NH3的能量变化如图所示，该反应的热化学方程式是()A．N2(g)＋3H2(g)=2NH3(l)　ΔH＝2(a—b—c)kJ/molB．N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)　ΔH＝2(b—a)kJ/molC.N2(g)＋H2(g)=NH3(l)ΔH＝(b＋c—a)kJ/molD.N2(g)＋H2(g)=NH3(g)ΔH＝(a＋b)kJ/mol化学键的断裂要吸热，化学键的形成要放热。A反应热大小比较在同温同压下，下列各组热化学方程式中，ΔH2>ΔH1的是(　　)A．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)　ΔH12H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)　ΔH2B．S(g)＋O2(g)=SO2(g)　ΔH1S(s)＋O2(g)=SO2(g)　ΔH2C．H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)　ΔH1H2(g)＋Cl2(g)=HCl(g)　ΔH2D．C(s)＋O2(g)=CO(g)　ΔH1C(g)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH2BC同一种物质在不同状态时的能量不同，一般地，气态>液态>固态。A项，产物H2O的状态不同，放出的热量：反应1<反应2，放热反应ΔH为负值，所以ΔH1>ΔH2；B项，反应物S的状态不同，放出的热量：反应1>反应2，放热反应ΔH为负值，所以ΔH1<ΔH2；C项，放出的热量：反应1＝2反应2，ΔH1<ΔH2；D项，反应1为1molC不完全燃烧，反应2为1molC完全燃烧，放出的热量：反应1<反应2，ΔH1>ΔH2。BC1.灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。已知：下列说法正确的是()A．ΔH1＞ΔH2B．锡在常温下以灰锡状态存在C．灰锡转化为白锡的反应是放热反应D．锡制器皿长期处于低于13.2℃的环境中，会自行毁坏D由盖斯定律，②－①得，ΔH3＝ΔH2—ΔH1＝＋2.1kJ/mol。因此，AC均错。由③可知，B错。在低于13.2℃的环境中，锡容易变成粉末状的灰锡，锡制器皿会自行毁坏。　2.在25℃、10kPa下，白磷(化学式为P4)、红磷(化学式为P)燃烧的热化学方程式分别为：P4(s)＋5O2(g)=P4O10(s)　ΔH＝－3093.2kJ·mol－1①4P(s)＋5O2(g)=P4O10(s)　ΔH＝－2954.0kJ·mol－1②由此判断下列说法正确的是()A．由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷能量比白磷高B．由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷能量比白磷低C．由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷能量比白磷高D．由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷能量比白磷低D分析两个热化学方程式，放出的热量：①>②，产物相同，所以①中反应物，即白磷能量较高，红磷转化为白磷为吸热反应。已知：①2C(s)＋O2(g)=2CO(g)　ΔH1＝－221.0kJ/mol；②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)　ΔH2＝－483.6kJ/mol。则制备水煤气的反应C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)　ΔH为(　　)A．262.6kJ/molB．－131.3kJ/molC．－352.3kJ/molD．131.3kJ/molD反应热的理解　盖斯定律的应用①2C(s)＋O2(g)=2CO(g)　ΔH1＝－221.0kJ/mol；②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)　ΔH2＝－483.6kJ/mol。(①－②)÷2得：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)，所以ΔH＝(ΔH1－ΔH2)÷2＝[－221.0kJ/mol－(－483.6kJ/mol)]÷2＝131.3kJ/mol。D1.已知：C(s，石墨)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH1＝－393.5kJ/mol；CO(g)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH2＝－283.0kJ/mol。试写出石墨燃烧生成CO的热化学方程式：　C(s，石墨)＋O2(g)=CO(g)　ΔH3＝－110.5kJ/mol　两个热化学方程式相减即可得。2.由金红石(TiO2)制取单质Ti，涉及的步骤为已知：①C(s)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH＝－393.5kJ·mol－1②2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)　ΔH＝－566kJ·mol－1③TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(s)＋O2(g)　ΔH＝＋141kJ·mol－1则TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)=TiCl4(s)＋2CO(g)的ΔH＝　　。－80kJ·mol－1欲求TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)=TiCl4(s)＋2CO(g)的ΔH，分析可知，把该反应看成TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(s)＋O2(g)和2C(s)＋O2(g)=2CO(g)的总反应。由①C(s)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH＝－393.5kJ·mol－1得出2C(s)＋2O2(g)=2CO2(g)　ΔH＝－787kJ·mol－1(a)由②2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)　ΔH＝－566kJ·mol－1得出2CO2(g)=2CO(g)＋O2(g)　ΔH＝＋566kJ·mol－1(b)由(a)＋(b)，得2C(s)＋O2(g)=2CO(g)　ΔH＝－221kJ·mol－1(c)由(c)＋③[TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(s)＋O2(g)　ΔH＝＋141kJ·mol－1]，可得出TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)=TiCl4(s)＋2CO(g)的ΔH＝－221kJ·mol－1＋141kJ·mol－1＝－80kJ·mol－1。3.已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热分别是285.8kJ·mol－1、1411.0kJ·mol－1和1366.8kJ·mol－1，则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的ΔH为()A．－44.2kJ·mol－1B．＋44.2kJ·mol－1C．－330kJ·mol－1D．＋330kJ·mol－1A第24章圆知识体系复习一.圆的基本概念:1.圆的定义:到定点的距离等于定长的点的集合叫做圆.2.有关概念:(1)弦、直径(圆中最长的弦)(2)弧、优弧、劣弧、等弧(3)弦心距．O二.圆的基本性质1.圆的对称性:(1)圆是轴对称图形,经过圆心的每一条直线都是它的对称轴.圆有无数条对称轴.(2)圆是中心对称图形,并且绕圆心旋转任何一个角度都能与自身重合,即圆具有旋转不变性.．2.同圆或等圆中圆心角、弧、弦之间的关系:(1)在同圆或等圆中,如果圆心角相等,那么它所对的弧相等,所对的弦相等.(2)在圆中,如果弧相等,那么它所对的圆心角相等,所对的弦相等.(3)在一个圆中,如果弦相等,那么它所对的弧相等,所对的圆心角相等.ABDCO∵∠COD=∠AOB︵AB︵CD=∴∴AB=CD3.垂径定理:垂直于弦的直径平分这条弦,并且平分弦所对的两条弧.．ADBPC∵CD是圆O的直径,CD⊥AB∴AP=BP,︵AC︵BC=︵AD︵BD=4.圆周角:定义:顶点在圆周上，两边和圆相交的角，叫做圆周角.性质:(1)在同一个圆中,同弧所对的圆周角等于它所对的圆心角的一半.∠BAC=∠BOC12在同圆或等圆中,同弧或等弧所对的所有的圆周角相等.相等的圆周角所对的弧相等.圆周角的性质(2)∵∠ADB与∠AEB、∠ACB是同弧所对的圆周角∴∠ADB=∠AEB=∠ACB性质3:半圆或直径所对的圆周角都相等,都等于900(直角).性质4:900的圆周角所对的弦是圆的直径.∵AB是⊙O的直径∴∠ACB=900圆周角的性质:(2)点在圆上(3)点在圆外(1)点在圆内．．．1.点和圆的位置关系．ACB如果规定点与圆心的距离为d,圆的半径为r,则d与r的大小关系为:点与圆的位置关系d与r的关系点在圆内点在圆上点在圆外d＜rd＝rd＞r三.与圆有关的位置关系:2.直线和圆的位置关系:．O．O．Olll(1)相离:(2)相切:(3)相交:一条直线与一个圆没有公共点,叫做直线与这个圆相离.一条直线与一个圆只有一个公共点,叫做直线与这个圆相切.一条直线与一个圆有两个公共点,叫做直线与这个圆相交.．O．Ol(1)当直线与圆相离时d＞r;(2)当直线与圆相切时d=r;(3)当直线与圆相交时d＜r.直线与圆位置关系的识别:∟drl∟dr．Ol∟dr设圆的半径为r,圆心到直线的距离为d,则:1.与圆有一个公共点的直线。2.圆心到直线的距离等于圆的半径的直线是圆的切线。3.经过半径的外端且垂直于这条半径的直线是圆的切线。．OA∟l∵OA是半径,OA⊥l∴直线l是⊙O的切线.切线的性质:(1)圆的切线垂直于经过切点的半径.(2)经过圆心垂直于切线的直线必经过切点.(3)经过切点垂直于切线的直线必经过圆心.．O．A∟l∴OA⊥l∵直线l是⊙O的切线,切点为A切线长定理：从圆外一点引圆的两条切线，它们的切线长相等；这点与圆心的连线平分这两条切线的夹角。BAPO．．．∵PA、PB为⊙O的切线∴PA=PB,∠APO=∠BPO不在同一直线上的三点确定一个圆.O．．C．B．A三角形的外接圆与内切圆:三角形的外心就是三角形各边垂直平分线的交点.．OABC三角形的内心就是三角形各角平分线的交点.等边三角形的外心与内心重合.特别的:内切圆半径与外接圆半径的比是1:2.OABCD圆与圆的位置关系:.....外离外切相交内切内含．O1．O2．O1．O2．O1．O2．O2．O1．O1．O2两圆的位置关系数量关系及识别方法外离外切相交内切内含d＞R+rd=R+rd=R-rd＜R-rR-r＜d＜R+r三.正多边形:2.半径：正多边形外接圆的半径叫做这个正多边形的半径．１.中心：一个正多边形外接圆的圆心叫做这个正多边形的中心．3.中心角：正多边形每一边所对的外接圆的圆心角叫做这个正多边形的中心角．4.边心距：中心到正多边形一边的距离叫做这个正多边形的边心距．OABFDCEG1.圆的周长和面积公式2.弧长的计算公式3.扇形的面积公式S=360nπr2L=180nπr=12lrS或四.圆中的有关计算:周长C=2πr面积s=πr2．Or4.圆柱的展开图:DBCArhS侧=2πrhS全=2πrh+2πr25.圆锥的展开图:底面侧面aahrS侧=πraS全=πra+πr2E．CBAOD∟常见的基本图形及结论:∟1.如图,在以O为圆心的两个同心圆中,大圆的弦AB交小圆于C、D,则:AC=BD若大圆的弦切小圆于C,则OACBAC=BC两圆之间的环形面积S=1/4πAB2．2.如图,以等腰△ABC的腰AB为直径做⊙O交底边BC于点D,则:OCBAD点D是BC的中点.O．．．．PBADC3.如图,已知PA、PB切圆O于点A,B,过弧AB任上一点E作圆O的切线,交PA,PB于点C,D,则:(1)△PCD的周长=2PA(2)∠COD=900-1/2∠APB．OABC．．．．OABC．．．DFEDFE4.如图,△ABC各边分别切圆O于点D、E、F.(2)∠BOC=900+1/2∠A(1)∠DEF=900-1/2∠A(3)S△ABC=1/2(a+b+c)rABC．O．．．EFD5.在Rt△ABC中,∠ACB是直角,三边分别是a、b、c,内切圆半径是r,则:内切圆半径r=a+b-c2a+b+cab或r=6.如图,AB是圆O的直径,AD,BC,DC均为切线,则:(1)DC=AD+BC(2)∠DOC=900专题一：与圆有关的辅助线的作法：辅助线，莫乱添，规律方法记心间；圆半径，不起眼，角的计算常要连，构成等腰解疑难；切点和圆心，连结要领先；遇到直径想直角，灵活应用才方便。弦与弦心距，亲密紧相连；典型例题:1.如图,⊙O的直径AB=12,以OA为直径的⊙O1交大圆的弦AC于D,过D点作小圆的切线交OC于点E,交AB于F.EO1ODCBAF(2)猜想DF与OC的位置关系,并说明理由.(1)说明D是AC的中点.(3)若DF=4,求OF的长.2.如图,正方形ABCD的边长为2,点M是BC的中点,P是线段BC上的一个动点.以AB为直径作圆O,过点P作圆O的切线交AD于点F,切点为E.DCBAFP．O．E(1)求四边形CDFP的周长.(2)设BP=x,AF=y,求y关于x的函数解析式.Q