高中化学 第1章 化学反应与能量 第1节 化学反应与能量的变化（第1课时）焓变 反应热课件 新人教版选修4.ppt

第一章 化学反应与能量 从物质结构的角度看 化学反应的实质是旧化学键断裂和新化学键生成 因此几乎所有的化学反应都伴随着能量的释放或吸收 从煤 石油 天然气燃烧时产生的热能到各种化学电源产生的电能 化学反应产生的各种形式的能量是人类社会所需能量的重要来源 反过来 通过各种化学反应将其他形式的能转化为化学能 化学又为人类创造了一个五彩缤纷的物质世界 当今 能源的开发 利用与人类社会的可持续发展息息相关 一方面 现在人们使用的煤 石油 天然气等主要能源日渐枯竭 另一方面 这些能源的大量使用又带来严重的环境污染问题 提高现有能源的利用率 不断开发新的清洁能源 是摆在人类面前的重大课题 因此 研究化学 不仅要研究化学反应中的物质变化 还要研究伴随着物质变化而发生的能量转化 对本章的学习应重点掌握反应热 焓变 热化学方程式 盖斯定律 燃烧热这四个概念 热化学方程式的书写和反应热的计算两项技能 热化学方程式的书写和盖斯定律的应用是高考中的高频考点 应予以高度重视 第一节化学反应与能量的变化第1课时焓变反应热 新课情境呈现 我们知道在每届奥林匹克运动会上 都有一个庄严仪式 传递圣火 在这里火成为精神 文明的象征 并以此传递奥林匹克的伟大精神 事实上火在古代就是一种神圣的象征 火代表着创世 再生和光明 人们对火是又畏惧又崇拜 畏惧是因为她的威力 她能给人类带来巨大的灾难 崇拜她是因为她能给人类带来温暖和光明 是她把人类从 茹毛饮血 带向文明 这里的 火 实际上就是化学反应中产生的能量 尽管随着科学发展 社会已逐步进入多能源时代 但是化学反应中的能量仍是目前主要的能量来源 自动加热饭盒是在普通饭盒的基础上加制一个加热盒而成的 在需要加热时 取一包发热粉倒入加热盒内 把饭盒按入加热盒 从旁边的缝中注入少量清水 在几分钟内就可使食品达到80 你能解释其中的原理是什么吗 课前新知预习 一 化学反应的实质与特征1 实质 2 特征 3 能量转化形式通常有 等 但主要表现为热量的变化 反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成 既有物质变化 又有能量变化 热能 光能和电能 二 焓变 反应热1 焓变和反应热 1 焓变 定义 与 的焓值差 符号和单位 2 反应热 定义 化学反应在一定条件下 或 的热量 与焓变的关系 a 等值关系 在恒压条件下进行的反应 反应热 焓变 b 等价关系 符号是 单位是 生成物 反应物 h kj mol 1 吸收 放出 等于 h kj mol 1 2 化学反应过程中能量变化的表示 1 放热反应 h为 或 h 0 体系能量 2 吸热反应 h为 或 h 0 体系能量 降低 升高 预习自我检测 解析 4 是物理变化过程 其能量变化不能称为反应热 5 焓变与反应条件无关 解析 原子组成分子过程中有新化学键形成 放出能量 d 解析 化学反应过程中 既有物质变化又有能量变化 b c 解析 焓变单位中的kj mol 1 是指每摩尔具体的反应 不一定指参加反应的物质 a错 在反应中物质所具有的总能量减少 反应就放热 反之就吸热 c对 化学反应的实质是旧化学键的断裂 新化学键的形成 断键时吸收能量 成键时放出能量 所以d错 解析 题给反应为吸热反应 反应物总能量低于生成物总能量 a项正确 a b 解析 属于物理变化 不属于化学反应 是化合反应 cao与水反应生成ca oh 2 产生大量热 属于放热反应 金属与酸的反应一般为放热反应 课堂探究研析 1 微观上 化学键角度 1 图示 2 化学键变化与反应热的关系 若q1 q2 反应吸收能量 h 0 为吸热反应 若q1 q2 反应放出能量 h 0 为放热反应 知识点1化学反应中能量变化的原因及简单计算 2 宏观上 物质本身具有能量角度 1 图示 2 结论反应物的总能量大于生成物的总能量为放热反应 反应物的总能量小于生成物的总能量为吸热反应 3 h的简单计算 1 h q1 q2 q1表示旧键断裂吸收的能量 q2表示新键形成放出的能量 2 h h 反应产物 h 反应物 b a 该反应为吸热反应b 1molco g 和1molh2o g 具有的总能量大于1molco2 g 和1molh2 g 具有的总能量c 该反应不需要加热就能进行d 1molco2 g 和1molh2 g 的键能总和比1molco g 与1molh2o g 的键能总和大41kj 解析 化学反应放出或吸收能量的主要原因是反应物总能量与生成物总能量的不同 反应物总能量大于生成物总能量时 反应放出能量 反应物总能量小于生成物总能量时 反应吸收能量 结合题图分析可知 a项不正确 b项正确 加热 是化学反应发生的一种外在条件 化学反应的放出 吸收能量与化学反应发生的外在条件无关 事实上该反应的发生需要加热 c项不正确 co g h2o g co2 g h2 g 是放热反应 co2 g h2 g co g h2o g 是吸热反应 结合题图分析可知 1molco2 g 与1molh2 g 的键能总和比1molco g 与1molh2o g 的键能总和小41kj d项不正确 a 每生成2molab g 吸收bkj热量b 该反应热 h a b kj mol 1c 该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量d 断裂1mola a和1molb b键时放出akj能量解析 根据图像可知 反应物的总能量低于生成物的总能量 该反应是吸热反应 每生成2molab g 吸收 a b kj热量 a项错误 c项正确 根据反应热等于生成物总能量与反应物总能量的差值可知 该反应热 h a b kj mol b项正确 化学键断裂吸收能量 d项错误 bc b 解析 根据图示 可得如下热化学反应方程式 n2h4 g o2 g 2n g 4h g 2o g h 2218kj mol 设断裂1moln h键所需的能量为xkj 则有4xkj 154kj 500kj 2218kj 解得x 391 故断裂1moln h键所需的能量为391kj 解析 h 反应物中化学键断裂吸收的能量之和 生成物中化学键形成放出的能量之和 由题意知 h 280 3 160 6 330 kj mol 1220kj mol b 规律方法 根据化学键断裂和形成时的能量变化值计算反应热 化学键的断裂要吸收能量 形成新化学键要释放能量 若反应物断键所吸收的总能量大于生成物成键所释放的总能量 则为吸热反应 反之则为放热反应 即e总 断键 e总 成键 为吸热反应 e总 断键 e总 成键 为放热反应 h e总 断键 e总 成键 利用化学键断裂和形成时的能量变化值计算反应热时 要准确判断化学键断裂或生成的数量 知识点2吸热反应和放热反应 c 解析 a为非氧化还原反应 b c d为氧化还原反应 其中c为吸热反应 b和d为放热反应 c 学科核心素养 航天器化学能推进剂发射 嫦娥二号 探月卫星使用的 长三甲 火箭一 二级发动机推进剂为偏二甲肼 四氧化二氮 三级发动机推进剂为液氢 液氧 不同级别的发动机采用了不同的推进剂 这其中有什么区别呢 一 二级发动机推进剂为偏二甲肼 c2h8n2 四氧化二氮 n2o4 其中c2h8n2为燃烧剂 n2o4为氧化剂 它们在发动机燃烧室内发生反应 c2h8n2 2n2o4 2co2 4h2o 3n2 产生大量高温燃气 偏二甲肼属 级毒性物质 可对人体中枢神经系统 肝脏等造成伤害 n2o4常温下会分解为红棕色no2气体 我们在电视直播画面上看到火箭在发射前几秒钟会放出红棕色的 烟 就是这个原因 n2o4也有毒 可对神经系统造成伤害 偏二甲肼 四氧化二氮作推进剂的最大优点是无需高温点火 燃烧剂与氧化剂接触即自动点火 不会存在中途熄火的问题 而且在常温下就能方便地贮存和运输 缺点是有剧毒 易通过皮肤吸收而使人致癌 因此 偏二甲肼 四氧化二氮推进剂在生产 运输 贮存 加注和火箭发射过程等各个环节中均会因泄漏或不完全燃烧而造成污染 长三甲 火箭三级发动机推进剂为液氢 液氧 其中液氢为燃烧剂 液氧为氧化剂 2h2 o2 2h2o 与传统的肼类推进剂相比 液氢 液氧推进剂的突出优点是无毒无污染 高比冲 单位秒流量的推进剂产生的推力比使用其他推进剂更高 缺点是使用成本高 技术要求高 贮存 加注程序复杂 液氢和液氧需在低温下保存 临近发射才能加注进入箭体贮箱 液氢温度低于