人教-选修4-化学反应与能量变化及绪言课件1.ppt

绪言第一节,巴东三中高二化学备课组,1、为什么Na2CO3明明是盐却被叫做纯碱、显碱性？2、制备金属铝为什么不是电解AlCl3而是电解Al2O3？3、为什么有些反应明明是放热的却需要点燃？4、为什么工业合成氨需要在高温高压下进行？,课题引入,让我们一起进入“化学反应原理”的殿堂，为实现高效的工业生产，创造新型的分子打下坚实的理论基础！,同学们你想知道以下问题的答案吗？,这些问题均可以在这本选修4（化学反应原理）中找到答案。,5、化学反应是怎样发生的?6、为什么有的反应快、有的反应慢?7、它遵循怎样的规律?8、如何控制化学反应才能为人所用?,绪言,问题：,1、化学研究的核心问题是：,2、化学中最具有创造性的工作是：,3、如何实现这个过程？,化学反应,设计和创造新的分子,通常是利用已发现的原理来进行设计并实现这个过程,4、所以我们必须对什么要清楚才能做到？,对化学反应的原理的理解要清楚,我们才能知道化学反应是怎样发生的，为什么有的反应快、有的反应慢，它遵循怎样的规律，如何控制化学反应才能为人所用！,这就是学习化学反应原理的目的,4、所以我们必须对什么要清楚才能做到？,对化学反应的原理的理解要清楚,我们才能知道化学反应是怎样发生的，为什么有的反应快、有的反应慢，它遵循怎样的规律，如何控制化学反应才能为人所用！,这就是学习化学反应原理的目的,那么,研究化学反应原理包含哪些基本内容？,情景1,问题:为什么难易程度不同，与什么有关系？,结论：影响化学反应速率的根本原因是反应物本身的性质。,内因,点燃,加热,高温、高压、催化剂,易,易,难,情景2,将H2+O2混合，在室温条件下可以稳定存在数百年，但点燃后却会发生剧烈的爆炸反应，而且只要配比相当，可以完全转化成生成物。这说明了什么？,不同的外界条件都能够改变化学反应的速率。,结论:,情景3,H2+N2即使在高温、高压、催化剂的条件下反应也不能完全转化为生成物，这又说明了什么？,有些反应是有一定限度的,综上所述,结论：,化学反应原理所研究的范围是,1、化学反应与能量的问题,2、化学反应的速率、方向及限度的问题,3、水溶液中的离子反应的问题,4、电化学的基础知识,那么,如何来研究一个反应，研究化学反应原理的基本方法和思路是怎样？,即:我们从哪些方面来认识一个反应!,先认识几个概念:,1、有效碰撞,2、活化分子,3、活化能,4、催化剂,有效碰撞,1、什么是有效碰撞？,引起分子间的化学反应的碰撞,结论：,分子间的碰撞是发生化学反应的必要条件,而有效碰撞是发生化学反应的充分条件,推论：,某一化学反应的速率大小与,单位时间内有效碰撞的次数有关,为什么有的碰撞可以发生反应，而有的不能发生反应?,问题：,一、发生碰撞的分子必须有足够高的能量,二、分子发生碰撞时必须有合理的取向,以HI为例探讨一下:2HIH2+I2与哪些因素有关系？,问题：为什么有的碰撞可以发生反应(有效碰撞)，而有的不能发生反应(无效碰撞)?,推断：一定与分子本身的性质和能量有关。,结论,能发生有效碰撞的分子一定是活化分子,但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞，还与碰撞的角度有关。,化学反应是活化分子间的有效碰撞引起,（活化分子间的碰撞只有取向正确的才是有效碰撞，才能引起化学变化）,有效碰撞一定能引起化学变化,化学变化一定是有效碰撞引起的,有效碰撞：能引起化学变化的碰撞,理解：,推论,有效碰撞次数的多少与,单位体积内反应物中活化分子的多少有关。,单位体积中的活化分子数的多少又与什么有关？,问题:,活化能,什么是活化能？,活化分子高出反应物分子平均能量的部分,看图：,能量,反应过程,E1,E2,反应物,生成物,活化分子,活化能,反应热,该反应是吸热反应还是放热反应?,活化能,活化分子平均能量高出反应物分子平均能量的部分。,活化分子变成生成物分子放出的能量,反应热=E2-E1,单位体积中的活化分子数的多少又与什么有关？,回答问题:,结论：,活化分子的多少与该反应的活化能的大小有关，,活化能的大小是由反应物分子的性质决定。,内因,推论1:,活化能越小，则一般分子成为活化分子越容易，,则活化分子越多，,则单位时间内有效碰撞越多，,则反应速率越快。,推论2:,活化能是决定化学反应难易的关键,活化能越小，一般分子成为活化分子越容易，则反应条件越简单。,活化能高，活化分子的百分数低，反应难；活化能低，活化分子的百分数高，反应易。,常用的提供活化能的方法有等,加热、光照、超声波、核辐射、外加磁场,若把活化能降低，降低一般分子成为活化分子的“门槛”，那么可否让活化分子数增加，活化分子百分数增加，从而加快反应速率？,能量,反应过程,E1,E2,反应物,生成物,活化分子,活化能,活化分子变成生成物分子放出的能量,反应热,没加催化剂,加了催化剂,催化剂通过降低反应的活化能来加快反应速率,反应热有无改变?,活化能的大小虽然意味着一般分子成为活化分子的难易，但是却对这个化学反应前后的能量变化（反应热）并不产生任何影响,在化学反应中能改变其他物质的反应速率，而本身质量和化学性质在反应前后不变的物质。,三、催化剂（触媒）,催化剂有正催化剂(默认)和负催化剂之分。,催化剂作用:可以降低化学反应所需的活化能，也就等于提高了活化分子的百分数，从而提高了有效碰撞的频率，反应速率大幅提高。,加入催化剂能降低活化分子的“门槛”，所以活化分子数增加，活化分子百分数增加。,碰撞有效碰撞活化分子活化能,就下列的每个词说句话，试试看：,常温常压下，每个氢分子和氧分子自身或它们之间每秒平均碰撞2.355*1010次,如果每一次碰撞都能发生反应,那么整个容器内的氢气和氧气将在瞬间变成水。,能发生化学反应的碰撞叫有效碰撞。碰撞是发生化学反应的必要条件，有效碰撞才是发生化学反应的充分条件。,具有足够的能量能发生有效碰撞的分子叫活化分子。活化分子间要发生有效碰撞，还要有合适的取向。,活化分子所多出的那部分能量叫活化能。在相同条件下，反应的活化能越大，则该反应的速率越小。,归纳总结,一个反应要发生一般要经历哪些过程？,普通分子,活化能,活化分子,合理取向的碰撞,有效碰撞,随堂练习,下列说法错误的是A.当碰撞的分子具有足够的能量和适当的取向时,才能发生化学反应B.发生有效碰撞的分子一定是活化分子C.活化分子间的碰撞一定是有效碰撞D.活化分子间每次碰撞都发生化学反应,有效碰撞,正确取向的碰撞,E.能发生有效碰撞的分子必须具有相当高的能量F.活化能指活化分子多出反应物分子平均能量的那部分能量G.使用催化剂能改变分子的活化能H.催化剂能使不起反应的物质间发生反应,2、参照反应Br+H2HBr+H的能量对反应历程的示意图，下列叙述中正确的（）,BC,A.正反应为放热反应,D.加入催化剂可增大正反应速率，降低逆反应速率,C.加入催化剂，该化学反应的反应热不改变,B.正反应为吸热反应,学习化学的方法,1.加强预习，做有准备的学习；2.专心上课，做有时效的学习；3.及时练习，做有基础的学习；4.会提问题，做有反思的学习；5.乐于动手，做有生活的学习。,单位体积活化分子百分数,的反应物分子性质,该反应活化能的大小,分子的内部结构,某一化学反应的速率大小与有关;而有效碰撞次数的多少与有关;活化分子的多少又与有关。活化能的大小是由该反应决定的,而反应物分子的性质又与密切相关。,通过绪言的学习,初步了解“有效碰撞”、“活化分子与活化能”的概念模型，认识催化剂对于化学科学研究和化工生产的巨大作用，为其后的学习打下基础。,还知道:,单位时间内分子的有效碰撞次数,主要可采用什么措施加快反应速率？,加入催化剂，降低活化能，等于提高了活化分子的百分数，从而提高了有效碰撞的频率，反应速率大幅提高。利用加热等方法，给反应物提供能量，使更多反应物分子获得活化能，从而增大活化分子数目，等于提高了活化分子的百分数，从而提高了有效碰撞的频率、加快反应速率。,思路：想办法提高有效碰撞的频率,练习填：是、不是1.实验室制氢气,若向稀硫酸中加几滴硫酸铜溶液，则产生H2的速率加快,该反应中硫酸铜催化剂2.单独加热氯酸钾，产生氧气的速率小，而将少量高锰酸钾和氯酸钾混合共热制氧气，产生氧气的速率明显加快，该实验中高锰酸钾催化剂,不是,不是,Cu-Zn-H2SO4原电池,一部分是KMnO4本身产生的O2，一部分是是因为KMnO4发生分解生成了MnO2，做为氯酸钾的催化剂促使其快速分解.2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2()2KClO3=2KCl+3O2（催化剂，）,3.是发生化学反应的必要条件，是发生化学反应的充分条件。4.活化分子指的是能够。5.活化能的大小意味着一般分子成为活化分子的，活化能的大小不影响，活化能的作用在于使。6.常用的提供活化能的方法有等。,碰撞,有效碰撞,发生有效碰撞的分子,难易,反应前后的能量变化,反应物活化,加热、光照、超声波、核辐射、外加磁场,7.什么是有效碰撞？8.某一化学反应的速率大小与单位时间内有关。9.什么是活化分子？,引起分子间的化学反应的碰撞是有效碰撞,有效碰撞的次数,具有较高能量，能够发生有效碰撞的分子是活化分子,发生有效碰撞的分子一定是活化分子，但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞。有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物中活化分子的多少有关,日积月累，你一定会有许多意想不到的收获！,化学反应原理,新课标人教版选修四,第一章化学反应与能量,第一节化学反应与能量的变化（第一课时）,引言,我们知道：一个化学反应过程中，除了生成了新物质外，还有,能量变化,热能,电能,光能,思考,1、你所知道的化学反应中有哪些是放热反应？能作一个简单的总结吗？,活泼金属与水或酸的反应、酸碱中和反应、燃烧反应、多数化合反应,反应物具有的总能量生成物具有的总能量,2、你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应？能作一个简单的总结吗？,反应物具有的总能量生成物具有的总能量,0C、2a=b0,C,8、(2003江苏)已知在25、101kPa下，1gC8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40kJ热量。表示上述反应的热化学方程式正确的是()A、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g)H=-48.40kJmol-1B、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)H=-5518kJmol-1C、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)H=+5518kJmol-1D、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)H=-48.40kJmol-1,B,练习：,A.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)H=4bkJ/molB.C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)H=+2bkJ/molC.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)H=2bkJ/molD.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)H=+bkJ/mol,（05全国卷I第13题）已知充分燃烧ag乙炔气体时生成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,实验：中和热的测定,整个装置：量热计,主要仪器：温度计环形玻璃搅拌棒大小烧杯,辅助用品：碎泡沫塑料泡沫塑料板,实验注意事项：,保温效果一定要好,小烧杯和大烧杯的杯口要相平.盐酸和氢氧化钠溶液的浓度要准确.所用NaOH溶液稍过量宜用有0.1分度的温度计,温度计水解球应浸没在溶液中测量完盐酸的温度后,应将温度计用蒸馏水洗后,再去测NaOH溶液的温度.每次实验仅可能测得反应混合液的最高温度;平行做次实验，其温度采用平均值进行计算；计算式：H=-0.418(T2-T1)/(cV)kJ/mol,3、50ml0.50molL-1盐酸与50mL0.55molL-1NaOH溶液在如下图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中放出的热量可计算中和热。回答下列问题：（1）从实验装置上看，图中伤缺少的