高中化学人教版选修4第一章第一节第一课时

1、印江民族中学印江民族中学第一章第一章 化学反应与能量化学反应与能量本章包括本章包括“化学反应与能量的化学反应与能量的变化变化”、“燃烧热能源燃烧热能源”和和“化化学反应热的计算学反应热的计算”三节，属于热化三节，属于热化学基础知识热化学是研究化学反学基础知识热化学是研究化学反应热现象的科学应热现象的科学印江民族中学印江民族中学 在必修在必修2中，已初步学习了化学与热能的知识，中，已初步学习了化学与热能的知识，对化学键与化学反应中的能量变化的关系、化学能与对化学键与化学反应中的能量变化的关系、化学能与热能的相互转化有了一定的认识，本章是在此基础上热能的相互转化有了一定的认识，本章是在此基础上的扩

2、展与提高的扩展与提高 能源是人类生存和发展的重要物质基础，本章能源是人类生存和发展的重要物质基础，本章通过对化学能与热能转化规律的研究，认识热化学原通过对化学能与热能转化规律的研究，认识热化学原理在生产、生活和科学研究中的应用，了解化学在解理在生产、生活和科学研究中的应用，了解化学在解决能源危机中的重要作用，知道节约能源提高能量利决能源危机中的重要作用，知道节约能源提高能量利用率的实际意义用率的实际意义印江民族中学印江民族中学第一节第一节 化学反应与能量的变化化学反应与能量的变化第一课时第一课时 焓变焓变 反应热反应热印江民族中学印江民族中学1化学反应过程中，不仅有物质的变化，还有能量的变化。

3、化学反应过程中，不仅有物质的变化，还有能量的变化。这种能量的变化常以这种能量的变化常以_、_、_等形式表现出等形式表现出来。来。热能热能电能电能光能光能知识回顾知识回顾2化学反应中的能量变化，通常主要表现为化学反应中的能量变化，通常主要表现为_的变化。的变化。对化学反应，以反应过程中放热或吸热为标准划分，分为放热对化学反应，以反应过程中放热或吸热为标准划分，分为放热反应和吸热反应两种类型。有热量反应和吸热反应两种类型。有热量_的反应叫做放热的反应叫做放热反应，需要反应，需要_热量的反应叫做吸热反应。热量的反应叫做吸热反应。热量热量放出放出吸收吸收印江民族中学印江民族中学2.是不是所有的化学反应

4、都有能量的变化？为什么？是不是所有的化学反应都有能量的变化？为什么？1.化学反应中为何有能量变化？化学反应中为何有能量变化？知识回顾：知识回顾：化学反应的本质是什么？化学反应的本质是什么？旧化学键的旧化学键的破坏破坏和新化学键的和新化学键的形成形成。吸收能量吸收能量释放能量释放能量例如：例如：H H2 2 + Cl + Cl2 2 = 2HCl = 2HClH-HH-HCl-ClCl-Cl436KJ/mol436KJ/mol吸收吸收243KJ/mol243KJ/mol吸收吸收键断裂键断裂H H H HClCl ClCl键形成键形成H-H-ClClH-H-ClCl431KJ/mol431KJ/m

5、ol431KJ/mol431KJ/mol释放释放键能：键能：破坏一个化学键消耗的能量或生成一个化学键破坏一个化学键消耗的能量或生成一个化学键释放的能量。释放的能量。印江民族中学印江民族中学E生成物生成物分子成键时释放的分子成键时释放的总能量总能量 E反应物反应物分子化学键断裂时吸收的分子化学键断裂时吸收的总能量总能量印江民族中学印江民族中学2.从能量守恒的角度：从能量守恒的角度：E反应物总能量反应物总能量E生成物总能量生成物总能量E反应物总能量反应物总能量E生成物总能量生成物总能量放热反应放热反应吸热反应吸热反应产物的产物的总能量总能量产物的产物的总能量总能量结论：任何化学反应都伴随着能量的变

6、化！结论：任何化学反应都伴随着能量的变化！反应物和生成物总能量通常不相等反应物和生成物总能量通常不相等印江民族中学印江民族中学( (2)2)焓变：焓变：一个化学反应的生成物与反应物的一个化学反应的生成物与反应物的焓值之焓值之差。差。即：即：H H(生成物生成物)H(反应物反应物)一、焓变反应热一、焓变反应热1焓和焓变焓和焓变(1)(1)焓：焓：是一个与是一个与内能内能有关的物理量，符号：有关的物理量，符号： H。符号：符号： H 单位单位 ：kJ/mol或或 kJmol1焓变焓变H 有有三种表达方式：三种表达方式：(1)H吸收的吸收的能量释放的能量。能量释放的能量。(2)H生成物生成物的能量反

7、应物的能量。的能量反应物的能量。(3)H反应物反应物的键能之和生成物的键能之和。的键能之和生成物的键能之和。印江民族中学印江民族中学2反应热反应热（1）定义：）定义：化学反应过程中所释放或吸收的能量，化学反应过程中所释放或吸收的能量，都可以用热量（或转换成相应的热量）来表述，都可以用热量（或转换成相应的热量）来表述，叫做叫做反应热。反应热。焓变和反应热是什么关系？焓变和反应热是什么关系？ 在在恒压恒压条件下进行的反应，其反应热就是焓条件下进行的反应，其反应热就是焓变因此它们的符号均为变因此它们的符号均为H，单位也相同，单位也相同（5 5）研究对象：）研究对象：一定压强下，敞口容器中发生的反应。

8、一定压强下，敞口容器中发生的反应。(6)(6)产生原因：产生原因： 化学键断裂化学键断裂吸热吸热化学键形成化学键形成放热放热思考：如何计算反应热的大小呢？思考：如何计算反应热的大小呢？（2 2）恒压）恒压下，用下，用“焓变焓变”表示表示反应热反应热。(3)(3)符号：符号：kJ/mol 或或 kJ mol1(4)(4)单位：单位：H说明：说明：反应热可以通过实验直接测得。反应热可以通过实验直接测得。反应热描述的是化学反应前后的热量变化。反应热描述的是化学反应前后的热量变化。反应热描述的是一定温度下的热量变化。反应热描述的是一定温度下的热量变化。任何化学反应都有反应热。任何化学反应都有反应热。1

9、.实验测得实验测得1molH2与与1molCl2反应生成反应生成2molHCl时时放出放出184.6kJ的热量，从微观角度应如何解释？的热量，从微观角度应如何解释？键能数据：键能数据：H-H : 436 kJ/mol Cl-Cl :243 kJ/mol H-Cl : 431 kJ/mol印江民族中学印江民族中学比较：由实验测得的反应热为比较：由实验测得的反应热为184.6kJ/mol一一般用般用实验数实验数据表示据表示反应热反应热E断键断键=436 kJ/mol+243 kJ/mol=679 kJ/molE成键成键=2431 kJ/mol=862 kJ/molE反应放出反应放出=862 kJ/

10、mol-679 kJ/mol=183 kJ/mol这一反应对外放出了这一反应对外放出了183 KJ/mol热量热量 当生成物分子总键能大于反应物分子中总键当生成物分子总键能大于反应物分子中总键能时。能时。 H 为为“-”或或H 0【结论结论】反应完成时，生成物中形成新化学键时释放的总反应完成时，生成物中形成新化学键时释放的总能量（能量（862 kJ）比断裂反应物中旧化学键时吸收的总能比断裂反应物中旧化学键时吸收的总能量（量（679 kJ）大，故为大，故为放热反应放热反应.该反应的反应热计算为（放热反应）：该反应的反应热计算为（放热反应）： H =E（反应物总键能）（反应物总键能）- E（生成物

11、总键能）（生成物总键能） = =（436+243436+243）- -（431+431431+431）= =- -184.6184.6（ kJkJmolmol） 放热反应：放热反应： 吸热反应：吸热反应：(7)(7)反应热表示方法：反应热表示方法：印江民族中学印江民族中学能能量量能能量量反应物反应物反应物反应物生成物生成物生成物生成物反应过程（反应过程（I）反应过程（反应过程（II）说说：说说：I和和II哪个是放热反应，哪个是吸热反应？哪个是放热反应，哪个是吸热反应？ 能量的差值表示什么？能量的差值表示什么？ 2. 2.从物质自身具有的总能量角度来看，对于一个从物质自身具有的总能量角度来看，对

12、于一个化学反应，反应物和生成物的总能量不相等。化学反应，反应物和生成物的总能量不相等。反应物的总能量高反应物的总能量高生成物的总能量低生成物的总能量低放热放热生成物的总能量高生成物的总能量高反应物的总能量低反应物的总能量低吸热吸热反应体系反应体系能量降低能量降低反应体系反应体系能量升高能量升高对反应研究的对象是反应的反应物和生成物叫对反应研究的对象是反应的反应物和生成物叫反应体系反应体系体系以外的其他部分叫体系以外的其他部分叫环境环境H = E生成物总能量生成物总能量-E反应物总能量反应物总能量 （宏观）（宏观） 由于反应后放出的热量使反应体系的能量降低由于反应后放出的热量使反应体系的能量降低

13、(使环境的使环境的能量升高能量升高)，故放热反应的，故放热反应的H为为“”，H0；而吸热反；而吸热反应使反应体系的能量升高应使反应体系的能量升高(使环境的能量降低使环境的能量降低)，H为为“”，H0。印江民族中学印江民族中学化学反应中的能量变化图示化学反应中的能量变化图示印江民族中学印江民族中学放热反应放热反应吸热反应吸热反应键能键能变化变化生成物总键能生成物总键能 反应反应物总键能物总键能生成物总键能生成物总键能 反应反应物总键能物总键能能量能量变化变化反应物的总能量反应物的总能量 .生生成物的总能量成物的总能量反应物的总能量反应物的总能量 .生生成物的总能量成物的总能量表现表现行式行式联系

14、联系 键能越键能越大大，物质能量越，物质能量越低低，越，越稳定稳定；反之键能越；反之键能越小小，物质能量越物质能量越高高，越，越不稳定不稳定。大于大于大于大于H0或或H为为“”小于小于小于小于H0或或H为为“+”印江民族中学印江民族中学（8）计算反应热的方法：）计算反应热的方法： H =E（反应物总键能）（反应物总键能） E（生成物总键能）（生成物总键能） H = E化学键断裂吸收总能量化学键断裂吸收总能量 E化学键形成释放总能量化学键形成释放总能量H = E生成物总能量生成物总能量 E反应物总能量反应物总能量特别提醒特别提醒物质物质键能越小键能越小，破坏它需要的能量就越小，破坏它需要的能量就

15、越小，稳定性越弱稳定性越弱，说，说明明本身本身具有的具有的能量越高能量越高；反之物质；反之物质键能越大键能越大，破坏它需要的，破坏它需要的能量就越大能量就越大,稳定性越强稳定性越强，说明本身具有的，说明本身具有的能量越低能量越低。印江民族中学印江民族中学焓变的理解H 有三种表达方式：(1)H吸收的能量释放的能量。(2)H生成物的能量反应物的能量。(3)H反应物的键能之和生成物的键能之和。对表达式(1)的理解：H0 或H 为“”，反应吸热；HE(生成物生成物)，为放热反应；，为放热反应； 若若E(生成物生成物)E(反应物反应物)，则为吸热反应。，则为吸热反应。4)根据反应类型或具体的化学反应判断

16、。如所有的燃烧反应、根据反应类型或具体的化学反应判断。如所有的燃烧反应、酸、碱中和反应都属于放热反应。酸、碱中和反应都属于放热反应。（9）判断一个化学反应是放热反应还是吸热反应的方法）判断一个化学反应是放热反应还是吸热反应的方法当当H为为“”或或H0时，为吸热反应时，为吸热反应当当H为为“”或或H 4Q 4Q3 3 B.2QB.2Q1 1 + Q + Q2 2 4Q 4Q3 3 C. QC. Q1 1 + Q + Q2 2 Q Q3 3 D. 2QD. 2Q1 1 + Q + Q2 2 2Q 2Q3 3B反应热计算反应热计算1.1molC与与1molH2O(g)反应生成反应生成lmol CO(

17、g)和和1mol H2(g)，需要吸收，需要吸收131.5kJ的热量，该反应的反应热为的热量，该反应的反应热为H= kJ/mol。 2. 拆开拆开 lmol H-H键、键、lmol N-H键、键、lmolNN键分别需要的能量是键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则，则1mol N2生成生成NH3的反应热为的反应热为 ，1mol H2生成生成NH3的反应热为的反应热为 。 分析：分析：N2(g)3H2(g)2NH3(g)，因拆开，因拆开 lmol N-H键和生成键和生成 lmol N-H键吸收和释放出的能量相等，所以此反应的反应热计算如下：键吸收和释放出的能量相等，所以此反应的

18、反应热计算如下： H =(946kJ/mol+3436kJ/mol)- 23391kJ/mol =-92kJ/mol31而而 lmol H2只与只与 mol N2反应反应.所以此题所以此题lmolN2生成生成NH3的反应的反应热热H= -92kJ/mol。 lmolH2生成生成NH3的反应热的反应热H= -30.67kJ/mol，131.5印江民族中学印江民族中学某些化学键的键能如下表某些化学键的键能如下表( (kJkJmolmol1 1) )(1)1mol H(1)1mol H2 2在在2mol Cl2mol Cl2 2中燃烧，放出热量中燃烧，放出热量_kJ_kJ。(2)(2)在一定条件下，在一定条件下，1mol H1mol H2 2与足量的与足量的ClCl2 2、BrBr2 2、I I2 2分别反应分别反应，放出热量由多到少的顺序是，放出热量由多到少的顺序是_。a aClCl2 2BrBr2 2I I2 2b bI I2 2BrBr2 2ClCl2 2预测预测1mol H1mol H2 2在足量在足量F F2 2中燃烧比在中燃烧比在ClCl2 2中放热中放热_。键HHBrBrIIClClHCl HIHBr键能436193151247431299356答案答案(1)179(2)a(3)多多印江民族中学印