江西省鹰潭选修4-化学反应原理-第一章-第一节-化学反应与能量的变化(第1课时)

1、2022-5-9江西省1第一章第一章 化学反应与能量化学反应与能量第一节第一节 化学反应与能量的变化化学反应与能量的变化第第1 1课时课时新课标人教版高中化学课件系列新课标人教版高中化学课件系列选修选修4 4 化学反应原理化学反应原理2022-5-9江西省2焓变焓变 反应热反应热2022-5-9江西省3焓变焓变 反应热反应热2022-5-9江西省4 这是一幅幅多么撩人的自然美景，然而，这是一幅幅多么撩人的自然美景，然而，如今的地球正在遭受着前所未有的灾难：大气如今的地球正在遭受着前所未有的灾难：大气污染加剧、水污染严重，固体废弃物与日俱增、污染加剧、水污染严重，固体废弃物与日俱增、臭氧空洞、酸

2、雨、赤潮、温室效应、水土流失、臭氧空洞、酸雨、赤潮、温室效应、水土流失、土地沙漠化等。归根结底，都和化学反应有着土地沙漠化等。归根结底，都和化学反应有着密切的关系，我们这一章研究的主要是物质的密切的关系，我们这一章研究的主要是物质的能量变化，这种能量变化常以热能、电能、光能量变化，这种能量变化常以热能、电能、光能等形式表现出来。让我们共同学习、研究化能等形式表现出来。让我们共同学习、研究化学反应与能量，做好保护地球，保护环境的工学反应与能量，做好保护地球，保护环境的工作。作。焓变焓变 反应热反应热2022-5-9江西省5【思考思考】1.1.化学反应都有新物质产生，同时还伴随着能量变化，化学反应

3、都有新物质产生，同时还伴随着能量变化，请列举学过的有热量变化的相关反应。请列举学过的有热量变化的相关反应。 Mg Mg、P P、S S、FeFe、H H2 2、C C、煤、石油、天然气等燃烧；煤、石油、天然气等燃烧；活泼金属与酸反应；酸碱中和反应等要放出热量。活泼金属与酸反应；酸碱中和反应等要放出热量。 氢氧化钡晶体与氯化铵晶体迅速搅拌下反应；氢氧化钡晶体与氯化铵晶体迅速搅拌下反应；COCO2 2与与C C的反应，的反应，CaCOCaCO3 3受热分解，盐类水解反应等要吸收热受热分解，盐类水解反应等要吸收热量。量。焓变焓变 反应热反应热2022-5-9江西省6常见常见的放的放( (吸吸) )热

4、反应热反应放热反应放热反应1.金属与酸的反应金属与酸的反应2.所有的燃烧反应所有的燃烧反应3.酸碱中和反应酸碱中和反应4.大多数化合反应大多数化合反应吸热反应吸热反应1.氢氧化钙与氯化铵晶体的反应氢氧化钙与氯化铵晶体的反应2. C(s) + CO2(g)= 2CO(g) 3. C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g)4.大多数分解反应大多数分解反应高温高温焓变焓变 反应热反应热2022-5-9江西省7【思考思考】2. 2. 在这些反应中，哪些是我们日常生活中利用到的？在这些反应中，哪些是我们日常生活中利用到的？ 化学反应中所释放的能量化学反应中所释放的能量当今世界最重要的当今世界

5、最重要的能源。能源。焓变焓变 反应热反应热2022-5-9江西省8生活中的放热现象生活中的放热现象焓变焓变 反应热反应热2022-5-9江西省9生活中的放热现象生活中的放热现象焓变焓变 反应热反应热2022-5-9江西省10生活中的吸热现象生活中的吸热现象焓变焓变 反应热反应热2022-5-9江西省11生活中的吸热现象生活中的吸热现象焓变焓变 反应热反应热2022-5-9江西省12一、焓、焓变一、焓、焓变1.焓：焓：与与内能内能有关的物理量有关的物理量 符号：符号：H 决定因素：决定因素：2.焓变：焓变：生成物与反应物的焓值差生成物与反应物的焓值差 符号：符号：H H=H生成物生成物H反应物反

6、应物反应物本身的性质反应物本身的性质物质的状态：物质的状态：g l s温度：温度：TH压强：压强：PH焓变焓变 反应热反应热2022-5-9江西省133.在一定条件下，判断某一化学反应是吸热反应还是放在一定条件下，判断某一化学反应是吸热反应还是放热反应，热反应，由生成物与反应物的由生成物与反应物的焓值差即焓变焓值差即焓变(H)决定决定4.一般反应都是在敞口容器中进行的，一般反应都是在敞口容器中进行的，系统系统的压力等于的压力等于外界压力，是外界压力，是在恒压条件下进行的反应，反应的热效应在恒压条件下进行的反应，反应的热效应等于焓变。等于焓变。内能和焓变是否完全等同？内能和焓变是否完全等同？焓变

7、焓变 反应热反应热2022-5-9江西省14 在化学反应过程中放出或吸收的热量，反应过程中放出或吸收的热量，通常叫做反应热。恒压条件下的反应热又称焓变。通常叫做反应热。恒压条件下的反应热又称焓变。1.1.符号符号：H 2.2.单位单位：一般采用一般采用kJ/mol 3.3.研究对象：研究对象：一定压强下，敞口容器中一定压强下，敞口容器中 发生的反应。发生的反应。4.4.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二、焓变二、焓变 反应热反应热焓变焓变 反应热反应热2022-5-9江西省15go1mol H1mol H2 2与与1mol Cl1mol Cl2 2

8、反应生成反应生成2mol 2mol HClHCl时的反应热时的反应热焓变焓变 反应热反应热从断从断键和键和成键成键角度角度分析分析2022-5-9江西省16【结论结论】反应完成时，生成物中形成新化学键时释放的总能量反应完成时，生成物中形成新化学键时释放的总能量（862 862 kJkJ）比断裂反应物中旧化学键时吸收的总能量（比断裂反应物中旧化学键时吸收的总能量（679 679 kJkJ）大，故为放热反应大，故为放热反应. .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 =EH =E（反应物总键能）（反应物总键能）- E- E（生成物总键能）（生成物总键能） = =（

9、436+243436+243）- -（431+431431+431）=-184.6(kJ/mol)=-184.6(kJ/mol) 放热反应：放热反应： 当生成物分子总键能大于反应物分当生成物分子总键能大于反应物分子中总键能时。子中总键能时。 H 为为“-”或或H 0焓变焓变 反应热反应热2022-5-9江西省17图示可知：图示可知： 如果反应物所具有的总能量大于生成物所具有的如果反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量，反应物转化为生成物时放出热量，这是放热反应。反总能量，反应物转化为生成物时放出热量，这是放热反应。反之，如果反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量，之，如果反应物所具

10、有的总能量小于生成物所具有的总能量，反应物就需要吸收热量才能转化为生成物，这是吸热反应。反应物就需要吸收热量才能转化为生成物，这是吸热反应。焓变焓变 反应热反应热放热放热反应物反应物生成物生成物能量能量反应过程反应过程H H0 0HH生成物能量反应物能量生成物能量反应物能量吸热吸热反应物反应物生成物生成物能量能量反应过程反应过程H H0 02022-5-9江西省18放放( (吸吸) )热反应中的能量变化热反应中的能量变化反应物反应物总能量高总能量高生成物生成物总能量低总能量低放热反应放热反应反应物反应物总能量低总能量低生成物生成物总能量高总能量高吸热反应吸热反应+ 放出的能量放出的能量+ 吸收

11、的能量吸收的能量放热反应放热反应: E(反应物反应物) = E(生成物生成物) +能量能量吸热反应吸热反应: E(反应物反应物) +能量能量=E(生成物生成物) 焓变焓变 反应热反应热2022-5-9江西省19判断一个反应是吸热反应还是放热反应的方法判断一个反应是吸热反应还是放热反应的方法: :：H H反反应物应物和和H H生生成物成物的相对大小的相对大小H= H= H H生生 H H反反 若：若：H H 0 0，则为吸热反应，则为吸热反应，H H为为“+ +”， Q0Q0 H 0H 0Q0：H=EH=E1 1 E E2 2 0 0为吸热反应为吸热反应 E E1 1不能通过实验测得，不能通过实

12、验测得，没有实际的计算意义没有实际的计算意义阅读阅读P3P3资料体系与环境资料体系与环境焓变焓变 反应热反应热2022-5-9江西省20判断一个反应是吸热反应还是放热反应的方法判断一个反应是吸热反应还是放热反应的方法: :：反应物分子断键时吸收的总能量：反应物分子断键时吸收的总能量反反与生成物分与生成物分子形成新化学键时释放的能量子形成新化学键时释放的能量生生的相对大小的相对大小 H= H= 反反 生生若：若： H H 00 则为吸热反应则为吸热反应 H H为为“+ +” ， Q0Q0 H H 00Q0：通过实验直接测得：通过实验直接测得掌握中和热的测定掌握中和热的测定键能键能: :破坏破坏1

13、 mol 1 mol 共价键共价键吸收的能量吸收的能量或或形成形成1 mol 1 mol 共价键放出的能量共价键放出的能量键能恒键能恒取正值取正值焓变焓变 反应热反应热2022-5-9江西省21放热反应放热反应吸热反应吸热反应表现表现行式行式H0或或H为为“”H0或或H为为“+”能量能量变化变化生成物释放的总能量生成物释放的总能量大于大于反应物吸收的总能量反应物吸收的总能量生成物释放的总能量生成物释放的总能量小于小于反应物吸收的总能反应物吸收的总能量量键能键能变化变化生成物总键能生成物总键能大于大于反应物总键能反应物总键能生成物总键能生成物总键能小于小于反反应物总键能应物总键能联系联系键能越键

14、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。焓变焓变 反应热反应热比较：放热反应和吸热反应比较：放热反应和吸热反应2022-5-9江西省226.6.反应热计算反应热计算 【例例 1 1】1molC与与1molH2O(g)反应生成反应生成lmol CO(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。 【例例 2 2】 拆开拆开 lmol H-H键、键、lmol N-H键、键、lmolNN键分键分别需要的能量是别需要的能量是436

15、kJ、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 。131.5焓变焓变 反应热反应热2022-5-9江西省23【例例 2 2】 拆开拆开 lmol H-H键、键、lmol N-H键、键、lmolNN键分键分别需要的能量是别需要的能量是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键和键和生成生成 lmol N-H键吸收和释放出

16、的能量相等，所以此反应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：的反应热计算如下： H =(946kJ/mol+3436kJ/mol)- 23391kJ/mol =-92kJ/mol而而 lmol H2只与只与 1/3 mol N2反应反应.所以此题所以此题lmolN2生成生成NH3的反应热的反应热H= -92kJ/mol。 lmolH2生成生成NH3的反应热的反应热H= -30.67kJ/mol。-92KJ/mol-92KJ/mol-30.6KJ/mol-30.6KJ/mol焓变焓变 反应热反应热2022-5-9江西省24小小 结结反应热、焓变反应热、焓变从从焓变焓变角度看：角度

17、看：H生成物的焓反应物的焓生成物的焓反应物的焓从从反应热反应热角度看：角度看：H生成物能量反应物能量生成物能量反应物能量从从键能键能角度看：角度看：H反应物总键能生成物总键能反应物总键能生成物总键能放热反应：放热反应：吸热反应：吸热反应：H0或或 H为为“”H0 或或H为为“”焓变焓变 反应热反应热2022-5-9江西省251 1、下列叙述正确的是、下列叙述正确的是 （ ）A.A.化学反应一定伴随热量的变化化学反应一定伴随热量的变化B.B.凡是吸热或放热过程中热量的变化均称为反应热凡是吸热或放热过程中热量的变化均称为反应热C.C.若若H0H0H0，则反应物的能量高于生成物的能量，则反应物的能量高于生成物的能量2 2、已知：、已知：H + H HH + H H2 2；H=H=436KJ/mol436KJ/mol，则下列叙述正，则下列叙述正确的是确的是 （ ）A.2A.2个个H H原子的能量高于原子的能量高于1 1个个H H2 2的能量的能量 B.2B.2个个H H原子的能量低于原子的能量低于1 1个个H H2 2的能量的能量C.HC.H原子比原子比H H2 2分子稳定分子稳定 D.HD.H2 2分子比分子比H H原子稳定原子稳定A CA D随堂练习随堂练习焓变焓变 反应热反应热2022-5-9江西省263 3、下列变化过程中会放出热量的是、下列变化过程中会放出热量的是 （ ）硝