選修四化學(xué)反應(yīng)與能量變化.ppt

1、第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量變化,第一章 化學(xué)反應(yīng)與能量,課標(biāo)要求,1.了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因和常見的能量轉(zhuǎn)化形式； 2.認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)過程中同時存在著物質(zhì)和能量的變化，而且能量的釋放或吸收是以發(fā)生變化的物質(zhì)為基礎(chǔ)的，能量的多少取決于反應(yīng)物和生成物的質(zhì)量； 3.了解反應(yīng)熱和焓變的涵義； 4.認(rèn)識熱化學(xué)方程式的意義并能正確書寫熱化學(xué)方程式。 本節(jié)重難點：反應(yīng)熱的涵義，H的“+”與“”，熱化學(xué)方程式的書寫方法和應(yīng)用,我們知道：一個化學(xué)反應(yīng)過程中，除了生成新物質(zhì)外，還有,能量變化,熱能,電能,光能,當(dāng)能量變化以熱能的形式表現(xiàn)時：,化學(xué)反應(yīng),放熱反應(yīng),吸熱反應(yīng),思考,1、你所知道的化學(xué)反應(yīng)中有哪些是放熱

2、反應(yīng)？,2、你所知道的化學(xué)反應(yīng)中有哪些是吸熱反應(yīng)？,思考,燃料的燃燒 ,中和反應(yīng) , 活潑金屬與酸、水 ,大多數(shù)化合反應(yīng),大多數(shù)分解反應(yīng), 以C，CO，H2作還原劑的反應(yīng), Ba(OH)2.8H2O+NH4Cl,C + CO2 = 2CO,吸熱反應(yīng),高溫,放熱反應(yīng)有時也需要加熱才能發(fā)生！,為什么有的反應(yīng)會放出熱量有的需要吸收熱量呢？,一個確定的化學(xué)反應(yīng)在發(fā)生過程中是吸收能量還是放出能量，決定于（宏觀） 。,反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的相對大小。,問題探究一,生成物,反應(yīng)過程中能量變化曲線圖：,生成物,反應(yīng)物的能量之和 E反,生成物的能量之和 E生,（1）若E反 E生，,（2）若E反 E生，

3、,放出能量,吸收能量,放熱反應(yīng),吸熱反應(yīng),規(guī) 律,問題探究二,化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是什么？,化學(xué)鍵的斷裂和形成,舊鍵斷裂需要 能量， 新鍵形成會 能量。,放 出,吸 收,化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因（微觀）,舊鍵斷裂 吸收能量,新鍵形成 放出能量,=,=,679kJ/mol,862 kJ/mol,862kkJ/mol 679 J/mol = 183kJ/mol,反應(yīng)放出熱量：,所以：一個化學(xué)反應(yīng)是放熱還是吸熱取決于,取決于所有斷鍵吸收的總能量與所有 形成新鍵放出的總能量的相對大小,1下列說法正確的是(雙選)() A需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng) B放熱反應(yīng)在常溫下一定很容易發(fā)生 C反應(yīng)是放熱的還是

4、吸熱的必須看反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對大小 D吸熱反應(yīng)在一定條件下也能發(fā)生,CD,課堂練習(xí),2下列對化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識錯誤的是() A會引起化學(xué)鍵的變化 B會產(chǎn)生新的物質(zhì) C必然引起物質(zhì)狀態(tài)的變化 D必然伴隨著能量的變化,C,3.已知反應(yīng)ABCD為放熱反應(yīng)，對該反應(yīng)的下列說法中正確的是（ ） A. A的能量一定高于C B. B的能量一定高于D C. A和B的總能量一定高于C和D的總能量 D. 該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故不必加熱就一定能發(fā)生,C,4.氫氣在氧氣中燃燒產(chǎn)生藍(lán)色火焰，在反應(yīng)中，破壞1molHH鍵消耗的能量為Q1kJ，破壞1molO = O鍵消耗的能量為Q2kJ，形成1molHO鍵釋放的

5、能量為Q3kJ。下列關(guān)系式中正確的是（ ） 2Q1 + Q2 4Q3 B. 2Q1 + Q2 4Q3 C. Q1 + Q2 Q3 D. Q1 + Q2 = Q3,B,一 、反應(yīng)熱 焓變,1、反應(yīng)熱：,化學(xué)反應(yīng)過程中放出或吸收的熱量叫做化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱.,2、焓：與內(nèi)能有關(guān)的物理量 符號：H,決定因素：,反應(yīng)物本身的性質(zhì) 物質(zhì)的狀態(tài)：g l s 溫度：TH 壓強(qiáng)：PH,3、焓變：生成物與反應(yīng)物的焓值差 符號：H,即H=H（生成物）-H（反應(yīng)物）,符號：,單位：,在恒壓的條件下，若化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)能量的變化全部轉(zhuǎn)化為熱能，則焓變等于該反應(yīng)的反應(yīng)熱。,3、焓變：,思考：焓變與反應(yīng)熱有什么關(guān)系？,注意：

6、1、反應(yīng)熱是描述在一定溫度下的化學(xué)反應(yīng)前后的熱量變化 2、任何化學(xué)反應(yīng)都有反應(yīng)熱，表現(xiàn)為吸熱反應(yīng)或者放熱反應(yīng) 3、單位中的每mol是與整個反應(yīng)對應(yīng)的，即反應(yīng)熱表示每mol反應(yīng)放出或吸收的熱量。,H,kJ/mol 或kJmol-1,放熱反應(yīng)： 吸熱反應(yīng)：,H0或 H為“”,H0 或H為“”,放熱,H0,吸熱,H0,4、規(guī)定：,放熱反應(yīng)：反應(yīng)體系的能量降低,吸熱反應(yīng)：反應(yīng)體系的能量升高,5、 H的計算,（1）H =反應(yīng)物的鍵能總和生成物的鍵能總和,例 1：1mol C與 1mol H2O(g) 反應(yīng)生成 lmol CO(g) 和1mol H2(g)，需要吸收131.5kJ的熱量，該反應(yīng)的反應(yīng)熱為H

7、 = kJ/mol。,131.5,例 2：拆開 1mol HH鍵、1mol NH鍵、1mol NN鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ， 則1mol N2生成NH3的反應(yīng)熱為 ， 則1mol H2生成NH3的反應(yīng)熱為 。,92.0 kJ/mol,30.67 kJ/mol,相當(dāng)于 1/3 mol N2,分析課本P2圖1-1，鍵能與H 有什么關(guān)系,由下圖分析H與物質(zhì)能量有什么關(guān)系？,（2）H =, E 生成物 E 反應(yīng)物,H0或H為“”,H0或H為“+”,生成物的總能量小于反應(yīng)物的總能量,生成物的總能量大于反應(yīng)物的總能量,生成物總鍵能大于反應(yīng)物總鍵能,生成物總鍵能小于反應(yīng)物總鍵能,

8、鍵能越大，物質(zhì)能量越低，越穩(wěn)定，反之鍵能越小，物質(zhì)能量越高，越不穩(wěn)定，,小 結(jié),一、反應(yīng)熱、焓變,從物質(zhì)能量角度看：,H生成物總能量反應(yīng)物總能量,從鍵能角度看：,H反應(yīng)物總鍵能生成物總鍵能,1、下列敘述正確的是 （ ） A.化學(xué)反應(yīng)一定伴隨熱量的變化 B.凡是吸熱或放熱過程中熱量的變化均稱為反應(yīng)熱 C.若H0，則反應(yīng)物的能量高于生成物的能量,A C,練習(xí),2下列過程中，需要吸收能量的是（ ） AH+H=H2 BH+Cl=HCl CI2I+I DS+O2=SO2,C,3、反應(yīng)C(石墨) C(金剛石)是吸熱反應(yīng),由此可知 A、石墨比金剛石更穩(wěn)定 B、金剛石和石墨可以相互轉(zhuǎn)化 C、金剛石比石墨穩(wěn)定

9、D、金剛石和石墨不能相互轉(zhuǎn)化,AB,4、已知：H + H H2；H=436KJ/mol，則下列敘述正確的是 （ ） A.2個H原子的能量高于1個H2的能量 B.2個H原子的能量低于1個H2的能量 C. H原子比H2分子穩(wěn)定 D.H2分子比H原子穩(wěn)定,A D,5、下列變化過程中會放出熱量的是 （ ） 硝酸銨溶于水物質(zhì)的燃燒苛性鈉溶于水 醋酸的電離 Ba(OH)28H2O與NH4Cl的反應(yīng) 灼熱的碳與二氧化碳的反應(yīng)氯化鈉溶于水 A僅 B僅 C僅 D,C,6、下列變化屬于吸熱反應(yīng)的是液態(tài)水汽化 將膽礬加熱變?yōu)榘咨勰?濃硫酸稀釋氯酸鉀分解 生石灰跟水反應(yīng) （ ） A B C D,A,7.如圖所示，把

10、試管放入盛有25 澄清石灰水飽和溶液的燒杯中，試管中開始放入幾塊鎂條，再用滴管滴入5 mL的鹽酸于試管中。試回答下列問題： (1)實驗中觀察到的現(xiàn)象是,鎂片上有大量的氣泡冒出，鎂片逐漸溶解，燒杯中溶液變渾濁,(2)產(chǎn)生上述實驗現(xiàn)象的原因是_ (3)寫出有關(guān)的離子方程式_ (4)由實驗推知，MgCl2和H2的總能量_(填“大于”“等于”或“小于”)鎂條和鹽酸的總能量。 (5)如將本題中“25 澄清石灰水飽和溶液”換成“20 碳酸飲料”進(jìn)行探究實驗，實驗(1)觀察到的另一現(xiàn)象是_ ；其原因是_。,鹽酸與鎂的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，因Ca(OH)2的溶解度隨溫度的升高而減小,Mg2H=Mg2H2,小于,燒杯

11、中液體放出氣泡的速率加快,碳酸飲料中CO2氣體在水中的溶解度隨溫度升高而減小，故燒杯中的液體放出氣泡的速率逐漸加快,第二課時,H生成物總能量反應(yīng)物總能量,H反應(yīng)物總鍵能生成物總鍵能,我們已經(jīng)認(rèn)識了反應(yīng)熱，那么如何在化學(xué)方程式中正確反映其熱量的變化？,二、熱化學(xué)方程式,什么是熱化學(xué)方程式？,表示化學(xué)反應(yīng)中放出或吸收的熱量的化學(xué)方程式,表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的 關(guān)系的化學(xué)方程式。,1、定義：,2、含義：,表示1mol氣態(tài)H2與1mol氣態(tài)碘完全反應(yīng)， 生成2mol氣態(tài)HI時，放出14.9kJ的熱量。,思考 交流,與化學(xué)方程式相比，熱化學(xué)方程式有哪些不同？ 正確書寫熱化學(xué)方程式應(yīng)注意哪幾點？,

12、請看課本P3例1、P4例2，再思考！,熱化學(xué)方程式,能表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式,H2(g)+I2(g)=2HI(g) H=14.9kJ/mol,200 101kPa,1、熱化學(xué)方程式包含物質(zhì)變化和能量變化兩個部分，二者缺一不可。 普通化學(xué)方程式只包含物質(zhì)變化一個部分。,物質(zhì)變化,能量變化,二、熱化學(xué)方程式,H2(g)+I2(g)=2HI(g) H=14.9kJ/mol,200 101kPa,2、熱化學(xué)方程式需注明反應(yīng)時的溫度和壓強(qiáng)。對于 25 101kPa時進(jìn)行的反應(yīng)可不注明。 普通化學(xué)方程式不需注明溫度和壓強(qiáng)。,二、熱化學(xué)方程式,3、熱化學(xué)方程式需注明各物質(zhì)的狀態(tài)。 普

13、通化學(xué)方程式不需注明物質(zhì)的狀態(tài)。,二、熱化學(xué)方程式,4、熱化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)表示參加反應(yīng)的各物質(zhì)的物質(zhì)的量，可為整數(shù)或分?jǐn)?shù),其H與系數(shù)對應(yīng)成比例。 普通化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)宏觀上表示各物質(zhì)的物質(zhì)的量，微觀上表示原子分子數(shù)目，只能為整數(shù)，不能為分?jǐn)?shù)。,2H2(g)+O2(g)=2H2O(g),H=483.6kJ/mol,小結(jié)：化學(xué)方程式與熱化學(xué)方程式的比較,3、書寫熱化學(xué)方程式的注意事項,1、化學(xué)方程的右邊必須寫上H，并用“空格”隔開， H：吸熱用“+”，放熱用：“”，單位是kJ/mol或J/mol,2、需注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)，如不注明條件，即指: 25 1.01105Pa；,3、物質(zhì)后需

14、注明物質(zhì)狀態(tài)（s、l、g、aq）,4、熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前面的化學(xué)計量數(shù)僅表示物質(zhì)的量并不能表示物質(zhì)的分子數(shù)或原子數(shù)，因此化學(xué)計量數(shù)可以是整數(shù)也可以是分?jǐn)?shù),5、根據(jù)焓的性質(zhì)，若化學(xué)方程式中各物質(zhì)的系數(shù)加倍，則H的數(shù)值也加倍；若反應(yīng)逆向進(jìn)行，則H改變符號，但絕對值不變,6、 熱化學(xué)方程式一般不要寫反應(yīng)條件。,4、熱化學(xué)方程式的書寫步驟：,1、寫出化學(xué)反應(yīng)方程式 2、注明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài) 3、標(biāo)明反應(yīng)熱H(注意單位和+、-） 4、注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)（不注明指常溫常壓） 5、檢查,例1：當(dāng)1mol氣態(tài)H2與1mol氣態(tài)Cl2反應(yīng)生成2 mol氣態(tài)HCl，放出184.6 kJ的熱量，請寫

15、出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。,H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) H =184.6 kJ/mol,2H2(g) + 2Cl2(g) = 4HCl(g) H =369.2 kJ/mol,例2：1mol N2(g) 與適量O2(g) 反應(yīng)生成NO2 (g)，需吸收68kJ的熱量；寫出熱化學(xué)方程式。,N2(g) + 2O2(g) = 2NO2 (g) H = + 68 kJ/mol,寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 （1）1molC(固態(tài))與適量H2O(氣態(tài)) 反應(yīng),生成CO(氣態(tài))和H2(氣態(tài)),吸收131.3kJ的熱量 （2）0.5molCu(固態(tài)) 與適量O2(氣態(tài)) 反應(yīng), 生成CuO(

16、固態(tài)), 放出78.5 kJ的熱量 （3）1克甲醇燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時放熱22.68KJ；,練習(xí)：,例3、沼氣的主要成分是甲烷。0.5 mol CH4完全燃燒 生成CO2和H2O時，放出445 kJ的熱量。則下列熱化學(xué)方程式中正確的是（ ）,A、2CH4( g ) 4O2( g ) 2CO2( g ) 4H2O ( l ) H = + 890 kJ/mol,B、CH4 2O2 CO2 H2O H = 890 kJ/mol,C、CH4 ( g ) 2 O2 ( g ) CO2 ( g ) 2 H2O ( l ) H = 890 kJ/mol,D、 1/2CH4 ( g ) O2 ( g )

17、 1/2CO2 ( g ) H2O ( l ) H = 890 kJ/mol,C,H = 445 kJ/mol,A,例4、已知在1105Pa，298K條件下，2mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484kJ熱量，下列熱化學(xué)方程式正確的是( ),A. H2O（g）H2（g）1/2O2（g） H242kJmol1 B. 2H2（g）O2（g）2H2O（l） H484kJmol1 C. H2（g）1/2O2（g）H2O（g） H242kJmol1 D. 2H2（g）O2（g）2H2O（g） H484kJmol1,練習(xí)：,A. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=4b kJ/m

18、ol B. C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) H=+2b kJ/mol C. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=2b kJ/mol D. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=+b kJ/mol,1、 已知充分燃燒a g 乙炔氣體時生成1mol二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水，并放出熱量bkJ，則乙炔燃燒的熱化學(xué)方程式正確的是,A,2、已知 （1）H2( g )1/2O2 ( g ) H2O ( g ) H1 = a kJ/mol （2）2H2( g )O2 ( g ) 2H2O ( g ) H2 = b kJ/mol （3） H2( g )1/2O2 ( g ) H2O ( l ) H3 = c kJ/mol （4） 2H2( g )O2 ( g ) 2H2O ( l ) H4 = d kJ/mol 則a、b、c、d的關(guān)系正確的是 。 A、ad0 C、2a=b0,C,3、氫氣在氧氣中燃燒產(chǎn)生藍(lán)色火焰，已知 破壞1 mol HH鍵消耗的能量為Q1kJ， 破壞1 mol O =O鍵消耗的能量為Q2kJ， 形成1 mol HO鍵釋放的能量為Q3kJ。 下列