高中化学选修四化学反应和能量的变化省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第一节第一节 化学反应与能量改变化学反应与能量改变第一章第一章 化学反应与能量化学反应与能量第1页1.你你所知道化学反应中有哪些是放热反应？所知道化学反应中有哪些是放热反应？活泼金属与水或酸反应、酸碱中和反应、活泼金属与水或酸反应、酸碱中和反应、燃烧反应、多数化合反应燃烧反应、多数化合反应2.你你所知道化学反应中有哪些是吸热反应？所知道化学反应中有哪些是吸热反应？多数分解反应、氯化铵固体与氢氧化钡晶多数分解反应、氯化铵固体与氢氧化钡晶体反应体反应、以以C、H2、CO为还原剂氧化还原为还原剂氧化还原反反应应、炭与二氧化碳生成一氧化碳炭与二氧化碳生成一氧化碳思索与交流思索与交流第3页尤其提醒尤其提醒化化学学反反应应总总体体遵遵照照“分分吸吸合合放放”规规律律，即即大大多多数数分分解解反反应应吸吸热热，大大多多数数化化合合反反应应放放热热，且且化化学学反反应应中中吸吸热热反反应应占占少少数数，所所以以务务必必记记住住常见吸热反应。常见吸热反应。放放热热反反应应或或吸吸热热反反应应必必须须属属于于化化学学改改变变。如如醋醋酸酸电电离离即即使使要要吸吸热热，但但不不能能称称为为吸吸热热反反应应，只只能能称称为为吸吸热热过过程程；一一样样，水水蒸蒸气气转转变变成成液液态态水，也不能称为放热反应。水，也不能称为放热反应。第4页化学反应中存在能量改变主要原因是：化学反应中存在能量改变主要原因是：1.从化学键角度加以分析从化学键角度加以分析2.从能量守恒角度加以分析从能量守恒角度加以分析第5页从化学键角度从化学键角度（微观）：（微观）：Q1Q2,Q1E2E1E2反应放热反应放热反应吸热反应吸热第7页一、焓变一、焓变 反应热反应热1、反应热、反应热 恒恒(等等)压过程：反应前后压强不变，体积改变压过程：反应前后压强不变，体积改变 敞口、针筒、活塞敞口、针筒、活塞在化学反应过程中放出或吸收热量在化学反应过程中放出或吸收热量恒恒(等等)容过程：反应前后体积不变，压强改变容过程：反应前后体积不变，压强改变 密闭容器、体积不变容器密闭容器、体积不变容器第8页2、焓变、焓变 焓焓(H)：热力学状态热力学状态函数，与内能相关物理量。函数，与内能相关物理量。焓变：在一定条件下（恒压）反应热焓变：在一定条件下（恒压）反应热 生成物与反应物焓值差生成物与反应物焓值差符号符号：H单位单位：kJ/mol 测量条件测量条件：恒压下，普通为敞口容器中恒压下，普通为敞口容器中意义：意义：“+”：吸热：吸热，环境对体系，环境对体系做功，体系能量做功，体系能量增加增加 “-”：放热：放热，体系对环境，体系对环境做功，体系能量做功，体系能量降低降低第9页影响焓变原因影响焓变原因a.反应物用量反应物用量b.反应条件（温度、压强）反应条件（温度、压强）c.反应体系中物质聚集状态反应体系中物质聚集状态焓变计算焓变计算H生成物能量反应物能量（宏观）生成物能量反应物能量（宏观）H反应物总键能生成物总键能（微观）反应物总键能生成物总键能（微观）第10页放热放热反应物反应物生成物生成物能能量量反应反应过程过程H0H生成物能量反应物能量（宏观）生成物能量反应物能量（宏观）吸热吸热反应物反应物生成物生成物能能量量反应反应过程过程 H0反应体系能量降低反应体系能量降低H 0第11页H2+Cl2=2HClH反应物总键能生成物总键能（微观）反应物总键能生成物总键能（微观）H436 kJ/mol243 kJ/mol 431 kJ/mol2 183kJ/mol第12页小结小结HE（生成物）（生成物）E（反应物）（反应物）从能量从能量角度：角度：从键能角度：从键能角度：H（生成物）（生成物）H（反应物）（反应物）焓焓变变：恒压条件下反应过程中所释放或吸收恒压条件下反应过程中所释放或吸收能量。能量。HE（反应（反应物化学键物化学键断裂时断裂时所吸收所吸收总能量总能量）-E（生成物化学键生成物化学键形成时形成时所释放所释放总能量）总能量）放热反应：放热反应：H为为“-”或或H0 吸热反应：吸热反应：H为为“+”或或H0第13页1.以下以下说法中不正确是说法中不正确是()A化学改变过程是原子重新组合过程化学改变过程是原子重新组合过程B化学反应可分为吸热反应和放热反应化学反应可分为吸热反应和放热反应C化化学学反反应应中中能能量量改改变变多多少少与与其其反反应应物物质质量量相关相关D化化学学改改变变中中能能量量改改变变都都是是以以热热能能形形式式表表现现出来出来答案答案D思索题思索题第14页2.以下以下说法中正确是说法中正确是()A焓变是指焓变是指1 mol物质参加反应时能量改变物质参加反应时能量改变B当反应放热时当反应放热时H0，当反应吸热时，当反应吸热时H0C在加热条件下发生反应均为吸热反应在加热条件下发生反应均为吸热反应D一一个个化化学学反反应应中中，当当反反应应物物能能量量大大于于生生成成物物能量时，反应放热，能量时，反应放热，H为为“”答案答案D第15页 1.1mol C与与 1mol H2O(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热量，该反应热量，该反应H=kJ/mol。2.已知键能已知键能 HH、NH、NN分别是分别是436kJ/mol、391kJ/mol、946kJ/mol，则恒压下则恒压下1mol N2生成生成NH3反应热反应热 ，则恒压下则恒压下1mol H2生成生成NH3反应热为反应热为 。131.592.0 kJ/mol30.67 kJ/mol练习练习第16页3.下下表中数据是破坏表中数据是破坏1 mol化学键所消耗能量（化学键所消耗能量（kJ）：）：依据上述数据依据上述数据回答以下问题：回答以下问题：(1)以下以下物质本身含有能量最低是（）物质本身含有能量最低是（）A.H2 B.Cl2 C.Br2 D.I2(2)以下以下氢化物中，最稳定是（）氢化物中，最稳定是（）A.HCl B.HBr C.HI(3)相同相同条件下条件下，X2（X代表代表Cl,Br,I）分别与分别与氢气氢气反应，反应，若消耗等物质量氢气时，放出或吸收热量最多若消耗等物质量氢气时，放出或吸收热量最多是是?焓变最焓变最大是大是?物质物质 Cl2 Br2 I2 HCl HBr HI H2能量（能量（kJ）243193151432366298436AA Cl2I2第17页尤其提醒尤其提醒比比较较H大大小小时时，要要连连同同“”、“”包包含含在在内内，类类似似于于数数学学上上正正负负数数比比较较。假假如如只只比比较较反反应应放放出出热热量量多多少少，则则只只须须比比较数值大小，与较数值大小，与“”、“”无关。无关。第18页 任何一个化学反应都包含物质任何一个化学反应都包含物质改变和能量改变。改变和能量改变。那么，有什么表示式能把这两种那么，有什么表示式能把这两种改变都表示出来？改变都表示出来？H2+I2 =2HI只表示物质改变只表示物质改变思索思索第19页二、热化学方程式：二、热化学方程式：能表示参加反应物质量和反应能表示参加反应物质量和反应热关系化学方程式。热关系化学方程式。定义：定义：第20页200101kPa 热化学方程式热化学方程式包含物质改变和能量改包含物质改变和能量改变两个部分，二者缺一不可。变两个部分，二者缺一不可。物质改变物质改变能量改变能量改变H2(g)+I2(g)2HI(g)H=-14.9kJ/mol（热化学方程式意义）第21页表示表示:200,101kPa下下,1mol气态气态H2与与1mol气气态碘完全反应，生成态碘完全反应，生成2mol气态气态HI时，放时，放出出14.9kJ热量。热量。H2(g)+I2(g)2HI(g)H=-14.9kJ/mol200101kPa第22页2、书写热化学方程式注意事项、书写热化学方程式注意事项(2)热化学方程式热化学方程式需注明反应时温度和压强。需注明反应时温度和压强。对于对于 25 101kPa时进行反应可不注明。时进行反应可不注明。(1)化学方程化学方程式式右边右边必须写上必须写上H，并并 用用“空格空格”隔开隔开，H：吸热用：吸热用“+”，放热用：，放热用：“-”，单位单位是是kJ/mol第23页200101kPaH2(g)+O2(g)=H2O(l)H=-285.8kJ/mol12H2(g)+I2(g)2HI(g)H=-14.9kJ/mol第24页(3)反应物和产物聚集状态不一样，反应热反应物和产物聚集状态不一样，反应热数值数值不一样，所以不一样，所以热化学方程式热化学方程式需需注明注明各物质聚集各物质聚集状态状态。（s、l、g、aq）H2(g)+O2(g)=H2O(g)H=-241.8kJ/mol12物质气、液、固三态改变与反应热物质气、液、固三态改变与反应热关系：关系：H2(g)+O2(g)=H2O(l)H=-285.8kJ/mol12第25页(4)若若热化学方程式中各物质热化学方程式中各物质化学计量数化学计量数加加倍倍，则，则H数值也加倍数值也加倍；若反应逆向进行，则若反应逆向进行，则H改变符号，但数改变符号，但数值不变值不变H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)H=-183kJ/molH2(g)+Cl2(g)=HCl(g)H=-91.5kJ/mol12122HCl(g)=H2(g)+Cl2(g)H=+183kJ/mol第26页(5)(5)热化学方程式热化学方程式中化学计量数中化学计量数表示参加反表示参加反应各物质物质量，可为整数或应各物质物质量，可为整数或分数。分数。H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)H=-183kJ/molH2(g)+Cl2(g)=HCl(g)H=-91.5kJ/mol1212第27页(6)热化学方程式热化学方程式还能够表示理论可进行实际还能够表示理论可进行实际难难 进行进行化学反应化学反应，普通普通不写反应条件不写反应条件也不用标也不用标“”“”和和“”“”(7)若是若是可逆反应，则可逆反应，则H是是完全完全反应反应测得测得2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H=-197kJ/mol2SO3(g)2SO2(g)O2(g)H=+197kJ/mol其反应热是指反应物完全转变成生成物放出或其反应热是指反应物完全转变成生成物放出或吸收热量吸收热量。当反应逆向进行时，其反应热与正反应数值相当反应逆向进行时，其反应热与正反应数值相等，符号相反。等，符号相反。第28页(8)H单位单位是是 kJ/mol，指是每，指是每mol反应焓变（热反应焓变（热效应）效应）即每即每mol特定组合完全反应热效应特定组合完全反应热效应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)H=-183kJ/molH2(g)+Cl2(g)=HCl(g)H=-91.5kJ/mol1212第29页【例例】25 101kPa下，下，1g 辛烷燃烧生成辛烷燃烧生成CO2和和H2O时时,放出放出48.4kJ热量，请写出其热化学方程式。热量，请写出其热化学方程式。3.应用应用(1)书写热化学方程式书写热化学方程式步骤：步骤：写出反应物、生成物及其聚集状态写出反应物、生成物及其聚集状态 找找H2C8H18(l)+25O2(g)=16 CO2(g)+18H2O(l)H=-11036kJ/molC8H18(l)+25/2 O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)H=-5518kJ/mol第30页1.写出写出以下反应热化学方程式以下反应热化学方程式（1）1molC(固态固态)与适量与适量H2O(气态气态)反应反应,生成生成CO(气态气态)和和H2(气态气态),吸收吸收131.3kJ热量热量（2）0.5molCu(固态固态)与适量与适量O2(气态气态)反应反应,生生成成CuO(固态固态),放出放出78.5 kJ热量热量C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)H=+131.3kJ/mol2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s)H=-314kJ/mol练一练练一练第31页（3）50ml 1mol/LNaOH和和 50ml 0.5mol/LH2SO4完全反应，放出热量完全反应，放出热量2.865kJ，请写出热化学方，请写出热化学方程式程式2 NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+2 H2O(l)H=-114.6kJ/mol NaOH(aq)+1/2 H2SO4(aq)=1/2Na2SO4(aq)+H2O(l)H=-57.3kJ/mol 第32页 2.已知已知：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)H=184.6kJ/mol 则则反应反应 HCl(g)=1/2 H2(g)+1/2 Cl2(g)H为（为（）DA.+184.6 kJ/mol B.-92.3 kJ/molC.-369.2 kJ/mol D.+92.3 kJ/mol第33页【例例】判断判断以下热化学方程式是否正确，并说明原因。以下热化学方程式是否正确，并说明原因。1.C+H2O=CO+H2 H=+131.3kJ/mol 2.3.4.C(s)+O2(g)=CO2(g)H=+393.5kJ/mol归纳：（四看）归纳：（四看）物质聚集物质聚集状态状态 H正负号和正负号和单位单位 H与化学计量数是否与化学计量数是否对应对应 化学方程式是否正确化学方程式是否正确(2)热化学方程式正误热化学方程式正误判断判断H2(g)+O2(g)=H2O(l)H=-285.8kJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=-571.6kJ第34页1.沼气沼气主要成份是甲烷。主要成份是甲烷。0.5 mol CH4完全燃烧完全燃烧生成生成CO2和和H2O时，放出时，放出445 kJ热量。则以下热化学热量。则以下热化学方程式中正确是（方程式中正确是（）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)2O2(g)CO2(g)2H2O(l)H=890 kJ/mol D、1/2CH4(g)O2(g)1/2CO2(g)H2O(l)H=890 kJ/mol C状态状态H=445 kJ/mol试一试试一试第35页已知：已知：H2(g)+1/2 O2(g)=H2O(g)H1=a kJ/mol 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)H2=b kJ/mol H2(g)+1/2 O2(g)=H2O(l)H3=c kJ/mol 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H4=d kJ/mol以下关系中正确是（以下关系中正确是（）A.ac0 B.bd0 C.2a=b0 D.c=2d0C试一试试一试第40页1.在在同温、同压下，比较以下反应同温、同压下，比较以下反应H1、H2,Q1、Q2大小大小 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)Q2Q1H1=-Q1 kJ/molH2=-Q2 kJ/mol H2 H1随堂练习随堂练习第42页 C(s)+1/2O2(g)=CO(g)C(s)+O2(g)=CO2(g)H1=-Q1 kJ/molH2 H1H1=-Q1 kJ/molH2=-Q2 kJ/mol 3.在在同温、同压下，比较以下反应同温、同压下，比较以下反应H1、H2,Q1、Q2大小大小Q2 H3 H2第57页