2019-2020学年高中化学 第一章 化学反应与能量 第1节 化学反应与能量的变化课件 新人教版选修4

1、 内容概述内容概述学法指导学法指导 1.了解化学反应了解化学反应 中能量转化的原中能量转化的原 因，能说出常见因，能说出常见 的能量转化形的能量转化形 式。式。 2.了解化学能与了解化学能与 热能的相互转热能的相互转 化。了解吸热反化。了解吸热反 应、放热反应、应、放热反应、 反应热等概念。反应热等概念。 本章的内容较抽象且概念较多，建议在平本章的内容较抽象且概念较多，建议在平 时的学习中采用阶梯式方法，层层推进，时的学习中采用阶梯式方法，层层推进， 能力会在不知不觉中得到提高。具体方法能力会在不知不觉中得到提高。具体方法 如下：如下： 1.整合知识，形成网络。本章的重点知识整合知识，形成网络

2、。本章的重点知识 可以简单地概括为明确六个概念可以简单地概括为明确六个概念(焓变、反焓变、反 应热、放热反应、吸热反应、燃烧热、中应热、放热反应、吸热反应、燃烧热、中 和热和热)，书写热化学方程式八项注意，一个，书写热化学方程式八项注意，一个 规律规律(盖斯定律及其应用盖斯定律及其应用)，形成知识网络能，形成知识网络能 帮助同学们构建起零散知识之间的联系。帮助同学们构建起零散知识之间的联系。 内容概述内容概述学法指导学法指导 3.了解热化学方了解热化学方 程式的含义，能程式的含义，能 用盖斯定律进行用盖斯定律进行 有关反应热的简有关反应热的简 单计算。单计算。 4.了解能源是人了解能源是人 类

3、生存和社会发类生存和社会发 展的重要基础。展的重要基础。 了解化学在解决了解化学在解决 能源危机中的重能源危机中的重 要作用。要作用。 2.强化对比、明确概念。如反应热与焓变、强化对比、明确概念。如反应热与焓变、 放热反应与吸热反应、化学方程式与热化学放热反应与吸热反应、化学方程式与热化学 方程式、燃烧热与中和热，通过对比，能更方程式、燃烧热与中和热，通过对比，能更 加清楚易混淆的概念间的区别与联系。加清楚易混淆的概念间的区别与联系。 3.多角度认识能量变化图象，有关反应热的多角度认识能量变化图象，有关反应热的 计算。计算。 如化学反应与能量变化图象的常见类如化学反应与能量变化图象的常见类 型

4、有键能图、反应物与生成物总能量图、有型有键能图、反应物与生成物总能量图、有 关活化能的图象等，有关反应热的计算依据关活化能的图象等，有关反应热的计算依据 有根据物质能量计算、根据键能计算、根据有根据物质能量计算、根据键能计算、根据 燃烧热或中和热计算、根据热化学方程式计燃烧热或中和热计算、根据热化学方程式计 算、根据盖斯定律计算等。算、根据盖斯定律计算等。 第一节化学反应与能量的变化 学习目标学习目标重点难点重点难点 1.了解化学反应中能量了解化学反应中能量 转化的原因和常见的转化的原因和常见的 能量转化形式。能量转化形式。 2.认识化学反应过程中认识化学反应过程中 物质和能量的变化。物质和能

5、量的变化。 3.了解反应热和焓变的了解反应热和焓变的 含义。含义。 4.认识热化学方程式的认识热化学方程式的 意义，并能正确书写意义，并能正确书写 热化学方程式。热化学方程式。 【重点【重点】 1.化学反应中能量变化的原因。化学反应中能量变化的原因。 2.热化学方程式的书写。热化学方程式的书写。 3.中和热的测定原理及操作。中和热的测定原理及操作。 【难点【难点】 1.H与化学键键能之间的关系。与化学键键能之间的关系。 2.中和热测定的误差分析。中和热测定的误差分析。 3.热化学方程式的书写及注意事项。热化学方程式的书写及注意事项。 1焓与焓变 (1)焓与焓变 焓变反应热焓变反应热 H 生成物

6、生成物反应物反应物 H kJmol 1 kJ/mol (2)焓变与反应热的关系 在等压条件下(反应热在不做其他功的情况下)，化学反应 的焓变_化学反应的反应热，因此常用H表示反应 热。 等于等于 2反应热产生的原因 (1)从物质内部能量角度分析(宏观) 反应反应 类型类型 放热反应放热反应吸热反应吸热反应 能量能量 变化变化 反应物具有的总能量反应物具有的总能量_ 生成物具有的总能量生成物具有的总能量 反应物具有的总能量反应物具有的总能量_ 生成物具有的总能量生成物具有的总能量 能量能量 转换转换 当反应物转化为生成物时，当反应物转化为生成物时， 多余的能量会以多余的能量会以_、电、电 能或光

7、能等形式释放出来能或光能等形式释放出来 当反应物转化为生成物时，当反应物转化为生成物时， 热能、电能或热能、电能或_等会转等会转 化为化为_的能量储存的能量储存 起来起来 结论结论 H生成物具有的总能量反应物具有的总能量生成物具有的总能量反应物具有的总能量 高于高于低于低于 热能热能 光能光能 物质内部物质内部 吸收吸收释放释放 吸收吸收 释放释放0时，反应吸热；当 H0时，反应放热。 (2)反应条件判断法 反应开始时需要加热，而停止加热后，反应亦可继续进 行，则为放热反应；若反应需要持续不断地加热才能进行，则 为吸热反应。 (3)规律判断法 常见的放热反应：燃料的燃烧，中和反应，金属与酸、

8、水的反应，大多数化合反应。 常见的吸热反应：大多数分解反应，C、H2、CO作还原 剂的反应(其燃烧例外)，Ba(OH)28H2O晶体与NH4Cl晶体的反 应。 1所有的化学反应中都存在着热量变化 化学反应都有物质生成，同时化学反应还伴随着能量变 化，表现形式除热量外还可以是光能和电能等。这是由于反应 物、生成物具有的能量不同(或化学反应的实质是化学键断裂 与形成的过程，通常旧键断裂时吸收的总能量与新键形成时所 放出的总能量是不相等的，二者的差值就是反应中的能量变 化)。 2凡需加热的反应都是吸热反应 吸热反应是使体系总能量升高的反应，与反应条件(如加 热、点燃、光照等)没有必然的联系，这些条件

9、只起引发作 用，就是说只是为了使反应开始。反应开始后反应自身放出的 热量足以维持反应继续进行，甚至有所盈余的反应属于放热反 应。例如铁丝、木炭在空气中的燃烧，Fe跟S反应生成FeS的反 应等，都属于这种情况。 3热化学方程式中，生成物不一定比反应物稳定 大多数自发的、较易进行的反应，由于体系的总能量降 低，多余的能量通常以热、光、电等形式释放出来，形成某些 反应现象。而体系总能量的降低常表现为生成物比反应物稳 定，如石墨转化为金刚石需要吸收能量，即石墨能量低于金刚 石，石墨比较稳定。 下列关于化学反应与能量的说法不正确的是( ) A在化学反应中，断开化学键要吸收能量，形成化学键 要放出能量 B

10、化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化 C若反应物的总能量高于生成物的总能量，则该反应必 为放热反应 D放热的反应在常温下一定易进行，吸热反应必须在加 热条件下才能进行 【答案】D 化学键化学键ClClFFClF 键能键能/kJmol 1 242159172 【答案】313 解析：根据H反应物总键能生成物总键能(242 3159)6172 kJmol1313 kJmol1。 解题指引：本题考查热效应和键能的关系，根据H反 应物的键能总和生成物的键能总和进行计算。 【答案】B 【解析】92.4 kJmol1E(NN)3436 kJmol1 23391 kJmol1，E(NN)945.6 k

11、Jmol1。 解题指引：本题考查热效应和键能的关系，根据H反 应物的键能总和生成物的键能总和进行计算。 CO(g)与H2O(g)反应的能量 变化如下图所示，有关两者反应的说法正 确的是() A该反应为吸热反应 BCO(g)和H2O(g)具有的总能量大 于CO2(g)和H2(g) 具有的总能量 C该反应不需要加热就能进行该反应不需要加热就能进行 D1 mol CO2(g) 和和1 mol H2(g) 反应生成反应生成1 mol CO(g)和和 1 mol H2O(g) 要放出要放出41 kJ热量热量 【答案】B 【解析】由能量变化可知，反应产物的总能量比反应物的 总能量低，反应为放热反应，但并不

12、是不需要加热；当1 mol CO2(g) 和1 mol H2(g)反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2O(g)时， 要吸收41 kJ热量。 (2019年四川眉山月考)用玻璃棒迅速搅拌如图甲 所示装置内(小烧杯与玻璃片)的固体混合物。稍后用手拿起烧 杯时发现玻璃片与烧杯粘结在一起。下列有关该反应的说法中 正确的是() A化学反应中有化学能转化为热能 B反应中的能量关系如图乙 C该反应是吸热反应 D化学键的总键能：反应物生成物 【答案】C 化学方程式与热化学方程式的比较 热化学方程式热化学方程式 项目项目化学方程式化学方程式热化学方程式热化学方程式 化学计化学计 量数量数 是整数，既表

13、示粒子个数，是整数，既表示粒子个数， 又表示该物质的物质的量又表示该物质的物质的量 既可以是整数，也可以是分数，既可以是整数，也可以是分数， 只表示该物质的物质的量只表示该物质的物质的量 状态状态不要求注明不要求注明必须在化学式后注明必须在化学式后注明 H无无必须注明必须注明 意义意义 表明了化学反应中的物质变表明了化学反应中的物质变 化化 不仅表明了化学反应中的物质变不仅表明了化学反应中的物质变 化，还表明了化学反应中的能量化，还表明了化学反应中的能量 变化变化 遵循定律遵循定律质量守恒质量守恒质量守恒和能量守恒质量守恒和能量守恒 热化学方程式书写应注意的问题 (1)注意H的书写位置、表示形

14、式、单位 H只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右 边。若为放热反应，H为“”；若为吸热反应，H为 “”。H的单位一般为kJmol1。 (2)注意焓变H与测定条件(温度、压强等)有关 书写热化学方程式时应注明H的测定条件。绝大多数H 是在25 、1.01105 Pa下测定的，可不注明温度和压强。 (3)注意热化学方程式中化学计量数可以是整数、分数 热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该 物质的物质的量，并不表示物质的分子或原子数。因此化学计 量数可以是整数，也可以是分数。 (4)注意反应物和产物的聚集状态不同焓变H不同 必须注明物质的聚集状态才能完整地体现出热化学方程式 的

15、意义。气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，溶液中的微 粒用“aq”。 (5)注意热化学方程式中不用标“”和“” (6)注意热化学方程式中化学式前的化学计量数必须与H 相对应 热化学方程式是表示反应已完成的能量，由于H与反应 完成物质的量有关，所以方程式中化学式前面的化学计量数必 须与H相对应，如果化学计量数加倍，则H也要加倍。当反 应逆向进行时，其焓变与正反应的焓变数值相等，符号相反。 解题指引：“五看法”判断热化学方程式的正误 下列关于热化学方程式的说法正确的是() 热化学方程式中没有注明温度和压强，则表示反应热是 在标准状况下测得的数据热化学方程式中各物质前的化学 计量数不表示分子个

16、数，只表示物质的量化学反应过程中 吸收或放出的热量与参加反应的物质的物质的量成正比1 mol S完全燃烧放热297.3 kJ/mol，其热化学方程式为S O2=SO2H297.3 kJ/mol AB CD 【答案】B 中和热的测定 (1)实验原理 在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O时的反 应热叫做中和热。本实验通过测定酸碱中和反应前后溶液温度 的变化，计算反应过程中所放出的热量，并由此求得中和热。 中和热中和热 中和热测定，“五要”与“五不” (1)溶液都要“稀”而不“浓” 溶液要“稀”的原因：一是保证酸、碱能充分反应；二是 稀溶液的比热容和密度非常接近纯水的，可保证测定结果

17、比较 准确。 (2)酸、碱都要“强”而不“弱” 弱酸、弱碱在水溶液中不能完全电离，存在着电离平衡， 电离过程会吸收H与OH反应放出的热量，导致中和热的测 定值偏小。 (3)酸、碱之一要“稍多”而不“恰好”。 为保证酸(或碱)能够完全被中和，必须使酸(或碱)中某一 方过量，才能使另一方完全反应，最终确保测定结果准确。 (4)装置全方位要“严谨”而不“粗糙”。 为确保结果精准可靠，作为搅拌用的玻璃棒不能用金属棒 代替以避免热量快速损失；组合装置中要填碎纸条或碎泡沫可 减少实验过程中的热量损失；换用隔热、密封性能更好的保温 装置会使实验结果更准确。 (5)操作各细节都要“慎重”而不“轻率” 碱溶液尽

18、可能做到迅速混合，然后立即加盖；组合装置中 内、外两个烧杯中保持上相平，可使盖板把杯口尽量盖严以减 小热量损失。 实验室用50 mL 0.5 molL1盐酸、50 mL 0.55 molL1 NaOH溶液和如下图所示装置进行测定中和反应反应 热的实验，得到下表中的数据： 实验实验 序号序号 起始温度起始温度t1/ 终止温度终止温度t2/ 盐酸盐酸NaOH溶液溶液 120.220.323.7 220.320.523.8 321.521.624.9 完成下列问题： ( 1 ) 实 验 时 用 环 形 玻 璃 棒 搅 拌 溶 液 的 方 法 是 _。 不 能 用 铜 质 搅 拌 棒 代 替 环 形 玻 璃 棒 的 理 由 是 _。 (2)经数据处理，t2t13.4 ，则该实验测得的每生成1 mol液态水时的反应热H_。盐酸和NaOH 溶液的密度按 1 gcm3计算，反应