选修41化学反应与能量变化 完整版课件

1、1：化学反应原理所研究的范围是:（1）化学反应与能量的问题（2）化学反应的速率、方向及限度的问题（3）水溶液中的离子反应的问题（4）电化学的基础知识 2：基本概念:（1）什么是有效碰撞？引起分子间的化学反应的碰撞是有效碰撞，分子间的碰撞是发生化学反应的必要条件，有效碰撞是发生化学反应的充分条件，某一化学反应的速率大小与，单位时间内有效碰撞的次数有关生成物反应物E2E1反应热活化分子:能够发生有效碰撞的分子活化能:活化分子高出反应物分子平均能量的那部分 (如图 )E1:反应的活化能; E2:活化分子变成生成物分子放出的能量（即逆反应的活化能）E2- E1:反应热（2）什么是活化分子？但活化分子的

2、碰撞不一定是有效碰撞（要有合适的取向和足够高的能量）。有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物中活化分子的多少有关。（3）什么是活化能？活化分子的多少与该反应的活化能的大小有关，活化能的大小是由反应物分子的性质决定，（内因）活化能越小则一般分子成为活化分子越容易，则活化分子越多，则单位时间内有效碰撞越多，则反应速率越快。 (4)什么是催化剂？催化剂是能改变化学反应的速率，但反应前后本身性质和质量都不改变的物质，催化剂作用:可以降低化学反应所需的活化能,也就等于提高了活化分子的百分数,从而提高了有效碰撞的频率.反应速率大幅提高.(5)归纳总结：一个反应要发生一般要经历哪些过程？授课：欧阳向华第一节

3、化学反应与能量变化我们知道：一个化学反应过程中，除了生成新物质外，还伴随着能量变化热能电能光能思考1、你所知道的化学反应中有哪些是放热反应？2、你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应？思考燃料的燃烧 ,中和反应 , 活泼金属与酸、碱 ,大多数化合反应大多数分解反应, C+CO2 , H2+CuO, C+H2O , Ba(OH)2.8H2O+NH4Cl ,CaCO3高温分解 为什么有的反应会放出热量有的需要吸收热量呢？ 一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量，取决于 。 反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。问题探究一生成物反应物能量图1吸收热量放出热量反应过程中能量变化曲线图：

4、生成物图2反应物能量反应物的能量之和 E反生成物的能量之和 E生（1）若E反 E生，（2）若E反 E生，放出能量吸收能量放热反应吸热反应规 律 化学反应的过程,可以看成是能量的“贮存”或“释放”的过程问题探究二化学反应的本质是什么？化学键的断裂和形成旧键断裂需要 能量，新键形成会 能量。放 出吸 收化学反应中能量变化的原因旧键断裂 吸收能量新键形成 放出能量=679kJ/mol862 kJ/molH =679kJ/mol 862kJ/mol = 183kJ/mol反应物的键能总和生成物的键能总和所以：一个化学反应是放热还是吸热取决于取决于所有断键吸收的总能量与所有形成新键放出的总能量的相对大小

5、一 、反应热 焓变1、定义：2、符号：H3、单位：kJmol-1 在恒压的条件下，化学反应过程中所放出或吸收的热量称为反应的焓变。 化学反应过程中放出或吸收的热量叫做化学反应的反应热. 放热反应： H0或 H为“” 【由于反应后放出热量（释放给环境)而使 反应体系的能量降低】吸热反应： H0 或H为“” 【由于反应后吸收能量（能量来自环境)而使反应体系的能量升高】放热反应物生成物能量反应过程H0吸热反应物生成物能量反应过程H04、规定：5、焓变与键能的关系方法1:H = 反应物的键能总和生成物的键能总和例 1：1 mol C与 1 mol H2O(g) 反应生成 l mol CO(g) 和1

6、mol H2(g)，需要吸收131.5 kJ的热量，该反应的反应热为H = kJ/mol。+131.5例 2：拆开 1 mol HH键、1 mol NH键、1 mol NN键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则1mol N2生成NH3的反应热为H= ，92.0 kJ/mol方法2:H = E（生成物的总能量） E（反应物的总能量） 练习 1.下列叙述正确的是（ ）A.化学反应一定伴随热量的变化B.凡是吸热或放热过程中热量的变化均称为反应热C.若H0，则反应物的能量高于生成物的能量C2下列过程中，需要吸收能量的是（ ） AH+H=H2 BH+Cl=HCl CI2I+I D

7、S+O2=SO2C 1. 2012江苏化学卷4某反应的反 应过程中能量变化如右图所示(图中E1表示正反应的活化能，E2表示逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是( )A.该反应为放热反应B.催化剂能改变反应的焓变 C.催化剂能降低反应的活化能D.逆反应的活化能大于正反应的活化能C高考体验12(2011上海卷3)据报道，科学家开发出了利用太阳能分解水的新型催化剂。下列有关水分解过程的能量变化示意图正确的是( )B解析：水分解是一个能量升高的反应，排除A和C项，使用催化剂的能降低反应的活化能，提高反应速率，所以D错。 高考体验23（2011重庆卷13） SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中存在S

8、-F键。已知1molS(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ,断裂1molF-F .S-F键需吸收的能量分别为160kJ、330kJ.则S(s)3F2(g) = SF6(g)的反应热H为( )A. -1780kJmol1 B. -1220kJmol1C.-450 kJmol1 D. +430kJmol1B高考体验3 4（08海南卷）白磷与氧可发生如下反应：P4+5O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：PP akJmol-1、PO bkJmol-1、P=O ckJmol-1、O=O dkJmol-1。根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的H，其中正确的是（ ）A.（6a+

9、5d4c12b）kJmol-1 B.（4c+12b6a5d）kJmol-1C.（4c+12b4a5d）kJmol-1D.（4a+5d4c12b）kJmol-1A高考体验4二、热化学方程式H2(g)+I2(g)=2HI(g) H=14.9kJ/mol200101kPa1、热化学方程式包含物质变化和能量变化两个部分，二者缺一不可。 普通化学方程式只包含物质变化一个部分。物质变化能量变化 能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式叫做热化学方程式H2+I2=2HI二、热化学方程式H2(g)+I2(g)=2HI(g) H=14.9kJ/mol200101kPa2、热化学方程式需注明反应时的温度和

10、压强,因为反应放出或吸收的热量的多少与外界的温度和压强有关对于 25 101kPa时进行的反应可不注明。 普通化学方程式不需注明温度和压强。H2(g)+ O2(g)=H2O(g) H=241.8kJ/mol12二、热化学方程式3、热化学方程式需注明各物质的状态。因为物质的聚 集状态不同所含的能量也不同。 普通化学方程式不需注明物质的状态。H2(g)+ O2(g)=H2O(g) H=241.8kJ/mol12H2(g)+ O2(g)=H2O(l) H=285.8kJ/mol12有以上知：H2O(l)H2O(g)；H=+44KJ/mol 固态 液态吸热气态吸热吸热以上说明相同物质的量的固态水能量最

11、低，气态水能量最高即最稳定的为固态水，最不稳定的为气态水4 一定量的氢气在一定条件下完全燃烧生成液态水，放出热量值为Q1，等量的氢气在相同条件下完全燃烧生成气态水，放出热量值为Q2，则Q1与Q2的关系为: （ ）AQ1Q2 CQ1Q2 D无法确定B跟踪练习二、热化学方程式 普通化学方程式中化学计量数宏观上表示各物质的物质的量，微观上表示原子分子数目，只能为整数，不能为分数。H2(g)+ O2(g)=H2O(g) H=241.8kJ/mol122H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H=483.6kJ/mol4、热化学方程式中各物质前的化学计量数表示物质的量不表示分子数,因而可为整数或分数。对

12、于相同的反应，当化学计量数不同时，其H对应成比例。5、 H的表示：热化学方程式中的H的“”与“”一定要注明， “”代表吸热， “”代表放热无论热化学方程式中化学计量数为多少，H的单位总是KJ/mol，但H的数值与反应式中的系数成比例、热化学方程式表示的意义 1）表示什么物质参加反应，结果生成什么物质2）反应物和生成物之间的物质的量比3）反应物完全变成生成物后所放出或吸收的热量。H2（g)+ O2(g)=H2O(g)；H=241.8KJ/mol 例1：当1mol气态H2与1mol气态Cl2反应生成2 mol气态HCl，放出184.6 kJ的热量，请写出该反应的热化学方程式。H2(g) + Cl2

13、(g) = 2HCl(g) H =184.6 kJ/mol2H2(g) + 2Cl2(g) = 4HCl(g) H =369.2 kJ/mol H2(g) + Cl2(g) = HCl(g) H =92.3 kJ/mol1212例2：1mol N2(g) 与适量O2(g) 反应生成NO2 (g)，需吸收68kJ的热量；写出热化学方程式。N2(g) + 2O2(g) = 2NO2 (g) H = + 68 kJ/molA例3、已知在1105Pa，298K条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，下列热化学方程式正确的是( )A. H2O（g）H2（g）1/2O2（g） H242kJm

14、ol1B. 2H2（g）O2（g）2H2O（l） H484kJmol1C. H2（g）1/2O2（g）H2O（g） H242kJmol1D. 2H2（g）O2（g）2H2O（g） H484kJmol1 A. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=4b kJ/molB. C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) H=+2b kJ/molC. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=2b kJ/molD. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=+b kJ/mol 已知充分燃烧a g 乙炔气

15、体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量bkJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是（ ） A跟踪练习：判断热化学方程式的正误要从以下几个方面进行：看方程式是否配平。看是否丢掉或写错反应物及生成物的聚集状态。看是否丢掉H的“”和“”及单位(kJmol1)，特别是“”。看反应热的数值是否与聚集状态的关系混淆。看反应热的数值与化学计量数是否相对应。 1（08全国卷）红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如图所示(图中的H表示生成1mol产物的数据)。根据上图回答下列问题： (1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式_。(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式_， 体验高考P(s)3/2Cl2(g)=PCl3(g)；H306kJmol1。PCl5(g)=PCl3(g)Cl2(g)；H+93kJm