高中化学选修四化学反应和能量的变化市公开课金奖市赛课一等奖课件

1、第一节 化学反应与能量改变第一章 化学反应与能量第1页2化学反应中能量改变反应热微观解释符号表示宏观解释试验测定键能焓变中和热热化学方程式定量计算盖斯定律实际应用燃烧热第一章知识体系第2页1. 你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、燃烧反应、多数化合反应2. 你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体反应、以C、H2、 CO为还原剂氧化还原反应、炭与二氧化碳生成一氧化碳思索与交流第3页尤其提醒化学反应总体遵照“分吸合放”规律，即大多数分解反应吸热，大多数化合反应放热，且化学反应中吸热反应占少数，所以务必记住常见吸热反应。放热

2、反应或吸热反应必须属于化学改变。如醋酸电离即使要吸热，但不能称为吸热反应，只能称为吸热过程；一样，水蒸气转变成液态水，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：1.从化学键角度加以分析2.从能量守恒角度加以分析第5页从化学键角度（微观）：Q1Q2,Q1E2E1E2反应放热反应吸热第7页一、焓变 反应热1、反应热 恒(等)压过程：反应前后压强不变，体积改变 敞口、针筒、活塞在化学反应过程中放出或吸收热量恒(等)容过程：反应前后体积不变，压强改变 密闭容器、体积不变容器第8页2、焓变 焓(H)：热力学状态函数，与内能相关物理量。 焓变：在一定条件下（恒压）反应热 生成物与反应物焓

3、值差符号：H单位：kJ/mol 测量条件：恒压下，普通为敞口容器中意义： “+”：吸热，环境对体系做功，体系能量增加 “-”：放热，体系对环境做功，体系能量降低第9页影响焓变原因a. 反应物用量b. 反应条件（温度、压强）c. 反应体系中物质聚集状态焓变计算H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）第10页放热反应物生成物能量反应过程H0H生成物能量反应物能量（宏观）吸热反应物生成物能量反应过程 H0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）H436 kJ/mol243 kJ/mol 431 kJ/mol2 183kJ/mol第

4、12页小结HE（生成物） E（反应物）从能量角度：从键能角度： H（生成物） H（反应物）焓变：恒压条件下反应过程中所释放或吸收能量。HE（反应物化学键断裂时所吸收总能量）- E （生成物化学键形成时所释放总能量） 放热反应：H为“-”或H0 吸热反应：H为“+” 或H0第13页1. 以下说法中不正确是()A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C化学反应中能量改变多少与其反应物质量相关D化学改变中能量改变都是以热能形式表现出来答案D思索题第14页2. 以下说法中正确是()A焓变是指1 mol物质参加反应时能量改变B当反应放热时H0，当反应吸热时H0C在加热条件下发生

5、反应均为吸热反应D一个化学反应中，当反应物能量大于生成物能量时，反应放热，H为“”答案D第15页 1. 1mol C与 1mol H2O(g) 反应生成 lmol CO(g) 和1mol H2(g)，需要吸收131.5kJ热量，该反应H = kJ/mol。 2. 已知键能 HH、 NH、 NN分别是436kJ/mol、 391kJ/mol、946kJ/mol，则恒压下1mol N2生成NH3反应热 ，则恒压下1mol H2生成NH3反应热为 。 131.592.0 kJ/mol30.67 kJ/mol练习第16页3.下表中数据是破坏1 mol化学键所消耗能量（kJ）： 依据上述数据回答以下问题

6、： (1)以下物质本身含有能量最低是（） A. H2 B. Cl2 C. Br2 D. I2(2)以下氢化物中，最稳定是（） A. HCl B. HBr C. HI(3) 相同条件下，X2 （X代表Cl, Br ,I）分别与氢气反应，若消耗等物质量氢气时，放出或吸收热量最多是?焓变最大是? 物质 Cl2 Br2 I2 HCl HBr HI H2能量（ kJ）243193151432366298436AA Cl2I2第17页尤其提醒比较H大小时，要连同“”、“”包含在内，类似于数学上正负数比较。假如只比较反应放出热量多少，则只须比较数值大小，与“”、“”无关。第18页 任何一个化学反应都包含物质

7、改变和能量改变。 那么，有什么表示式能把这两种改变都表示出来？H2 + I2 = 2HI只表示物质改变思索第19页二、热化学方程式： 能表示参加反应物质量和反应热关系化学方程式。定义：第20页200101kPa 热化学方程式包含物质改变和能量改变两个部分，二者缺一不可。 物质改变能量改变H2(g)+I2(g) 2HI(g) H= -14.9kJ/mol（热化学方程式意义）第21页表示: 200 , 101kPa下, 1mol气态H2与1mol气态碘完全反应，生成2mol气态HI时，放出14.9kJ热量。H2(g)+I2(g) 2HI(g) H= -14.9kJ/mol200101kPa第22页

8、2、书写热化学方程式注意事项(2) 热化学方程式需注明反应时温度和压强。对于 25 101kPa时进行反应可不注明。(1)化学方程式右边必须写上H，并 用“空格”隔开， H：吸热用“+”，放热用：“-”， 单位是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，反应热数值不一样，所以热化学方程式需注明各物质聚集状态。 （s、l、g、aq）H2(g) + O2(g) = H2O(g) H= -241.8kJ/mol12物质气

9、、液、固三态改变与反应热关系：H2(g) + O2(g) = H2O(l) H= -285.8kJ/mol12第25页(4) 若热化学方程式中各物质化学计量数加倍，则H数值也加倍；若反应逆向进行，则H改变符号，但数值不变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)热化学方程式中化学计量数表示参加反应各物质物质量，可为整数或分数。H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) H= -183

10、kJ/molH2(g) + Cl2(g) = HCl(g) H= -91.5kJ/mol1212第27页(6) 热化学方程式还能够表示理论可进行实际难 进行化学反应，普通不写反应条件也不用标“ ”和 “ ”(7) 若是可逆反应，则H是完全反应测得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吸收热量。当反应逆向进行时，其反应热与正反应数值相等，符号相反。第28页(8) H单位是 kJ/mol，指是每mol反应焓变（热效应）即每mol特定组合完全反应热效应H2(g

11、) + Cl2(g) = 2HCl(g) H= -183kJ/molH2(g) + Cl2(g) = HCl(g) H= -91.5kJ/mol1212第29页【例】 25 101kPa下， 1g 辛烷燃烧生成CO2和H2O时, 放出48.4kJ热量，请写出其热化学方程式。3. 应用(1)书写热化学方程式步骤： 写出反应物、生成物及其聚集状态 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. 写出以下反应热化学方

12、程式（1）1molC(固态)与适量H2O(气态) 反应,生成CO(气态)和H2(气态),吸收131.3kJ热量（2）0.5molCu(固态) 与适量O2(气态) 反应, 生成CuO(固态), 放出78.5 kJ热量C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) H= +131.3kJ/mol2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s) H= -314kJ/mol练一练第31页（3）50ml 1mol/LNaOH和 50ml 0.5mol/LH2SO4完全反应，放出热量2.865kJ，请写出热化学方程式2 NaOH(aq)+ H2SO4(aq) = Na2SO4(aq)+2 H2O(l) H=-11

13、4.6kJ/mol NaOH(aq)+1/2 H2SO4(aq) = 1/2Na2SO4(aq)+ H2O(l) H=-57.3kJ/mol 第32页 2. 已知： H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) H= 184.6kJ/mol 则反应 HCl(g) = 1/2 H2(g) + 1/2 Cl2(g) H为（ ）DA. +184.6 kJ/mol B. -92.3 kJ/molC. -369.2 kJ/mol D. +92.3 kJ/mol第33页【例】判断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.

14、 C(s) + O2 (g) = CO2(g) H = + 393.5kJ/mol归纳：（四看） 物质聚集状态 H正负号和单位 H与化学计量数是否对应 化学方程式是否正确 (2) 热化学方程式正误判断H2(g) + O2(g) = H2O(l) H= -285.8kJ/mol2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) H= -571.6kJ第34页1. 沼气主要成份是甲烷。0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445 kJ热量。则以下热化学方程式中正确是（ ）A、2CH4(g) 4O2(g) 2CO2(g) 4H2O (l) H = + 890 kJ/mol B、CH4

15、 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H = 445 kJ/mol试一试第35页4、比较H大小（1）方程式计量数相同，反应物或生成物聚 集状态不一样物质气、液、固三态改变与反应热关系：第36页放热反应：生成固体放出热量_生成液体放出热量_生成气体放出热量吸热反应：生成固体吸收热量_生成液体吸收热量_生成气体吸收热量Q2H1 H2比较H大小时，要连同“+”、“-”包含在

16、内，类似于数学上正负数比较。假如只比较反应放出热量多少，则只须比较数值大小，与“+”、“-”无关。第38页(2)反应物或生成物状态相同，计量数不一样若一反应化学计量数是另一反应化学计量数n倍，则其反应热是另一反应反应热n倍。(3)可逆反应中H是指完全反应时反应热。所以要考虑反应进行程度，当反应进行程度越大，则反应放出或吸热热量越多。第39页已知：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（ ） A.ac0 B.bd0 C.2a=b0 D. c=2d0C试一试第40页小结注意符号物质聚集状态化学计量数 反应物和生成物情况H比较Q比较：直接比数值第41页1. 在同温