2017高中化学人教版选修4课件第1章1节1课时

成才之路·化学路漫漫其修远兮吾将上下而求索人教版·选修4化学反应与能量第一章自然界中，同一能量不但可以从一个物体转移到另一个物体，多种能量之间还可以相互转化。化学反应过程中，物质变化的同时还伴有能量变化，常以热能、电能、光能等形式表现出来。化学反应中伴随能量变化是化学反应的基本特征之一。化学物质中的化学能通过化学变化转化为热能，提供了人类生存和发展所需要的能量和动力，而热能转化为化学能又是人们进行化工生产、研制物质不可或缺的条件和途径。化学反应中当能量以热能的形式表现出来时，化学反应可分为放热反应和吸热反应。物质可以发生转化，但总质量保持不变，遵循质量守恒定律；同样，自然界中，同一能量不但可以从一个物体到另一个物体，一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量，转化的途径可以不同，但体系包含的总能量不变，这就是能量守恒定律。质量守恒定律和能量守恒定律是两条基本的自然定律。能量贯穿于化学的始终，是学习化学的一条主线，因此化学反应与能量一直是高考考查的重点内容，考查方式主要有对相关概念的理解、热化学方程式的书写与判断、有关反应热知识的应用、盖斯定律等。本章内容属于化学基本理论部分、理论性强，有一定难度。学习时应注意以下几点：(1)熟悉相关概念，理解变化原因。相关概念有吸热反应、放热反应等，要熟悉哪些反应分别属于这两类反应，同时要理解反应前后能量发生变化的原因。(2)明确书写要求，正确作出判断。热化学方程式是学习的重点内容，必须牢记书写的注意事项，并能进行正误判断。(3)对比分析“三热”，跳出认识误区。“三热”是指以应热、燃烧热与中和热，可用对比法深化对这三个概念的理解，明确它们的区别与联系，避免认识错误。(4)灵活运用定律，掌握反应热的计算。能灵活运用盖斯定律解答关于反应热计算的题目。第一节化学反应与能量的变化第一章第1课时焓变反应热第一章新情境•激趣入题1新知识•导学探究2新思维•名师讲堂3新考题•随堂自测4新提升•达标作业5新视点•专家博客6新情境•激趣入题我们知道在每届奥林匹克运动会上，都有一个庄严仪式——传递圣火，在这里火成为精神、文明的象征，并以此传递奥林匹克的伟大精神。事实上火在古代就是一种神圣的象征，火代表着创世、再生和光明，人们对火是又畏惧又崇拜。畏惧是因为她的威力，她能给人类带来巨大的灾难；崇拜她是因为她能给人类带来温暖和光明，是她把人类从“茹毛饮血”带向文明。这里的“火”实际上就是化学反应中产生的能量。尽管随着科学发展，社会已逐步进入多能源时代，但是化学反应中的能量仍是目前主要的能量来源。自动加热饭盒是在普通饭盒的基础上加制一个加热盒而成的。在需要加热时，取一包发热粉倒入加热盒内，把饭盒按入加热盒，从旁边的缝中注入少量清水，在几分钟内就可使食品达到80℃。你能解释其中的原理是什么吗？请在听课时加以关注。新知识•导学探究●新知导学1．在化学反应中同时存在着________和________的变化，而反应前后__________和__________都是守恒的。________的释放和吸收是以发生变化的______为基础的。2．化学反应中的能量变化常以________、________、________等形式表现出来。当能量变化以________的形式表现时，我们把化学反应分为________和________。3．反应热是指_______________________________，也称为________，表示符号________，单位__________________。物质能量物质质量能量能量物质热能电能光能热能放热反应吸热反应化学反应过程中释放或吸收的能量焓变ΔHkJ/mol或kJ·mol－14．化学反应的本质是旧化学键__________，新化学键________。若反应物化学键断裂吸收的能量________生成物化学键形成放出的能量，反应________热，反应体系能量________，ΔH________0；若反应物化学键断裂吸收的能量________生成物化学键形成放出的能量，反应________热，反应体系的能量________，ΔH________0。断裂形成＜放降低<>吸升高>●自主探究1．是不是所有的化学反应都有能量的变化？为什么？温馨提示：是的。原因是能量的变化与键能有关，反应物的键能之和与生成物的键能之和是不相等的。2．需要加热的反应就是放热反应吗？温馨提示：反应是吸热还是放热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。放热反应和吸热反应在一定条件下都能发生。反应开始时需加热的反应可能是吸热反应，也可能是放热反应，如煤的燃烧是放热反应，但开始燃烧前需加热引燃。新思维•名师讲堂焓变、反应热的概念

●教材点拨1．放热反应与吸热反应化学反应同时存在物质和能量的变化，其中能量的变化常以热能、电能、光能的形式表现出来，当能量变化以热量的形式表现时，我们把化学反应分为放热反应和吸热反应。2．反应热、焓变化学反应过程中所释放或吸收的能量，都可以用热量(或换算成相应的热量)来表示，叫做反应热，又称为“焓变”，符号用ΔH表示，单位常采用kJ/mol(或kJ·mol－1)。3．放热反应使体系的能量降低，ΔH为“－”或ΔH<0；吸热反应使体系能量升高，ΔH为“＋”或ΔH>0。温馨提示：①焓是与内能有关的物理量，用H表示。焓变是与化学反应的起始状态、终止状态有关系的一个量，与物质所处环境的压强、温度等因素有关，与化学反应的过程无关。②焓变的“＋”“－”是相对于反应体系的能量而言的。③化学反应同时遵循质量守恒和能量守恒两大基本规律，质量守恒是指反应物的总质量等于生成物的总质量，但能量守恒并不是反应物总能量等于生成物总能量。4．反应热和焓变的比较反应热焓变含义化学反应中吸收或放出的热量化学反应中生成物所具有的焓与反应物所具有的焓之差符号QΔH与能量变化的关系Q>0，反应吸收热量Q<0，反应放出热量ΔH>0，反应吸收热量ΔH<0，反应放出热量二者的相互联系ΔH是化学反应在恒定压强下(通常在敞口容器中进行的化学反应)且不与外界进行电能、光能等其他形式的能量的转化时的反应热(Qp)；ΔH＝Qp，中学阶段二者通用●典例透析【解析】

物质发生化学反应都伴随着能量的变化，伴有能量变化的物质变化不一定是化学变化(如物质发生物理变化、核变化也都伴有能量变化)。在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量(设为x)与生成物的总能量(设为y)之间的关系为：①x>y，化学反应为放热反应；②x<y，化学反应为吸热反应；③x≠y，对于任何一个化学反应，反应物的总能量与生成物的总能量都不相等。【答案】

AC1．(2014·经典习题选萃)下列说法不正确的是A．化学变化过程是原子的重新组合过程B．根据化学反应中的能量变化情况，化学反应可分为吸热反应和放热反应C．化学反应中的能量变化多少与其反应物用量有关D．化学反应中的能量变化都是以热能形式表现出来的●变式训练解析：从反应物、生成物的组成可推知化学变化过程是原子的重新组合过程，A正确；化学反应不是吸热就是放热，没有无能量变化的反应，B正确；化学反应中的能量变化多少与反应物用量有关，C正确；化学反应中的能量变化通常以热能形式表现出来，还有的以光能、电能等形式表现出来，D不正确。答案：D反应热与反应物、生成物键能的关系

●教材点拨1．化学键与化学反应中能量变化的关系化学反应过程是原子重新组合的过程，反应物分子内化学键的断裂需要吸收能量，生成新物质时形成新的化学键要放出能量。二者的能量差，就决定了能量的变化。当E吸>E放时，反应吸收能量；当E吸<E放时，反应释放能量。(1)化学反应的过程实质上就是反应物中旧的化学键断裂，形成生成物中新化学键的过程。在破坏旧化学键时需要吸收能量来克服原子间的相互作用，而在形成新化学键时则会释放能量。由于吸收和释放出的能量并不相同，所以任何化学反应在物质变化的同时，都伴随着能量变化，这是化学反应的两个基本特征。又因为化学反应的能量变化来源于断裂旧键和形成新键的能量变化，所以说能量的变化总是以物质的变化为基础。温馨提示：①E吸表示断裂反应物中化学键吸收的能量，即反应物键能之和；E放表示形成生成物中化学键放出的能量，即生成物键能之和。②有些放热反应也需加热才能发生，就是因为需要吸收能量以断裂反应物中的化学键。

2．ΔH的计算方法从不同角度解释反应热，其计算方式也不同，故ΔH一般有两种表达方式：(1)ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量(2)ΔH＝反应物中化学键断裂吸收的能量之和－生成物中化学键形成放出的能量之和3．放热反应与吸热反应比较类型比较放热反应吸热反应定义释放热量的化学反应吸收热量的化学反应形成原因反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量与化学键强弱的关系生成物分子成键时释放的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量类型比较放热反应吸热反应常见的实例1.大多数化合反应2.中和反应3.金属与水或酸反应如：Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑ΔH<04.燃烧反应5.铝热反应1.大多数分解反应2.Ba(OH)2·8H2O晶体与氯化铵反应：Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2OΔH>03.以C、CO为还原剂的氧化还原反应温馨提示：①吸热反应和放热反应是针对化学反应而言，物质三态之间的变化有能量的变化，但属于物理变化。②反应物的能量越高，分子越不稳定，破坏它需要的能量越少；生成物的能量越低，分子越稳定，生成它时释放的能量越多，故该反应为放热反应，ΔH<0；反之，反应为吸热反应，ΔH>0。●典例透析【答案】

C【点评】

反应是吸热还是放热与反应开始时是否需要加热无关，与反应类型(化合、分解、置换、复分解反应，氧化还原反应和非氧化还原反应等)没有直接的因果关系，而取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。(1)a、b、c分别代表什么意义？a：________；b：________；c：________。(2)该反应是放热反应还是吸热反应？________。ΔH大于零还是小于零？________。(3)若已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)

ΔH1＝－Q12H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

ΔH2＝－Q2则ΔH1________(填“>”“<”或“＝”，下同)ΔH2，Q1________Q2。(3)比较ΔH大小时，要连同“＋”“－”包含在内，类似于数学上的正负数比较，如果只比较反应放出热量的多少，则只比较数值大小，与“＋”“－”无关。【答案】

(1)代表旧键断裂吸收的能量代表新键形成放出的能量代表反应热(2)放热反应小于零(3)>

<【点评】

化学反应中的能量变化要从反应的过程考虑，断裂化学键要消耗能量，形成化学键要放出能量，消耗的能量减去放出的能量就是反应的热效应，要从实质上去理解，把握这一点。2．(2014·南京学业水平模拟)关于化学反应的说法错误的是(

)●变式训练A．上图所示的反应为放热反应B．化学反应中有物质变化也有能量变化C．需要加热的化学反应不一定是吸热反应D．化学键断裂吸收能量，化学键形成放出能量解析：由题图知，反应物总能量小于生成物总能量，故图中表示的反应为吸热反应。答案：A3．(2014·成都诊断)科学家已获得了极具理论研究意义的N4分子，其结构为正四面体(如图所示)，与白磷分子相似。已知断裂1molN—N键吸收193kJ热量，断裂1molN≡N键吸收941kJ热量，则(

)A．N4的键能是N2的二倍B．1molN4气体转化为N2时要吸收724kJ能量C．N4是N2的同系物D．1molN4气体转化为N2时要放出724kJ能量解析：N4与N2结构不同，N4的键能不是N2的2倍，A错；N4与N2互为同素异形体，而不是同系物，则C错；从结构图中可看出，一个N4分子中含有6个N—N键，根据N4(g)===2N2(g)

ΔH，有ΔH＝6×193kJ/mol－2×941kJ/mol＝－724kJ/mol，故B项错误，D项正确。答案：D新考题•随堂自测1．(2014·广东肇庆第一次统检)下列化学反应属于吸热反应的是(

)A．碘的升华B．生石灰溶于水C．镁与稀盐酸反应D．熟石灰与NH4Cl晶体混合制取氨气解析：碘的升华吸热，但为物理变化，A项错；生石灰溶于水为放热反应，B项错；金属与酸的置换反应为放热反应，C项错；熟石灰与NH4Cl晶体混合制取氨气为吸热反应，D项对。正确答案为D。答案：D解析：ΔH>0，此反应为吸热反应，生成物的总能量大于反应物的总能量，B、C项错误；再根据Ea和ΔH的比例关系可知D项正确。答案：D3．(2014·试题调研)

下列伴随的能量变化中，属于反应热的是(

)A．形成1molH—Cl键放出的能量B．石墨转变成金刚石吸收的能量C．Na变成Na＋吸收的能量D．水蒸气变成液态水放出的能量解析：本题考查反应热，考查考生对反应热的理解。难度较小。A项，不是完整的化学反应，反应热指反应过程中能量的变化；B项，石墨转化为金刚石是化学反应；C项，不是完整的化学反应；D项，状态的改变属于物理变化。答案：B4．(2014·河北普通高中监测))为探究NaHCO3、Na2CO3与1mol/L盐酸反应(设两反应分别是反应Ⅰ、反应Ⅱ)过程中的热效应，进行实验并测得如下数据：序号液体固体混合前温度混合后最高温度①35mL水2.5gNaHCO320℃18.5℃②35mL水3.2gNa2CO320℃24.3℃③35mL盐酸2.5gNaHCO320℃16.2℃④35mL盐酸3.2gNa2CO320℃25.1℃下列有关说法正确的是(

)A．仅通过实验③即可判断反应Ⅰ是吸热反应B．仅通过实验④即可判断反应Ⅱ是放热反应C．通过实验可判断出反应Ⅰ、Ⅱ分别是吸热反应、放热反应D．通过实验可判断出反应Ⅰ、Ⅱ分别是放热反应、吸热反应解析：仅通过实验①可判断出NaHCO3溶于水是吸热反应；通过实验①③可判断出NaHCO3与盐酸反应是吸热反应；仅通过实验②可判断出Na2CO3溶于水是放热反应；通过实验②④可判断出Na2CO3与盐酸反应是放热反应。综上所述，可判断出反应Ⅰ、Ⅱ分别是吸热反应、放热反应，C项正确。答案：C5．(2014·孝感市七校联考)SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—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ΔH为(

)A．－1780kJ/mol B．－1220kJ/molC．－450kJ/mol D．＋430kJ/mol解析：化学键断裂要吸收能量，形成化学键要放出能量。ΔH＝反应物中化学键断裂吸收的能量之和－生成物中化学键形成放出的能量之和，由题意知：ΔH＝(280＋3×160－6×330)kJ/mol＝－1220kJ/mol。答案：B解析：由于反应物吸收的能量大于产物放出的能量，所以该反应为吸热反应，吸热反应的焓变大于零，从图像中看出反应物的能量低，产物的能量高，该反应一定为吸热反应。答案：吸热E1－E2一定低新提升•达标作业（点此链接）新视点•专家博客航天器化学能推进剂发射“嫦娥二号”探月卫星使用的“长三甲”火箭一、二级发动机推进剂为偏二甲肼/四氧化二氮，三级发动机推进剂为液氢/液氧。