化学选修四化学反应与能量的变化课件.pptx
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1、【知识回顾】 对化学反应的认识1、化学反应的特征物质变化能量变化质量守恒能量守恒2、化学反应中能量的变化(吸收和放出),可以 、 、 及其它形式的能量表现出来。光能热能电能 当能量变化以热能的形式表现时,化学反应可以分为:3、放热反应与吸热反应思考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、水反应 ,大多数化合反应大多数分解反应, 以C,CO,H2作还原剂的反应,Ba(OH)2.8H2O+NH4Cl C + CO2 = 2CO吸热反应高温 放热反应有时也需要加热才能发生! 为什么有的反应会放出热量有的需要吸收热
2、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,决定于(宏观) 。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: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Q2,Q1E2,E1E2,反应放热反应放热反应吸热反应吸热1、下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是( ) A碳酸钙受热分解 B乙醇燃烧 C铝粉与氧化铁粉末反应 D氧化钙溶于水A2、下列说法正确的是 ( ) A吸热反应一定需要加热才能发生; B放热反应是不需要加热就能进行的反应; C反应是放热还是吸热必须看反应
3、物和生成物所具有的总能量的相对大小;DNH4NO3固体溶于水会吸收热量,是吸热反应。C3从如图所示的某气体反应的能量变化分析,以下判断错误的是 ( )A这是一个放热反应B该反应可能需要加热C生成物的总能量低于反应物的总能量D反应物比生成物更稳定D 拓展拓展发现发现 1焓变 焓(H)是与物质_有关的物理量。焓变是变化前后物质的_,化学反应的焓变,为生成物的总焓值与反应物的总焓值之差,即_,单位:_。2反应热化学反应热的简称,是等温下化学反应释放或吸收的热量。恒压条件下进行的化学反应的_等于反应热,因此常用_表示反应热。焓变反应热新课探究知识点一内能焓值差HH(生成物)H(反应物)kJmol1或k
4、J/mol焓变H反应热描述的是反应热描述的是化学反应前后化学反应前后的热量变化的热量变化反应热描述的是反应热描述的是一定温度下一定温度下的热量变化的热量变化任何化学反应都有反应热任何化学反应都有反应热,表现为吸热反应,表现为吸热反应或者放热反应或者放热反应注注意意放热反应:吸热反应:H0或 H为“”H0 或H为“”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:分析能量变化图:H = E生成物生成物 E反应物反应物旧键断裂旧键断裂 吸收能量吸收能量新键形成新键形成 放出能量放出能量=679kJ/mol862 kJ/molH =679kJ/mol 862kJ/mol =
5、 183kJ/mol请观察请观察P2页图页图1-1从化学反应的本质进行从化学反应的本质进行探究:探究:所以:所以:一个化学反应是放热还是一个化学反应是放热还是吸热取决于吸热取决于 取决于所有取决于所有断键吸收的总能量断键吸收的总能量与所与所有有形成新键放出的总能量形成新键放出的总能量的相对大小的相对大小反应本质(微观)反应本质(微观)即即:H = E断键吸收断键吸收E成键放出成键放出 (微观)(微观) 1. H=生成物的总能量反应物的总能量生成物的总能量反应物的总能量 2. H=反应物键能和生成物键能和反应物键能和生成物键能和H = E生成物生成物 E反应物反应物H = E吸收吸收E放出放出宏
6、观宏观微观微观例 1:1 mol C与 1 mol H2O(g) 反应生成 l mol CO(g) 和1 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放热反应与吸热反应知识点二常见的吸热反应:大多数盐的分解反应,Ba(OH)28H2O与铵盐的反应,C和CO2、C和水的反应等。常见的放热反应:中和反应、金属与酸(或水)的反应、燃烧反应及缓慢氧化、
7、化合反应(大多数)、铝热反应等。H为“”或H0是_; 若生成物的总能量大于反应物的总能量,则为_; 由稳定的物质生成不稳定的物质的反应为_; 加热引发的反应,停止加热后反应能继续进行的,则为_,停止加热后反应随之停止,则为_。放热反应吸热反应吸热反应吸热反应放热反应吸热反应吸热反应、放热反应的判断例1 下列说法正确的是()A浓硫酸溶于水放出大量的热,是放热反应B碳酸钙受热分解的反应中生成物总能量高于反应物总能量C反应C(石墨)C(金刚石)的H0,则金刚石比石墨稳定D气态水比液态水稳定【答案】B新课探究【解析】浓硫酸溶于水是物理变化,未发生化学反应,是放热过程,A项错误;碳酸钙受热分解在高温条件
8、下进行,反应物吸收能量转化为生成物,因此生成物的总能量高于反应物的总能量,B项正确;金刚石和石墨互为同素异形体,其中能量越低的物质越稳定,即石墨比金刚石稳定,C项错误;液态水转化为气态水时要吸收能量,能量低的液态水稳定,D项错误。B例2 生产液晶显示器过程中使用的化学清洗剂NF3是一种温室气体,其存储能量的能力是CO2的12 00020 000倍,在大气中的寿命可长达740年之久,以下是几种化学键的键能:下列说法中正确的是()A过程N2(g)2N(g)放出能量B过程N(g)3F(g)NF3(g)放出能量C反应N2(g)3F2(g)=2NF3(g)的H0DNF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生
9、成,仍可能发生化学反应新课探究化学键NNFFNF键能/(kJ/mol)946154.8283B例3 下列说法正确的是()A吸热反应使环境的温度升高B当反应放热时H0,反应吸热时H0C化学反应中,当反应物的总能量大于生成物的总能量时,反应放热,H为“”D需要加热才能发生的反应一定是吸热反应新课探究【答案】C解析 吸热反应一般使周围环境的温度降低,A项错误;放热反应的H0,吸热反应的H0,B项错误;铝热反应是放热反应,需要加热(高温)条件下才能进行,D项错误。C1判断正误(正确的打“”,错误的打“”)。(1)任何化学反应一定伴随能量的变化,且都以热能形式表现出来()(2)焓变就是反应热,焓、焓变单
10、位都是kJmol1()(3)吸热反应中生成物总能量高于反应物总能量()(4)能量越高的物质,越容易转化为能量低的物质()(5)水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反应热 ()(6)物质的键能越大,本身越稳定()【答案】(1)(2)(3)(4)(5)(6)当堂自测2已知反应XY=MN为吸热反应,对这个反应的下列说法中正确的是()AX和Y的总能量一定低于M和N的总能量B因为该反应为吸热反应,故一定要加热反应才能进行C破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量DX的能量一定低于M的,Y的能量一定低于N的【答案】A当堂自测解析 该反应为吸热反应,反应物的总能量一定低于生成物
11、的总能量,A项正确;反应是吸热还是放热与反应条件无关,B项错误;根据H断开旧化学键吸收的总能量形成新化学键放出的总能量,可知破坏反应物中的化学键所吸收的能量大于形成生成物中化学键所放出的能量的反应为吸热反应,C项错误;只要X和Y的总能量小于M和N的总能量即可,与四种物质各自能量无关,D项错误。A放热反应放热反应吸热反应吸热反应H表现表现行式行式物质总能物质总能量变化量变化键能键能变化变化联系联系H H0 0或或H H为为“”H0或或H为为“+”生成物的总能量生成物的总能量小于小于反应物的总能量反应物的总能量生成物的总能量生成物的总能量大大于于反应物的总能量反应物的总能量生成物总键能生成物总键能
12、大于大于反应物总键能反应物总键能生成物总键能生成物总键能小于小于反应物总键能反应物总键能键能越键能越大大,物质能量越,物质能量越低低,越,越稳定稳定,反之,反之键能越键能越小小,物质能量越,物质能量越高高,越,越不稳定不稳定,小小 结结一、反应热、焓变一、反应热、焓变从从物质能量物质能量角度看:角度看:HH生成物总能量反应物总能量生成物总能量反应物总能量从从键能键能角度看:角度看: HH反应物总键能生成物总键能反应物总键能生成物总键能放热反应:放热反应:吸热反应:吸热反应:HH0 0或或 HH为为“”HH0 0 或或HH为为“”1了解热化学方程式的含义并能正确书写热化学方程式。2通过中和反应反
13、应热的测定,初步学习测定化学反应反应热的实验方法。3能正确分析测定中和热实验产生误差的原因,并能采取适当措施减小误差。学习目标思考:思考:任何一个化学反应都包括任何一个化学反应都包括物质的变化物质的变化和和能量的变化能量的变化。那么,有没有一种表达式能把这两种变化都表示出来呢?那么,有没有一种表达式能把这两种变化都表示出来呢?H2 + I2 = 2HI只表示只表示物质变化物质变化【例例1】 在在200、101kPa时,时,1 mol H2与碘蒸气作用生与碘蒸气作用生成成HI的反应,科学文献上表示为:的反应,科学文献上表示为:H = H2(g) + I2 (g) = 2HI(g)200101kP
14、a14.9 kJ/mol什么是什么是热化学方程式热化学方程式? 表示化学反应中放出或吸收的热量的化学方程式二、热化学方程式 表示参加反应的物质的物质的量和反应热的关系 的化学方程式。1、定义:2、含义:表示1mol气态H2与1mol气态碘完全反应,生成2mol气态HI时,放出14.9kJ的热量。H2(g) + I2 (g) = 2HI(g)200101kPaH = 14.9 kJ/mol3、意义: 热化学方程式不仅表明了化学反应中的_变化,也表明了化学反应中的_变化。物质热量思考思考交流交流与化学方程式相比,热化学方与化学方程式相比,热化学方程式有哪些不同?程式有哪些不同?正确书写热化学方程式
15、应注意正确书写热化学方程式应注意哪几点?哪几点?H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g) O(g) H=H=241.8kJ/mol241.8kJ/mol1 12 22H2H2 2+O+O2 2=2H=2H2 2O O(1)写出对应的化学方程式。这是书写热化学方程式的前提基础。(2)标注反应的温度和压强。没有特殊说明是指25 、101 kPa,该条件可以不标注,但其他条件必须标注。4热化学方程式的书写及注意事项 H2 (g) + O2(g) = H2O(g); H= 241.8 kJ/mol21 H2 (g) + O2(g) = H2O(l); H= 285.
16、8 kJ/mol21 2H2 (g) + O2(g) = 2H2O(l); H= 571.6 kJ/mol 2H2O(l) = 2H2 (g) + O2(g) ; H= + 571.6 kJ/mol(3)标注各物质聚集状态。在物质后面用括号标注各物质的聚集状态:气体用“_”,液体用“_”,固体用“_”,溶液用“_”。热化学方程式中不标“”和“”和反应条件等。(4)标注H。化学方程式后面空一格标注H,若为放热反应,H为“_”;若为吸热反应,H为“_”;H的单位一般为_或_。(5)化学计量数与H成正比。热化学方程式中的化学计量数,表示反应物或生成物的_,可以是整数或分数。热化学方程式中各物质的化学
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