高中化学选修四全套ppt课件.ppt

2023/2/21 如今的地球正在遭受着前所未有的灾难：如今的地球正在遭受着前所未有的灾难：大气污染加剧、水污染严重，固体废弃物与日大气污染加剧、水污染严重，固体废弃物与日俱增、臭氧空洞、酸雨、赤潮、温室效应、水俱增、臭氧空洞、酸雨、赤潮、温室效应、水土流失、土地沙漠化等。归根结底，都和化学土流失、土地沙漠化等。归根结底，都和化学反应有着密切的关系，我们这一章研究的主要反应有着密切的关系，我们这一章研究的主要是物质的能量变化，这种能量变化常以热能、是物质的能量变化，这种能量变化常以热能、电能、光能等形式表现出来。让我们共同学习、电能、光能等形式表现出来。让我们共同学习、研究化学反应与能量，做好保护地球，保护环研究化学反应与能量，做好保护地球，保护环境的工作。境的工作。焓变焓变 反应热反应热2023/2/22【思考思考】1.1.化化学学反反应应都都有有新新物物质质产产生生，同同时时还还伴伴随随着着能能量量变变化化，请列举学过的有热量变化的相关反应。请列举学过的有热量变化的相关反应。MgMg、P P、S S、FeFe、H H2 2、C C、煤煤、石石油油、天天然然气气等等燃燃烧烧；活泼金属与酸反应；酸碱中和反应等要放出热量。活泼金属与酸反应；酸碱中和反应等要放出热量。氢氢氧氧化化钡钡晶晶体体与与氯氯化化铵铵晶晶体体迅迅速速搅搅拌拌下下反反应应；COCO2 2与与C C的的反反应应，CaCOCaCO3 3受受热热分分解解，盐盐类类水水解解反反应应等等要要吸吸收收热热量。量。焓变焓变 反应热反应热2023/2/23常见常见的放的放(吸吸)热反应热反应放热反应放热反应1.金属与酸的反应金属与酸的反应2.所有的燃烧反应所有的燃烧反应3.酸碱中和反应酸碱中和反应4.大多数化合反应大多数化合反应吸热反应吸热反应1.氢氧化钙与氯化铵晶体的反应氢氧化钙与氯化铵晶体的反应2.C(s)+CO2(g)=2CO(g)3.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)4.大多数分解反应大多数分解反应高温高温焓变焓变 反应热反应热2023/2/24【思考思考】2.2.在这些反应中，哪些是我们日常生活中利用到的？在这些反应中，哪些是我们日常生活中利用到的？化化学学反反应应中中所所释释放放的的能能量量当当今今世世界界最最重重要要的的能能源。源。焓变焓变 反应热反应热2023/2/25生活中的放热现象生活中的放热现象焓变焓变 反应热反应热2023/2/26生活中的放热现象生活中的放热现象焓变焓变 反应热反应热2023/2/27生生活活中中的的吸吸热热现现象象焓变焓变 反应热反应热2023/2/28生生活活中中的的吸吸热热现现象象焓变焓变 反应热反应热2023/2/29一、焓、焓变一、焓、焓变1.焓：焓：与与内能内能有关的物理量有关的物理量 符号：符号：H 决定因素：决定因素：2.焓变：焓变：生成物与反应物的焓值差生成物与反应物的焓值差 符号：符号：H H=H生成物生成物H反应物反应物反应物本身的性质反应物本身的性质物质的状态：物质的状态：g l s温度：温度：TH压强：压强：PH焓变焓变 反应热反应热2023/2/2103.在一定条件下，判断某一化学反应是吸热反应还是放在一定条件下，判断某一化学反应是吸热反应还是放热反应，热反应，由生成物与反应物的由生成物与反应物的焓值差即焓变焓值差即焓变(H)决定决定4.一般反应都是在敞口容器中进行的，一般反应都是在敞口容器中进行的，系统系统的压力等于的压力等于外界压力，是外界压力，是在恒压条件下进行的反应，反应的热效应在恒压条件下进行的反应，反应的热效应等于焓变。等于焓变。内能和焓变是否完全等同？内能和焓变是否完全等同？焓变焓变 反应热反应热2023/2/211 在化学反应过程中放出或吸收的热量，反应过程中放出或吸收的热量，通常叫做反应热。恒压条件下的反应热又称焓变。通常叫做反应热。恒压条件下的反应热又称焓变。1.1.符号符号：H 2.2.单位单位：一般采用一般采用kJ/mol 3.3.研究对象：研究对象：一定压强下，敞口容器中一定压强下，敞口容器中 发生的反应。发生的反应。4.4.产生原因：产生原因：化学键断裂化学键断裂吸热吸热 化学键形成化学键形成放热放热二、焓变二、焓变 反应热反应热焓变焓变 反应热反应热2023/2/212go1mol H1mol H2 2与与1mol Cl1mol Cl2 2反应生成反应生成2mol HCl2mol HCl时的反应热时的反应热焓变焓变 反应热反应热从断从断键和键和成键成键角度角度分析分析2023/2/213【结论结论】反应完成时，生成物中形成新化学键时释放的总能量反应完成时，生成物中形成新化学键时释放的总能量（862 862 kJkJ）比断裂反应物中旧化学键时吸收的总能量（比断裂反应物中旧化学键时吸收的总能量（679 679 kJkJ）大，故为放热反应大，故为放热反应.该反应的反应热计算为（放热反应）：该反应的反应热计算为（放热反应）：H=EH=E（反应物总键能）（反应物总键能）-E-E（生成物总键能）（生成物总键能）=（436+243436+243）-（431+431431+431）=-184.6(kJ/mol)=-184.6(kJ/mol)放热反应：放热反应：当生成物分子总键能大于反当生成物分子总键能大于反应物分子中总键能时。应物分子中总键能时。H 为为“-”或或H 0焓变焓变 反应热反应热2023/2/214图示可知：图示可知：如果反应物所具有的总能量大于生成物所具有的如果反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量，反应物转化为生成物时放出热量，这是放热反应。反总能量，反应物转化为生成物时放出热量，这是放热反应。反之，如果反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量，之，如果反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量，反应物就需要吸收热量才能转化为生成物，这是吸热反应。反应物就需要吸收热量才能转化为生成物，这是吸热反应。焓变焓变 反应热反应热放热放热反应物反应物生成物生成物能能量量反应过程反应过程H H0 0HH生成物能量反应物能量生成物能量反应物能量吸热吸热反应物反应物生成物生成物能能量量反应过程反应过程H H0 02023/2/215放放(吸吸)热反应中的能量变化热反应中的能量变化反应物反应物总能量高总能量高生成物生成物总能量低总能量低放热反应放热反应反应物反应物总能量低总能量低生成物生成物总能量高总能量高吸热反应吸热反应+放出的能量放出的能量+吸收的能量吸收的能量放热反应放热反应:E(反应物反应物)=E(生成物生成物)+能量能量吸热反应吸热反应:E(反应物反应物)+能量能量=E(生成物生成物)焓变焓变 反应热反应热2023/2/216判断一个反应是吸热反应还是放热反应的方法判断一个反应是吸热反应还是放热反应的方法:：H H反反应物应物和和H H生生成物成物的相对大小的相对大小H=H=H H生生 H H反反 若：若：H H 0 0，则为吸热反应，则为吸热反应，H H为为“+”，Q0Q0 H 0H 0Q0：H=EH=E1 1 E E2 2 0 0为吸热反应为吸热反应 E E1 1不能通过实验测得，不能通过实验测得，没有实际的计算意义没有实际的计算意义阅读阅读P3P3资料资料体系与环境体系与环境焓变焓变 反应热反应热2023/2/217判断一个反应是吸热反应还是放热反应的方法判断一个反应是吸热反应还是放热反应的方法:：反应物分子断键时吸收的总能量：反应物分子断键时吸收的总能量反反与生成物分与生成物分子形成新化学键时释放的能量子形成新化学键时释放的能量生生的相对大小的相对大小 H=H=反反 生生若：若：H H 00 则为吸热反应则为吸热反应 H H为为“+”，Q0Q0 H H 00Q0：通过实验直接测得：通过实验直接测得掌握中和热的测定掌握中和热的测定键能键能:破坏破坏1 mol 1 mol 共价键共价键吸收的能量吸收的能量或或形成形成1 mol 1 mol 共价键放出的能量共价键放出的能量键能恒键能恒取正值取正值焓变焓变 反应热反应热2023/2/218放热反应放热反应吸热反应吸热反应表现表现行式行式H 0或或H为为“”H 0或或H为为“+”能量能量变化变化生成物释放的总能量生成物释放的总能量大于大于反应物吸收的总能量反应物吸收的总能量生成物释放的总能量生成物释放的总能量小于小于反应物吸收的总能反应物吸收的总能量量键能键能变化变化生成物总键能生成物总键能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反应物总键能应物总键能联系联系键能越键能越大大，物质能量越，物质能量越低低，越，越稳定稳定，反之键能越，反之键能越小小，物质能量越，物质能量越高高，越，越不稳定不稳定。焓变焓变 反应热反应热比较：放热反应和吸热反应比较：放热反应和吸热反应2023/2/2196.6.反应热计算反应热计算【例例 1 1】1molC与与1molH2O(g)反应生成反应生成lmol CO(g)和和1mol H2(g)，需要吸收，需要吸收131.5kJ的热量，该反应的反应热为的热量，该反应的反应热为H=kJ/mol。【例例 2 2】拆开拆开 lmol H-H键、键、lmol N-H键、键、lmolNN键分键分别需要的能量是别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则，则1mol N2生成生成NH3的反应热为的反应热为 ，1mol H2生成生成NH3的反应热为的反应热为 。131.5焓变焓变 反应热反应热2023/2/220【例例 2 2】拆开拆开 lmol H-H键、键、lmol N-H键、键、lmolNN键分键分别需要的能量是别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则，则1mol N2生成生成NH3的反应热为的反应热为 ，1mol H2生成生成NH3的反应热为的反应热为 。分析：分析：N2(g)3H2(g)2NH3(g)，因拆开，因拆开 lmol N-H键和键和生成生成 lmol N-H键吸收和释放出的能量相等，所以此反应键吸收和释放出的能量相等，所以此反应的反应热计算如下：的反应热计算如下：H=(946kJ/mol+3436kJ/mol)-23391kJ/mol =-92kJ/mol而而 lmol H2只与只与 1/3 mol N2反应反应.所以此题所以此题lmolN2生成生成NH3的反应热的反应热H=-92kJ/mol。lmolH2生成生成NH3的反应热的反应热H=-30.67kJ/mol。-92KJ/mol-92KJ/mol-30.6KJ/mol-30.6KJ/mol焓变焓变 反应热反应热2023/2/221小小 结结反应热、焓变反应热、焓变从从焓变焓变角度看：角度看：H生成物的焓反应物的焓生成物的焓反应物的焓从从反应热反应热角度看：角度看：H生成物能量反应物能量生成物能量反应物能量从从键能键能角度看：角度看：H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：H0或或 H为为“”H0 或或H为为“”焓变焓变 反应热反应热2023/2/2221 1、下列叙述正确的是、下列叙述正确的是 （）A.A.化学反应一定伴随热量的变化化学反应一定伴随热量的变化B.B.凡是吸热或放热过程中热量的变化均称为反应热凡是吸热或放热过程中热量的变化均称为反应热C.C.若若H0H0H0，则反应物的能量高于生成物的能量，则反应物的能量高于生成物的能量2 2、已知：、已知：H+H HH+H H2 2；H=H=436KJ/mol436KJ/mol，则下列叙述正确，则下列叙述正确的是的是 （）A.2A.2个个H H原子的能量高于原子的能量高于1 1个个H H2 2的能量的能量 B.2B.2个个H H原子的能量低于原子的能量低于1 1个个H H2 2的能量的能量C.HC.H原子比原子比H H2 2分子稳定分子稳定 D.HD.H2 2分子比分子比H H原子稳定原子稳定A CA D随堂练习随堂练习焓变焓变 反应热反应热2023/2/2233 3、下列变化过程中会放出热量的是、下列变化过程中会放出热量的是 （）硝酸铵溶于水硝酸铵溶于水物质的燃烧物质的燃烧苛性钠溶于水苛性钠溶于水生石灰放入水中生石灰放入水中 醋酸的电离醋酸的电离A A仅仅 B B仅仅 C C仅仅 D DD4 4、下列变化中，属于放热反应的是、下列变化中，属于放热反应的是 （）A.Ba(OH)A.Ba(OH)2 28H8H2 2O O与与NHNH4 4ClCl的反应的反应 B.B.点燃的镁条在二氧化碳中继续燃烧点燃的镁条在二氧化碳中继续燃烧C.C.灼热的碳与二氧化碳的反应灼热的碳与二氧化碳的反应 D.D.氯化钠溶于水氯化钠溶于水B焓变焓变 反应热反应热