化学反应原理精.ppt

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1、化学反应原理第1页，本讲稿共21页化学反应原理-绪言绪言化学反应原理的研究对象：化学反应原理的研究对象：1.讨论化学反应中反应热与反应物的物质的量的关讨论化学反应中反应热与反应物的物质的量的关系。系。2.化学反应的速率、化学反应的方向、化学反应的限化学反应的速率、化学反应的方向、化学反应的限度。度。3.从理论上认识酸碱盐的本性及其在溶液中的反应。从理论上认识酸碱盐的本性及其在溶液中的反应。4.讨论化学能与电能的相互转化中的电化学过程和装讨论化学能与电能的相互转化中的电化学过程和装置。置。第2页，本讲稿共21页研究和学习化学反应原理的基本方法-模型法模型法1、建立建立化学反应模型化学反应模型：在

2、一个洁：在一个洁净的容器中充入物质的量之比为净的容器中充入物质的量之比为2:1的的氢氢气和氧气气和氧气的混合气体。的混合气体。思考：为什么选择气体反应体系作为研究模型思考：为什么选择气体反应体系作为研究模型？气体分子间隔比分子本身大得多气体分子间隔比分子本身大得多,即可认为气体分子即可认为气体分子的运动是自由的的运动是自由的,它们之间的碰撞是随机的它们之间的碰撞是随机的,则影则影响反应的因素少响反应的因素少,建立的模型最简单建立的模型最简单.第3页，本讲稿共21页2、分析分析化学反应模型化学反应模型：（1）常温常压条件下：(共存)（2）加热或点燃条件下：(反应)分子 运动 碰撞 不反应 无效碰

3、撞分子 运动、吸收能量 碰撞 反应 有效碰撞第4页，本讲稿共21页3 3、提出提出概念模型概念模型：有效碰撞：能够发生化学反应的碰撞。有效碰撞：能够发生化学反应的碰撞。活化分子：能够发生有效碰撞的分子。活化分子：能够发生有效碰撞的分子。活化能：活化分子比普通分子多出的能量。活化能：活化分子比普通分子多出的能量。思考思考：发生化学反应的必要条件是什么？发生化学反应的必要条件是什么？发生化学反应的充要条件是什么？发生化学反应的充要条件是什么？活化能的物理意义是什么？活化能的物理意义是什么？有没有活化能为有没有活化能为0的化学反应？为什么的化学反应？为什么?碰撞碰撞有效碰撞有效碰撞活化能的大小表示分

4、子变成活化分子的难易活化能的大小表示分子变成活化分子的难易,即即化学反应进行的难易程度化学反应进行的难易程度.中和反应,水溶液中的离子反应第5页，本讲稿共21页4、创立理论模型：（定性分析）反应物分子反应物分子 活化分子活化分子 原子原子 生成物分子生成物分子活化能活化能有效碰撞有效碰撞组合组合化学键断裂化学键断裂 吸收能量吸收能量 E1化学键形成化学键形成 放出能量放出能量 E2E2E1H能量反应过程反应物生成物第6页，本讲稿共21页5、推导数学模型：（定量分析）H =E1 +E2 0 吸热吸热化学反应中所释放或吸收的能量，都以热量来表述，叫化学反应中所释放或吸收的能量，都以热量来表述，叫做

5、做反应热反应热，恒压下反应热又称为，恒压下反应热又称为“焓变焓变”。吸收能量为吸收能量为“+”,放出能量为放出能量为“-”吸热少吸热少放热多放热多放热少放热少吸热多吸热多键不稳定键不稳定能量高能量高键稳定键稳定能量低能量低键能小键能小键能大键能大键稳定键稳定能量低能量低键能大键能大键不稳定键不稳定能量高能量高键能小键能小反应热反应热:第7页，本讲稿共21页从微观角度分析反应热 反应物的键能越小反应物的键能越小,键的稳定性越弱键的稳定性越弱,具有的具有的能量越高能量越高,破坏它所需要的能量越小破坏它所需要的能量越小.生成物的键能越大生成物的键能越大,键的稳定性越强键的稳定性越强,具有的具有的能量

6、越低能量越低,形成它所释放的能量越大形成它所释放的能量越大.第8页，本讲稿共21页从宏观角度分析反应热第9页，本讲稿共21页催化剂思考：思考：为什么催化剂能加快化学反应速率？催化剂能降低化学反应的活化能，使更多的分子容易变成活化分子，增加有效碰撞的机会，从而加快化学反应的速率。催化剂的研究是化学反应原理中一个重要领域催化剂的研究是化学反应原理中一个重要领域。请举例说明。请举例说明。生物固氮、光合作用、酶的催化作用等等。生物固氮、光合作用、酶的催化作用等等。第10页，本讲稿共21页热化学方程式 指明反应时的指明反应时的温度温度和和压强压强（常温常压不标）；（常温常压不标）；标明反应物和生成物的标

7、明反应物和生成物的状态状态；标明反应的热效应，即反应热（或标明反应的热效应，即反应热（或焓变焓变），单），单位：位：KJ/mol化学计量可以是整数，也可以是化学计量可以是整数，也可以是分数分数。1.热化学方程式与化学方程式有何不同热化学方程式与化学方程式有何不同？第11页，本讲稿共21页 反应放出或吸收的热量的多少与反应放出或吸收的热量的多少与外界的温度和压强有关，需要注明，不注明的指外界的温度和压强有关，需要注明，不注明的指101kPa和和25时的数据。时的数据。因因为为物物质质的聚集状的聚集状态态不同所含的能量也不同。不同所含的能量也不同。固固态态 液态液态吸热吸热气态气态吸热吸热吸热吸热

8、1 1）要注明温度和）要注明温度和压压强强:2）反）反应应物和生成物要注明聚集状物和生成物要注明聚集状态态:2、书写热化学方程式应注意以下几点、书写热化学方程式应注意以下几点 H H2 2O(l)HO(l)H2 2O(g)O(g)；H=+44KJ/molH=+44KJ/mol 第12页，本讲稿共21页 3）热热化学方程式中各物化学方程式中各物质质前的前的化学化学计计量数表示量数表示物物质质的量的量不不表示分子数表示分子数,因而必要因而必要时时可用可用简单简单分数。分数。一般出现分数时是以某一般出现分数时是以某一反应物或生成物为一反应物或生成物为“1mol”时其它物质才出现的。时其它物质才出现的

9、。H H2 2（g g）+Cl+Cl2 2(g)=2HCl(g)(g)=2HCl(g)；H=H=184.6KJ/mol184.6KJ/mol H H2 2（g g）+Cl+Cl2 2(g)=HCl(g)(g)=HCl(g)；H=H=92.3KJ/mol92.3KJ/mol 2H2H2 2（g)+Og)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l)O(l)；H=H=571.6KJ/mol571.6KJ/molH H2 2（g)+g)+O O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l)O(l)；H=H=285.8KJ/mol285.8KJ/mol第13页，本讲稿共21页4）H的表示：的表示：热化学方

10、程式中的热化学方程式中的H的的“”与与“”一定要注明，一定要注明，“”代表吸热代表吸热，“”代表放热代表放热无论热化学方程式中化学计量数为多少，无论热化学方程式中化学计量数为多少，H的单位的单位总是总是KJ/mol，但，但H的数值与反应式中的系数成比例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、热化学方程式表示的意义 1 1）表示什么物）表示什么物质质参加反参加反应应，结结果生成什么物果生成什么物质质2 2）反）反应应物和生成物之物和生成物之间间的物的物质质的量比的量比3 3）反）反应应物完全物完全变变成生成物后所放出或吸收的成生成物后所放出或吸收的热热量。量。H H2 2（g)+g

11、)+O O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g)O(g)；H=H=241.8KJ/mol241.8KJ/mol 第14页，本讲稿共21页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。什么叫做热化学方程式？热化学方程式表示什么意义？定性：状态的 跟 状态的 反应生成 状态的 ，同时放出（或吸收）能量。定量：（模仿）思考：书写热化学方程式遵循什么规律？其关系如何？第15页，本讲稿共21页2、下列变化中，属于吸热反应的是、下列变化中，属于吸热反应的是()A.氮气与氢气合成氨氮气与氢气合成氨 B.酸碱中和酸碱中和 C.二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫

12、D.焦炭与高温水蒸气反应焦炭与高温水蒸气反应D练习练习1、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)28H2O与与NH4Cl的反应的反应 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.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.氯化铝的水解氯化铝的水解B第16页，本讲稿共21页、在同温同压下，下列各组热化学方程式中在同温同压下，下列各组热化学方程式中Q2Q1的是（的是（）A.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g);H=-Q1 1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g);H=-Q2B.C(s)+1/2O2(g)=CO

13、(g);H=-Q1 C(s)+O2(g)=CO2(g);H=-Q2C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);H=-Q1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);H=-Q2D.S(g)+O2(g)=SO2(g);H=-Q1 S(s)+O2(g)=SO2(g);H=-Q2B 练一练练一练第17页，本讲稿共21页A、已知在、已知在1105Pa，298K条件下，条件下，2mol氢氢气燃气燃烧烧生成水蒸气生成水蒸气放出放出484kJ热热量，下列量，下列热热化学方程式正确的是化学方程式正确的是 ()A.H2O（g）H2（g）1/2O2（g）；）；H242kJmol1B.2H2（g）O2（g）2H2O

14、（l）；）；H484kJmol1C.H2（g）1/2O2（g）H2O（g）；）；H242kJmol1D.2H2（g）O2（g）2H2O（g）；）；H484kJmol1 第18页，本讲稿共21页、(06(06江苏江苏)下列各组热化学方程式中，化学反应的下列各组热化学方程式中，化学反应的H H前者大于后者的是前者大于后者的是 ()()C(s)C(s)O O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)(g)；H H1 1 C(s)C(s)O O2 2(g)=CO(g)(g)=CO(g)；H H2 2 S(s)S(s)O O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(g)(g)；H H3 3 S(g)S(g)

15、O O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(g)(g)；H H4 4 H H2 2(g)(g)O O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l)O(l)；H H5 5 2H 2H2 2(g)(g)O O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l)O(l)；H H6 6 CaCO CaCO3 3(s)=CaO(s)(s)=CaO(s)COCO2 2(g);(g);HH7 7 CaO(s)CaO(s)H H2 2O(l)=Ca(OH)O(l)=Ca(OH)2 2(s);(s);HH8 8A A B B C C D Dc c第19页，本讲稿共21页、(2003江苏江苏)已知在已知在25、101kPa下，

16、下，1g C8H18(辛烷辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放燃烧生成二氧化碳和液态水时放出出48.40kJ 热量。表示上述反应的热化学方程热量。表示上述反应的热化学方程式正确的是式正确的是 ()A、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g)H=-48.40kJmol-1 B、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)H=-5518kJmol-1 C、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)H=+5518kJmol-1 D、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)H=-48.40kJmol-1B第20页，本讲稿共21页二、热化学方程式二、热化学方程式:1、概念：能够表示反应热的化学方程式叫做、概念：能够表示反应热的化学方程式叫做热化学方程式。热化学方程式。H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)；=-184.6 kJ/molHCH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)；=-890.3 kJ/molHNaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)；=-57.3 kJ/molH第21页，本讲稿共21页