成才之路年高中化学 第1章第1节 化学反应与能量的变化1课件 新人教选修4.ppt

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1、2021/8/8 星期日1我我们们已已初初步步学学习习了了化化学学能能与与热热能能的的知知识识，对对于于化化学学键键与与化化学学反反应应中中能能量量变变化化的的关关系系、化化学学能能与与热热能能的的相相互互转转化化有有了了一定的一定的认识认识，本章是在此基，本章是在此基础础上的拓展与提高。上的拓展与提高。本本章章内内容容共共分分三三节节。第第一一节节是是“化化学学反反应应与与能能量量的的变变化化”，具具体体内内容容包包括括：反反应应热热、焓焓变变、热热化化学学方方程程式式的的有有关关知知识识；第第二二节节是是“燃燃烧烧热热能能源源”；第第三三节节是是“化化学学反反应应热热的的计计算算”，具体内

2、容包括：盖斯定律、反具体内容包括：盖斯定律、反应热应热的的计计算等有关知算等有关知识识。2021/8/8 星期日2焓焓变变、燃燃烧烧热热、热热化化学学方方程程式式、盖盖斯斯定定律律等等热热化化学学理理论论、概概念念是是比比较较抽抽象象的的，为为了了能能初初步步理理解解这这些些理理论论、概概念念，学学习习时时要注意以下几点：要注意以下几点：1学学习习反反应应热热的的关关键键是是反反应应热热的的推推求求，可可按按下下列列流流程程进进行行学学习习：对对相相关关知知识识的的简简单单回回顾顾(相相关关基基础础)提提出出问问题题(创创设问题设问题情境情境)数据分析数据分析讨论讨论交流交流形成形成认识认识巩

3、固理解。巩固理解。2021/8/8 星期日32对对于于抽抽象象的的内内容容，要要利利用用教教材材中中的的图图示示，通通过过老老师师提供的提供的电电化学学化学学习习手段、多媒体手段、多媒体软软件等件等进进行形象化学行形象化学习习。3对对于于化化学学键键断断裂裂与与形形成成和和化化学学反反应应中中能能量量变变化化的的关关系系，从从化化学学反反应应本本质质来来认认识识，从从微微观观的的角角度度分分析析，带带着着问问题题去学去学习习。4关关于于热热化化学学方方程程式式，可可采采取取对对比比的的方方法法启启发发思思维维。通通过过实实例例，能能够够比比较较容容易易地地理理解解化化学学方方程程式式的的局局限

4、限性性，了了解解应应用用热热化化学学方方程程式式的的必必要要性性以以及及热热化化学学方方程程式式的的定定义义。正正确确书书写写热热化化学学方方程程式式是是学学习习的的难难点点，一一方方面面要要将将化化学学方方程程式式和和热热化化学学方方程程式式进进行行对对比比总总结结，另另一一方方面面要要加加强强练练习习，及及时时巩巩固，形成良好的学固，形成良好的学习习惯习习惯。2021/8/8 星期日45对对燃燃烧烧热热的的学学习习，要要明明确确该该定定义义中中的的关关键键词词，并并加加以以举举例例说说明，以明确研究燃明，以明确研究燃烧热烧热的限定条件。的限定条件。6结结合合教教材材中中渗渗透透的的资资源源

5、、能能源源和和环环保保的的知知识识，激激发发学学习习化化学学的的兴兴趣趣，通通过过能能源源、环环境境等等与与现现代代社社会会有有关关的的化化学学问问题题，培培养养社社会会责责任任感感、使使命命感感。通通过过自自主主学学习习、讨讨论论交交流流、分分析析评评价价等等方方法法，培培养养阅阅读读能能力力、调调查查研研究究能能力力、交交流流与与合合作能力、作能力、综综合分析能力等。合分析能力等。7在学在学习习方法上，可以采用研究性学方法上，可以采用研究性学习习的方式来的方式来进进行。行。8对对于于盖盖斯斯定定律律的的学学习习，要要明明确确解解题题模模式式：审审题题分分析析求解，求解，计计算要准确，并反思

6、解算要准确，并反思解题题的关的关键处键处及易及易错处错处。2021/8/8 星期日5【本本章章重重点点】理理解解反反应应热热和和焓焓变变的的含含义义；能能正正确确书书写写热热化化学学方方程程式式；理理解解盖盖斯斯定定律律的的意意义义；能能应应用用盖盖斯斯定定律律和和热热化学方程式化学方程式进进行有关反行有关反应热应热的的简单计简单计算；理解燃算；理解燃烧热烧热的概念。的概念。【本本章章难难点点】认认识识化化学学反反应应中中的的能能量量变变化化；会会正正确确书书写写热热化学方程式并会判断。化学方程式并会判断。2021/8/8 星期日6第一第一节节化学反化学反应应与能量的与能量的变变化化(共共2课

7、时课时)2021/8/8 星期日72021/8/8 星期日81了了解解化化学学反反应应中中能能量量转转化化的的原原因因，能能说说出出常常见见的的能能量量转转化形式。化形式。2了解了解热热能与化学能的相互能与化学能的相互转转化。化。3了解吸了解吸热热反反应应、放、放热热反反应应、反、反应热应热的概念。的概念。2021/8/8 星期日9焓变反应热焓变反应热1反应热反应热化化学学反反应应过过程程中中所所_的的能能量量，叫叫反反应应热热，它它等等于于反反应应前前后后体体系系的的_，用用符符号号_表表示示，其其单单位位常常采用采用_。许多化学反应的反应热可以直接测量。许多化学反应的反应热可以直接测量。2

8、021/8/8 星期日102化学反应中能量变化的原因化学反应中能量变化的原因化化学学反反应应的的本本质质是是_。任任何何化化学学反反应应都都有有反反应应热热，这这是是由由于于在在化化学学反反应应过过程程中中，当当反反应应物物分分子子间间的的化化学学键键_时时，需需要要_的的相相互互作作用用，这这需需要要_能能量量；当当_，即即新新化学键化学键_时，又要时，又要_能量。能量。3放热反应与吸热反应放热反应与吸热反应当当H为为“_”或或H_0时时，为为放放热热反反应应；当当H为为“_”或或H_0时，为吸热反应。时，为吸热反应。2021/8/8 星期日11答案：答案：1释放或吸收热量变化释放或吸收热量

9、变化HkJ/mol(或或kJmol1)2化化学学键键的的断断裂裂与与形形成成断断裂裂克克服服原原子子间间吸吸收收原子重新结合成生成物分子形成释放原子重新结合成生成物分子形成释放32021/8/8 星期日121如何利用化学如何利用化学键键的的键键能来能来计计算反算反应热应热？提提示示：HE(反反应应物物分分子子化化学学键键总总键键能能)E(生生成成物物分分子化学子化学键总键键总键能能)2021/8/8 星期日13一、反应热焓变一、反应热焓变1反反应应热热的的定定义义：化化学学反反应应过过程程中中所所释释放放或或吸吸收收的的能能量量，都都可可以以用用热热量量来来表表述述，叫叫做做反反应应热热，又又

10、称称为为“焓焓变变”，符号用符号用H。说明：说明：单位为单位为kJ/mol 或或kJmol1。反应热描述的是化学反应前后的热量变化。反应热描述的是化学反应前后的热量变化。反应热描述的是一定温度下的热量变化。反应热描述的是一定温度下的热量变化。任何化学反应都有反应热。任何化学反应都有反应热。2021/8/8 星期日142反反应应热热产产生生的的原原因因：由由于于在在化化学学反反应应过过程程中中，当当反反应应物物分分子子间间的的化化学学键键断断裂裂时时，需需要要克克服服原原子子间间的的相相互互作作用用，这这需需要要吸吸收收能能量量；当当原原子子重重新新结结合合成成生生成成物物分分子子，即即新新化化

11、学学键键形形成成时时，又又要要释释放放能能量量，则则生生成成物物分分子子形形成成时时所所释释放放的的总总能能量量与与反反应应物物分分子子断断裂裂时时所所吸吸收收的的总总能能量量的的差差即即为为该该反反应应的的反反应热应热。如如：当当1mol H2与与1 mol Cl2在在一一定定条条件件下下反反应应生生成成2mol HCl时时，1mol H2分分子子中中的的化化学学键键断断裂裂时时需需要要吸吸收收436kJ 的的能能量量，1mol Cl2分分子子中中的的化化学学键键断断裂裂时时需需要要吸吸收收243kJ 的的能能量量，而而2mol HCl分分子子中中的的化化学学键键形形成成时时要要释释放放43

12、1kJ/mol 2mol862kJ的能量，如的能量，如图图所示。所示。2021/8/8 星期日152021/8/8 星期日16H2(g)Cl2(g)2HCl(g)的的反反应应热热，应应等等于于生生成成物物分分子子形形成成时时所所释释放放的的总总能能量量(862kJ/mol)与与反反应应物物分分子子断断裂裂时时所所吸吸收收的的总总能能量量(679kJ/mol)的的差差，即即放放出出183kJ/mol的的能能量量。显显然然，分分析析结结果果与与实实验验测测得得的的该该反反应应的的反反应应热热(184.6kJ/mol)很很接近接近(一般用一般用实验实验数据来表示反数据来表示反应热应热。)由此可得：由

13、此可得：放放热热反反应应：生生成成物物释释放放的的总总能能量量大大于于反反应应物物吸吸收收的的总总能能量，量，H为为“”或或“H0”。吸吸热热反反应应：生生成成物物释释放放的的总总能能量量小小于于反反应应物物吸吸收收的的总总能能量，量，H为为“”或或“H0”。2021/8/8 星期日173根根据据质质量量守守恒恒定定律律和和能能量量守守恒恒定定律律，特特定定反反应应的的反反应应热热数数值值应应为为生生成成物物分分子子化化学学键键形形成成时时所所释释放放的的总总能能量量与与反反应应物分子化学物分子化学键键断裂断裂时时所吸收的所吸收的总总能量之差。能量之差。4由由于于反反应应后后放放出出的的热热量

14、量使使反反应应体体系系的的能能量量降降低低(使使环环境境的的能能量量升升高高)，故故放放热热反反应应的的H为为“”，H0；而而吸吸热热反反应应使使反反应应体体系系的的能能量量升升高高(使使环环境境的的能能量量降降低低)，H为为“”，H0。5化学化学变变化化过过程中的能量程中的能量变变化，如化，如图图所示。所示。2021/8/8 星期日18案例精析案例精析【例【例1】根据要求回答：】根据要求回答：(1)下列各图中，表示反应是吸热反应的是下列各图中，表示反应是吸热反应的是()2021/8/8 星期日19(2)拆拆开开1mol HH键键，1mol NH键键，1mol NN键键分分别别需需要要吸吸收收

15、的的能能量量为为436kJ、391kJ、946kJ，求求1mol N2生生成成NH3的焓变的焓变(H)。2021/8/8 星期日20解解析析(1)反反应应中中的的能能量量变变化化生生成成物物总总能能量量反反应应物物总总能能量量，若若大大于于0，则则反反应应过过程程为为吸吸热热，小小于于0，则则为为放放热热，答案为答案为A。(2)H反反应应物物的的键键能能之之和和生生成成物物的的键键能能之之和和(1mol NN键键键键能能3mol HH键键键键能能)6mol NH键键键键能能，代入数据即可得结论。代入数据即可得结论。答案答案(1)A(2)H92kJ/mol点评点评能从能量和键能的角度准确理解能从

16、能量和键能的角度准确理解H的概念。的概念。2021/8/8 星期日21【例【例2】某些化学键的键能如下表】某些化学键的键能如下表(kJmol1)(1)1mol H2在在2mol Cl2中燃烧，放出热量中燃烧，放出热量_kJ。(2)在在一一定定条条件件下下，1mol H2与与足足量量的的Cl2、Br2、I2分分别别反应，放出热量由多到少的顺序是反应，放出热量由多到少的顺序是_。aCl2Br2I2bI2Br2Cl2预测预测1mol H2在足量在足量F2中燃烧比在中燃烧比在Cl2中放热中放热_。键键HHBrBrIIClClHClHIHBr键键能能4361931512474312993562021/8

17、/8 星期日22解解析析本本题题涉涉及及键键能能与与吸吸、放放热热的的关关系系，考考查查了了键键能能与与反反应应热热的的定定量量关关系系。(1)1mol H2在在2mol Cl2中中燃燃烧烧，参参加加反反应应的的H2和和Cl2都都是是1mol，生生成成HCl 2mol。则则放放出出热热量量：431 kJmol 12mol436kJmol 11mol247kJmol 11mol179kJ。(2)由由于于键键能能ClCl键键BrBr键键II键键，故故H2在在Cl2中中燃燃烧烧放放热热最最多多，在在I2中中燃燃烧烧放放热热最最少少。推推测测键键能能FF键键ClCl键，故知键，故知H2在在F2中燃烧放

18、热多。中燃烧放热多。2021/8/8 星期日23答案答案(1)179(2)a(3)多多点点评评在在化化学学反反应应中中，旧旧化化学学键键断断裂裂时时，需需要要吸吸收收能能量量；当当原原子子重重新新组组合合，形形成成新新化化学学键键生生成成新新物物质质时时，又又要要释释放放能能量量。断断裂裂1mol 化化学学键键吸吸收收的的能能量量或或形形成成1mol化化学学键键释释放出的能量就是该化学键的键能。放出的能量就是该化学键的键能。2021/8/8 星期日24已已知知：H2(g)O2(g)H2O(g)，反反应应过过程程中中能能量量变变化化如如图图所示，所示，请请回答下列回答下列问题问题。2021/8/

19、8 星期日25(1)a、b、c分分别别代表什么意代表什么意义义？a：_；b：_；c：_。(2)该该反反应应是是_反反应应(填填“放放热热”或或“吸吸热热”)，H_0(填填“”、“”或或“”。)答答案案(1)代代表表旧旧键键断断裂裂吸吸收收的的能能量量代代表表生生成成新新键键放出的能量代表反放出的能量代表反应热应热(2)放放热热2021/8/8 星期日26下列下列说说法正确的是法正确的是()A焓焓变变单单位位中中kJmol1，是是指指1mol 物物质质参参加加反反应应时时的能量的能量变变化化B当反当反应应放放热时热时H0，反，反应应吸吸热时热时H0C一一个个化化学学反反应应中中，当当反反应应物物

20、的的总总能能量量大大于于生生成成物物的的总总能量能量时时，反，反应应放放热热，H为为“”D一一个个化化学学反反应应中中，生生成成物物总总键键能能大大于于反反应应物物的的总总键键能能时时，反，反应应吸吸热热，H为为“”2021/8/8 星期日27解解析析焓焓变变单单位位中中的的kJmol1，是是指指每每摩摩尔尔具具体体的的反反应应，不不一一定定指指参参加加反反应应的的物物质质，A错错；在在反反应应中中物物质质所所具具有有的的总总能能量量减减少少，反反应应就就放放热热，反反之之就就吸吸热热，C对对；化化学学反反应应的的实实质质是是旧旧化化学学键键的的断断裂裂，新新化化学学键键的的形形成成，断断键键

21、时时吸吸收收能量，成键时放热，所以能量，成键时放热，所以D错。错。答案答案C点点评评H的的单单位位中中的的kJmol1是是表表明明参参加加反反应应的的各各物物质质的的物物质质的的量量与与化化学学方方程程式式中中各各物物质质的的化化学学式式的的计计量量数数相相同同。如如2H2(g)O2(g)2H2O(l)H(298K)571kJmol1，H单单位位中中的的kJmol1是是指指每每摩摩尔尔“2H2(g)O2(g)2H2O(l)”这个反应在这个反应在298K时放出时放出571kJ的热量。的热量。2021/8/8 星期日28下列下列说说法中，正确的是法中，正确的是()A需要加需要加热热才能才能发发生的

22、反生的反应应一定是吸一定是吸热热反反应应B放放热热反反应应在常温下一定很容易在常温下一定很容易发发生生C反反应应是是放放热热的的还还是是吸吸热热的的，必必须须看看反反应应物物和和生生成成物物所具有的所具有的总总能量的相能量的相对对大小大小D吸吸热热反反应应在一定的条件下也能在一定的条件下也能发发生生2021/8/8 星期日29解解析析本本题题考考查查的的是是放放热热反反应应与与吸吸热热反反应应的的概概念念。化化学学反反应应的的能能量量变变化化主主要要表表现现为为放放热热或或吸吸热热。反反应应是是放放热热还还是是吸吸热热，主主要要取取决决于于反反应应物物和和生生成成物物所所具具有有的的总总能能量

23、量的的相相对对大大小小。放放热热反反应应和和吸吸热热反反应应在在一一定定的的条条件件下下都都能能发发生生。开开始始时时需需要要加加热热的的反反应应可可能能是是吸吸热热反反应应，也也可可能能是是放放热热反反应应。吸吸热热反反应应一一般般开开始始时时需需加加热热，反反应应开开始始后后也也需需不不断断加加热热才才能能使使反反应应继继续续进进行行下下去去；放放热热反反应应开开始始时时如如果果需需加加热热，反反应应后后会会放放出出一一定定的的热热量量，如如果果此此热热量量足足够够大大，可可使使反反应应维维持持下下去去，则则反反应应过过程程中中不不需需要要再再加加热热，如如煤煤的的燃燃烧烧，一一旦旦加加热

24、热使使煤煤燃燃烧烧起起来来后后就就可可继继续续燃燃烧烧下下去去，不不需需外外界界再再加加热热。故故正正确确答答案案为为CD。答案答案CD2021/8/8 星期日30已已知知HH键键键键能能(断断裂裂时时吸吸收收或或生生成成时时释释放放的的能能量量)为为436kJmol1，HN键键键键能能为为391kJmol1，根根据据化化学学方方程程式式：N2(g)3H2(g)2NH3(g)；H92.4kJmol 1。则则NN键键的的键键能是能是()A431kJmol1 B946kJmol1C649kJmol1 D896kJmol12021/8/8 星期日31解解析析该该题题主主要要考考查查利利用用化化学学键

25、键键键能能计计算算化化学学反反应应的的能能量量，据据知知识识点点可可知知：H(生生成成物物键键能能总总和和反反应应物物键键能能总总和和)6ENH(3EHHENN)，得得ENN6ENH 3EHH H 6391kJmol 1 3436kJmol 1 92.4 kJmol1946kJmol1。答案答案B2021/8/8 星期日32下列反下列反应应属于吸属于吸热热反反应应的是的是()A生石灰与水的反生石灰与水的反应应B木炭的燃木炭的燃烧烧C盐盐酸和酸和氢氢氧化氧化钠钠的反的反应应D水煤气的生成反水煤气的生成反应应解解析析A、B项项都都是是化化合合反反应应，都都是是放放热热反反应应；C项项是是中中和和反

26、反应应，是是放放热热反反应应；D项项是是碳碳与与水水的的反反应应，是是吸吸热热反反应。应。答案答案D2021/8/8 星期日33下列物下列物质质加入水中加入水中显显著放著放热热的是的是()A固体固体NaOH B生石灰生石灰C无水乙醇无水乙醇 D固体固体NH4NO3解解析析物物质质溶溶解解于于水水中中的的热热效效应应属属于于了了解解的的内内容容，也也是是最最基基本本的的感感应应化化学学现现象象的的一一个个方方面面。如如NaOH、CaO、浓浓硫硫酸酸溶溶于于水水都都是是典典型型的的放放热热过过程程；NH4NO3溶溶于于水水是是吸吸热热的的；C2H5OH、NaCl等溶于水热效应不明显。等溶于水热效应

27、不明显。答案答案AB2021/8/8 星期日34在在发发生化学反生化学反应时总应时总伴随着伴随着_。在在化化学学反反应应过过程程中中_或或_的的热热量量，通通常常叫叫做做反反应应热热。符符号号：_，单单位位：_，比比较较反反应应热热大小大小时应时应注意注意_。答答案案能能量量的的变变化化吸吸收收放放出出HkJmol1H的正的正负负号号2021/8/8 星期日351常常见见的放的放热热反反应应(1)活活泼泼金属与金属与H2O或酸的反或酸的反应应。如：。如：2Al6HCl2AlCl33H2(2)酸碱中和反酸碱中和反应应。如：。如：2KOHH2SO4K2SO42H2O(3)燃燃烧烧反反应应。如：。如：2021/8/8 星期日36(4)大多数化合反大多数化合反应应。如：。如：Na2OH2O2NaOHCaOH2OCa(OH)22常常见见的吸的吸热热反反应应(1)大多数分解反大多数分解反应应。如：。如：2021/8/8 星期日37(2)部分特殊反部分特殊反应应。如：。如：2NH4Cl(s)Ba(OH)28H2O(s)BaCl2 2NH310H2O2021/8/8 星期日382021/8/8 星期日392021/8/8 星期日40