年高中化学 第一章 第一节第1课时化学反应与能量的变化精品课件 新人教选修4.ppt

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1、第一章化学反应与能量第一章化学反应与能量第一章化学反第一章化学反应应与能量与能量2021/8/8 星期日1第一节化学反应与能量的变化第一节化学反应与能量的变化2021/8/8 星期日2课程标准导航课程标准导航1.了解化学反应中能量转化的原因，能说出了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。常见的能量转化形式。2了解化学能与热能的相互转化，了解吸了解化学能与热能的相互转化，了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。热反应、放热反应、反应热等概念。3了解热化学方程式的含义并能正确书写了解热化学方程式的含义并能正确书写热化学方程式。热化学方程式。2021/8/8 星期日34认识化学反应过程

2、中同时存在着物质和认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的变化，能量的多少取决于反应物和能量的变化，能量的多少取决于反应物和生成物的质量，反应过程中能量守恒。生成物的质量，反应过程中能量守恒。5通过中和反应反应热的测定，初步学习通过中和反应反应热的测定，初步学习测定化学反应热的实验方法。测定化学反应热的实验方法。6能正确分析测定反应热时误差产生的原能正确分析测定反应热时误差产生的原因，并能采取适当措施减少实验误差。因，并能采取适当措施减少实验误差。2021/8/8 星期日4第第1课时课时焓变焓变反反应热应热2021/8/8 星期日5新新知知初初探探自自学学导导引引自主学习自主学习一、化学反一、

3、化学反应过应过程中能量程中能量变变化的表化的表现现形式形式1化学反化学反应过应过程中，不程中，不仅仅有物有物质质的的变变化，化，还还有能量的有能量的变变化。化。这这种能量的种能量的变变化常以化常以_、_、_等形式表等形式表现现出来。出来。热热能能电电能能光能光能2021/8/8 星期日62化化学学反反应应中中的的能能量量变变化化，通通常常主主要要表表现现为为_的的变变化化。对对化化学学反反应应，以以反反应应过过程程中中放放热热或或吸吸热热为为标标准准划划分分，分分为为放放热热反反应应和和吸吸热热反反应应两两种种类类型型。有有热热量量_的的反反应应叫叫做做放放热热反反应应，需需要要_热热量量的的

4、反反应应叫做吸叫做吸热热反反应应。热热量量放出放出吸收吸收2021/8/8 星期日7想一想想一想是是不不是是所所有有的的化化学学反反应应都都有有能能量量的的变变化化？为为什么？什么？提示：提示：是的，原因是能量的是的，原因是能量的变变化与化与键键能有关能有关系系，反反应应物物的的键键能能之之和和与与生生成成物物的的键键能能之之和和是不相等的。是不相等的。2021/8/8 星期日8二、二、焓变焓变反反应热应热1焓变焓变(1)焓变焓变概述：概述：焓焓(H)是与内能有关的是与内能有关的_。在一定条件下，某一化学反在一定条件下，某一化学反应应是吸是吸热热反反应还应还是放是放热热反反应应，由生成物与反，

5、由生成物与反应应物的物的_即即焓变焓变(H)决定。决定。物理量物理量焓值焓值差差2021/8/8 星期日9常用常用单单位：位：_(或或kJmol1)。(2)恒恒压压条条件件下下，反反应应的的热热效效应应等等于于_。因此常用因此常用_表示反表示反应热应热。2H的正、的正、负负和吸和吸热热、放、放热热反反应应的关系的关系(1)放放热热反反应应：反反应应完完成成时时，生生成成物物释释放放的的总总能量能量_反反应应物吸收的物吸收的总总能量的反能量的反应应。kJ/mol焓变焓变H大于大于2021/8/8 星期日10由由于于反反应应后后放放出出热热量量(释释放放给给环环境境)而而使使反反应应体体系系的的能

6、能量量_，故故H_0(填填“”),即即H为为_(填填“”或或“”)。(2)吸吸热热反反应应：反：反应应完成完成时时，生成物，生成物释释放的放的总总能量能量_反反应应物吸收的物吸收的总总能量的反能量的反应应。由于反由于反应时应时吸收能量吸收能量(能量来自能量来自环环境境)而使反而使反应应体系的能量体系的能量_,故故H_0(填填“”),即即H为为_(填填“”或或“”)。降低降低2021/8/8 星期日113化学反应中能量变化的图示化学反应中能量变化的图示结结论论：HE生生成成物物E反反应应物物;E反反应应物物_E生生成成物物,反反应应放放热热；E反反应应物物_E生成物生成物，反，反应应吸吸热热。2

7、021/8/8 星期日12自主体验自主体验判断正判断正误误1任任何何条条件件下下，化化学学反反应应的的焓焓变变都都等等于于化化学反学反应应的反的反应热应热。()2伴伴有有能能量量变变化化的的物物质质变变化化一一定定都都是是化化学学变变化。化。()2021/8/8 星期日133需需要要加加热热才才能能进进行行的的反反应应一一定定是是吸吸热热反反应应。()4在在确确定定的的化化学学反反应应体体系系中中，反反应应物物的的总总能量与生成物的能量与生成物的总总能量一定不同。能量一定不同。()5物物质质具具有有的的能能量量越越高高，物物质质的的稳稳定定性性越越强强。()答案：答案：1.2.3.4.5.20

8、21/8/8 星期日14要要点点突突破破讲讲练练互互动动 要点要点1 1放放热热反反应应和吸和吸热热反反应应探探究究导导引引1 浓浓H2SO4稀稀释释时时放放出出的的热热量量是是否否为为反反应热应热？提提示示：只只有有化化学学反反应应过过程程中中放放出出或或吸吸收收的的热热量量才才叫叫做做反反应应热热；而而物物理理变变化化中中的的能能量量变变化化不不是是反反应应热热，如如NH4NO3溶溶于于水水吸吸热热，浓浓H2SO4稀稀释释放放热热等。等。2021/8/8 星期日15探探究究导导引引2 “放放热热反反应应都都不不需需要要加加热热，吸吸热热反反应应都需加都需加热热”这这种种说说法法对吗对吗？提

9、示：提示：这这种种说说法不法不对对，因，因为为在反在反应过应过程中，程中，判断反判断反应应是吸是吸热热反反应还应还是放是放热热反反应应与是否需与是否需要在加要在加热热或点燃条件下反或点燃条件下反应应没有直接关系。没有直接关系。例如，例如，铁铁与硫的反与硫的反应应，必，必须须在加在加热热条件下才条件下才能能进进行，但行，但该该反反应应属于放属于放热热反反应应。2021/8/8 星期日16要点归纳要点归纳放放热热反反应应和吸和吸热热反反应应的比的比较较类类型型比比较较放放热热反反应应吸吸热热反反应应定定义义释释放放热热量的化量的化学反学反应应吸收吸收热热量的化量的化学反学反应应形成原因形成原因反反

10、应应物具有的物具有的总总能量大于生能量大于生成物具有的成物具有的总总能量能量反反应应物具有的物具有的总总能量小于生能量小于生成物具有的成物具有的总总能量能量2021/8/8 星期日17类类型型比比较较放放热热反反应应吸吸热热反反应应与化学与化学键键强强弱的关弱的关系系生成物分子成生成物分子成键时释键时释放出的放出的总总能量大于反能量大于反应应物分子化学物分子化学键键断裂断裂时时吸收吸收的的总总能量能量生成物分子成生成物分子成键时释键时释放的放的总总能量小于反能量小于反应应物分子化学物分子化学键键断裂断裂时时吸收的吸收的总总能量能量表示方法表示方法H0或或H为为“”2021/8/8 星期日18类

11、类型型比比较较放放热热反反应应吸吸热热反反应应反反应过应过程程图图示示2021/8/8 星期日19类类型型比比较较放放热热反反应应吸吸热热反反应应常常见见反反应应(1)大多数化合反大多数化合反应应(2)所有的燃所有的燃烧烧反反应应(3)酸碱中和反酸碱中和反应应(4)活活泼泼金属与稀金属与稀酸反酸反应应(1)大多数分解反大多数分解反应应(2)某些某些盐盐的的电电离离(3)Ba(OH)28H2O与与NH4Cl的反的反应应(4)C和和CO2、C和和H2O(g)的反的反应应2021/8/8 星期日20特别提醒特别提醒(1)描述上述概念时，无论是用描述上述概念时，无论是用“反应热反应热”“焓焓变变”表示

12、还是用表示还是用H表示，其后所跟数值需带表示，其后所跟数值需带“”“”符号。符号。(2)单位为单位为kJmol1，不是，不是kJ。符号、数值和。符号、数值和单位三者缺一不可，是个整体。单位三者缺一不可，是个整体。2021/8/8 星期日21(3)所带所带“”“”符号均具有数学意义，参与符号均具有数学意义，参与大小比较。大小比较。(4)某反应向右进行是放热某反应向右进行是放热(或吸热或吸热)反应，则反应，则其反向进行其反向进行(向左进行向左进行)的反应就是吸热的反应就是吸热(或放或放热热)反应，且热值相等，符号相反。反应，且热值相等，符号相反。2021/8/8 星期日22即时应用即时应用1下列说

13、法正确的是下列说法正确的是()需要加热方能发生的反应一定是吸热反应需要加热方能发生的反应一定是吸热反应放热反应在常温下一定很易发生放热反应在常温下一定很易发生反应反应是吸热还是放热必须看反应物和生成物所具是吸热还是放热必须看反应物和生成物所具有总能量的相对大小有总能量的相对大小吸热反应在一定条吸热反应在一定条件下也能发生件下也能发生2021/8/8 星期日23ABC D解析：解析：选选D。反。反应应是吸是吸热还热还是放是放热热主要取决主要取决于反于反应应物和生成物所具有的物和生成物所具有的总总能量的相能量的相对对大大小。放小。放热热反反应应和吸和吸热热反反应应在一定条件下都能在一定条件下都能发

14、发生。反生。反应应开始需加开始需加热热的反的反应应可能是吸可能是吸热热反反应应，也可能是放，也可能是放热热反反应应。2021/8/8 星期日242021/8/8 星期日25探探究究导导引引3如如何何利利用用化化学学键键的的键键能能来来计计算算反反应热应热？提提示示：化化学学键键的的断断裂裂要要吸吸收收能能量量，形形成成新新化化学学键键要要释释放放能能量量，若若反反应应物物断断键键所所吸吸收收的的总总能能量量大大于于生生成成物物成成键键所所释释放放的的总总能能量量，则则为为吸吸热热反反应应，反之，反之则为则为放放热热反反应应。要点要点2 2反反应应热热的的实实质质及及H的的简简单单计计算算202

15、1/8/8 星期日26即即E总总(断断键键)E总总(成成键键)，为为吸吸热热反反应应；E总总(断断键键)E2反应吸收能量反应吸收能量H0吸热反应吸热反应E1E2反应放出能量反应放出能量H0，反应吸热时，反应吸热时H”或或“”)。2021/8/8 星期日362021/8/8 星期日37(2)由由图图可可知知该该反反应应中中反反应应物物总总能能量量大大于于生生成成物物总总能量能量,所以所以该该反反应为应为放放热热反反应应，H0。【答案答案】(1)代表旧代表旧键键断裂吸收的能量代断裂吸收的能量代表新表新键键形成放出的能量代表反形成放出的能量代表反应热应热(2)放放热热2021/8/8 星期日38【名

16、师点睛名师点睛】(1)放热反应是体系反应后放放热反应是体系反应后放出能量而使体系的能量降低，出能量而使体系的能量降低，H0；物质的；物质的稳定性增强。如稳定性增强。如ABHA。(2)吸热反应是反应通过加热、光照等外界条吸热反应是反应通过加热、光照等外界条件吸收能量而使体系的能量升高，件吸收能量而使体系的能量升高，H0；物；物质的稳定性减弱。如质的稳定性减弱。如ABH0，则稳定，则稳定性性AB。2021/8/8 星期日39 (2012武武汉汉高高二二检检测测)由由右右图图分分析析，下列下列说说法正确的是法正确的是()AABC和和BCA两两个个反反应应吸吸收收或或放放出的能量不等出的能量不等BAB

17、C是放是放热热反反应应 题型题型2 2放热反应和吸热反应放热反应和吸热反应例例例例2 22021/8/8 星期日40CA具有的总能量高于具有的总能量高于B和和C具有的能量总具有的能量总和和DABC是吸热反应，是吸热反应，BCA必然是必然是放热反应放热反应2021/8/8 星期日41【解解析析】根根据据能能量量守守恒恒可可知知，正正逆逆两两个个过过程程中中的的能能量量变变化化的的数数值值是是相相等等的的，只只是是一一个个过过程程吸吸热热，另另一一个个过过程程放放热热；A的的能能量量低低，而而BC的的能能量量高高，所所以以反反应应中中ABC应应是一个吸是一个吸热热反反应应。【答案答案】D2021/

18、8/8 星期日42【规律方法规律方法】判断化学反应放热或吸热的方法判断化学反应放热或吸热的方法(1)根据根据H的的“”和和“”判断。判断。H为为“”为吸热反应为吸热反应,H为为“”为放热反应。为放热反应。(2)根据反应物和生成物的总能量差判断根据反应物和生成物的总能量差判断若若E(反应物反应物)E(生成物生成物)，为放热反应；若，为放热反应；若E(生成生成物物)E(反应物反应物)，则为吸热反应。，则为吸热反应。2021/8/8 星期日43(3)根据反应物和生成物的键能差判断根据反应物和生成物的键能差判断若反应物的总键能大于生成物的总键能，则若反应物的总键能大于生成物的总键能，则为吸热反应；若生

19、成物的总键能大于反应物为吸热反应；若生成物的总键能大于反应物的总键能，则为放热反应。的总键能，则为放热反应。(4)依据化学反应的类型判断依据化学反应的类型判断如所有的燃烧反应、酸、碱中和反应都属于如所有的燃烧反应、酸、碱中和反应都属于放热反应。放热反应。2021/8/8 星期日44 (2010高高考考重重庆庆卷卷改改编编题题)已已知知H2(g)Br2(g)=2HBr(g)H102 kJ/mol，其他相关数据如下表：其他相关数据如下表：题型题型3 3焓变与化学键键能的关系焓变与化学键键能的关系例例例例3 3H2(g)Br2(g)HBr(g)1 mol分子中分子中的化学的化学键键断断裂裂时时需要吸

20、需要吸收的能量收的能量/kJ436a3692021/8/8 星期日45则表中则表中a为为()A404 B260C230 D200【解析解析】反应的反应的H(436a)2369102(kJ/mol)解得解得a200。2021/8/8 星期日46【答案答案】D【名师点睛名师点睛】依据键能求解反应热的方法：依据键能求解反应热的方法：H反应物的总键能生成物的总键能。反应物的总键能生成物的总键能。2021/8/8 星期日47化学反应能量变化的探究化学反应能量变化的探究一个化学反应是吸热反应还是放热反应，常一个化学反应是吸热反应还是放热反应，常根据以下两个实验观察判断：根据以下两个实验观察判断：(1)反应

21、体系温反应体系温度的变化；度的变化；(2)封闭体系内压强的变化。封闭体系内压强的变化。热热点点示示例例思思维维拓拓展展2021/8/8 星期日48经典案例经典案例在研究化学反应中的能量变化在研究化学反应中的能量变化时我们通常做如图所示的实验：时我们通常做如图所示的实验：2021/8/8 星期日49在一个小烧杯里，加入约在一个小烧杯里，加入约20 g已研磨成粉末的已研磨成粉末的氢氧化钡晶体氢氧化钡晶体Ba(OH)28H2O,将小烧杯放在将小烧杯放在事先已滴有事先已滴有34滴水的玻璃片滴水的玻璃片(或三合板或三合板)上上,然后再加入约然后再加入约10 g NH4Cl晶体，并立即用玻璃晶体，并立即用

22、玻璃棒迅速搅拌。棒迅速搅拌。试回答下列问题：试回答下列问题：(1)实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是什么？什么？2021/8/8 星期日50(2)如果实验中没有看到如果实验中没有看到“结冰结冰”现象，可能的现象，可能的原因是什么？原因是什么？(回答出三个以上的原因回答出三个以上的原因)(3)如果没有看到如果没有看到“结冰结冰”现象，我们还可以采现象，我们还可以采取哪些方式来说明该反应吸热？取哪些方式来说明该反应吸热？(回答出两种回答出两种方案方案)2021/8/8 星期日51【解解析析】Ba(OH)28H2O与与NH4Cl的的反反应应是是吸吸热热反反应应，

23、二二者者充充分分反反应应后后，温温度度会会明明显显降降低低。为为证证明明这这一一反反应应是是吸吸热热反反应应，可可在在烧烧杯杯和和玻玻璃璃片片之之间间滴滴入入少少量量水水，通通过过二二者者反反应应使使周周围围的的温温度度降降低低，烧烧杯杯与与玻玻璃璃片片之之间间的的水水结结成成冰冰，从从而而烧烧杯杯与与玻玻璃璃片片黏黏在在一一起起。但但实实验验时时要注意以下几点：要注意以下几点：2021/8/8 星期日52药药品用量不能太少。品用量不能太少。反反应应要要用用玻玻璃璃棒棒充充分分迅迅速速搅搅拌拌，使使反反应应快快速速进进行。行。玻璃片上的水不能太多，否玻璃片上的水不能太多，否则则不易不易结结冰。冰。【答答案案】(1)使使反反应应物物混混合合而而迅迅速速充充分分地地反反应应，并使温度迅速下降。，并使温度迅速下降。(2)药药品用量太少；品用量太少；2021/8/8 星期日53Ba(OH)28H2O未研成粉末，反未研成粉末，反应应太慢；太慢；没有立即迅速没有立即迅速搅搅拌；拌；环环境温度太高；境温度太高；玻璃片上滴加的水太多。玻璃片上滴加的水太多。(3)用皮肤感用皮肤感觉觉很凉；很凉；用温度用温度计计来来检验检验，发现发现温度下降。温度下降。2021/8/8 星期日542021/8/8 星期日55