人教-选修4-化学反应与能量变化及绪言课件1.ppt

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1、绪绪 言言绪绪 言言问题：问题：1、化学研究的核心问题是：、化学研究的核心问题是：2、化学中最具有创造性的工作是：、化学中最具有创造性的工作是：3、如何实现这个过程？、如何实现这个过程？化学反应化学反应设计和创造新的物质以及从物质设计和创造新的物质以及从物质的变化过程中储存和释放能量的变化过程中储存和释放能量通常是利用已发现的原理来进行通常是利用已发现的原理来进行设计并实现这个过程设计并实现这个过程4、所以我们必须对什么要清楚才能做到？、所以我们必须对什么要清楚才能做到？对对化学反应的原理的理解要清楚化学反应的原理的理解要清楚我们我们才能知道才能知道化学反应是怎样发生的，化学反应是怎样发生的，

2、为什么有的反应快、有的反应慢，它遵循为什么有的反应快、有的反应慢，它遵循怎样的规律，如何控制化学反应才能为人怎样的规律，如何控制化学反应才能为人所用！所用！这这就是学习化学反应原理的目的就是学习化学反应原理的目的那么那么研究化学反应原理包含哪些基本内容？研究化学反应原理包含哪些基本内容？情景情景1氢气与其他物质的反应氢气与其他物质的反应反应条件反应条件难易程度难易程度H2 +O2H2 +CuOH2 +N2问题问题:为什么难易程度不同，与什么有关系？为什么难易程度不同，与什么有关系？结论：结论：影响化学反应速率的根本原因影响化学反应速率的根本原因 是是反应物本身的性质。反应物本身的性质。内因内因

3、点燃点燃加热加热高温、高压、高温、高压、催化剂催化剂易易易易难难情景情景2 2将将H2+O2混合，在室温条件下可以稳定混合，在室温条件下可以稳定存在数百年，但点燃后却会发生剧烈的存在数百年，但点燃后却会发生剧烈的爆炸反应，而且只要配比相当，可以完爆炸反应，而且只要配比相当，可以完全转化成生成物。全转化成生成物。这说明了什么？这说明了什么？不同的外界条件都能够不同的外界条件都能够改变化学反应改变化学反应的速率。的速率。结论结论:情景情景3 3H2+N2即使在高温、高压、催化剂的即使在高温、高压、催化剂的条件下反应条件下反应也不能完全转化也不能完全转化为生成物，为生成物，这又说明了什么？这又说明了

4、什么？有些反应是有些反应是有一定限度有一定限度的的综综 上上 所所 述述结论：结论：化学反应原理所研究的范围是化学反应原理所研究的范围是1、化学化学反应与能量反应与能量的问题的问题2、化学反应的化学反应的速率、方向及限度速率、方向及限度的问题的问题3、水溶液中的水溶液中的离子反应离子反应的问题的问题4、电化学电化学的基础知识的基础知识那么如何来研究一个反应，研究化学反应原理的如何来研究一个反应，研究化学反应原理的基本基本方法和思路方法和思路是怎样？是怎样？即即:我们从哪些方面来认识一个反应我们从哪些方面来认识一个反应!先先认识几个认识几个概念概念:1、有效碰撞、有效碰撞2、活化分子、活化分子3

5、、活化能、活化能4、催化剂、催化剂有有 效效 碰碰 撞撞1、什么是什么是有效碰撞？有效碰撞？引起分子间的化学反应的碰撞引起分子间的化学反应的碰撞结论：结论：分子间的分子间的碰撞碰撞是发生化学反应的是发生化学反应的必要条件必要条件而而有效碰撞有效碰撞是发生化学反应的是发生化学反应的充分条件充分条件推论：推论：某一化学反应的速率大小与某一化学反应的速率大小与单位时间内单位时间内有效碰撞的次数有效碰撞的次数有关有关为什么有的碰撞可以发生反应，为什么有的碰撞可以发生反应，而有的不能发生反应而有的不能发生反应?与哪些因与哪些因素有关系？素有关系？问题：问题：活活 化化 分分 子子什么是什么是活化分子？活

6、化分子？具有具有较高能量较高能量，能够，能够发生有效碰撞发生有效碰撞的分子的分子结论：结论：发生有效碰撞的分子发生有效碰撞的分子一定是一定是活化分子，活化分子，但活化分子的碰撞但活化分子的碰撞不一定是不一定是有效碰撞。有效碰撞。推论：推论：有效碰撞次数的有效碰撞次数的多少多少与与单位体积内反应物中单位体积内反应物中活化分子活化分子的多少的多少有关。有关。活化分子的多少又与什么有关？活化分子的多少又与什么有关？问题问题:活活 化化 能能活化分子高出反应物分子平均能量的部分活化分子高出反应物分子平均能量的部分看图：看图：P3活化能的大小意味着一般分子成为活化分子的难易。活化能的大小意味着一般分子成

7、为活化分子的难易。但对反应前后的能量变化无影响但对反应前后的能量变化无影响能能量量反应过程反应过程E1E2反应物反应物生成物生成物活化分子活化分子活化能活化能活化分活化分子变成子变成生成物生成物分子放分子放出的能出的能量量该反应是吸该反应是吸热反应还是热反应还是放热反应放热反应?反应热反应热活化分子的多少又与什么有关？活化分子的多少又与什么有关？活化能与反活化能与反应热有关吗应热有关吗?活化能活化能活活 化化 能能什么是活化能？什么是活化能？活化分子高出反应物分子平均能量的部分活化分子高出反应物分子平均能量的部分能能量量反应过程反应过程E1E2反应物反应物生成物生成物活化分子活化分子活化能活化

8、能活化分活化分子变成子变成生成物生成物分子放分子放出的能出的能量量反应热反应热活化能活化能结论：结论：活化分子的活化分子的多少多少与该反应的活化能的与该反应的活化能的大小大小有关，有关，活化能的活化能的大小大小是由反应物分子的是由反应物分子的性质决定性质决定，内因内因推论推论:活化能活化能越小越小则一般分子成为活化分子则一般分子成为活化分子越容易越容易，则则活化分子活化分子越多越多，则则单位时间内有效碰撞单位时间内有效碰撞越多越多，则则反应速率反应速率越快。越快。对于对于“活化能的大小虽然意味着一般活化能的大小虽然意味着一般分子成为活化分子的难易，但是却分子成为活化分子的难易，但是却对这个化学

9、反应前后的能量变化并对这个化学反应前后的能量变化并不产生任何影响不产生任何影响”这一句话如何理解？这一句话如何理解？问题问题1：活化能为活化能为“0”的例子是怎么回事？的例子是怎么回事？问题问题2：最后再看看最后再看看HI反应的例子反应的例子催化剂作用催化剂作用:可以降低化学反应所可以降低化学反应所需的活化能需的活化能,也就等于提高了活化也就等于提高了活化分子的百分数分子的百分数,从而提高了有效碰从而提高了有效碰撞的频率撞的频率.反应速率大幅提高反应速率大幅提高.催化剂催化剂归归 纳纳 总总 结结一个反应要发生一般要经历哪些过程？一个反应要发生一般要经历哪些过程？普通普通分子分子活化活化能能活

10、化活化分子分子合理合理取向的取向的碰撞碰撞有效有效碰撞碰撞新物质新物质能量能量解解 释释 问问 题题1、为什么为什么可燃物有氧气参与，还必可燃物有氧气参与，还必 须达到着火点须达到着火点才能燃烧才能燃烧？2、催化剂在我们技术改造和生产中、催化剂在我们技术改造和生产中 起关键作用，它主要作用是提高起关键作用，它主要作用是提高 化学反应速率，试想一下化学反应速率，试想一下为什么为什么 催化剂能提高反应速率？催化剂能提高反应速率？日积月累，你一定日积月累，你一定会有许多意想不到会有许多意想不到的收获！的收获！新课标人教版选修四新课标人教版选修四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（第

11、一课时）（第一课时）引引 言言我们知道我们知道：一个化学反应过程中，除：一个化学反应过程中，除了生成了新物质外，还有了生成了新物质外，还有能量变化能量变化热能热能电能电能光能光能思考思考1 1、你所知道的化学反应中有哪些是放热反应？能、你所知道的化学反应中有哪些是放热反应？能作一个简单的总结吗？作一个简单的总结吗？活泼金属与水或酸的反应、酸碱中和反应、燃活泼金属与水或酸的反应、酸碱中和反应、燃烧反应、多数化合反应烧反应、多数化合反应反应物具有的总能量反应物具有的总能量 生成物具有的总能量生成物具有的总能量2、你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应？能作一个简单的总结吗？反应物具有的总能量反应物具

12、有的总能量 生成物具有的总能量生成物具有的总能量 多数的分解反应、氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应、多数的分解反应、氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应、水煤气的生成反应、炭与二氧化碳生成一氧化碳水煤气的生成反应、炭与二氧化碳生成一氧化碳当当能量变化以热能的形式表现时：能量变化以热能的形式表现时：化学反应化学反应放热反应：放热反应：吸热反应：吸热反应：我们知道：我们知道：一个化学反应同时遵守质量一个化学反应同时遵守质量 守恒定律和能量守恒，那么守恒定律和能量守恒，那么 一个反应中的质量与能量有一个反应中的质量与能量有 没有关系呢？没有关系呢？有有能量能量的释放或吸收是以发生变化的的释放或吸收是以发生变

13、化的物质物质为基础为基础，二者密不可分，但以，二者密不可分，但以物质为主物质为主。能量的能量的多少多少则以反应物和产物的则以反应物和产物的质量为质量为基础基础。那么化学反应中能量到底怎样变化那么化学反应中能量到底怎样变化第一节第一节 化学反应与能量的变化化学反应与能量的变化一、反应热一、反应热 焓变焓变问题：问题：化学反应过程中为什么会有能量的化学反应过程中为什么会有能量的变化？（用学过的知识回答）变化？（用学过的知识回答）化学反应的化学反应的实质实质就是反应物分子中就是反应物分子中化学键化学键断裂断裂，形成，形成新的化学键新的化学键，从新组合成生成，从新组合成生成物的分子的过程。旧键物的分子

14、的过程。旧键断裂断裂需要需要吸收能量吸收能量，新键新键形成形成需要需要放出能量放出能量。而一般化学反应。而一般化学反应中，旧键的断裂所吸收的总能量与新键形中，旧键的断裂所吸收的总能量与新键形成所放出的总能量是不相等的，而这个差成所放出的总能量是不相等的，而这个差值就是反应中能量的变化。所以化学反应值就是反应中能量的变化。所以化学反应过程中会有能量的变化。过程中会有能量的变化。看下面的看下面的例子例子 你从图中发现了什么？你从图中发现了什么？1、2、3、观察下列示意图：观察下列示意图：化学键断裂时吸收总能量化学键断裂时吸收总能量=化学键形成时放出总能量化学键形成时放出总能量=679kJ862kJ

15、反应热反应热 焓变焓变 化学反应过程中所释放或吸收的能量，化学反应过程中所释放或吸收的能量，都可以热量（或换算成相应的热量）来表都可以热量（或换算成相应的热量）来表述，叫做述，叫做反应热反应热，又称为，又称为“焓变焓变”。符号：符号：H，单位：单位：kJ/mol 或或 kJmol-1思思考考能量如何转换的能量如何转换的？能量从哪里转能量从哪里转移到哪里？移到哪里？体系的能量如何变化？升高还是体系的能量如何变化？升高还是降低？降低？环境的能量如何变化？升高还是环境的能量如何变化？升高还是降低？降低？规定放热反应的规定放热反应的H 为为“”，是是站在谁的角度站在谁的角度？体系还是环境？体系还是环境

16、？放热反应中放热反应中体系体系环境环境1、定义：、定义：化学反应过程中所释放或吸收化学反应过程中所释放或吸收的的热量热量，叫做，叫做反应热反应热，又称为，又称为“焓变焓变”2、符号：、符号：H3、单位：、单位：KJ/mol4、规定：、规定：（1）、反应）、反应体系体系的能量的能量降低降低（即（即 放热反应），则放热反应），则H为为“”；（2）、反应）、反应体系体系的能量的能量升高升高（即（即 吸热反应），则吸热反应），则H为为“”；即：即：当当H为为“”（H0）时，为吸热反应时，为吸热反应新课标人教版选修四新课标人教版选修四江苏省淮安中学江苏省淮安中学 张正飞张正飞2006年年8月月14日日第

17、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（第二课时）（第二课时）复习回忆复习回忆1、催化剂为什么能够加快反应速度？、催化剂为什么能够加快反应速度？2、什么是有效碰撞、活化分子、活化能？、什么是有效碰撞、活化分子、活化能？3、化学反应中能量变化的主要原因？、化学反应中能量变化的主要原因？4、你了解、你了解“即热饭盒吗？知道是什么原理即热饭盒吗？知道是什么原理吗？吗？5、什么是反应热（焓变）、什么是反应热（焓变）1、定义：、定义：化学反应过程中所释放或吸收化学反应过程中所释放或吸收的的热量热量，叫做，叫做反应热反应热，又称为，又称为“焓变焓变”2、符号：、符号：H3、单位：、单位：KJ/

18、mol4、规定：、规定：（1）、反应）、反应体系体系的能量的能量降低降低（即（即 放热反应），则放热反应），则H为为“”；（2）、反应）、反应体系体系的能量的能量升高升高（即（即 吸热反应），则吸热反应），则H为为“”；即：即：当当H为为“”（H0）时，为吸热反应时，为吸热反应能能量量能能量量反应物反应物反应物反应物生成物生成物生成物生成物反应过程（反应过程（I）反应过程反应过程（II）放热反应放热反应 H为为“”或或H 0吸热反应吸热反应 H为为“+”或或H 0HE（生成物生成物的总能量）的总能量）E（反应物反应物的总能量）的总能量）HE（反应物的键能）（反应物的键能）E（生成物的键能）（生

19、成物的键能）1 1：1molC1molC与与1molH1molH2 2O(g)O(g)反应失成反应失成lmollmol CO(g)CO(g)和和1mol H1mol H2 2(g)(g)，需要吸收需要吸收131.5kJ131.5kJ的热量，该反的热量，该反应的反应热为应的反应热为H=H=kJ/molkJ/mol。2 2：拆开：拆开 lmollmol H HH H键键、lmollmol N NH H键键、lmolNNlmolNN键键分分别别需要的能量是需要的能量是436kJ436kJ、391kJ391kJ、946kj946kj，则则1mol N1mol N2 2生成生成NHNH3 3的反的反应热

20、为应热为，1mol H1mol H2 2生成生成NHNH3 3的反的反应热为应热为。131.5131.5-92KJ/mol-92KJ/mol-30.7KJ/mol-30.7KJ/mol练练 习习预测预测HCNOFClH436C415331N389293153O465343201138F568486272184157Cl432327201205252243C=C 620 C=O 708若干化学键的键能（若干化学键的键能（kJ/mol，25 ）H2+F2=2HF H2+Cl2=2HCl 3、预测当生成、预测当生成2 mol HF和和2 mol HCl时，哪个时，哪个 反应放出的热量多？反应放出的热

21、量多？C(石墨石墨 s)C(金刚石金刚石 s)H=+700 kJ/mol 石墨能否自动转化为金刚石？石墨能否自动转化为金刚石？采取什么措施有可能将石墨转化为金刚石采取什么措施有可能将石墨转化为金刚石？二、反应热数据的用途二、反应热数据的用途1、判断反应发生的难易判断反应发生的难易2、计算燃料的用量、计算燃料的用量反应热可以由实验测得，也可以用其他反应热可以由实验测得，也可以用其他办法得到。办法得到。课堂练习课堂练习1 1、下列说法正确的是、下列说法正确的是A A、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B B、放热的反应在常温下一定很易发生放热的反应在常温下一定

22、很易发生C C、反应是放热的还是吸热的必须看反应物和生反应是放热的还是吸热的必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小成物所具有的总能量的相对大小D D、吸热反应在一定的条件下也能发生吸热反应在一定的条件下也能发生CD2、反应、反应C(石墨石墨)C(金刚石金刚石)是吸热反应是吸热反应,由由此可知此可知A、石墨比金刚石更稳定、石墨比金刚石更稳定B、金刚石和石墨可以相互转化、金刚石和石墨可以相互转化C、金刚石比石墨稳定、金刚石比石墨稳定D、金刚石和石墨不能相互转化、金刚石和石墨不能相互转化课堂练习课堂练习AB我们认识了反应热，那么我们认识了反应热，那么怎样书写怎样书写表示化学反应热的化学方程式？

23、表示化学反应热的化学方程式？热化学方程式热化学方程式 （阅读课本例（阅读课本例1与例与例2）思考思考交流交流与化学方程式相比，热化学方程与化学方程式相比，热化学方程式有哪些不同？式有哪些不同？正确书写热化学方程式应注意哪正确书写热化学方程式应注意哪几点？几点？三、热化学方程式的书写三、热化学方程式的书写1、热化学方程式定义：、热化学方程式定义：表示参加反应表示参加反应物质的量物质的量和和反应热反应热的的关系关系的化的化学方程式学方程式。归纳总结归纳总结2、正确书写热化学方程式应注意：、正确书写热化学方程式应注意：（1）书写热化学方程式要）书写热化学方程式要注明反应的温度和注明反应的温度和压强压

24、强，（，（为什么？为什么？）而常温、常压可以不注明，）而常温、常压可以不注明，即不注明则是常温、常压。即不注明则是常温、常压。（2）标出了）标出了反应物与生成物的状态反应物与生成物的状态，（为什么为什么要标出？）要标出？）（3）写出了反应热，还注明了）写出了反应热，还注明了“”，“”（4）方程式中的）方程式中的计量系数计量系数可以是可以是整数整数也可以也可以 是是分数分数。问题：问题：反应物和生成物前的反应物和生成物前的系数系数它它代表了代表了什么什么？在方程式中？在方程式中H它表示了它表示了什么意义什么意义？H的的值与什么有关系值与什么有关系？热化学方程式中各物质前的化学计量数不热化学方程式

25、中各物质前的化学计量数不表示分子个数，表示对应物质的表示分子个数，表示对应物质的物质的量物质的量。H(KJ/mol)它表示它表示每摩尔反应每摩尔反应所放出的所放出的热量热量，H的值与方程式中的计量系数有关，即对的值与方程式中的计量系数有关，即对于相同的反应，当于相同的反应，当化学计量数不同时化学计量数不同时，其，其H不同不同。例例 题题1、当、当1mol气态气态H2与与1mol气态气态Cl2反应反应生成生成2mol气态气态HCl，放出放出184.6KJ的热的热量，请写出该反应的热化学方程式。量，请写出该反应的热化学方程式。H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)H=-184.6KJ/mol而这

26、些书写也是对的而这些书写也是对的写出下列反应的热化学方程式写出下列反应的热化学方程式课堂练习课堂练习1 1、1molN1molN2 2(g)(g)与适量与适量O O2 2(g)(g)反应生成反应生成NONO (g)(g)，需需吸收吸收68kJ68kJ的热量；的热量；2 2、2molCu(s)2molCu(s)与适量与适量O O2 2(g)(g)反应生成反应生成CuO(sCuO(s)，放放出出314kJ314kJ热量；热量；3 3、1g 1g 硫粉在氧气中充分燃烧放出硫粉在氧气中充分燃烧放出 9.36kJ9.36kJ热热量，写出硫燃烧的热化学方程式。量，写出硫燃烧的热化学方程式。4 4、4g C

27、O4g CO在氧气中燃烧生成在氧气中燃烧生成COCO2 2，放出放出 9.6kJ9.6kJ热量，写出热量，写出COCO燃烧的热化学方程式。燃烧的热化学方程式。5、在一定条件下，氢气和甲烷燃烧的化学方程式、在一定条件下，氢气和甲烷燃烧的化学方程式为：为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);H=572 kJ/mol CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);H=890 kJ/mol由由1mol 氢气和氢气和2mol甲烷组成甲烷组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时放出的热量的混合气体在上述条件下完全燃烧时放出的热量为多少。为多少。2066KJ6、在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化

28、学方程式在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为：为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);H=572 kJ/molC3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l);H=2220 kJ/mol5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ，则氢气和丙烷的体积比为氢气和丙烷的体积比为(A)1:3 (B)3:1 (C)1:4 (D)1:1B7、已知、已知（1）H2(g)1/2O2(g)H2O(g)H1=a kJ/mol（2）2H2(g)O2(g)2H2O(g)H2=b kJ/mol（3）H2(g)1/2O2(g)H2O(l)H3=c kJ/mol（4）2H2(g)O2(g)2H2O(l)H4=d kJ/mol则则a、b、c、d的关系正确的是的关系正确的是 。A、acd0 C、2a=b0 C课后作业课后作业完成课本完成课本