高二化学_选修四_第一节化学反应与能量两课时

新课标人教版选修四第一节化学反应与能量的变化（第一课时）引言我们知道：一个化学反应过程中，除了生成了新物质外，还有能量变化热能电能光能当能量变化以热能的形式表现时：化学反应放热反应：例如吸热反应：例如燃料的燃烧中和反应金属与酸反应大多数化合反应C+CO2,H2+CuOC+H2OBa(OH)2·8H2O+NH4ClCaCO3高温分解大多数分解反应当能量变化以热能的形式表现时：化学反应放热反应：吸热反应：我们知道：一个化学反应同时遵守质量守恒定律和能量守恒，那么一个反应中的质量与能量有没有关系呢？有我们知道：一个化学反应同时遵守质量守恒定律和能量守恒，那么一个反应中的质量与能量有没有关系呢？有能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础，二者密不可分，但以物质为主。能量的多少则以反应物和产物的质量为基础。那么化学反应中能量到底怎样变化?第一节化学反应与能量的变化一、反应热焓变问题：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）化学反应中的能量变化的原因：⑴化学反应中的能量变化遵循。⑵化学反应中的能量变化与反应物和生成物所具有的总能量有关。如果反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量，在发生化学反应时热量；如果反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量，在发生化学反应时热量；能量守恒定律放出吸收(3)化学反应的实质就是反应物分子中化学键断裂，形成新的化学键，从新组合成生成物的分子的过程。旧键断裂需要，新键形成需要。而一般化学反应中，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。看下面的例子吸收能量放出能量你从图中发现了什么？1、……2、……3、……HClHClHHHHClClClCl++436kJ/mol243kJ/mol431kJ/mol观察下列示意图：HHClClClHClH反应的能量示意图键断裂键断裂ClCl+HH+++键形成键形成HHClCl吸收能量436kJ/mol吸收能量243kJ/mol共吸收总能量679kJ/mol共放出总能量862kJ/mol思考：该过程中反应体系总能量增加还是减少？（该过程中反应体系的总能量减少183kJ/mol）与实验值184.6kJ/mol接近。HHClClClHClHClHClH思考：图1、图2过程中反应体系的总能量增加还是减少？生成物反应物的总能量生成物的总能量能量能量生成物反应物图1生成物的总能量反应物反应物的总能量图2吸收热量放出热量过程中反应体系的能量变化曲线图：一、焓变、反应热1、焓和焓变⑴焓(H)：。⑵焓变(△H)：ΔH=H生成物－H反应物(宏观)是一个与内能(U)有关的物理量2、反应热⑴定义：①特征定义:、。②本质定义:。⑵符号：。⑶单位：△H的单位常用或（）。⑷测量：测量仪器叫量热计(许多化学反应的反应热可以通过实验直接测得)化学反应过程中所释放或吸收的能量恒压条件下的焓变△HkJ/molkJ·mol-1⑸反应热产生的宏观原因（宏观讨论）能量能量反应物反应物生成物生成物反应过程（I）反应过程（II）思考：I和II哪个是放热反应，哪个是吸热反应？⑹反应热产生的微观原因（微观讨论）请观察P2页图1-1H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)反应的能量变化示意图，分析图中包含的信息：①。②。③。结论：、。化学反应的实质是旧键断裂和新键形成断裂化学键吸收能量、形成化学键释放能量任何化学反应都有吸热过程和放热过程反应是放热反应还是吸热反应要看吸收能量与放出能量的相对大小即：ΔH=E吸收－E放出⑺反应热表示方法：——反应热是表示化学反应过程中整个体系的能量（即焓）增加或者减少的量值，ΔH=H生成物－H反应物(宏观)思考：焓增加—吸热—则用“”表示焓减少—放热—则用“”表示（填“+”或“—”）即：当ΔH为“－”或ΔH0时，为反应当ΔH为“＋”或ΔH0时，为反应＋－放热吸热我们可以发现：其实∆H＝E（生成物的总能量）－E（反应物的总能量）∆H＝E（反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量）－E（生成物分子化学键形成时所释放的总能量）从焓变角度看：从能量的角度看：ΔH＝生成物的焓－反应物的焓从键能的角度：放热反应吸热反应表现行式△H﹤0或△H为“—”△H﹥0或△H为“+”能量变化生成物释放的总能量大于反应物吸收的总能量生成物释放的总能量小于反应物吸收的总能量键能变化生成物总键能大于反应物总键能生成物总键能小于反应物总键能联系键能越大，物质能量越低，越稳定，反之键能越小，物质能量越高，越不稳定，Q0放热反应：吸热反应：体系环境体系环境⑻体系与环境【资料】能量能量H↓↑H↑↓△H0为“－”Q0△H0为“＋”小结一、反应热焓变从焓变角度看：ΔH＝生成物的焓－反应物的焓从反应热角度看：ΔH＝生成物能量－反应物能量从键能角度看：ΔH＝反应物总键能－生成物总键能放热反应：吸热反应：ΔH＜0或ΔH为“－”ΔH＞0或ΔH为“＋”例1：1molC与1molH2O(g)反应失成lmolCO(g)和1molH2(g)，需要吸收131.5kJ的热量，该反应的反应热为△H=kJ/mol。例2：拆开lmolH—H键、lmolN－H键、lmolN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kj，则1molN2生成NH3的反应热为，1molH2生成NH3的反应热为。＋131.5-92KJ/mol-30.6KJ/mol练习1、1molC与1molH2O(g)反应失成lmolCO(g)和1molH2(g)，需要吸收131.5kJ的热量，该反应的反应热为△H=___________kJ/mol。2.下列说法正确的是（A）需要加热方能发生的反应一定是吸热反应（B）放热的反应在常温下一定很易发生（C）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（D）吸热反应在一定的条件下也能发生＋131.5课堂练习不练不成器CDAB3．反应是吸热反应,由此可知（A）石墨比金刚石更稳定（B）金刚石和石墨可以相互转化（C）金刚石比石墨稳定（D）金刚石和石墨不能相互转化4、氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，在反应中，破坏1molH－H键消耗的能量为Q1kJ，破坏1molO=O键消耗的能量为Q2kJ，形成1molH－O键释放的能量为Q3kJ。下列关系式中正确的是（）A.2Q1+Q24Q3B.2Q1+Q24Q3C.Q1+Q2Q3D.Q1+Q2=Q3B第一节化学反应与能量的变化（第二课时）二、热化学方程式能表示参加反应物质的物质的量和反应热的关系的化学方程式H2(g)+I2(g)======2HI(g)△H=－14.9kJ/mol200℃101kPa1、热化学方程式包含物质变化和能量变化两个部分，二者缺一不可。普通化学方程式只包含物质变化一个部分。物质变化能量变化二、热化学方程式H2(g)+I2(g)======2HI(g)△H=－14.9kJ/mol200℃101kPa2、热化学方程式需注明反应时的温度和压强。对于25℃101kPa时进行的反应可不注明。普通化学方程式不需注明温度和压强。H2(g)+O2(g)==H2O(g)△H=－241.8kJ/mol12二、热化学方程式3、热化学方程式需注明各物质的聚集状态。s(固态),l（液态）,g（气态）,aq（溶液中）普通化学方程式不需注明物质的状态。H2(g)+O2(g)=H2O(g)△H=－241.8kJ/mol12H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=－285.8kJ/mol12固态液态吸热气态吸热吸热二、热化学方程式4、热化学方程式中化学计量数不表示分子个数，表示参加反应的各物质的物质的量，可为整数或分数。对于相同的反应,化学计量数不同时，其∆H不同。普通化学方程式中化学计量数宏观上表示各物质的物质的量，微观上表示原子分子数目，只能为整数，不能为分数。H2(g)+O2(g)==H2O(g)△H=－241.8kJ/mol122H2(g)+O2(g)==2H2O(g)△H=－483.6kJ/mol•书写热化学方程式应注意∶•１、需注明反应的温度和压强，一般不写反应条件（如加热、点燃等）。如在常温（250c）、常压（101kpa）下，可不注明温度和压强。•２、应注明反应物和生成物的状态；固体-s，液体-l，气体-g；溶液中-aq。•３、热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数。化学计量数可以是整数，也可以是分数。对于相同的反应，当计量数不同时，其△H不同。•４、在方程式右端要注明△H，标明“+”或“-”，kJ/mol。小结：例题当1mol气态H2与1mol气态Cl2反应生成2mol气态HCl，放出184.6KJ的热量，请写出该反应的热化学方程式。H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)∆H=-184.6KJ/mol而这些书写也是对的写出下列反应的热化学方程式课堂练习1、2molCu(s)与适量O2(g)反应生成CuO(s)，放出314kJ热量；2、4gCO在氧气中燃烧生成CO2，放出9.6kJ热量，写出CO燃烧的热化学方程式。不练不成器2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s)∆H=-314KJ/mol2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)∆H=-134.4KJ/mol3、沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。0.5molCH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445kJ的热量。则下列热化学方程式中正确的是A、2CH4(g)＋4O2(g)＝2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH=+890kJ/molB、CH4＋2O2＝CO2＋H2OΔH=－890kJ/molC、CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)ΔH=－890kJ/molD、1/2CH4(g)＋O2(g)＝1/2CO2(g)＋H2O(l)ΔH=-890kJ/molC不练不成器4、已知（1）H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(g)ΔH1=akJ/mol（2）2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g)ΔH2=bkJ/mol（3）H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(l)ΔH3=ckJ/mol（4）2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)ΔH4=dkJ/mol则a、b、c、d的关系正确的是。A、ac0B、bd0C、2a=b0D、2c=d0C不练不成器5、氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷的热化学方程式分别为：H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(l)；△H＝－285.8kJ/molCO(g)＋1/2O2(g)＝CO2(g)；△H＝－283.0kJ/molC8H18(l)＋25/2O2(g)＝8CO2(g)＋9H2O(l)；△H＝－5518kJ/molCH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)；△H＝－890.3kJ/mol相同质量的氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃烧时，放出热量最少的是A.H2(g)B.CO(g)C.C8H18(l)D.CH4(g)B不练不成器6、在火箭推进器中装有强还原剂肼（N2H4）和强氧化剂过氧化氢，当它们混合时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。已知0.4mol液态肼与足量过氧化氢反应，生成氮气和水蒸气，放出256.65kJ的热量。(1)写出热化学方程式：_______________________________________。(2)已知H2O（l）=H2O（g）；ΔH=+44kJ/mol，则16g液态肼与足量液态过氧化氢反应生成氮气和液态水时放出的热量是________kJ。(3)上述反应用于火箭推进剂，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很突出的优点是____________________________________。不练不成器N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)ΔH=-641.6kJ•mol-1408.8不产生污染环境的有害物质