高三化学课件第一章化学反应与能量新课标选修4高三化学课件

新课标人教版化学选修4第一章化学反应与能量第一节化学反应与能量的变化这是一幅幅多么撩人的自然美景，然而，如今的地球正在遭受着前所未有的灾难：大气污染加剧、水污染严重，固体废弃物与日俱增、臭氧空洞、酸雨、赤潮、温室效应、水土流失、土地沙漠化等。归根结底，都和化学反应有着密切的关系，我们这一章研究的主要是物质的能量变化，这种能量变化常以热能、电能、光能等形式表现出来。让我们共同学习、研究化学反应与能量，做好保护地球，保护环境的工作。。反应物的总能量高生成物的总能量低生成物的总能量高反应物的总能量低放热反应吸热反应反应物的总能量=生成物的总能量+放出的热量生成物的总能量=反应物的总能量+吸收的热量化学反应的过程,可以看成是能量的“贮存”或“释放”的过程回忆HH氢原子和氢原子分开时，化学键怎么变？能量怎么变化？多了？少了？从哪来？到哪去？化学键的变化与能量的变化有什么关系？HH回忆氢原子和氢原子靠近时，化学键怎么变？能量怎么变化？多了？少了？从哪来？到哪去？化学键的变化与能量的变化有什么关系？思考H2O(l)H2O(g)液态水变成气态水时，能量是如何变化的？能否从微观角度解释能量变化的原因？物质的变化常伴随着能量变化结论你从图中发现了什么？1、……2、……3、……HClHClHHHHClClClCl++436kJ/mol243kJ/mol431kJ/mol观察下列示意图：反应热焓变化学反应过程中所释放或吸收的能量，都可以热量（或转换成相应的热量）来表述，叫做反应热，又称为“焓变”。符号：ΔH，单位：kJ/mol或kJ•mol-1综上所述∶当△Ｈ为“一”或△ＨＯ时，为放热反应；当△Ｈ为“+”或△ＨＯ时，为吸热反应。请同学们分析ｐ３的能量变化图。二、热化学方程式能够表示化学反应热效应的化学方程式应怎样书写？下面我们来讨论和研究∶例１∶在2000C、101KPa时，１molH2与碘蒸气作用生成HI的反应，科学文献上表示为∶H2（g）+I2（g）====2HI（g）△H=一14.KJ/mol当在２００0C101KPa时例2∶在250C、101KPa时，有两个由氢气和氧气化合成1mol水的交反应，一个生成气态水，一个生成液态水，其化学方程式可表示∶H2（ｇ）+1/2O2（ｇ）=H2O（g）△H=一241.8KJ/molH2（ｇ）+1/2O2（ｇ）=H2O（l）△H=一285.8KJ/mol请同学们分析为什么二者的产物同样是水，而释出的能量却不同？热化学方程式∶能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。思考1、在同温、同压下，比较下列反应放出热量Q1、Q2的大小A：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)+Q12H2(g)+O2(g)=2H2O(l)+Q2数量的分析：反应物的状态，数量和生成物的数量都相同，但由于气态水转化为液态要放出一定热量∴Q2＞Q1B:S(g)+O2(g)=SO2(g)+Q1S(S)+O2(g)=SO2(g)+Q2思考２、在同温、同压下，比较下列反应放出热量Q1、Q2的大小两式数量相同，S由固态吸收热量转化为气态，在氧化燃烧生成SO2。其放出热量的总和小于由气态S直接燃烧所放出的热量，Q1Q2。C:C(S)+1/2O2(g)=CO(g)+Q1C(S)+O2(g)=CO2(g)+Q2思考３、在同温、同压下，比较下列反应放出热量Q1、Q2的大小固态C氧化为CO，释放出热量Q1，CO是气体燃料，和O2反应生成CO2，又释放热量Q3，两次释放热量的总和Q1+Q3，等于固态C氧化为气态CO2释放的热量Q2，∴Q2＞Q1D:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)+Q11/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g)+Q2状态相同，但数量后式仅是前式的一半，释放的热量也应是前式的一半，Q2＜Q1思考与交流热化学方程式与普通化学方程式有什么这区别？正确书写其应当注意哪几点？小结∶热化学方程式不单表示了反应物和生成物的关系，而且表示了反应的热效应。书写热化学方程式应注意∶１、需注明反应的温度和压强。如在多少度，多少千帕；如在常温（250c）、常压（101kpa）下，可不注明温度和压强的条件；２、应注明反应物和生成物的状态；固体一s，液体一l，气体一g；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为多少“+”或“一”kJ/mol。（练习与巩固）依据事实，写出下列反应的热化学方程式∶（１）1mol碳完全燃烧放出393.5KJ的热量；（２）1克甲醇燃烧生成二氧化碳和水（液态）时放热22.68KJ；（３）1mol氯气和水蒸气通过灼热的炭层反应，生成氯化氢和二氧化碳放出145KJ的热量。1、1molC与1mol水蒸气反应生成1molCO和1molH2，需要吸收131.5kJ的热量。写出此反应的热化学方程式。随堂练习2、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随堂练习3、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作业布置∶第一次作业∶p５Ex３（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、Ex４（１）、（２）、新课标人教版化学选修4第一章化学反应与能量第二节燃烧热能源练习.若2.6g乙炔（C2H2，气态）完全燃烧生成液态水和CO2（g）时放热130kJ。则乙炔燃烧的热化学方程式为C2H2（g）＋5/2O2（g）2CO2（g）＋H2O（l）ΔH=－1300kJ/mol2C2H2（g）＋5O2（g）==4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH=－2600kJ/mol一、燃烧热什么是燃烧热？是不是物质燃烧放出的热量就叫燃烧热呢？在25℃,101kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。⑴.燃烧热通常可由实验测得。⑵.在理解物质燃烧热的定义时，要注意以下几点：①研究条件：25℃,101kPa②反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物。③燃烧物的物质的量：1mol④研究内容：放出的热量。（ΔH0，单位kJ/mol）⑤在未有特别说明的情况下，外界压强一般指25℃,101kPa.所谓完全燃烧也是完全氧化，它是指物质中的下列元素完全转变成对应的稳定物如:CCO2(g)、HH2O（l）、SSO3（g）［练习1］分析以下几个热化学方程式，哪个是表示固态碳和气态氢气燃烧时的燃烧热的？为什么？A.C（s）＋O2（g）===CO(g);ΔH=110.5kJ/molB.C（s）＋O2（g）===CO2(g);ΔH=－393.5kJ/molC.2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l);ΔH=－571.6kJ/molD.H2(g)＋O2(g)===H2O(g);ΔH=－241.8kJ/mol解析:A项C（s）燃烧未生成稳定氧化物CO2(g)，故其反应热不能叫燃烧热；B项符合燃烧热的定义；C项H2虽然转变成了稳定的氧化物H2O（l），但由于其反应热表示的是2molH2完全燃烧时的热量变化，故不能叫燃烧热；D项参加燃烧的H2虽然是1mol，但其生成H2O（g），而不是H2O（l），故它的反应热也不为H2的燃烧热。你能根据题中信息写出表示H2燃烧热的热化学方程式吗？H2（g）＋O2（g）==H2O（l）；ΔH=－285.8kJ/mol21由于计算燃烧热时，可燃物质是以1mol作为标准来计算的，所以热化学方程式的化学计量系数常出现分数。二、燃烧热的计算及应用［例题］1.在101kPa时，1molCH4完全燃烧生成CO2和液态H2O，放出890.3kJ的热量，CH4的燃烧热为多少？1000LCH4（标准状况）燃烧后所产生的热量为多少？解析：根据题意，在101kPa时，1molCH4完全燃烧的热化学方程式为：CH4（g）＋2O2（g）==CO2（g）＋2H2O（l）ΔH=－890.3kJ/mol即CH4的燃烧热为890.3kJ/mol。1000LCH4（标准状况）的物质的量为：n(CH4)==44.6mol1molCH4完全燃烧放出890.3kJ的热量，44.6molCH4完全燃烧放出的热量为：44.6mol×890.3kJ/mol=3.97×104kJ答案：CH4的燃烧热为890.3kJ/mol，1000LCH4（标准状况）完全燃烧产生的热量为3.97×104kJ。2.葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一。葡萄糖燃烧的热化学方程式为：C6H12O6（s）＋6O2（g）===6CO2（g）＋6H2O（l）ΔH=－2800kJ/mol葡萄糖在人体组织中氧化的热化学方程式与它燃烧的热化学方程式相同。计算100g葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量。解析：根据题意，葡萄糖的燃烧热为2800kJ/mol，100g葡萄糖的物质的量为：n(C6H12O6)==0.556mol1molC6H12O6完全燃烧放出2800kJ的热量，0.556molC6H12O6完全燃烧放出的热量为：0.556mol×2800kJ/mol=1557kJ答案：100g葡萄糖在人体中完全氧化时产生1557kJ的热量。三、能源能源就是能提供能量的自然资源，包括化石燃料（煤、石油、天然气）、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。能源的开发和利用可以用来衡量一个国家或地区的经济发展和科学技术水平。煤、石油、天然气是当今世界上重要的化石燃料。但它们的蕴藏有限，且不可再生。解决的办法：开源节流。即开发新能源，节约现有能源，提高能源的利用率。节约能源的重要措施：科学地控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，提高能源的利用率。相关思考题∶[问题]1.燃料充分燃烧的条件是什么?2.燃料燃烧时,若空气过量或不足,会造成什么后果?3.为什么固体燃料要粉碎后使用?1.使燃料充分燃烧的措施：(1）通入充足且适量的空气；(2）固体燃料粉碎、液体燃料喷雾以增大燃料与空气的接触面。讨论：下面列出的是有关煤作燃料利弊问题的一些主要论点，请参考这些论点，并准备有关材料，简要论述你对该问题的看法。①煤是我国储量最多的能源资源，应充分利用该资源为我国的社会主义建设服务。据有人估计，我国的煤炭储量足够使用几百年。②煤的形成需经过数亿年的时间，用一些就少一些，不可再生。③煤是重要的化工原料，把煤作燃料简单烧掉太可惜，应该综合利用。④煤是发热量很高的固体燃料，我国煤炭资源相对比较集中，开采成本较低，用煤作燃料合算。煤作为固体燃料，燃烧反应速率小，热利用效率低，且运输不方便。⑤煤直接燃烧时产生SO2等有毒气体和烟尘，对环境造成严重污染。⑥可以通过清洁煤技术，如煤的液化和气化，以及实行烟气净化脱硫等，大大减少燃煤对环境造成的污染，提高煤燃烧的热利用率。⑦煤大量开采时，会造成地面塌陷。资源蕴藏方面：煤是我国储量最多的能源资源，应充分利用，但由于煤为不可再生能源，故使用过程中应减少不必要的浪费，并提高其能量利用率，同时应加快开发新能源。开采和运输方面：我国煤炭资源相对比较集中，开采成本较低，这从我国的大、中、小型煤矿繁多即可说明，且一般的煤矿工人不需要多么高深的技术；但煤在大量开采时，又会造成地面塌陷；在