高中化学 苏教版（2019） 选择性必修1 专题2化学反应与能量变化（27张ppt）
文档属性
| 名称 | 高中化学 苏教版（2019） 选择性必修1 专题2化学反应与能量变化（27张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 3.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-01-04 12:13:22 | ||
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文档简介
(共27张PPT)
化学反应的反应热
1
化学能与电能
2
1
化学反应的反应热
1
任何一个化学反应发生的过程中一定伴随物质变化、能量变化。
印象一：热效应是化学能的主要表现形式。
【化学反应热效应之印象】
汽油燃烧：C8H16 ＋ 12O2 → 8CO2 ＋ 8H2O ，化学能转化成机械能。
热能是能量的重要形式，但不是惟一形式。
其它能量形式还有电能、光能、机械能等。
化学能也可转换成电能，这是原电池的原理所在。
大部分燃烧需要“点燃”，那只是开始阶段对反应的“引发”，并非全程需要加热。
葡萄糖在体内缓慢氧化、铁器生锈、米饭变质…
天然气燃烧
镁条燃烧
钠在氯气中燃烧
牛奶变质
铁器生锈
木炭在氧气中燃烧； 钠在氯气中燃烧； 镁带在CO2中燃烧…
【化学反应热效应之印象】
印象二：燃烧和氧化都是放热的。
印象三：很容易进行的反应多数放热。
水滴向生石灰：CaO ＋ H2O ══ Ca(OH)2
钠在氯气中燃烧：2Na＋Cl2 ══ 2NaCl
锌粒投入盐酸：Zn＋ 2HCl ══ ZnCl2＋ H2↑
锌粒投入硫酸铜溶液：Zn＋ CuSO4 ══ ZnSO4＋ Cu
酸碱中和：NaOH ＋ HCl ══ NaCl ＋ H2O
溴化钠溶液中滴加硝酸银溶液，立即浑浊：NaBr＋AgNO3 ══ AgBr↓＋NaNO3
以上的反应类型包括化合、置换、复分解，或氧化还原、非氧化还原。
也有少数化合反应是吸热的。如：C + CO2 ═══ 2CO
高温
【化学反应热效应之印象】
煅烧石灰石：CaCO3 ════ CaO ＋ CO2↑
印象四：分解反应大多数吸热。
实验室制氧气：2KMnO4 ═══ K2MnO4 ＋ MnO2 ＋ O2↑
干粉分解：2NaHCO3 ════ Na2CO3 ＋ CO2↑ ＋ H2O
这些反应需要加热，甚至加强热、持续加热。
△
高温
△
【化学反应热效应之印象】
也有少数分解反应是放热的。如：2H2O2 ════ 2H2 ＋ O2 ↑
MnO2
△
常见的放热反应：
大多数分解反应：2H2O ═══ 2H2↑＋O2↑
C＋CO2 ═══ 2CO
C＋H2O(g) ═══ CO＋H2
Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl ═══ BaCl2＋2NH3＋10H2O
高温
高温
常见的吸热反应：
通电
燃烧反应：2H2＋O2 ═══ 2H2O
中和反应： NaOH＋HCl ══ NaCl＋H2O
金属与水或酸: Mg＋2HCl ══ MgCl2＋H2↑
大多数化合反应: CaO＋H2O ══ Ca(OH)2
点燃
【化学反应热效应之印象】
一、焓变的本质
Q1: 什么是焓变？
Q2: 为什么产生焓变？
Q3: 怎样获得反应的焓变值？
恒温、恒压下仅做体积功的反应热（ΔH ）
化学键的断裂和形成
键能计算 实验测定 盖斯定律
断键吸热
679 kJ
2H ＋ 2Cl
反应放热
183 kJ
H2(g)＋Cl2(g)
反应吸热
180.0 kJ
N2(g)＋O2(g)
反应过程
2NO (g)
断键吸热
1444 kJ
成键放热
1264 kJ
N2(g)＋O2(g) ══ 2NO(g) ΔH＝180.0 kJ·mol-1
能量
二、利用键能计算焓变
ΔH ＝ ∑(反应物键能)－∑(生成物键能)
2HCl (g)
H2(g)＋Cl2(g) ══ 2HCl(g) ΔH＝－183kJ·mol-1
反应过程
能量
成键放热
862 kJ
ΔH与能量
ΔH与键能
能量与稳定性
2N ＋ 2O
例1： （ 2019全国卷Ⅰ，第28题节选）
我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，
如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。可知水煤气变换的ΔH 0 。
（填“大于”“等于”或“小于”）
小于
A.该反应是一个吸热反应
B.该反应的焓变为（a-b） kJ· mol－1
C.该反应过程中有O-H键的断裂
D.可向反应后的溶液中滴加AgNO3溶液以检验溴乙烷
中是否含有溴元素
例2： （2021苏州市高二期中，第8题节选）
溴乙烷与氢氧化钠水溶液反应进程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是
放热反应，ΔH＜0
例3： （2021年1月江苏适应性考试第5题节选）
合成氨反应为N2(g) ＋ 3H2(g) ══ 2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1 。
下列有关合成氨反应的说法正确的是
B．反应的ΔH ＝ E(N－N) ＋ 3E(H－H)－6E(N－H) (E表示键能)
ΔH ＝E(N≡N)＋3E(H－H)－6E(N－H)
ΔH＝反应物的键能之和－生成物的键能之和
ΔH＝4E(Si － Cl)＋2E(H － H) － 4E(H － Cl)－ 2E(Si － Si)
ΔH＝6E(N－H) － [E(N≡N)＋3E(H－H)]
ΔH ＝∑(反应物键能)－∑(生成物键能)
2 mol NH3中有6 mol N－H
＝ 390.8×6 kJ.mol－1 － 946 kJ·mol－1 － 3 × 436.0 kJ.mol－1
＝2344.8 kJ·mol－1 － 2254 kJ·mol－1 ＝ 90.8 kJ.mol－1
90.8
（2021年湖南卷第16题）根据相关化学键的键能数据
ΔH＝4E(Si－Cl)＋2E(H－H) － 4E(H－Cl ) － E(Si －Si)
2
例4： ( 2020江苏卷第8题节选）
反应 SiCl4(g)＋2H2(g) ══ Si (s)＋4HCl (g) 可用于纯硅的制备。
下列有关该反应的说法正确的是
D. 用E表示键能，该反应ΔH＝4E(Si － Cl)＋2E(H － H)－4E(H － Cl)
ΔH＝∑(反应物键能)－∑(生成物键能)
1 mol 晶体硅中有 Si － Si
2 mol
注意事项：①物质状态（s、l、g、aq）
②化学计量数（可以用整数或简单分数，与ΔH成比例）
③ΔH的正负和单位
④标注温度和压强（默认101kPa，25 ℃/298 K），不用标明反应条件（如高温、催化剂等） 。
三、正确书写热化学方程式
CH4(g)＋2O2(g)==CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890 kJ·mol-1
2H2(g)＋O2(g)==2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
CH4与CO2重整的主要反应的热化学方程式为
反应I：CH4(g)＋CO2(g) ══ 2CO(g)＋2H2(g) ΔH ＝ 246.5 kJ·mol 1
反应Ⅱ：H2(g)＋CO2(g) ══ CO(g)＋H2O(g) ΔH ＝ 41.2 kJ·mol 1
反应Ⅲ：2CO(g) ══ CO2(g)＋ C(s) ΔH＝ 172.5 kJ·mol 1
在CH4与CO2重整体系中通人适量H2O(g)，可减少C(s)的生成，
反应 3CH4(g)＋CO2(g)＋ 2H2O(g) ══ 4CO(g)＋8H2(g) 的ΔH = ▲ 。
例5： ( 2021江苏卷第20题节选）
①
②
③
③ ＝ ①×3 ②×2
ΔH3 ＝ ΔH1×3 ΔH2×2
＝ 246.5 kJ·mol 1 ×3 41.2 kJ·mol 1 ×2 ＝ 657.1 kJ·mol 1
同边加号异边负
焓的变化跟系数
①×3
②×2
3CH4(g)＋3CO2(g) ══ 6CO(g)＋6H2(g) ΔH＝246.5 kJ·mol 1×3
2H2(g)＋2CO2(g) ══ 2CO(g)＋2H2O(g) ΔH＝41.2 kJ·mol 1 ×2
盖斯定律
反应热计算
图像理解与应用
由热效应写热化学方程式
由图像写热化学方程式
热化学解题模型
化学能与电能
2
原电池示意图
电解池示意图
电极
反应
电极
反应物
失电子
场所
得电子
场所
负极
正极
失电子
还原剂
电子移动方向
得电子
氧化剂
阳离子
阴离子
||
阳极
阴极
氧化反应
还原反应
装置维度
原理维度
电化学知识的认知模型
原电池的判断：化学能转化为电能的装置。
例6：（2020海南卷第 11题）某燃料电池主要构成要素如图所示，下列说法正确的是
A. 电池可用于乙醛的制备
B. b电极为正极
C. 电池工作时，a电极附近pH降低
D. a电极的反应式为O2 ＋ 4e － 4H+ ══ 2H2O
－
＋
正极 a ：O2＋4e ＋4H+ ══ 2H2O
负极b ：CH2 ═ CH2－2e ＋H2O ══ CH3CHO＋2H+
C2H4O
C2H4
-2
-1
失2e
2CH2 ═ CH2 ＋ O2 ══ 2CH3CHO
负极 b：2CH2 ═ CH2－4e ＋2H2O ══ 2CH3CHO＋4H+
电极名称
电子转移
离子转移
电极反应
离子浓度变化
√
电解池的判断：电能转化为化学能的装置。
例7:（2022海南卷第 9题）
一种采用H2O（g）和N2（g）为原料制备NH3（g）的装置示意图如图。下列有关说法正确的
A. 在b电极上，N2被还原
B. 金属Ag可作为a电极的材料
C. 改变工作电源电压，反应速率不变
D. 电解过程中，固体氧化物电解质中O2－不断减少
阳极 (a)：
阴极 (b)：
阳极
阴极
Ag作阳极将溶解
速率受电压影响
不变
O2－－ 4e－══ 2O2 ↑
N2＋6e－＋3H2O ══ 2NH3＋3O2－
0
-3
阳极(a) ：6O2－－ 12e－══ 3O2 ↑
阴极(b) ：2N2＋12e－＋6H2O ══ 4NH3＋6O2－
总：2N2＋6H2O ══ 3O2＋4NH3
√
电解池的应用
氯碱工业
电解法冶金
电镀
电解精炼铜
装置示意图 序号 电解质溶液 实验现象
① 0.1mol·L 1CuSO4 ＋少量H2SO4 阴极表面有无色气体，一段时间后阴极表面有红色固体，气体减少。经检验电解液中有Fe2+
② 0.1mol·L 1CuSO4 ＋少量氨水 阴极表面装置示意图未观察到气体，一段时间后阴极表面有致密红色固体。经检验电解液中无Fe元素
例8:（2022北京卷第 13题）利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。下列说法不正确的是
A.①中气体减少，推测是由于溶液中c(H+)减少，
且Cu覆盖铁电极，阻碍H+与铁接触
B.①中检测到Fe2+，推测可能发生反应：
Fe ＋ 2H+ ══ Fe2+ ＋ H2↑，
Fe ＋ Cu2+ ══ Fe2+ ＋ Cu
C.随阴极析出Cu，推测②中溶液c(Cu2+)减少，
Cu2+ ＋ 4NH3 ［Cu(NH3)4］2+平衡逆移
D.②中Cu2+生成［Cu(NH3)4］2+，使得c(Cu2+)
比①中溶液的小，Cu缓慢析出，镀层更致密
方案1：有副产物，利用率低，效果差
阳极溶解的Cu ══ 阴极生成的Cu
方案2：无副产物，利用率高，效果好
谢谢聆听！
化学反应的反应热
1
化学能与电能
2
1
化学反应的反应热
1
任何一个化学反应发生的过程中一定伴随物质变化、能量变化。
印象一：热效应是化学能的主要表现形式。
【化学反应热效应之印象】
汽油燃烧：C8H16 ＋ 12O2 → 8CO2 ＋ 8H2O ，化学能转化成机械能。
热能是能量的重要形式，但不是惟一形式。
其它能量形式还有电能、光能、机械能等。
化学能也可转换成电能，这是原电池的原理所在。
大部分燃烧需要“点燃”，那只是开始阶段对反应的“引发”，并非全程需要加热。
葡萄糖在体内缓慢氧化、铁器生锈、米饭变质…
天然气燃烧
镁条燃烧
钠在氯气中燃烧
牛奶变质
铁器生锈
木炭在氧气中燃烧； 钠在氯气中燃烧； 镁带在CO2中燃烧…
【化学反应热效应之印象】
印象二：燃烧和氧化都是放热的。
印象三：很容易进行的反应多数放热。
水滴向生石灰：CaO ＋ H2O ══ Ca(OH)2
钠在氯气中燃烧：2Na＋Cl2 ══ 2NaCl
锌粒投入盐酸：Zn＋ 2HCl ══ ZnCl2＋ H2↑
锌粒投入硫酸铜溶液：Zn＋ CuSO4 ══ ZnSO4＋ Cu
酸碱中和：NaOH ＋ HCl ══ NaCl ＋ H2O
溴化钠溶液中滴加硝酸银溶液，立即浑浊：NaBr＋AgNO3 ══ AgBr↓＋NaNO3
以上的反应类型包括化合、置换、复分解，或氧化还原、非氧化还原。
也有少数化合反应是吸热的。如：C + CO2 ═══ 2CO
高温
【化学反应热效应之印象】
煅烧石灰石：CaCO3 ════ CaO ＋ CO2↑
印象四：分解反应大多数吸热。
实验室制氧气：2KMnO4 ═══ K2MnO4 ＋ MnO2 ＋ O2↑
干粉分解：2NaHCO3 ════ Na2CO3 ＋ CO2↑ ＋ H2O
这些反应需要加热，甚至加强热、持续加热。
△
高温
△
【化学反应热效应之印象】
也有少数分解反应是放热的。如：2H2O2 ════ 2H2 ＋ O2 ↑
MnO2
△
常见的放热反应：
大多数分解反应：2H2O ═══ 2H2↑＋O2↑
C＋CO2 ═══ 2CO
C＋H2O(g) ═══ CO＋H2
Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl ═══ BaCl2＋2NH3＋10H2O
高温
高温
常见的吸热反应：
通电
燃烧反应：2H2＋O2 ═══ 2H2O
中和反应： NaOH＋HCl ══ NaCl＋H2O
金属与水或酸: Mg＋2HCl ══ MgCl2＋H2↑
大多数化合反应: CaO＋H2O ══ Ca(OH)2
点燃
【化学反应热效应之印象】
一、焓变的本质
Q1: 什么是焓变？
Q2: 为什么产生焓变？
Q3: 怎样获得反应的焓变值？
恒温、恒压下仅做体积功的反应热（ΔH ）
化学键的断裂和形成
键能计算 实验测定 盖斯定律
断键吸热
679 kJ
2H ＋ 2Cl
反应放热
183 kJ
H2(g)＋Cl2(g)
反应吸热
180.0 kJ
N2(g)＋O2(g)
反应过程
2NO (g)
断键吸热
1444 kJ
成键放热
1264 kJ
N2(g)＋O2(g) ══ 2NO(g) ΔH＝180.0 kJ·mol-1
能量
二、利用键能计算焓变
ΔH ＝ ∑(反应物键能)－∑(生成物键能)
2HCl (g)
H2(g)＋Cl2(g) ══ 2HCl(g) ΔH＝－183kJ·mol-1
反应过程
能量
成键放热
862 kJ
ΔH与能量
ΔH与键能
能量与稳定性
2N ＋ 2O
例1： （ 2019全国卷Ⅰ，第28题节选）
我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，
如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。可知水煤气变换的ΔH 0 。
（填“大于”“等于”或“小于”）
小于
A.该反应是一个吸热反应
B.该反应的焓变为（a-b） kJ· mol－1
C.该反应过程中有O-H键的断裂
D.可向反应后的溶液中滴加AgNO3溶液以检验溴乙烷
中是否含有溴元素
例2： （2021苏州市高二期中，第8题节选）
溴乙烷与氢氧化钠水溶液反应进程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是
放热反应，ΔH＜0
例3： （2021年1月江苏适应性考试第5题节选）
合成氨反应为N2(g) ＋ 3H2(g) ══ 2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1 。
下列有关合成氨反应的说法正确的是
B．反应的ΔH ＝ E(N－N) ＋ 3E(H－H)－6E(N－H) (E表示键能)
ΔH ＝E(N≡N)＋3E(H－H)－6E(N－H)
ΔH＝反应物的键能之和－生成物的键能之和
ΔH＝4E(Si － Cl)＋2E(H － H) － 4E(H － Cl)－ 2E(Si － Si)
ΔH＝6E(N－H) － [E(N≡N)＋3E(H－H)]
ΔH ＝∑(反应物键能)－∑(生成物键能)
2 mol NH3中有6 mol N－H
＝ 390.8×6 kJ.mol－1 － 946 kJ·mol－1 － 3 × 436.0 kJ.mol－1
＝2344.8 kJ·mol－1 － 2254 kJ·mol－1 ＝ 90.8 kJ.mol－1
90.8
（2021年湖南卷第16题）根据相关化学键的键能数据
ΔH＝4E(Si－Cl)＋2E(H－H) － 4E(H－Cl ) － E(Si －Si)
2
例4： ( 2020江苏卷第8题节选）
反应 SiCl4(g)＋2H2(g) ══ Si (s)＋4HCl (g) 可用于纯硅的制备。
下列有关该反应的说法正确的是
D. 用E表示键能，该反应ΔH＝4E(Si － Cl)＋2E(H － H)－4E(H － Cl)
ΔH＝∑(反应物键能)－∑(生成物键能)
1 mol 晶体硅中有 Si － Si
2 mol
注意事项：①物质状态（s、l、g、aq）
②化学计量数（可以用整数或简单分数，与ΔH成比例）
③ΔH的正负和单位
④标注温度和压强（默认101kPa，25 ℃/298 K），不用标明反应条件（如高温、催化剂等） 。
三、正确书写热化学方程式
CH4(g)＋2O2(g)==CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890 kJ·mol-1
2H2(g)＋O2(g)==2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
CH4与CO2重整的主要反应的热化学方程式为
反应I：CH4(g)＋CO2(g) ══ 2CO(g)＋2H2(g) ΔH ＝ 246.5 kJ·mol 1
反应Ⅱ：H2(g)＋CO2(g) ══ CO(g)＋H2O(g) ΔH ＝ 41.2 kJ·mol 1
反应Ⅲ：2CO(g) ══ CO2(g)＋ C(s) ΔH＝ 172.5 kJ·mol 1
在CH4与CO2重整体系中通人适量H2O(g)，可减少C(s)的生成，
反应 3CH4(g)＋CO2(g)＋ 2H2O(g) ══ 4CO(g)＋8H2(g) 的ΔH = ▲ 。
例5： ( 2021江苏卷第20题节选）
①
②
③
③ ＝ ①×3 ②×2
ΔH3 ＝ ΔH1×3 ΔH2×2
＝ 246.5 kJ·mol 1 ×3 41.2 kJ·mol 1 ×2 ＝ 657.1 kJ·mol 1
同边加号异边负
焓的变化跟系数
①×3
②×2
3CH4(g)＋3CO2(g) ══ 6CO(g)＋6H2(g) ΔH＝246.5 kJ·mol 1×3
2H2(g)＋2CO2(g) ══ 2CO(g)＋2H2O(g) ΔH＝41.2 kJ·mol 1 ×2
盖斯定律
反应热计算
图像理解与应用
由热效应写热化学方程式
由图像写热化学方程式
热化学解题模型
化学能与电能
2
原电池示意图
电解池示意图
电极
反应
电极
反应物
失电子
场所
得电子
场所
负极
正极
失电子
还原剂
电子移动方向
得电子
氧化剂
阳离子
阴离子
||
阳极
阴极
氧化反应
还原反应
装置维度
原理维度
电化学知识的认知模型
原电池的判断：化学能转化为电能的装置。
例6：（2020海南卷第 11题）某燃料电池主要构成要素如图所示，下列说法正确的是
A. 电池可用于乙醛的制备
B. b电极为正极
C. 电池工作时，a电极附近pH降低
D. a电极的反应式为O2 ＋ 4e － 4H+ ══ 2H2O
－
＋
正极 a ：O2＋4e ＋4H+ ══ 2H2O
负极b ：CH2 ═ CH2－2e ＋H2O ══ CH3CHO＋2H+
C2H4O
C2H4
-2
-1
失2e
2CH2 ═ CH2 ＋ O2 ══ 2CH3CHO
负极 b：2CH2 ═ CH2－4e ＋2H2O ══ 2CH3CHO＋4H+
电极名称
电子转移
离子转移
电极反应
离子浓度变化
√
电解池的判断：电能转化为化学能的装置。
例7:（2022海南卷第 9题）
一种采用H2O（g）和N2（g）为原料制备NH3（g）的装置示意图如图。下列有关说法正确的
A. 在b电极上，N2被还原
B. 金属Ag可作为a电极的材料
C. 改变工作电源电压，反应速率不变
D. 电解过程中，固体氧化物电解质中O2－不断减少
阳极 (a)：
阴极 (b)：
阳极
阴极
Ag作阳极将溶解
速率受电压影响
不变
O2－－ 4e－══ 2O2 ↑
N2＋6e－＋3H2O ══ 2NH3＋3O2－
0
-3
阳极(a) ：6O2－－ 12e－══ 3O2 ↑
阴极(b) ：2N2＋12e－＋6H2O ══ 4NH3＋6O2－
总：2N2＋6H2O ══ 3O2＋4NH3
√
电解池的应用
氯碱工业
电解法冶金
电镀
电解精炼铜
装置示意图 序号 电解质溶液 实验现象
① 0.1mol·L 1CuSO4 ＋少量H2SO4 阴极表面有无色气体，一段时间后阴极表面有红色固体，气体减少。经检验电解液中有Fe2+
② 0.1mol·L 1CuSO4 ＋少量氨水 阴极表面装置示意图未观察到气体，一段时间后阴极表面有致密红色固体。经检验电解液中无Fe元素
例8:（2022北京卷第 13题）利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。下列说法不正确的是
A.①中气体减少，推测是由于溶液中c(H+)减少，
且Cu覆盖铁电极，阻碍H+与铁接触
B.①中检测到Fe2+，推测可能发生反应：
Fe ＋ 2H+ ══ Fe2+ ＋ H2↑，
Fe ＋ Cu2+ ══ Fe2+ ＋ Cu
C.随阴极析出Cu，推测②中溶液c(Cu2+)减少，
Cu2+ ＋ 4NH3 ［Cu(NH3)4］2+平衡逆移
D.②中Cu2+生成［Cu(NH3)4］2+，使得c(Cu2+)
比①中溶液的小，Cu缓慢析出，镀层更致密
方案1：有副产物，利用率低，效果差
阳极溶解的Cu ══ 阴极生成的Cu
方案2：无副产物，利用率高，效果好
谢谢聆听！