人教版高中化学选修四1.1 化学反应与能量变化-课件 （共29张ppt）

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
1、物质发生化学反应产生新物质的同时，伴随着能量的
变化
能量变化
热能
光能
电能
2、能量变化的主要原因是化学键的断裂与形成：
化学键断裂，吸收能量；化学键形成，放出能量（微观）
第一节 化学反应与能量的变化
3、化学能与热能相互转化——吸热反应与放热反应
反应中吸热还是放热，决定于反应物的总能量与生成物
总能量的相对大小。（宏观）
常见的放热反应：
（1）所有燃烧反应
（2）中和反应
（3）大多数化合反应 （例外C+CO2=CO)
（4）活泼金属跟水或酸反应
（5）物质的缓慢氧化
常见的吸热反应：
（1）大多数分解反应(特殊爆炸反应为放热）
（2）晶体间的反应
（3）以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应。
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
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？
外力做功时能量如何变化
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、……
观察下列示意图：
你发现了吗？
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，重新组合成生成
物的分子的过程。旧键断裂需要吸收能量，
新键形成需要放出能量。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。
1.反应热：化学反应中所释放或吸收的热量
符号：ΔH，单位：kJ/mol或kJ?mol-1
2.焓：是与内能有关的物理量
符号：H
3.焓变：生成物与反应物的焓值差
符号：△H
恒压条件下，化学反应的反应热等于焓变
ΔH＝生成物总能量－反应物总能量
可表示为
一. 反应热 焓变
综上所述∶
当△Ｈ为“一”或△Ｈ<Ｏ时，为放热反应；
当△Ｈ为“+”或△Ｈ>Ｏ时，为吸热反应。
（1）、反应体系的能量降低（即
放热反应），则?H为“－”；
（2）、反应体系的能量升高（即
吸热反应），则?H为“＋”；
规定：
请同学们分析能量变化图。
从反应物和生成物的总能量(宏观)角度看：
放热反应：
吸热反应：
ΔH＜0或 ΔH为“－”
ΔH＞0 或ΔH为“＋”
ΔH＝生成物能量－反应物能量
反应物
生成物
能量
反应过程(放热)
反应物
生成物
能量
反应过程（吸热）
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
1.已知反应A＋B＝C＋D为放热反应，对该反应
的下列说法中正确的是（ ）
A. A的能量一定高于C
B. B的能量一定高于D
C. A和B的总能量一定高于C和D的总能量
D. 该反应为放热反应，故不必加热就一定能发生
C
2.在反应H2 + Cl2 ＝2HCl中，已知H－H键能为436kJ，Cl－Cl键能为247kJ，H－Cl键能为431kJ，判断该反应是（ ）
A. 吸热反应 B. 放热反应
C. 吸收179kJ热量 D.放出179kJ热量
BD
3.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 + Q2 > 4Q3
B. 2Q1 + Q2 < 4Q3
C. Q1 + Q2 < Q3
D. Q1 + Q2 = Q3
B
二、热化学方程式
什么是热化学方程式？
表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式，叫做热化学方程式。
请看以下两个例子，再思考！
问题：
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
例2∶在２００0C、 101KPa和 250C、101KPa时，有两个由氢气和氧气化合成1mol水的反应，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=-241.8 KJ/mol
H2（ｇ）+1/2O2（ｇ）=H2O（l） △H=-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？
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)+Q1
2H2(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＞Q1
B: S(g)+O2(g)=SO2(g)+Q1
S(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，Q1 > Q2。
C: C(S)+1/2O2(g)=CO(g)+Q1
C(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＞Q1
D: H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)+Q1
1/2H2(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
阅读课本P 3-4页 热化学方程式
思考 ：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。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、 1mol C与1mol 水蒸气反应生成1mol CO 和1mol H2，需要吸收 131.5 kJ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。0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445 kJ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 = +890 kJ/mol
B、 CH4 ＋2 O2 ＝ CO2 ＋ H2O ΔH = －890 kJ/mol
C、 CH4 ( g )＋2 O2 ( g ) ＝ CO2 ( g ) ＋ 2 H2O ( l ) ΔH = －890 kJ/mol
D、 1/2CH4 ( g )＋O2 ( g ) ＝ 1/2CO2 ( g ) ＋ H2O ( l ) ΔH = -890 kJ/mol
C
随堂练习
3、已知
（1）H2( g )＋1/2O2 ( g ) ＝ H2O ( g ) ΔH1 = a kJ/mol
（2）2H2( g )＋O2 ( g ) ＝2H2O ( g ) ΔH2 = b kJ/mol
（3） H2( g )＋1/2O2 ( g ) ＝ H2O ( l ) ΔH3 = c kJ/mol
（4） 2H2( g )＋O2 ( g ) ＝2H2O ( l ) ΔH4 = d kJ/mol
则a、b、c、d的关系正确的是 。
A、ad>0 C、2a=b< 0 D、2c=d>0

C
再见！