人教版高中化学选修四1.1 化学反应与能量的变化（第一课时）课件 （22张）

第一章 化学反应与能量
本章的内容结构
第一节 化学反应与能量的变化
学习目标
1.了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。
2、放热反应、反应热等概念。
3.了解热化学方程式的含义并能正确书写热化学方程式。
4.认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的变化，能量的多少取决于反应物和生成物的量，反应过程中能量守恒。
重点：化学反应中的能量变化，热化学方程式的书写。
难点：焓变，ΔH的“+”与“-”，热化学方程式的书写。
1.化学反应都有新物质产生，同时还伴随着能量变化，请列举学过的有热量变化的相关反应。
2. 在这些反应中，哪些是我们日常生活中利用到的？
化学反应中所释放的能量——当今世界最重要的能源。
常见的放热反应:① 所有的燃烧反应② 所有的中和反应 ③活泼金属与水、酸的反应 ④多数的化合反应
常见的吸热反应: 多数的分解反应
C+CO2 =2CO C+H2O(g)=CO+H2
Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl =BaCl2+2NH3↑+10H2O
思考与交流
3.化学反应中为何有能量变化？
(吸收能量)
旧分子
拆开
原子
(放出能量)
新分子
结合
吸收能量<放出能量
吸收能量>放出能量
放热反应
吸热反应
相对大小决定
从键能大小的角度：
例如：H2+Cl2==2HCl
E断键=436 kJ/mol+243 kJ/mol=679 kJ/mol
E成键=2×431 kJ/mol=862 kJ/mol
E反应放出=862 kJ/mol-679 kJ/mol=183 kJ/mol
这一反应对外放出了183 KJ/mol热量
H
C
l
H
C
l
H
H
H
H
C
l
C
l
C
l
C
l
+
+
4
3
6

k
J
/
m
o
l
2
4
3
k
J
/
m
o
l
4
3
1

k
J
/
m
o
l
从能量守恒的角度：
E反应物总能量>E生成物总能量
E反应物总能量放热反应
吸热反应
产物的总能量
产物的总能量
一.反应热 焓变
概念：在化学反应过程中放出或吸收的热量，通常叫做反应热，又称焓变。
1.符号：△H
2.单位：kJ/mol 或kJ·mol－１
3.测量条件：一定压强下，敞口容器中发生的反应
5.产生原因：化学键断裂——吸热
化学键形成——放热
思考：如何用焓变来度量反应热的大小呢？
4.研究方法:a：实验法:直接测量反应热的仪器叫量热计 b：计算法
课堂探究
例如：H2+Cl2==2HCl
E反应放出=862 kJ/mol-679 kJ/mol=183 kJ/mol
这一反应对外放出了183 kJ/mol热量
H
C
l
H
C
l
H
H
H
H
C
l
C
l
C
l
C
l
+
+
4
3
6

k
J
/
m
o
l
2
4
3
k
J
/
m
o
l
4
3
1

k
J
/
m
o
l
△H=-183 kJ/mol
即：△H=∑反应物键能-∑产物键能
= E生成物总能量-E反应物总能量
放热反应
吸热反应
键能
变化
生成物总键能 反应物总键能
生成物总键能 反应物总键能
能量
变化
反应物的总能量 .生成物的总能量
反应物的总能量 .生成物的总能量
表现
行式
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。
大于
大于
△H﹤0或△H为“—”
小于
小于
△H﹥0或△H为“+”
在200℃、101kPa时，1molH2与碘蒸气作用生成HI的反应中，物质变化与能量变化的关系科学文献上表示为：
H2(g)+I2(g)======2HI(g) △H=－14.9kJ/mol
200℃
101kPa
CH4 (g) + 2O2(g)＝CO2(g) +2H2O(l) ΔH＝ — 890.31kJ/mol
1
2
CO (g) + O2(g)＝CO2(g) ΔH＝ — 283.0kJ/mol
又如：
这几个式子与我们通常所见的方程式有何不同？
a：物质后面带有（g）、（l）,有何涵义？
b：系数为什么可以是分数？
c：ΔH表示什么？mol-1是什么意思？
能量增加
1g液态水
1g气态水
熔化
蒸发
1g 冰
结论：物质所具有的能量与它们的聚集状态有关。即化学反应放出热量的多少与反应物、产物的状态有关。
a：物质后面带有（g）、（l）,有何涵义？
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=？
-571.6kJ/mol
1
2
CO (g) + O2(g)＝CO2(g) ΔH＝ — 283.0kJ/mol
c：ΔH表示什么？mol-1是什么意思？
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH =?
ΔH单位中的mol-1是对应整个反应的，即反应热
表示每摩尔反应放出或吸收的热量。
如：2O2(g)+CH4(g)＝CO2(g)+H2O(l) ΔH＝-890.31kJ/mol
表示每2molO2(g)和1molCH4(g)反应生成1molCO2(g)和2molH2O(l)时放热890.31kJ。
b: 系数为什么可以是分数？
系数表示物质的物质的量而不是物质分子的个数
二、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，叫做热化学方程式。
H2(g)+I2(g)======2HI(g) △H=－14.9kJ/mol
200℃
101kPa
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。但物质变化是因，能量变化是果。
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
H2 ( g )＋I2 ( g ) ==== 2HI ( g ) ΔH = －14.9 kJ/mol
200 ℃
101 kPa
1）要注明温度和压强（250C ，101kPa时不注明）；
2）反应物和生成物要注明聚集状态（s、l、g、aq） ，热化学方程式中不再使用“↑”、“↓”等符号；
3）各物质前的化学计量数表示物质的量, 必要时可使用分数；
4）△H 的“＋”与“－”一定要注明， 单位总是kJ/mol， 但△H 的数值与反应式中的系数成比例。且正逆反应的 ΔH绝对值相等，符号相反。
2H2 ( g )＋2I2 ( g ) ==== 4HI ( g )
200 ℃
101 kPa
1、正确书写热化学方程式的注意事项
－29.8 kJ/mol
ΔH =
？
+14.9 kJ/mol
ΔH =
？
2HI( g ) ==== I2 ( g ) ＋ H2 ( g )
200 ℃
101 kPa
2、热化学方程式表示的意义
1）、表示某状态的某物质参加反应，结果生成某状态的某物质。
2）、反应物和生成物之间的物质的量比。
3）、反应物完全变成生成物后所放出或吸收的热量。
总结：热化学方程式既表明了化学反应中的物质变化，
也表明了化学反应中的能量变化。
H2（g)+ O2(g)=====H2O(g) △H =－241.8 KJ/mol
[练习1] 1克甲烷在空气中燃烧，恢复常温下测得放出热量55.625KJ，试写出热化学方程式。
[练习2] 同温、同压下，比较Q1与Q2的大小：
S(g)+O2(g)==SO2(g) △H=- Q1 kJ/mol
S(s)+O2(g)==SO2(g) △H=- Q2 kJ/mol
Q1>Q2
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=- 890 kJ/mol
[练习3] 已知：
C(s)+O2(g)==CO2(g) △H=- 393.5 kJ/mol
要获得1000kJ热量，需燃烧多少克碳？
30.5克
[练习4] 已知：
S(s)+O2(g)=SO2(g) △H=- 290.6 kJ/mol
求1.6克硫燃烧成为SO2气体放出多少热量？
14.53kJ
3mol CH4燃烧时，生成液态水和CO2同时 放出2670.9KJ的热。请写出热化学方程式。
2. 常温下14克CO在足量氧气中充分燃烧，放出141.3KJ热量，写出该热化学方程式。
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=- 890.3 kJ/mol
CO(g)+ O2(g)=CO2(g) △H=- 282.6 kJ/mol
当堂检测
3. 已知在25℃，101kpa下，1gC8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40kJ热量，表示上述反应的热化学方程式正确的是 ( )
A.C8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g)
ΔH=-48.40 kJ·mol-1
B.C8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1)
ΔH=-5518 kJ·mol-1
C.C8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1)
ΔH=+5518 kJ·mol-1
D.C8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1)
ΔH=-48.40 kJ·mol-1
B
4．白磷与氧可发生如下反应：P4+5O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P—P akJ/mol、P—O bkJ/mol、 P=O ckJ/mol、O=O dkJ/mol，根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的△H为 。
－(4c + 12b －6a －5d ) kJ/mol