高中化學(xué) 第1章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第1節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量的變化（第1課時）焓變 反應(yīng)熱課件 新人教版選修4.ppt

《高中化學(xué) 第1章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第1節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量的變化（第1課時）焓變 反應(yīng)熱課件 新人教版選修4.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中化學(xué) 第1章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第1節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量的變化（第1課時）焓變 反應(yīng)熱課件 新人教版選修4.ppt（56頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

成才之路 化學(xué),路漫漫其修遠兮 吾將上下而求索,人教版 選修④,化學(xué)反應(yīng)與能量,第一章,第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量的變化,第一章,第1課時 焓變 反應(yīng)熱,我們知道在每屆奧林匹克運動會上，都有一個莊嚴儀式——傳遞圣火，在這里火成為精神、文明的象征，并以此傳遞奧林匹克的偉大精神。事實上火在古代就是一種神圣的象征，火代表著創(chuàng)世、再生和光明，人們對火是又畏懼又崇拜。畏懼是因為她的威力，她能給人類帶來巨大的災(zāi)難；崇拜她是因為她能給人類帶來溫暖和光明，是她把人類從“茹毛飲血”帶向文明。這里的“火”實際上就是化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生的能量。盡管隨著科學(xué)發(fā)展，社會已逐步進入多能源時代，但是化學(xué)反應(yīng)中的能量仍是目前主要的能量來源。,自動加熱飯盒是在普通飯盒的基礎(chǔ)上加制一個加熱盒而成的。在需要加熱時，取一包發(fā)熱粉倒入加熱盒內(nèi)，把飯盒按入加熱盒，從旁邊的縫中注入少量清水，在幾分鐘內(nèi)就可使食品達到80℃。你能解釋其中的原理是什么嗎？請在聽課時加以關(guān)注。,●新知導(dǎo)學(xué),物質(zhì),能量,物質(zhì)質(zhì)量,能量,能量,物質(zhì),熱能,電能,光能,熱能,放熱反應(yīng),吸熱反應(yīng),化學(xué)反應(yīng)過程中釋放或吸收的能量,焓變,ΔH,kJ/mol或kJmol－1,斷裂,形成,＜,放,降低,,,吸,升高,,1．是不是所有的化學(xué)反應(yīng)都有能量的變化？為什么？ 提示：是的。原因是能量的變化與鍵能有關(guān)，反應(yīng)物的鍵能之和與生成物的鍵能之和是不相等的。 2．需要加熱的反應(yīng)就是放熱反應(yīng)嗎？ 提示：反應(yīng)是吸熱還是放熱主要取決于反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對大小。放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)在一定條件下都能發(fā)生。反應(yīng)開始時需加熱的反應(yīng)可能是吸熱反應(yīng)，也可能是放熱反應(yīng)，如煤的燃燒是放熱反應(yīng)，但開始燃燒前需加熱引燃。,●自主探究,1．放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng) 化學(xué)反應(yīng)同時存在物質(zhì)和能量的變化，其中能量的變化常以熱能、電能、光能的形式表現(xiàn)出來，當(dāng)能量變化以熱量的形式表現(xiàn)時，我們把化學(xué)反應(yīng)分為放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)。,焓變、反應(yīng)熱的概念,●教材點撥,2．反應(yīng)熱、焓變 化學(xué)反應(yīng)過程中所釋放或吸收的能量，都可以用熱量(或換算成相應(yīng)的熱量)來表示，叫做反應(yīng)熱，又稱為“焓變”，符號用ΔH表示，單位常采用kJ/mol(或kJmol－1)。 3．放熱反應(yīng)使體系的能量降低，ΔH為“－”或ΔH0。,溫馨提示：①焓是與內(nèi)能有關(guān)的物理量，用H表示。焓變是與化學(xué)反應(yīng)的起始狀態(tài)、終止?fàn)顟B(tài)有關(guān)系的一個量，與物質(zhì)所處環(huán)境的壓強、溫度等因素有關(guān)，與化學(xué)反應(yīng)的過程無關(guān)。 ②焓變的“＋”“－”是相對于反應(yīng)體系的能量而言的。 ③化學(xué)反應(yīng)同時遵循質(zhì)量守恒和能量守恒兩大基本規(guī)律，質(zhì)量守恒是指反應(yīng)物的總質(zhì)量等于生成物的總質(zhì)量，但能量守恒并不是反應(yīng)物總能量等于生成物總能量。,4．反應(yīng)熱和焓變的比較,(2015四川德陽中學(xué)月考)(雙選)下列說法正確的是( ) A．物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量變化 B．伴有能量變化的物質(zhì)變化都是化學(xué)變化 C．在一個確定的化學(xué)反應(yīng)關(guān)系中，反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量一定不同 D．在一個確定的化學(xué)反應(yīng)關(guān)系中，反應(yīng)物的總能量總是高于生成物的總能量,●典例透析,【解析】 物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量的變化，伴有能量變化的物質(zhì)變化不一定是化學(xué)變化(如物質(zhì)發(fā)生物理變化、核變化也都伴有能量變化)。在一個確定的化學(xué)反應(yīng)關(guān)系中，反應(yīng)物的總能量(設(shè)為x)與生成物的總能量(設(shè)為y)之間的關(guān)系為：①xy，化學(xué)反應(yīng)為放熱反應(yīng)；②xy，化學(xué)反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；③x≠y，對于任何一個化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量都不相等。 【答案】 AC,1．(2015經(jīng)典習(xí)題選萃)下列說法不正確的是 A．化學(xué)變化過程是原子的重新組合過程 B．根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中的能量變化情況，化學(xué)反應(yīng)可分為吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng) C．化學(xué)反應(yīng)中的能量變化多少與其反應(yīng)物用量有關(guān) D．化學(xué)反應(yīng)中的能量變化都是以熱能形式表現(xiàn)出來的,●變式訓(xùn)練,解析：從反應(yīng)物、生成物的組成可推知化學(xué)變化過程是原子的重新組合過程，A正確；化學(xué)反應(yīng)不是吸熱就是放熱，沒有無能量變化的反應(yīng)，B正確；化學(xué)反應(yīng)中的能量變化多少與反應(yīng)物用量有關(guān)，C正確；化學(xué)反應(yīng)中的能量變化通常以熱能形式表現(xiàn)出來，還有的以光能、電能等形式表現(xiàn)出來，D不正確。 答案：D,1．化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系 化學(xué)反應(yīng)過程是原子重新組合的過程，反應(yīng)物分子內(nèi)化學(xué)鍵的斷裂需要吸收能量，生成新物質(zhì)時形成新的化學(xué)鍵要放出能量。二者的能量差，就決定了能量的變化。,反應(yīng)熱與反應(yīng)物、生成物鍵能的關(guān)系,●教材點撥,,當(dāng)E吸E放時，反應(yīng)吸收能量；當(dāng)E吸E放時，反應(yīng)釋放能量。,(1)化學(xué)反應(yīng)的過程實質(zhì)上就是反應(yīng)物中舊的化學(xué)鍵斷裂，形成生成物中新化學(xué)鍵的過程。在破壞舊化學(xué)鍵時需要吸收能量來克服原子間的相互作用，而在形成新化學(xué)鍵時則會釋放能量。由于吸收和釋放出的能量并不相同，所以任何化學(xué)反應(yīng)在物質(zhì)變化的同時，都伴隨著能量變化，這是化學(xué)反應(yīng)的兩個基本特征。又因為化學(xué)反應(yīng)的能量變化來源于斷裂舊鍵和形成新鍵的能量變化，所以說能量的變化總是以物質(zhì)的變化為基礎(chǔ)。,溫馨提示：①E吸表示斷裂反應(yīng)物中化學(xué)鍵吸收的能量，即反應(yīng)物鍵能之和；E放表示形成生成物中化學(xué)鍵放出的能量，即生成物鍵能之和。 ②有些放熱反應(yīng)也需加熱才能發(fā)生，就是因為需要吸收能量以斷裂反應(yīng)物中的化學(xué)鍵。,2．ΔH的計算方法 從不同角度解釋反應(yīng)熱，其計算方式也不同，故ΔH一般有兩種表達方式： (1)ΔH＝生成物的總能量－反應(yīng)物的總能量 (2)ΔH＝反應(yīng)物中化學(xué)鍵斷裂吸收的能量之和－生成物中化學(xué)鍵形成放出的能量之和,3．放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)比較,溫馨提示：①吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)是針對化學(xué)反應(yīng)而言，物質(zhì)三態(tài)之間的變化有能量的變化，但屬于物理變化。 ②反應(yīng)物的能量越高，分子越不穩(wěn)定，破壞它需要的能量越少；生成物的能量越低，分子越穩(wěn)定，生成它時釋放的能量越多，故該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH0。,(2015大同調(diào)研)下列說法中正確的是( ) A．需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng) B．任何放熱反應(yīng)在常溫條件下一定能發(fā)生 C．反應(yīng)物和生成物所具有的總能量決定反應(yīng)是放熱還是吸熱 D．化合反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，分解反應(yīng)都是吸熱反應(yīng),●典例透析,【答案】 C,【點評】 反應(yīng)是吸熱還是放熱與反應(yīng)開始時是否需要加熱無關(guān)，與反應(yīng)類型(化合、分解、置換、復(fù)分解反應(yīng)，氧化還原反應(yīng)和非氧化還原反應(yīng)等)沒有直接的因果關(guān)系，而取決于反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對大小。,●典例透析,,(1)a、b、c分別代表什么意義？ a：________；b：________；c：________。 (2)該反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)？________。ΔH大于零還是小于零？________。 (3)若已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1＝－Q1 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2＝－Q2 則ΔH1________(填“”“”或“＝”，下同)ΔH2，Q1________Q2。,(3)比較ΔH大小時，要連同“＋”“－”包含在內(nèi)，類似于數(shù)學(xué)上的正負數(shù)比較，如果只比較反應(yīng)放出熱量的多少，則只比較數(shù)值大小，與“＋”“－”無關(guān)。 【答案】 (1)代表舊鍵斷裂吸收的能量 代表新鍵形成放出的能量 代表反應(yīng)熱 (2)放熱反應(yīng) 小于零 (3) 【點評】 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化要從反應(yīng)的過程考慮，斷裂化學(xué)鍵要消耗能量，形成化學(xué)鍵要放出能量，消耗的能量減去放出的能量就是反應(yīng)的熱效應(yīng)，要從實質(zhì)上去理解，把握這一點。,2．(2015江西南昌聯(lián)考)關(guān)于化學(xué)反應(yīng)的說法錯誤的是( ),●變式訓(xùn)練,,A．上圖所示的反應(yīng)為放熱反應(yīng) B．化學(xué)反應(yīng)中有物質(zhì)變化也有能量變化 C．需要加熱的化學(xué)反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng) D．化學(xué)鍵斷裂吸收能量，化學(xué)鍵形成放出能量 解析：由題圖知，反應(yīng)物總能量小于生成物總能量，故圖中表示的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。 答案：A,3．(2015成都航天中學(xué)高二月考)科學(xué)家已獲得了極具理論研究意義的N4分子，其結(jié)構(gòu)為正四面體(如圖所示)，與白磷分子相似。已知斷裂1 mol N—N鍵吸收193 kJ熱量，斷裂1 mol N≡N鍵吸收941 kJ熱量，則( ) A．N4的鍵能是N2的二倍 B．1 mol N4氣體轉(zhuǎn)化為N2時要吸收724 kJ能量 C．N4是N2的同位素 D．1 mol N4氣體轉(zhuǎn)化為N2時要放出724 kJ能量,,解析：N4與N2結(jié)構(gòu)不同，N4的鍵能不是N2的2倍，A錯；N4與N2互為同素異形體，而不是同位素，則C錯；從結(jié)構(gòu)圖中可看出，一個N4分子中含有6個N—N鍵，根據(jù)N4(g)===2N2(g) ΔH，有ΔH＝6193 kJ/mol－2941 kJ/mol＝－724 kJ/mol，故B項錯誤，D項正確。 答案：D,1．(2015廣東肇慶第一次統(tǒng)檢)下列化學(xué)反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)的是( ) A．碘的升華 B．生石灰溶于水 C．鎂與稀鹽酸反應(yīng) D．熟石灰與NH4Cl晶體混合制取氨氣 解析：碘的升華吸熱，但為物理變化，A項錯；生石灰溶于水為放熱反應(yīng)，B項錯；金屬與酸的置換反應(yīng)為放熱反應(yīng)，C項錯；熟石灰與NH4Cl晶體混合制取氨氣為吸熱反應(yīng)，D項對。正確答案為D。 答案：D,2．反應(yīng)A＋B―→C(ΔH0)，②X―→C(ΔH0)。下列示意圖中，能正確表示總反應(yīng)過程中能量變化的是( ),,解析：因總反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)①為吸熱反應(yīng)，反應(yīng)②為放熱反應(yīng)，所以反應(yīng)②放出的熱量比反應(yīng)①吸收的熱量多。A項，圖中反應(yīng)①為放熱反應(yīng)，反應(yīng)②為吸熱反應(yīng)，且總反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，錯誤；B項，圖中反應(yīng)①和反應(yīng)②均為吸熱反應(yīng)，錯誤；C項，圖中反應(yīng)①和反應(yīng)②均為放熱反應(yīng)，錯誤。 答案：D,3. 下列伴隨的能量變化中，屬于反應(yīng)熱的是( ) A．形成1 mol H—Cl鍵放出的能量 B．石墨轉(zhuǎn)變成金剛石吸收的能量 C．Na變成Na＋吸收的能量 D．水蒸氣變成液態(tài)水放出的能量 解析：本題考查反應(yīng)熱，考查考生對反應(yīng)熱的理解。難度較小。A項，不是完整的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)熱指反應(yīng)過程中能量的變化；B項，石墨轉(zhuǎn)化為金剛石是化學(xué)反應(yīng)；C項，不是完整的化學(xué)反應(yīng)；D項，狀態(tài)的改變屬于物理變化。 答案：B,4．(2015山西四校聯(lián)考)為探究NaHCO3、Na2CO3與1 mol/L鹽酸反應(yīng)(設(shè)兩反應(yīng)分別是反應(yīng)Ⅰ、反應(yīng)Ⅱ)過程中的熱效應(yīng)，進行實驗并測得如下數(shù)據(jù)：,下列有關(guān)說法正確的是( ) A．僅通過實驗③即可判斷反應(yīng)Ⅰ是吸熱反應(yīng) B．僅通過實驗④即可判斷反應(yīng)Ⅱ是放熱反應(yīng) C．通過實驗可判斷出反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ分別是吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng) D．通過實驗可判斷出反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ分別是放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng),解析：僅通過實驗①可判斷出NaHCO3溶于水是吸熱反應(yīng)；通過實驗①③可判斷出NaHCO3與鹽酸反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；僅通過實驗②可判斷出Na2CO3溶于水的過程是放熱的；通過實驗②④可判斷出Na2CO3與鹽酸反應(yīng)是放熱反應(yīng)。綜上所述，可判斷出反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ分別是吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)，C項正確。 答案：C,5．(2015孝感市七校聯(lián)考)SF6是一種優(yōu)良的絕緣氣體，分子結(jié)構(gòu)中只存在S—F鍵。已知：1 mol S(s)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)硫原子吸收能量280 kJ，斷裂1 mol F—F、S—F鍵需吸收的能量分別為160 kJ、330 kJ。則S(s)＋3F2(g)===SF6(g)的反應(yīng)熱ΔH為( ) A．－1780 kJ/mol B．－1220 kJ/mol C．－450 kJ/mol D．＋430 kJ/mol,解析：化學(xué)鍵斷裂要吸收能量，形成化學(xué)鍵要放出能量。ΔH＝反應(yīng)物中化學(xué)鍵斷裂吸收的能量之和－生成物中化學(xué)鍵形成放出的能量之和，由題意知：ΔH＝(280＋3160－6 330)kJ/mol＝－1220 kJ/mol。 答案：B,解析：本題是由現(xiàn)象來推斷鋁片與鹽酸反應(yīng)的熱效應(yīng)，實際是通過反應(yīng)放熱或吸熱使錐形瓶中空氣熱脹冷縮，引起S形管內(nèi)液面發(fā)生變化來分析有關(guān)問題。 答案：(1) 2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ 有無色氣體放出，鋁片逐漸溶解 (2)下降 鋁片與鹽酸反應(yīng)放熱，使錐形瓶內(nèi)氣體受熱膨脹，造成S形管中液面A下降 放熱,航天器化學(xué)能推進劑 發(fā)射“嫦娥二號”探月衛(wèi)星使用的“長三甲”火箭一、二級發(fā)動機推進劑為偏二甲肼/四氧化二氮，三級發(fā)動機推進劑為液氫/液氧。不同級別的發(fā)動機采用了不同的推進劑，這其中有什么區(qū)別呢？,一、二級發(fā)動機推進劑為偏二甲肼(C2H8N2)/四氧化二氮(N2O4)，其中C2H8N2為燃燒劑，N2O4為氧化劑。它們在發(fā)動機燃燒室內(nèi)發(fā)生反應(yīng)(C2H8N2＋2N2O4===2CO2＋4H2O＋3N2)，產(chǎn)生大量高溫燃氣。偏二甲肼屬Ⅲ級毒性物質(zhì)，可對人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)、肝臟等造成傷害。N2O4常溫下會分解為紅棕色NO2氣體，我們在電視直播畫面上看到火箭在發(fā)射前幾秒鐘會放出紅棕色的“煙”就是這個原因。N2O4也有毒，可對神經(jīng)系統(tǒng)造成傷害。,偏二甲肼/四氧化二氮作推進劑的最大優(yōu)點是無需高溫點火，燃燒劑與氧化劑接觸即自動點火，不會存在中途熄火的問題，而且在常溫下就能方便地貯存和運輸；缺點是有劇毒、易通過皮膚吸收而使人致癌。因此，偏二甲肼/四氧化二氮推進劑在生產(chǎn)、運輸、貯存、加注和火箭發(fā)射過程等各個環(huán)節(jié)中均會因泄漏或不完全燃燒而造成污染。 “長三甲”火箭三級發(fā)動機推進劑為液氫/液氧。其中液氫為燃燒劑，液氧為氧化劑(2H2＋O2===2H2O)。,與傳統(tǒng)的肼類推進劑相比，液氫/液氧推進劑的突出優(yōu)點是無毒無污染、高比沖(單位秒流量的推進劑產(chǎn)生的推力比使用其他推進劑更高)。缺點是使用成本高、技術(shù)要求高，貯存、加注程序復(fù)雜：液氫和液氧需在低溫下保存，臨近發(fā)射才能加注進入箭體貯箱；液氫溫度低于－253℃，液氧溫度低于－183℃，因此盡管燃料貯箱進行了水平極高的保溫設(shè)計，火箭周圍的空氣還是會迅速地被冷凝成水汽，為了防止結(jié)冰，要不停地用氮氣吹除；同時，在常溫下不斷汽化的液氫液氧，會使貯箱的壓力越來越高，而一粒沙子從一米高處落下來的能量就能引起爆炸，因此需要一邊加注一邊泄壓，不停地把汽化后的燃料導(dǎo)入燃燒池?zé)?，直至發(fā)射前的最后幾秒。,