人教版高中化学选修四：1.1《化学反应与能量的变化》课件2

第一章 化学反应与能量

第一节 化学反应与能量的变化

1、化学反应的特征

物质变化 能量变化

质量守恒 能量守恒

2、化学反应中能量的变化(吸收和放出),可 以 热能 、 光能 、 电能 及其它形式的能量 表现出来。 当能量变化以热能的形式表现时，化学反应可以分为：

3、放热反应与吸热反应(熟记常见反应)反 高 生 高

放热反应生 低 反

吸热反应 低

(1) 放热反应① 化学反应中放出热量的反应。 ② E (反应物) E (生成物) 生 ③ 常见的放热反应：反 高 低

>

a. 物质与O2的氧化反应(燃烧，生锈等); b. 中和反应(酸碱); 放热反应有时也需要 c. 金属与水or酸的反应； 加热才能发生！

d. 绝大多数化合反应(CaO与H2O)。 C + CO2 === 2CO高温

吸热反应

(2) 吸热反应 ① 化学反应中吸收热量的反应。 ② E (反应物) E (生成物) 反 ③ 常见的吸热反应：生 高 低

<

a. Ba(OH)2· 8 H2O晶体与NH4Cl晶体反应； b. H2与CuO等还原反应；

c. C作还原剂的反应； C + CO2 == 2COC + H2O == CO + H2 d. 绝大多数分解反应。 水煤气

e. 水解反应。

一、反应热和焓变1、反应热化学反应中所吸收或放出的热量。 2、焓变 恒温恒压下，反应热称“焓变”。 1)符号： 2)单位： ΔH kJ/mol 或 kJ mol–1

注：单位中的每mol是与整个反应对应的， 即反应热表示每mol反应放出或吸收的热量。

3)表示方法

放热反应 (体系能量降低): H < 0, H为“-”

吸热反应 (体系能量升高): H > 0, H为“ + ”所谓体系是指被研究的物质系统；而 体系以外的其他部分就称为环境

4)化学反应中能量变化的原因

旧键断裂 — 吸收能量 新键形成 — 放出能量

= =

679kJ/mol 862kJ/mol

H = 679kJ/mol - 862kJ/mol = -183kJ/mol反应物的键能总和 生成物的键能总和

5)焓变与键能的关系(微观)

ΔH = 反应物的键能总和 – 生成物的键能总和例 1:1mol C与 1mol H2O(g) 反应生成 lmol CO(g) 和 1mol H2(g),需要吸收131.5kJ的热量，该反应的反应 热为△H = +131.5 kJ/mol。 例 2:拆开 1mol H-H键、1mol N-H键、1mol N≡N 键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,则1mol N2生成NH3的反应热为 -92 kJ/mol , 则1mol H2生成NH3的反应热为 -30.67 kJ/mol 。

相当于 1/3 mol N2

6)焓变与物质能量的关系(宏观)

ΔH = ∑ E 生成物 – ∑ E 反应物

任何一个化学反应都包括物质的变化和能量的变化。 那么，有什么表达式能把这两种变化都表示出来？

H2 + I2 == 2HI

只表示物质变化

【例1】 在200℃、101kPa时，1 mol H2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) ΔH =101kPa

200℃

-14.9 kJ/mol

二、热化学方程式1、定

义

能表示参加反应物质的量和反应热的 关系的化学方程式。2、含义

H2(g) + I2 (g) ==== 2HI(g) ΔH =101kPa

200℃

-14.9 kJ/mol

表示1mol气态H2与1mol气态碘完全反应， 生成2mol气态HI时，放出14.9kJ的热量。

3、书写要点

H2O(l)

H2O(g) △H= + 44 kJ/mol

1 ① H2 (g) + O2(g) = H2O(g); △H= – 241.8 kJ/mol 2 1 ② H2 (g) + O2(g) = H2O(l); △H= – 285.8 kJ/mol 2

③ 2H2 (g) + O2(g) = 2H2O(l); △H= – 571.6 kJ/mol ④ 2H2O(l) = 2H2 (g) + O2(g) ; △H= + 571.6 kJ/mol

△H与实验的条件、 ⑴ 一般应注明反应的温度、压强； 物质的状态有关！ 0 (25 C ,101kPa时不注明)

⑵ 一定标明各物质的状态(s、l、g、aq) ;

⑶ ΔH只放右边，以空格与标有物质状态的化学方程 式隔开(数值及单位) 放热： ΔH < 0; 吸热： ΔH > 0; ⑷ 系数仅仅表示物质的量，不表示分子或原子个数； 故系数可以是整数、分数、小数；⑸ΔH的值与系数相匹配。 系数加倍，ΔH值也加倍。 正逆反应的ΔH绝对值相等，符号相反。 ⑹ 反应物完全变成生成物，所释放或吸收的热量。

⑺ 热化学方程式一般不要写反应条件。

例1:当1mol气态H2与1mol气态Cl2反应生成2mol 气态HCl,放出184.6kJ的热量，请写出该反应的 热化学方程式。

H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g)2H2(g) + 2Cl2(g) = 4HCl(g)1 2 1 H2(g) + 2

H =-184.6 kJ/mol H =-369.2 kJ/mol

Cl2(g) = HCl(g)

H =-92.3 kJ/mol

例2:1mol N2(g) 与适量O2(g) 反应生成NO2 (g), 需吸收68kJ的热量；写出热化学方程式。 N2(g) + 2O2(g) = 2NO2 (g) H = + 68 kJ/mol

例3、沼气的主要成分是甲烷。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( )

C

A、2CH4( g ) + 4O2( g ) = 2CO2( g ) + 4H2O ( l )ΔH = + 890 kJ/mol B、CH4 + 2O2 = CO2 + H2O ΔH = – 890 kJ/mol 状态 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 ΔH = – 445 kJ/mol

小结：化学方程式与热化学方程式的比较

化学方程式化学计 量数

热化学方程式

是整数，即表示微粒个数， 整数也可以是分数，只 又表示物质的量 表示物质的物质的量

状态 正负 号及 单位 意义

不要求表明 无

必须在分子式后表 明 必须表明

表示化学反应中的物 质变化

不仅表示化学反应 中的物质变化，还 表明化学反应中能 量的 变化