高中學(xué)習(xí)化學(xué)選修四全套教案

2/10/20231

如今的地球正在遭受著前所未有的災(zāi)難：大氣污染加劇、水污染嚴(yán)重，固體廢棄物與日俱增、臭氧空洞、酸雨、赤潮、溫室效應(yīng)、水土流失、土地沙漠化等。歸根結(jié)底，都和化學(xué)反應(yīng)有著密切的關(guān)系，我們這一章研究的主要是物質(zhì)的能量變化，這種能量變化常以熱能、電能、光能等形式表現(xiàn)出來(lái)。讓我們共同學(xué)習(xí)、研究化學(xué)反應(yīng)與能量，做好保護(hù)地球，保護(hù)環(huán)境的工作。焓變反應(yīng)熱2/10/20232【思考】1.化學(xué)反應(yīng)都有新物質(zhì)產(chǎn)生，同時(shí)還伴隨著能量變化，請(qǐng)列舉學(xué)過(guò)的有熱量變化的相關(guān)反應(yīng)。Mg、P、S、Fe、H2、C、煤、石油、天然氣等燃燒；活潑金屬與酸反應(yīng)；酸堿中和反應(yīng)等要放出熱量。氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體迅速攪拌下反應(yīng)；CO2與C的反應(yīng)，CaCO3受熱分解，鹽類(lèi)水解反應(yīng)等要吸收熱量。焓變反應(yīng)熱2/10/20233常見(jiàn)的放(吸)熱反應(yīng)放熱反應(yīng)1.金屬與酸的反應(yīng)2.所有的燃燒反應(yīng)3.酸堿中和反應(yīng)4.大多數(shù)化合反應(yīng)吸熱反應(yīng)1.氫氧化鈣與氯化銨晶體的反應(yīng)2.C(s)+CO2(g)==2CO(g)3.C(s)+H2O(g)＝＝CO(g)+H2(g)4.大多數(shù)分解反應(yīng)△高溫焓變反應(yīng)熱2/10/20234【思考】2.在這些反應(yīng)中，哪些是我們?nèi)粘Ｉ钪欣玫降?？化學(xué)反應(yīng)中所釋放的能量——當(dāng)今世界最重要的能源。焓變反應(yīng)熱2/10/20235生活中的放熱現(xiàn)象焓變反應(yīng)熱2/10/20236生活中的放熱現(xiàn)象焓變反應(yīng)熱2/10/20237生活中的吸熱現(xiàn)象焓變反應(yīng)熱2/10/20238生活中的吸熱現(xiàn)象焓變反應(yīng)熱2/10/20239一、焓、焓變1.焓：與內(nèi)能有關(guān)的物理量符號(hào)：H

決定因素：2.焓變：生成物與反應(yīng)物的焓值差符號(hào)：△H△H=H生成物－H反應(yīng)物反應(yīng)物本身的性質(zhì)物質(zhì)的狀態(tài)：g>l>s溫度：T↑→H↑壓強(qiáng)：P↑→H↑焓變反應(yīng)熱2/10/2023103.在一定條件下，判斷某一化學(xué)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)，由生成物與反應(yīng)物的焓值差即焓變(△H)決定4.一般反應(yīng)都是在敞口容器中進(jìn)行的，系統(tǒng)的壓力等于外界壓力，是在恒壓條件下進(jìn)行的反應(yīng)，反應(yīng)的熱效應(yīng)等于焓變。內(nèi)能和焓變是否完全等同？焓變反應(yīng)熱2/10/202311

在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中放出或吸收的熱量，通常叫做反應(yīng)熱。恒壓條件下的反應(yīng)熱又稱(chēng)焓變。1.符號(hào)：△H2.單位：一般采用kJ/mol3.研究對(duì)象：一定壓強(qiáng)下，敞口容器中發(fā)生的反應(yīng)。4.產(chǎn)生原因：化學(xué)鍵斷裂——吸熱化學(xué)鍵形成——放熱二、焓變反應(yīng)熱焓變反應(yīng)熱2/10/202312go1molH2與1molCl2反應(yīng)生成2molHCl時(shí)的反應(yīng)熱焓變反應(yīng)熱從斷鍵和成鍵角度分析2/10/202313【結(jié)論】反應(yīng)完成時(shí)，生成物中形成新化學(xué)鍵時(shí)釋放的總能量（862kJ）比斷裂反應(yīng)物中舊化學(xué)鍵時(shí)吸收的總能量（679kJ）大，故為放熱反應(yīng).該反應(yīng)的反應(yīng)熱計(jì)算為（放熱反應(yīng)）：

ΔH=E（反應(yīng)物總鍵能）-E（生成物總鍵能）

=（436+243）-（431+431）=-184.6(kJ/mol)放熱反應(yīng)：

當(dāng)生成物分子總鍵能大于反應(yīng)物分子中總鍵能時(shí)?！鱄為“-”或△H<0吸熱反應(yīng)：5.反應(yīng)熱表示方法：

當(dāng)生成物分子總鍵能小于反應(yīng)物分子中總鍵能時(shí)?！鱄為“+”或△H>0焓變反應(yīng)熱2/10/202314圖示可知：

如果反應(yīng)物所具有的總能量大于生成物所具有的總能量，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物時(shí)放出熱量，這是放熱反應(yīng)。反之，如果反應(yīng)物所具有的總能量小于生成物所具有的總能量，反應(yīng)物就需要吸收熱量才能轉(zhuǎn)化為生成物，這是吸熱反應(yīng)。焓變反應(yīng)熱放熱反應(yīng)物生成物能量反應(yīng)過(guò)程△H＜0ΔH＝生成物能量－反應(yīng)物能量吸熱反應(yīng)物生成物能量反應(yīng)過(guò)程△H＞02/10/202315放(吸)熱反應(yīng)中的能量變化反應(yīng)物總能量高生成物總能量低放熱反應(yīng)反應(yīng)物總能量低生成物總能量高吸熱反應(yīng)+放出的能量+吸收的能量放熱反應(yīng):E(反應(yīng)物)=E(生成物)+能量吸熱反應(yīng):E(反應(yīng)物)+能量=E(生成物)焓變反應(yīng)熱2/10/202316★判斷一個(gè)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)的方法:Ⅰ：H反應(yīng)物和H生成物的相對(duì)大小△H=H生

－H反

若：△H

>0，則為吸熱反應(yīng)，△H為“+”，Q<0

△H<0，則為放熱反應(yīng)，△H為“-”，Q>0Ⅱ：△H=E1

－E2>0為吸熱反應(yīng)

E1不能通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得，∴沒(méi)有實(shí)際的計(jì)算意義閱讀P3《資料●體系與環(huán)境》焓變反應(yīng)熱2/10/202317★判斷一個(gè)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)的方法:Ⅲ：反應(yīng)物分子斷鍵時(shí)吸收的總能量Σ反與生成物分子形成新化學(xué)鍵時(shí)釋放的能量Σ生的相對(duì)大小△H=Σ反－Σ生若：△H

>0

則為吸熱反應(yīng)△H為“+”

，Q<0△H

<0

則為放熱反應(yīng)△H為“-”

，Q>0Ⅳ：通過(guò)實(shí)驗(yàn)直接測(cè)得→掌握中和熱的測(cè)定鍵能:破壞1mol共價(jià)鍵吸收的能量或形成1mol共價(jià)鍵放出的能量鍵能恒取正值焓變反應(yīng)熱2/10/202318放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)表現(xiàn)行式△H﹤0或△H為“—”△H﹥0或△H為“+”能量變化生成物釋放的總能量大于反應(yīng)物吸收的總能量生成物釋放的總能量小于反應(yīng)物吸收的總能量鍵能變化生成物總鍵能大于反應(yīng)物總鍵能生成物總鍵能小于反應(yīng)物總鍵能聯(lián)系鍵能越大，物質(zhì)能量越低，越穩(wěn)定，反之鍵能越小，物質(zhì)能量越高，越不穩(wěn)定。焓變反應(yīng)熱比較：放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)2/10/2023196.反應(yīng)熱計(jì)算

【例1】1molC與1molH2O(g)反應(yīng)生成lmolCO(g)和1molH2(g)，需要吸收131.5kJ的熱量，該反應(yīng)的反應(yīng)熱為△H=

kJ/mol?！纠?】

拆開(kāi)lmolH-H鍵、lmolN-H鍵、lmolN≡N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，則1molN2生成NH3的反應(yīng)熱為

，1molH2生成NH3的反應(yīng)熱為

。＋131.5焓變反應(yīng)熱2/10/202320【例2】

拆開(kāi)lmolH-H鍵、lmolN-H鍵、lmolN≡N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，則1molN2生成NH3的反應(yīng)熱為

，1molH2生成NH3的反應(yīng)熱為

。分析：N2(g)＋3H2(g)＝2NH3(g)，因拆開(kāi)lmolN-H鍵和生成lmolN-H鍵吸收和釋放出的能量相等，所以此反應(yīng)的反應(yīng)熱計(jì)算如下：△H

=(946kJ/mol+3×436kJ/mol)-

2×3×391kJ/mol=-92kJ/mol而lmolH2只與1/3

molN2反應(yīng).所以此題lmolN2生成NH3的反應(yīng)熱△H=

-92kJ/mol。lmolH2生成NH3的反應(yīng)熱△H=-30.67kJ/mol。-92KJ/mol-30.6KJ/mol焓變反應(yīng)熱2/10/202321小結(jié)反應(yīng)熱、焓變從焓變角度看：ΔH＝生成物的焓－反應(yīng)物的焓從反應(yīng)熱角度看：ΔH＝生成物能量－反應(yīng)物能量從鍵能角度看：ΔH＝反應(yīng)物總鍵能－生成物總鍵能放熱反應(yīng)：吸熱反應(yīng)：ΔH＜0或ΔH為“－”ΔH＞0或ΔH為“＋”焓變反應(yīng)熱2/10/2023221、下列敘述正確的是（）A.化學(xué)反應(yīng)一定伴隨熱量的變化B.凡是吸熱或放熱過(guò)程中熱量的變化均稱(chēng)為反應(yīng)熱C.若△H<0，則反應(yīng)物的能量高于生成物的能量D.若△H>0，則反應(yīng)物的能量高于生成物的能量2、已知：H+H═H2；△H=－436KJ/mol，則下列敘述正確的是（）A.2個(gè)H原子的能量高于1個(gè)H2的能量B.2個(gè)H原子的能量低于1個(gè)H2的能量C.H原子比H2分子穩(wěn)定D.H2分子比H原子穩(wěn)定ACAD隨堂練習(xí)焓變反應(yīng)熱2/10/2023233、下列變化過(guò)程中會(huì)放出熱量的是（