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1、高二化学 第一学期 新课预习 第一周 天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有 1 14 第一学期 第一周第一学期 第一周 课程内容 绪言 第一章 化学反应与能量 第一节 化学反应与能量的变化 高二化学 第一学期 新课预习 第一周 天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有 3 14 1 了解有效碰撞 活化分子和活化能的概念模型 2 复习催化剂的定义和催化剂的性质 3 学习化学原理的目的 化学反应原理所研究的范围 4 使学生了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式 5 认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的变化 而且能量的释放或吸收是以发生 的物质为基础的 能量的多少决定于反应物和生成物的
2、质量 6 了解反应热和焓变的含义 7 认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式 重点 难点重点 难点 1 了解有效碰撞 活化分子和活化能的概念模型 2 化学反应中的能量变化 热化学方程式的书写 H 的 与 绪 言绪 言 1 学习化学反应原理的目的 1 化学研究的核心问题是 化学反应 2 化学中最具有创造性的工作是 设计和创造新的分子 3 如何实现这个过程 通常是利用已发现的原理来进行设计并实现这个过程 所以我们必须对化学反应原理 要清楚才能做到 对化学反应的原理的理解要清楚 我们才能知道化学反应是怎样发生 的 为什么有的反应快 有的反应慢 它遵循怎样的规律 如何控制化学反应才能为人所 用
3、 这就是学习化学反应原理的目的 2 化学反应原理所研究的范围是 1 化学反应与能量的问题 2 化学反应的速率 方向及限度的问题 3 水溶液中的离子反应的问题 4 电化学的基础知识 3 基本概念 思考与交流 氢气与其它物质反应 反应条件 难易程度 思考与交流 氢气与其它物质反应 反应条件 难易程度 H H2 2 O O2 2 点燃 易 点燃 易 H H2 2 CuO 加热 易 CuO 加热 易 H H2 2 N N2 2 高温 高压 催化剂 难高温 高压 催化剂 难 高二化学 第一学期 新课预习 第一周 天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有 4 14 物质之间能否发生反应以及反应的难易程度 是
4、由反应物本身的性质反应物本身的性质决定的 同时也 是影响化学反应速率的根本原因 2 将 H2 O2 混合 在室温条件下可以稳定存在数百年 但点燃后会发生剧烈反 应 而且只要配比相当 可以完全转化成生成物 这又说明了什么 结论 不同的外界条件都能够改变化学反应的速率 结论 不同的外界条件都能够改变化学反应的速率 3 将 3molH2 和 1mol N2 混合在适当条件下反应 最终能否得到 2mol 的 NH3 这 说明什么 结论 有些反应是有一定限度的结论 有些反应是有一定限度的 化学研究的核心是化学反应 化学反应是怎么发生的 为什么有的反应快 有的反应 慢 它遵循怎样的规律 如何控制化学反应为
5、人所用 这些都是化学反应原理所要涉及到 的内容 合理简化的概念模型 是学习和研究化学反应原理的基础 简化后的有效碰撞模型简化后的有效碰撞模型 分子都在不停的运动 反应物分子能够发生碰撞是反应发生的先决条件 如果每次碰 撞都是有效的话任何反应都会在瞬间完成 而事实不是这样 所以并不是所有的碰撞都是 有效的 有效碰撞和投篮的比拟图 1 什么是有效碰撞 引起分子间的化学反应的碰撞是有效碰撞 分子间的碰撞是发生化学反应的必要条 件 有效碰撞是发生化学反应的充分条件 某一化学反应的速率大小与单位时间内有效碰 撞的次数有关 2 什么是活化分子 具有较高能量 能够发生有效碰撞的分子是活化分子 发生有效碰撞的
6、分子一定是活 化分子 但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞 有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物 中活化分子的多少有关 3 什么是活化能 活化分子高出反应物分子平均能量的部分是活化 能 如图 高二化学 第一学期 新课预习 第一周 天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有 5 14 活化分子的多少与该反应的活化能的大小有关 活化能的大小是由反应物分子的性质 决定 内因 活化能越小则一般分子成为活化分子越容易 则活化分子越多 则单位时 间内有效碰撞越多 则反应速率越快 4 什么是催化剂 催化剂是能改变化学反应的速率 但反应前后本身性质和质量都 不改变的物质 催化剂作用 可以降低化学反应所需的活化能 也就
7、等于提高了活化分子的百 分数 从而提高了有效碰撞的频率 反应速率大幅提高 5 归纳总结 一个反应要发生一般要经历哪些过程 第一节化学反应与能量的变化 第一课时 能量是推动人类进步的 杠杆 能量使人类脱离了 茹毛饮血 的野蛮 进入繁华多姿 的文明 化学反应所释放的能量是现代能量的主要来源之一 一般以热和功的形式与外界 环境进行能量交换 所以 研究化学反应中的能量变化 就显得极为重要 我们知道 一个化学反应过程中 除了生成了新物质外 还有 回忆 1 你所知道的化学反应中有哪些是放热反应 活泼金属与水或酸的反应 酸碱中和反应 燃烧反应 多数化合反应 反应物具有的总能量 生成物具有的总能量反应物具有的
8、总能量 生成物具有的总能量 2 你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应 多数的分解反应 氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应 水煤气的生成反应 炭与二氧 化碳生成一氧化碳 反应物具有的总能量 生成物具有的总能量反应物具有的总能量 生成物具有的总能量 小结 当能量变化以热能的形式表现时 我们知道 一个化学反应同时遵守质量守恒定律和能量守恒 那么一个反应中的质量 与能量有没有关系呢 有能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础 二者密不可分 但以物质为主 能量的多少则以反应物和产物的质量为基础 那么化学反应中能量到底怎样变化 高二化学 第一学期 新课预习 第一周 天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有 6
9、14 回忆 化学键在形成和断裂的过程中能量如何变化 观察 H观察 H2 2 g Cl g Cl2 2 g 2HCl g 反应的能量变化示意图 g 2HCl g 反应的能量变化示意图 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 从新组合成生成物 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 一 反应热 焓变 1 概念 化学反应过程中所释放或吸收释放或吸收的能量 都可以热量 或转换成相应的热量 来 表述 叫做反应热 又称为 焓
10、变焓变 符号 H 单位 kJ mol 或 kJ mol 1 思考 思考 能量如何转换的 能量从哪里转移到哪里 体系的能量如何变化 升高是降低 环境 的能量如何变化 升高还是降低 规定放热反应的 H 的 是站在谁的角度 体 系还是环境 2 反应热的表示方法 反应热用 H 表示 其实是从体系的角度分析从体系的角度分析的 放热反应放热反应 体系 环境 体系将能量释放给环境 体系的能量降低 因此 放 热反应的 H 0 为 放 热反应的 H 0 为 能量 高二化学 第一学期 新课预习 第一周 天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有 7 14 吸热反应吸热反应 环境 体系 体系吸收了环境的能量 体系的能量
11、升高 因此 吸热反应的 H 0 为 吸热反应的 H 0 为 化学变化过程中的能量变化见下图 H H E E 生成物生成物的总能量 E 的总能量 E 反应物反应物的总能量 的总能量 3 反应热与化学键键能的关系 若干化学键的键能 kJ mol 25 计算 根据教材提供的键能数据计算 H2 与 Cl2 反应的反应热 H E 反应物的总键能 E 生成物的总键能 436 kJ mol 243 kJ mol 432kJ mol 2 183 kJ mol 结论 根据质量守恒定律和能量守恒定律 特定反应的反应热等于反应物分子化学键 反应热等于反应物分子化学键 断裂时所吸收的总能量与生成物分子化学键形成时所释
12、放的总能量之差断裂时所吸收的总能量与生成物分子化学键形成时所释放的总能量之差 即 H H E 反应物的总键能 E 生成物的总键能 E 反应物的总键能 E 生成物的总键能 思考 H2 F2 2HF H2 Cl2 2HCl 预测生成 2molHF 和 2molHCl 时 哪个反应放出的热量多 H E 反应物的总键能 E 生成物的总键能 436 kJ mol 157 kJ mol 568 1kJ mol 2 543 kJ mol 通过计算生成 2molHF 放热多 能量 高二化学 第一学期 新课预习 第一周 天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有 8 14 4 反应热表示方法 当生成物释放的总能量大
13、于反应物吸收的总能量时 反应放热 使反应本身能量降 低 规定 H 为 所以 H 为 或 H0 时为 吸热反应 例 1molC 与 1molH2O g 反应生成 1molCO g 和 1molH2 g 需要吸收 131 5kJ 的热量 该反应的反应热为 H 131 5kJ mol 例 拆开 1mol 的 H H 键 1molN H 键 1mol 的 N N 键分别需要的能量是 436kJ 391kJ 946kJ 则 1molN2 生成 NH3 的反应热为 1molH2 生成 NH3 的 反应热为 分析 N2 g 3H2 g 2NH3 g 因拆开 1molN H 键和生成 1molN H 键吸收和
14、释放出的能量相等 所以此反应反应热计算如下 2 3 391kJ mol 946kJ mol 3 436kJ mol 92kJ mol H 92kJ mol 而 1molH2 只与 3 1 molN 2 反应 所以反应热 H 3 92 kJ mol 则此题 1molN2 生成 NH3 反应热 H 92kJ mol 而 1molH2 生成 NH3 的反应热 H 30 67kJ mol 5 反应热数据的用途 判断反应发生的难易 已知 C 石墨 s C 金刚石 s H 700 kJ mol 计算燃料的用量 二 热化学方程式 1 定义 表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式 叫做热化学方程式 热化学 方
15、程式不仅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 例 H2 g Cl2 g 2HCl g H 184 6kJ mol 2 书写热化学方程式应注意以下几点 需注明反应的温度和压强 因反应的温度和压强不同时 其 H 不同 但中学化学中 所用的 H 的数据 一般都是在 101kPa 和 25 时的数据 因此可不特别注明 但需注明 H 的 与 要注明反应物和生成物的状态 s l g aq 有同分异构体或同素异形体的物 质要注明同分异构体或同素异形体的种类 物质的聚集状态 与它们所具有的能量有关 例如 H2 g 2 1 O 2 g H2O g H 241 8kJ mol 高二化学 第一学
16、期 新课预习 第一周 天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有 9 14 H2 g 2 1 O 2 g H2O l H 285 8kJ mol 从上述两个热化学方程式可明显看出 由 1molH2 反应生成 H2O l 比生成 H2O g 多 放出 44KJ mol 的热量 是因为 1molH2O g 本身能量比 1molH2O l 本身能量多 44KJ mol 热化学方程式各物质前的化学计量数不表示分子个数 它可以是整数也可以是分数 对于相同物质的反应 当化学计量数不同时 其 H 也不同 例如 H2 g Cl2 g 2HCl g H 184 6kJ mol 2 1 H 2 g 2 1 Cl 2 g HCl g H 92 3kJ mol 3 热化学方程式的含义 例 H2 g 2 1 O 2 g H2O g H 241 8kJ mol 表示 1mol 气态 H2 和 2 1 mol 气态 O 2 反应生成 1mol 水蒸气放出 241 8kJ 的热量 在 101kPa 25 时 H2 g 2 1 O 2 g H2O l H 285 8kJ mol 表示 1mol 气态 H2 与 2 1 mo
