第一章第一章 化学反应与能量化学反应与能量化学反应与能量的变化化学反应与能量的变化1 1 反应热反应热 焓变焓变 化学反应过程中所释放或吸收的能量，化学反应过程中所释放或吸收的能量，都可以热量（或转换成相应的热量）来表都可以热量（或转换成相应的热量）来表述，叫做述，叫做反应热反应热，又称为，又称为““焓变焓变””符号：符号： ΔH ，单位：，单位：kJ/mol 或或 kJ•mol-12 2 思思考考Ø能量如何转换的？能量从哪里转能量如何转换的？能量从哪里转移到哪里？移到哪里？Ø体系的能量如何变化？升高还是体系的能量如何变化？升高还是降低？降低？Ø环境的能量如何变化？升高还是环境的能量如何变化？升高还是降低？降低？Ø规定放热反应的规定放热反应的ΔH 为为“－－”，，是是站在谁的角度站在谁的角度？体系还是环境？？体系还是环境？放热反应中放热反应中体系体系环境环境＋＋－－3 3 能能量量能能量量反应物反应物反应物反应物生成物生成物生成物生成物反应过程（反应过程（I））反应过程反应过程（（II））4 4 预测预测HCNOFClH436C415331N389293159O465343201138F565486272184155Cl431327201205252243C=C 620 C=O 708若干化学键的键能（若干化学键的键能（ kJ/mol，，25 ℃ ））H2 + F2 = 2HF H2 + Cl2 = 2HCl Ø 预测当生成预测当生成2 mol HF和和2 mol HCl时，哪个时，哪个 反应放出的热量多？反应放出的热量多？Ø 说说你的理由？说说你的理由？Ø 如何验证你的预测？如何验证你的预测？5 5 6 6 7 7 C(石墨石墨 s ) C(金刚石金刚石 s ) ΔH = +3.5 kJ/mol Ø 石墨能否自动转化为金刚石石墨能否自动转化为金刚石Ø 采取什么措施有可能将石墨转化为金刚石？采取什么措施有可能将石墨转化为金刚石？反应热数据的用途反应热数据的用途 判断反应发生的难易判断反应发生的难易 计算燃料的用量计算燃料的用量反应热可以由实验测得，也可以用其他办法得到。
反应热可以由实验测得，也可以用其他办法得到8 8 9 9 1010 1111 热化学方程式热化学方程式 H2 ( g )＋＋I2 ( g ) ==== 2HI ( g ) ΔH = －－14.9 kJ/mol200 ℃ 101 kPa思考思考交流交流Ø与化学方程式相比，热化学方程式有与化学方程式相比，热化学方程式有哪些不同？哪些不同？Ø正确书写热化学方程式应注意哪几点正确书写热化学方程式应注意哪几点？？1212 1、、 1mol C与与1mol 水蒸气反应生成水蒸气反应生成1mol CO 和和1mol H2，需要吸收，需要吸收 131.5 kJ的热量写出此反应的热量写出此反应的热化学方程式的热化学方程式随堂练习随堂练习随堂练习随堂练习2、沼气是一种能源，它的主要成分是、沼气是一种能源，它的主要成分是CH40.5 mol CH4完全燃烧生成完全燃烧生成CO2和和H2O时，放出时，放出445 kJ的热量则下列热化学方程式中正确的是的热量则下列热化学方程式中正确的是A、、 2CH4 ( g )＋＋4O2 ( g ) ＝＝ 2CO2 ( g ) ＋＋ 4H2O ( l ) ΔH = +890 kJ/molB、、 CH4 ＋＋2 O2 ＝＝ CO2 ＋＋ H2O ΔH = －－890 kJ/molC、、 CH4 ( g )＋＋2 O2 ( g ) ＝＝ CO2 ( g ) ＋＋ 2 H2O ( l ) ΔH = －－890 kJ/molD、、 1/2CH4 ( g )＋＋O2 ( g ) ＝＝ 1/2CO2 ( g ) ＋＋ H2O ( l ) ΔH = -890 kJ/molC1313 随堂练习随堂练习随堂练习随堂练习3、已知、已知 （（1））H2( g )＋＋1/2O2 ( g ) ＝＝ H2O ( g ) ΔH1 = a kJ/mol（（2））2H2( g )＋＋O2 ( g ) ＝＝2H2O ( g ) ΔH2 = b kJ/mol（（3）） H2( g )＋＋1/2O2 ( g ) ＝＝ H2O ( l ) ΔH3 = c kJ/mol（（4）） 2H2( g )＋＋O2 ( g ) ＝＝2H2O ( l ) ΔH4 = d kJ/mol则则a、、b、、c、、d的关系正确的是的关系正确的是 。
A、、ad>0 C、、2a=b< 0 D、、2c=d>0 C1414 绪绪 言言化学反应原理化学反应原理1515 教学目标：教学目标：1 1、认识物质的化学性质是有规律可循的，这些、认识物质的化学性质是有规律可循的，这些规律规律正正是是化学的化学的精髓精髓2 2、认识学习、认识学习概念模型是概念模型是学习和研究化学反应原理的学习和研究化学反应原理的基基础础3 3、初步了解、初步了解“有效碰撞有效碰撞”、、“活化分子与活化能活化分子与活化能”的的概念模型，认识催化技对化学研究与化工生产的巨大概念模型，认识催化技对化学研究与化工生产的巨大作用作用1616 思考：思考：1 1、化学研究的核心问题是：、化学研究的核心问题是：2 2、化学中最具有创造性的工作是：、化学中最具有创造性的工作是：3 3、如何实现这个过程？、如何实现这个过程？化学反应化学反应设计和创造新的分子设计和创造新的分子通常是利用已发现的原理来进行通常是利用已发现的原理来进行设计并实现这个过程设计并实现这个过程4 4、实现这个过程的关键、实现这个过程的关键? ?对化学反应的原理的理解要清楚对化学反应的原理的理解要清楚1717 化学反应是怎样发生的，为什么有的反应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！何控制化学反应才能为人所用！学习化学反应原学习化学反应原理的目的理的目的1818 研究化学反应原理包含哪些基本内容？研究化学反应原理包含哪些基本内容？情景情景1 1氢气与其他物质的反应氢气与其他物质的反应反应条件反应条件难易程度难易程度H2 + O2H2 + CuOH2 + N2思考思考: :为什么难易程度不同，与什么有关系？为什么难易程度不同，与什么有关系？结论：结论：影响化学反应速率的根本原因影响化学反应速率的根本原因 是是反应物本身的性质。
反应物本身的性质内因内因点燃点燃加热加热高温、高压、高温、高压、催化剂催化剂易易易易难难1919 情景情景2 2将将H2+O2混合，在室温条件下可以稳定混合，在室温条件下可以稳定存在数百年，但点燃后却会发生剧烈的存在数百年，但点燃后却会发生剧烈的爆炸反应，而且只要配比相当，可以完爆炸反应，而且只要配比相当，可以完全转化成生成物全转化成生成物这说明了什么？这说明了什么？不同的外界条件都能够不同的外界条件都能够改变化学改变化学反应反应的速率结论结论: :2020 情景情景3 3H2+N2即使在高温、高压、催化剂的即使在高温、高压、催化剂的条件下反应条件下反应也不能完全转化也不能完全转化为生成物，为生成物，这又说明了什么？这又说明了什么？有些反应是有些反应是有一定限度有一定限度的的结论：结论：2121 化学反应原理所研究的范围是化学反应原理所研究的范围是1 1、、化学反应的化学反应的速率、方向及限度速率、方向及限度的问题的问题2 2、水溶液中的、水溶液中的离子反应离子反应的问题的问题3 3、化学、化学反应与能量反应与能量的问题的问题4 4、、电化学电化学的基础知识的基础知识2222 如何来研究一个反应，研究化学反应原如何来研究一个反应，研究化学反应原理的基本理的基本方法和思路方法和思路是怎样？是怎样？(哪些方哪些方面来认识一个反应面来认识一个反应)几个几个概念概念: :1 1、有效碰撞、有效碰撞2 2、活化分子、活化分子3 3、活化能、活化能4 4、催化剂、催化剂2323 有有 效效 碰碰 撞撞1 1、、什么是什么是有效碰撞？有效碰撞？引起分子间的化学反应的碰撞引起分子间的化学反应的碰撞结论：结论：分子间的分子间的碰撞碰撞是发生化学反应的是发生化学反应的必要条件必要条件而而有效碰撞有效碰撞是发生化学反应的是发生化学反应的充分条件充分条件推论：推论：某一化学反应的速率大小与某一化学反应的速率大小与单位时间内单位时间内有效有效碰撞的次数碰撞的次数有关有关2424 为什么有的碰撞可以发生反应，而有为什么有的碰撞可以发生反应，而有的不能发生反应的不能发生反应? ?与哪些因素有关系？与哪些因素有关系？思考：思考：2525 活活 化化 分分 子子1 1、、什么是什么是活化分子？活化分子？具有具有较高能量较高能量，能够，能够发生有效碰撞发生有效碰撞的分子的分子结论：结论：发生有效碰撞的分子发生有效碰撞的分子一定是一定是活化分子，活化分子，但活化分子的碰撞但活化分子的碰撞不一定是不一定是有效碰撞。
有效碰撞推论：推论：有效碰撞次数的有效碰撞次数的多少多少与与单位体积内反应物中单位体积内反应物中活化分子的多少活化分子的多少有关有关2626 活化分子的多少又与活化分子的多少又与什么有关什么有关？？思考思考: :2727 活活 化化 能能1 1、、什么是什么是活化能？活化能？活化分子高出活化分子高出反应物分子平均能量反应物分子平均能量的部分的部分看图：看图：2828 结论：结论：活化分子的活化分子的多少多少与该反应的活化能的与该反应的活化能的大小大小有关，有关，活化能的活化能的大小大小是由反应物分子的是由反应物分子的性质决定性质决定，，内因内因推论推论: :活化能活化能越小越小则一般分子成为活化分子则一般分子成为活化分子越容易越容易，，则活化分子则活化分子越多越多，，则单位时间内有效碰撞则单位时间内有效碰撞越多越多，，则反应速率则反应速率越快2929 对于对于“活化能的大小虽然意味着一般活化能的大小虽然意味着一般分子成为活化分子的难易，但是却分子成为活化分子的难易，但是却对这个化学反应前后的能量变化并对这个化学反应前后的能量变化并不产生任何影响不产生任何影响”这一句话如何理解？这一句话如何理解？问题：问题：3030 HIHI反应的例子反应的例子3131 归归 纳纳 总总 结结一个反应要发生一般要经历哪些过程？一个反应要发生一般要经历哪些过程？普通普通分子分子活化活化能能活化活化分子分子合理合理取向的取向的碰撞碰撞有效有效碰撞碰撞新物质新物质能量能量3232 思考思考: : 催化剂在我们技术改造和生产中催化剂在我们技术改造和生产中 起关键作用，它主要作用是提高起关键作用，它主要作用是提高 化学反应速率，试想一下化学反应速率，试想一下为什么为什么 催化剂能提高反应速率？催化剂能提高反应速率？3333 。