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1、第一章第一章 化学反应与能量化学反应与能量本本章章包包括括“化化学学反反应应与与能能量量的的变变化化”、“燃燃烧烧热热能能源源”和和“化化学学反反应应热热的的计计算算”三三节节，属属于于热热化化学学基基础础知知识识热热化化学学是是研研究究化化学学反反应热现象的科学应热现象的科学 在在必必修修2中中，已已初初步步学学习习了了化化学学与与热热能能的的知知识识，对对化化学学键键与与化化学学反反应应中中的的能能量量变变化化的的关关系系、化化学学能能与与热热能能的的相相互互转转化化有有了了一一定定的的认认识识，本本章章是是在在此此基基础础上上的扩展与提高的扩展与提高 能能源源是是人人类类生生存存和和发发
2、展展的的重重要要物物质质基基础础，本本章章通通过过对对化化学学能能与与热热能能转转化化规规律律的的研研究究，认认识识热热化化学学原原理理在在生生产产、生生活活和和科科学学研研究究中中的的应应用用，了了解解化化学学在在解解决决能能源源危危机机中中的的重重要要作作用用，知知道道节节约约能能源源提提高高能能量量利利用用率的实际意义率的实际意义第一节第一节 化学反应与能量的变化化学反应与能量的变化第一课时第一课时 焓变焓变 反应热反应热1化学反应过程中，不仅有物质的变化，还有能量的变化。化学反应过程中，不仅有物质的变化，还有能量的变化。这种能量的变化常以这种能量的变化常以_、_、_等形式表现出等形式表
3、现出来。来。热能热能电能电能光能光能知识回顾知识回顾2化化学学反反应应中中的的能能量量变变化化，通通常常主主要要表表现现为为_的的变变化化。对对化化学学反反应应，以以反反应应过过程程中中放放热热或或吸吸热热为为标标准准划划分分，分分为为放放热热反反应应和和吸吸热热反反应应两两种种类类型型。有有热热量量_的的反反应应叫叫做做放放热热反应，需要反应，需要_热量的反应叫做吸热反应。热量的反应叫做吸热反应。热量热量放出放出吸收吸收思考1 1、你所知道的化学反应中有哪些是放、你所知道的化学反应中有哪些是放热反应？热反应？2 2、你所知道的化学反应中有哪些是吸、你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应？热反应
4、？思考燃烧燃烧 ,中和反应中和反应 , 活泼金属与水、酸活泼金属与水、酸 ,大多数化合反大多数化合反应应大多数分解反应大多数分解反应, Ba(OH), Ba(OH)2 2.8H.8H2 2O+NHO+NH4 4Cl,Cl,以以C C，H H2 2，C CO O为还为还原剂的氧化还原反应（如：原剂的氧化还原反应（如：C+COC+CO2 , 2 , H H2 2+CuO, C+H+CuO, C+H2 2O O） 注意：浓硫酸，注意：浓硫酸，NaOH固体溶于水为放热过程固体溶于水为放热过程注意：电离以及多数铵盐溶于水为吸热过程注意：电离以及多数铵盐溶于水为吸热过程2.是不是所有的化学反应都有能量的变
5、化？为什么？是不是所有的化学反应都有能量的变化？为什么？1.化学反应中为何有能量变化？能量变化与化学反应中为何有能量变化？能量变化与物质变化有没有关系？物质变化有没有关系？(2)(2)焓变：焓变：一个化学反应的生成物与反应物的一个化学反应的生成物与反应物的焓值之焓值之差。差。即：即：H H(生成物生成物)H(反应物反应物)一、焓变反应热一、焓变反应热1焓和焓变焓和焓变(1)(1)焓：焓：是一个与是一个与内能内能有关的物理量，符号：有关的物理量，符号： H。符号：符号： H 单位单位 ：kJ/mol或或 kJmol12反应热反应热（1）定义：）定义：化学反应过程中所释放或吸收的能量叫化学反应过程
6、中所释放或吸收的能量叫做反应热。做反应热。焓变和反应热是什么关系？焓变和反应热是什么关系？ 在在恒压恒压条件下进行的反应，其反应热就是焓条件下进行的反应，其反应热就是焓变因此它们的符号均为变因此它们的符号均为H，单位也相同，单位也相同符号：符号： H 单位单位 ：kJ/mol或或 kJmol1说明：说明：反应热可以通过实验直接测得。反应热可以通过实验直接测得。反应热描述的是化学反应前后的热量变化。反应热描述的是化学反应前后的热量变化。反应热描述的是一定温度下的热量变化。反应热描述的是一定温度下的热量变化。任何化学反应都有反应热。任何化学反应都有反应热。放热反应：放热反应：吸热反应：吸热反应：H
7、0或或 H为为“”H0 或或H为为“”（2）H的表示方式的表示方式放热放热反应物反应物生成物生成物焓焓反应过程反应过程HH0 0吸热吸热反应物反应物生成物生成物焓焓反应过程反应过程HH0 0反应物总能量高反应物总能量高生成物总能量低生成物总能量低能能量量反应进程反应进程释释放放能能量量反应物的反应物的总总能量能量 生成物的生成物的总总能量，反应能量，反应放出能量放出能量。化学反应中能量变化的原因化学反应中能量变化的原因 1.宏观：宏观：反应物和生成物的总能量相对大小反应物和生成物的总能量相对大小大于大于H 0化学反应中能量变化的原因化学反应中能量变化的原因 2.微观：微观：化学键的断裂和形成化
8、学键的断裂和形成（本质）（本质）断开化学键吸收的断开化学键吸收的总总能量能量 形成化学键释形成化学键释放出的放出的总总能量，反应能量，反应放出能量放出能量。能能量量反应进程反应进程断键吸收能量断键吸收能量成成键键释释放放能能量量HClClH-释释放放能能量量小于小于HClClHH 0（3）H的计算方法：的计算方法： H =E（反应物总键能）（反应物总键能） E（生成物总键能）（生成物总键能） H = E化学键断裂吸收总能量化学键断裂吸收总能量 E化学键形成释放总能量化学键形成释放总能量H = E生成物总能量生成物总能量 E反应物总能量反应物总能量1.以H2与Cl2反应为例。实验测得1molH2
9、与1molCl2反应生成2molHCl时放出184.6kJ的热量。化学键断裂时吸收总能量化学键断裂时吸收总能量=化学键形成时放出总能量化学键形成时放出总能量=679kJ862kJ反应热的计算：反应热的计算：H = 679kJ/mol 862kJ/mol= 183kJ/mol【思考与交流思考与交流】 2 2：拆开：拆开 1 mol H1 mol HH H键、键、1 mol N1 mol NH H键、键、1 mol NN1 mol NN键分别需键分别需要的能量是要的能量是436 kJ436 kJ、391 kJ391 kJ、946 kJ946 kJ，则，则1mol N1mol N2 2生成生成NHN
10、H3 3的反应的反应热为热为H= H= 92.0 kJ/mol3 3已知已知HHHH键的键能为键的键能为436 kJ/mol436 kJ/mol，NHNH键的键能键的键能为为391 kJ/mol391 kJ/mol，根据化学方程式：，根据化学方程式：N N2 2(g)(g)3H3H2 2(g)(g) 2NH 2NH3 3(g)(g)H H92.4 kJ/mol92.4 kJ/mol，则，则NNNN键键的键能是的键能是( () )A A431 kJ/mol 431 kJ/mol B B946 kJ/mol946 kJ/molC C649 kJ/mol 649 kJ/mol D D896 kJ/m
11、ol896 kJ/molB放热反应放热反应吸热反应吸热反应键能键能变化变化反应物总键能反应物总键能 生成生成物总键能物总键能反应物总键能反应物总键能 生生成物总键能成物总键能能量能量变化变化反应物的总能量反应物的总能量 .生成物的总能量生成物的总能量反应物的总能量反应物的总能量 .生成物的总能量生成物的总能量表现表现形式形式联系联系小于小于大于大于H 0或或H为为“”大于大于小于小于H 0或或H为为“+”二、二、吸热反应和放热反应的比较吸热反应和放热反应的比较吸热反应和放热反应的比较吸热反应和放热反应的比较键能越键能越大大，物质能量越，物质能量越低低，越，越稳定稳定；反之键能越反之键能越小小，
12、物质能量越，物质能量越高高，越，越不稳定不稳定。石墨、金刚石哪个更稳定？石墨、金刚石哪个更稳定？C(石墨石墨 s ) C(金刚石金刚石 s ) H = +1.9 kJ/mol 活学活用活学活用 判断物质的稳定性判断物质的稳定性3)根据反应物和生成物的键能差判断。根据反应物和生成物的键能差判断。若若反应物的总键能大于生成物的总键能反应物的总键能大于生成物的总键能，则为，则为吸热吸热反应；反应； 若若反应物的总键能小于生成物的总键能反应物的总键能小于生成物的总键能，则为，则为放热放热反应。反应。2)根据反应物和生成物的总能量差判断。根据反应物和生成物的总能量差判断。若若E(反应物反应物)E(生成物
13、生成物)，则为，则为放热放热反应；反应； 若若E(反应反应物物)0时，为时，为吸热吸热反应反应当当H为为“”或或H 4Q 4Q3 3 B.2QB.2Q1 1 + Q + Q2 2 4Q 4Q3 3 C. QC. Q1 1 + Q + Q2 2 Q Q3 3 D. 2QD. 2Q1 1 + Q + Q2 2 2Q 2Q3 3B反应热计算反应热计算1.1molC与与1molH2O(g)反应生成反应生成lmol CO(g)和和1mol H2(g)，需要吸收需要吸收131.5kJ的热量，该反应的反应热为的热量，该反应的反应热为H= kJ/mol。 131.5课外作业：1. 拆开拆开 lmol H-H键
14、、键、lmol N-H键、键、lmolNN键分键分别需要的能量是别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则，则1mol N2生成生成NH3的反应热为的反应热为 ，1mol H2生生成成NH3的反应热为的反应热为 。2.2.某些化学键的键能如下表某些化学键的键能如下表(kJmol(kJmol1 1) )(1)1mol H(1)1mol H2 2在在2mol Cl2mol Cl2 2中燃烧，放出热量中燃烧，放出热量_kJ_kJ。(2)(2)在一定条件下，在一定条件下，1mol H1mol H2 2与足量的与足量的ClCl2 2、BrBr2 2、I I2 2分别反应，分别反应，放出热量由多
15、到少的顺序是放出热量由多到少的顺序是_。a aClCl2 2BrBr2 2I I2 2b bI I2 2BrBr2 2ClCl2 2预测预测1mol H1mol H2 2在足量在足量F F2 2中燃烧比在中燃烧比在ClCl2 2中放热中放热_。键HHBrBrII ClCl HCl HI HBr键能436193151247431299356已知：已知：H2(g) O2(g)H2O(g)，反应过程中能量变，反应过程中能量变化如图所示，请回答下列问题。化如图所示，请回答下列问题。(1)a、b、c分别代表什么意义？分别代表什么意义？a：_；b：_；c：_。(2)该反应是该反应是_反应反应(填填“放热放
16、热”或或“吸热吸热”)，H_0(填填“”、“”或或“”。)答案答案(1)代表旧键断裂吸收的能量代表生成代表旧键断裂吸收的能量代表生成新键放出的能量代表反应热新键放出的能量代表反应热(2)放热放热1物质发生化学反应都伴有能量变化物质发生化学反应都伴有能量变化()2伴有能量变化的物质变化不一定都是化学变化伴有能量变化的物质变化不一定都是化学变化()提示：提示：正确因反应物与生成物具有的能量不相等，反应物正确因反应物与生成物具有的能量不相等，反应物转化为生成物时，必然伴随能量变化转化为生成物时，必然伴随能量变化提示：提示：正确物质发生三态变化，也伴随能量变化正确物质发生三态变化，也伴随能量变化3化学键的断裂或形成一定伴有焓变化学键的断裂或形成一定伴有焓变 ( )提示：提示：正确因为化学键的断裂一定要吸收能量，化学键的正确因为化学键的断裂一定要吸收能量，化学键的形成一定要放出能量，故一定伴有焓变形成一定要放出能量，故一定伴有焓变4反应物的总能量高于生成物的总能量时该反应放热反应物的总能量高于生成物的总能量时该反应放热 ()提示：提示：正确正确5反应物的总键能大于生成物的总键能时，该反应反应物的
