1、2021/3/92021/3/91 1第一章第一章 化學反應與能量化學反應與能量化學反應與能量的變化化學反應與能量的變化2021/3/92021/3/92 2反應熱反應熱 焓變焓變 化學反應過程中所釋放或吸收的能量，化學反應過程中所釋放或吸收的能量，都可以熱量（或轉換成相應的熱量）來表都可以熱量（或轉換成相應的熱量）來表述，叫做述，叫做反應熱反應熱，又稱為，又稱為“焓變焓變”。符號：符號： H ，單位：，單位：kJ/mol 或或 kJmol-12021/3/92021/3/93 3思思考考能量如何轉換的？能量從哪里能量如何轉換的？能量從哪里轉移到哪里？轉移到哪里？體系的能量如何變化？升高還體系

2、的能量如何變化？升高還是降低？是降低？環(huán)境的能量如何變化？升高還環(huán)境的能量如何變化？升高還是降低？是降低？規(guī)定放熱反應的規(guī)定放熱反應的H 為為“”，是是站在誰的角度站在誰的角度？體系還是環(huán)境？體系還是環(huán)境？放熱反應中放熱反應中體系體系環(huán)境環(huán)境2021/3/92021/3/94 4能能量量能能量量反應物反應物反應物反應物生成物生成物生成物生成物反應過程（反應過程（I）反應過程（反應過程（II）2021/3/92021/3/95 5預測預測HCNOFClH436C415331N389293159O465343201138F565486272184155C=C

3、 620 C=O 708若干化學鍵的鍵能（若干化學鍵的鍵能（ kJ/mol，25 ）H2 + F2 = 2HF H2 + Cl2 = 2HCl 預測當生成預測當生成2 mol HF和和2 mol HCl時，哪個時，哪個 反應放出的熱量多？反應放出的熱量多？ 說說你的理由？說說你的理由？ 如何驗證你的預測？如何驗證你的預測？2021/3/92021/3/96 62021/3/92021/3/97 72021/3/92021/3/98 8C(石墨石墨 s ) C(金剛石金剛石 s ) H = +3.5 kJ/mol 石墨能否自動轉化為金剛石石墨能否自動轉化為金剛石 采取什么措施有可能將石墨轉化為金

4、剛石？采取什么措施有可能將石墨轉化為金剛石？反應熱數據的用途反應熱數據的用途 判斷反應發(fā)生的難易判斷反應發(fā)生的難易 計算燃料的用量計算燃料的用量反應熱可以由實驗測得，也可以用其他辦法得到。反應熱可以由實驗測得，也可以用其他辦法得到。2021/3/92021/3/99 92021/3/92021/3/910102021/3/92021/3/911112021/3/92021/3/91212熱化學方程式熱化學方程式 H2 ( g )I2 ( g ) = 2HI ( g ) H = 14.9 kJ/mol200 101 kPa思考思考交流交流與化學方程式相比，熱化學方程式有與化學方程式相比，熱化學方

5、程式有哪些不同？哪些不同？正確書寫熱化學方程式應注意哪幾點？正確書寫熱化學方程式應注意哪幾點？2021/3/92021/3/91313 1、 1mol C與與1mol 水蒸氣反應生成水蒸氣反應生成1mol CO 和和1mol H2，需要吸收，需要吸收 131.5 kJ的熱量。寫出此反應的熱量。寫出此反應的熱化學方程式。的熱化學方程式。2、沼氣是一種能源，它的主要成分是、沼氣是一種能源，它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃燒生成完全燃燒生成CO2和和H2O時，放出時，放出445 kJ的熱量。則下列熱化學方程式中正確的是的熱量。則下列熱化學方程式中正確的是A、 2CH4 ( g )4

6、O2 ( g ) 2CO2 ( g ) 4H2O ( l ) H = +890 kJ/molB、 CH4 2 O2 CO2 H2O H = 890 kJ/molC、 CH4 ( g )2 O2 ( g ) CO2 ( g ) 2 H2O ( l ) H = 890 kJ/molD、 1/2CH4 ( g )O2 ( g ) 1/2CO2 ( g ) H2O ( l ) H = -890 kJ/molC2021/3/92021/3/914143、已知、已知 （1）H2( g )1/2O2 ( g ) H2O ( g ) H1 = a kJ/mol（2）2H2( g )O2 ( g ) 2H2O

7、( g ) H2 = b kJ/mol（3） H2( g )1/2O2 ( g ) H2O ( l ) H3 = c kJ/mol（4） 2H2( g )O2 ( g ) 2H2O ( l ) H4 = d kJ/mol則則a、b、c、d的關系正確的是的關系正確的是 。A、acd0 C、2a=b0 C2021/3/92021/3/91515緒緒 言言化學反應原理化學反應原理2021/3/92021/3/91616教學目標：教學目標：1 1、認識物質的化學性質是有規(guī)律可循的，這些、認識物質的化學性質是有規(guī)律可循的，這些規(guī)律規(guī)律正正是是化學的化學的精髓精髓2 2、認識學習、認識學習概念模型是概念模

8、型是學習和研究化學反應原理的學習和研究化學反應原理的基基礎礎3 3、初步了解、初步了解“有效碰撞有效碰撞”、“活化分子與活化能活化分子與活化能”的的概念模型，認識催化技對化學研究與化工生產的巨大概念模型，認識催化技對化學研究與化工生產的巨大作用作用2021/3/92021/3/91717思考：思考：1 1、化學研究的核心問題是：、化學研究的核心問題是：2 2、化學中最具有創(chuàng)造性的工作是：、化學中最具有創(chuàng)造性的工作是：3 3、如何實現這個過程？、如何實現這個過程？化學反應化學反應設計和創(chuàng)造新的分子設計和創(chuàng)造新的分子通常是利用已發(fā)現的原理來進行通常是利用已發(fā)現的原理來進行設計并實現這個過程設計并實

9、現這個過程4 4、實現這個過程的關鍵、實現這個過程的關鍵? ?對化學反應的原理的理解要清楚對化學反應的原理的理解要清楚2021/3/92021/3/91818化學反應是怎樣發(fā)生的，為什么有的反應化學反應是怎樣發(fā)生的，為什么有的反應快、有的反應慢，它遵循怎樣的規(guī)律，如快、有的反應慢，它遵循怎樣的規(guī)律，如何控制化學反應才能為人所用！何控制化學反應才能為人所用！學習化學反應原學習化學反應原理的目的理的目的2021/3/92021/3/91919研究化學反應原理包含哪些基本內容？研究化學反應原理包含哪些基本內容？情景情景1 1氫氣與其他物質的反應氫氣與其他物質的反應反應條件反應條件難易程度難易程度H2

10、 + O2H2 + CuOH2 + N2思考思考: :為什么難易程度不同，與什么有關系？為什么難易程度不同，與什么有關系？結論：結論：影響化學反應速率的根本原因影響化學反應速率的根本原因 是是反應物本身的性質。反應物本身的性質。內因內因點燃點燃加熱加熱高溫、高壓、高溫、高壓、催化劑催化劑易易易易難難2021/3/92021/3/92020情景情景2 2將將H2+O2混合，在室溫條件下可以穩(wěn)定混合，在室溫條件下可以穩(wěn)定存在數百年，但點燃后卻會發(fā)生劇烈的存在數百年，但點燃后卻會發(fā)生劇烈的爆炸反應，而且只要配比相當，可以完爆炸反應，而且只要配比相當，可以完全轉化成生成物。全轉化成生成物。這說明了什么

11、？這說明了什么？不同的外界條件都能夠不同的外界條件都能夠改變化學改變化學反應反應的速率。的速率。結論結論: :2021/3/92021/3/92121情景情景3 3H2+N2即使在高溫、高壓、催化劑的即使在高溫、高壓、催化劑的條件下反應條件下反應也不能完全轉化也不能完全轉化為生成物，為生成物，這又說明了什么？這又說明了什么？有些反應是有些反應是有一定限度有一定限度的的結論：結論：2021/3/92021/3/92222化學反應原理所研究的范圍是化學反應原理所研究的范圍是1 1、化學反應的化學反應的速率、方向及限度速率、方向及限度的問題的問題2 2、水溶液中的、水溶液中的離子反應離子反應的問題的

12、問題3 3、化學、化學反應與能量反應與能量的問題的問題4 4、電化學電化學的基礎知識的基礎知識2021/3/92021/3/92323如何來研究一個反應，研究化學反應原如何來研究一個反應，研究化學反應原理的基本理的基本方法和思路方法和思路是怎樣？是怎樣？(哪些方哪些方面來認識一個反應面來認識一個反應)幾個幾個概念概念: :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、催化劑、催化劑2021/3/92021/3/92424有有 效效 碰碰 撞撞1 1、什么是什么是有效碰撞？有效碰撞？引起分子間的化學反應的碰撞引起分子間的化學反應的碰撞結論：結論：分子間的分子間

13、的碰撞碰撞是發(fā)生化學反應的是發(fā)生化學反應的必要條件必要條件而而有效碰撞有效碰撞是發(fā)生化學反應的是發(fā)生化學反應的充分條件充分條件推論：推論：某一化學反應的速率大小與某一化學反應的速率大小與單位時間內單位時間內有效有效碰撞的次數碰撞的次數有關有關2021/3/92021/3/92525為什么有的碰撞可以發(fā)生反應，而有為什么有的碰撞可以發(fā)生反應，而有的不能發(fā)生反應的不能發(fā)生反應? ?與哪些因素有關系？與哪些因素有關系？思考：思考：2021/3/92021/3/92626活活 化化 分分 子子1 1、什么是什么是活化分子？活化分子？具有具有較高能量較高能量，能夠，能夠發(fā)生有效碰撞發(fā)生有效碰撞的分子的分

14、子結論：結論：發(fā)生有效碰撞的分子發(fā)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。推論：推論：有效碰撞次數的有效碰撞次數的多少多少與與單位體積內反應物中單位體積內反應物中活化分子的多少活化分子的多少有關有關2021/3/92021/3/92727活化分子的多少又與活化分子的多少又與什么有關什么有關？思考思考: :2021/3/92021/3/92828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應物分子平均能量反應物分子平均能量的部分的部分看圖：看圖：2021/3/92021/3/92929結

15、論：結論：活化分子的活化分子的多少多少與該反應的活化能的與該反應的活化能的大小大小有關，有關，活化能的活化能的大小大小是由反應物分子的是由反應物分子的性質決定性質決定，內因內因推論推論: :活化能活化能越小越小則一般分子成為活化分子則一般分子成為活化分子越容易越容易，則活化分子則活化分子越多越多，則單位時間內有效碰撞則單位時間內有效碰撞越多越多，則反應速率則反應速率越快。越快。2021/3/92021/3/93030對于對于“活化能的大小雖然意味著一般活化能的大小雖然意味著一般分子成為活化分子的難易，但是卻分子成為活化分子的難易，但是卻對這個化學反應前后的能量變化并對這個化學反應前后的能量變化并不產生任何影響不產生任何影響”這一句話如何理解？這一句話如何理解？問題：問題：2021/3/92021/3/93131HIHI反應的例子反應的例子2021/3/92021/3/93232歸歸 納納 總總 結結一個反應要發(fā)生一般要經歷哪些過程？一個反應要