选修4化学反应与能量变化
选修四第一章化学反应与能量知识清单
选4 第一章 《化学反应与能量》期末知识梳理一、焓变 反应热1．反应热：化学反应过程中所放出或吸收的热量，任何化学反应都有反应热，因为任何化学反应都会存在热量变化，即要么吸热要么放热。
反应热可以分为燃烧热、中和热、溶解热。
2．焓变(ΔH)的意义：在恒压条件下进行的化学反应的热效应。
符号：△H ，单位：kJ/mol 恒压下：焓变=反应热，都可用ΔH 表示，单位都是kJ/mol 。
3．产生原因：化学键断裂——吸收能量 化学键形成——释放能量4.键能：拆开1 mol 某化学键所需的能量或形成1 mol 该化学键所释放的能量叫键能5．可以利用计算ΔH 来判断是吸热还是放热。
ΔH =生成物所具有的总能量—反应物所具有的总能量=反应物的总键能—生成物的总键能ΔH 为“-”或△H <0时，为放热反应； ΔH 为“+”或△H >0时，为吸热反应。
对于放热反应,反应物具有的总能量高于生成物具有总能量,反应过程中释放出能量，从而使反应本身的能量降低,因此规定放热反应的△H 为“-”。
对吸热反应, 反应物具有的总能量低于生成物具有总能量,反应过程中释放出能量，从而使反应本身的能量降低,因此规定放热反应的△H 为“+”。
6．能量与键能的关系：物质具有的能量越低，物质越稳定（能量越低越稳定），能量和键能成反比。
7．同种物质不同状态时所具有的能量：气态>液态>固态【特别提醒】（1）常见的放热反应△所有的燃烧反应△酸碱中和反应HCl + NaOH = NaCl +H 2O△大多数的化合反应△常见金属（Al 、Fe 、Zn 等）与酸（HCl 、H 2SO 4等）的反应△生石灰（氧化钙）和水反应△铝热反应△缓慢氧化：食物的腐败等（2）常见的吸热反应△大多数分解反应：CaCO 3CaO +CO 2↑ △Ba(OH)2·8H 2O 晶体与NH 4Cl 晶体的反应：Ba(OH)2·8H 2O+2NH 4Cl ＝BaCl 2+2NH 3↑+10H 2O △碳与CO 2气体的反应：C + CO 22CO △碳与水蒸气的反应：C + H 2O CO + H 2 △氢气还原氧化铜：H 2+CuO H 2O+Cu（3）区分是现象（物理变化）还是反应（生成新物质是化学变化），一般铵盐溶解是吸热现象，别的物质溶于水是放热。
选修4 第一章第一节 化学反应与能量的变化
第一章化学反应与能量一、化学键与化学反应中能量变化的关系（教材1页、教辅4~5页）1、化学反应的本质化学反应的特征是有新物质的生成，涉及到反应物的化学键断裂，生成物的化学键的形成，而化学键的断裂要吸收能量，化学键的生成要放出能量，使得化学反应中就有了能量的变化。
物质中的原子之间是通过化学键相结合的（有效碰撞）2、化学反应中能量变化的原因在相同条件下，各物质的能量不相同；能量不能再生，也不会消失，只发生形式的转化或传递物质具有的能量越低越稳定，参加化学反应时，化学键断裂就需要吸收更多的能量；反之，物质具有的能量越高越不稳定，参加化学反应时，化学键断裂需要吸收的能量低。
(物质具有的能量大小与化学键的能量大小刚好相反)物质所具有的能量与物质的状态有关：固体(s)、液体(l)、气体(g)、溶液(aq)某种物质从固体转变为液体、再转变为气体是需要吸收能量的，因此对于同种物质，气体所具有的能量最高，固体最低。
在说一个反应的能量变化时，一定要说明物质（反应物和生成物）的状态。
3、化学反应中能量变化形式化学反应都有新物质的生成，同时伴有能量变化；能量变化可表现为热能、光能、电能、声能、功等，通常表现为热能的变化二、常见的放热反应和吸热反应类型㈠、放热反应1、定义：放出热量的化学反应2、能量变化：E反应物的总能量＞E生成物的总能量3、类型：①酸碱中和反应②可燃物的燃烧反应(所有的燃烧反应)③金属单质与酸的反应④绝大部分化合反应⑤铝热反应类型⑥炸药的爆炸，如NH4NO3、TNT(三硝基甲苯)等的爆炸⑦氧化钙溶于水、强调：①固体氢氧化钠等溶于水通常理解为物理变化（生成水合离子时放热）②浓H 2SO 4溶于水是一个有争议的问题： 9H 2SO 4·SO 3（生成水合离子时放热）SO 3＋H 2O=H 2SO 4是化学变化，但溶液中的溶质主要是H 2SO 4，做题时揣摩题意㈡、吸热反应：1、定义：吸收热量的化学反应2、能量变化：E 反应物的总能量＜ E 生成物的总能量3、类型： ①铵盐与强碱的反应 NH 4Cl ＋Ca(OH)2、 NH 4Cl ＋Ba(OH)2·8H 2O②C 和CO 2的反应，C 与H 2O 在高温下反应，N 2与O 2在放电条件下反应③加热分解的反应(绝大部分分解反应)，如KClO 3、KMnO 4、H 2O 2④盐的水解（实质是酸碱中和的逆反应）⑤ H 2＋CuO强调：①铵盐溶于水(CH 3COONH 4溶于水)②弱电解质的电离：通常认为电离过程只有化学键的断裂，没有化学键的生成，故不认为是―反应‖三、焓变 反应热 在化学反应过程中同时存在着物质变化和能量的变化，而且二者均符合守恒定律（质量守恒定律、能量守恒定律）在化学反应中，能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础的，二者密不可分，但以物质为主。
化学选修4(化学反应原理)第一章第一节化学反应与能量的变化 .ppt
二、热化学方程式 热化学方程式∶能表示参加 反应 物质的量 和反应热 的关系的化学方程式。
【练习】
1、1molC与1molH2O(g)反应生成1molCO(g) 和1molH2(g)，需吸收131.5kJ的热量，该反 应的反应热为△H= ＋131.5 kJ/mol。 2、拆开1molH—H键、1molN—H键、1mol N≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ， －92kJ/mol 则1molN2生成NH3的反应为： ，1mol H2 －30.67kJ/mol 生成NH3的反应热为： 。
30.5克
4、已知： S(s) + O2(g) = SO2(g) ΔH =－290.6KJ， 求 1.6克硫燃烧成为SO2气体放出多少热量？
14.53KJ
思考与交流
热化学方程式与普通 化学方程式有什么区别？正确书写其应当 注意哪几点？
小结∶热化学方程式不单表示了反应物和生 成物的关系，而且表示了反应的热效应。
D、1/2CH4 (g)＋O2 (g) ＝1/2CO2 (g) ＋H2O (l) ΔH = -890 kJ/mol
3、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) 则a、b、c、d的关系正确的是 C ΔH4 = d kJ/mol 。
A、 2CH4 (g)＋4O2 (g)＝2CO2 (g)＋ 4H2O (l) ΔH = +890 kJ/mol B、 CH4 ＋2 O2 ＝ CO2 ＋ H2O C、CH4 (g)＋2 O2 (g) ＝CO2 (g) ＋2H2O (l) ΔH = －890 kJ/mol ΔH = －890 kJ/mol
高中化学选修四第一章第一节-化学反应与能量的变化 课件
焓变：在一定条件下（恒压）的反应热
生成物与反应物的焓值差
①符号：△H
②单位：kJ/mol
③测量条件：恒压下，一般为敞口容器中
④意义： “+”：吸热，环境对体系做功，体系能量增加 “-”：放热，体系对环境做功，体系能量减少
⑤影响焓变的因素
a. 反应物的用量 b. 反应的条件（温度、压强） c. 反应体系中物质的聚集状态
任何一个化学反应都包括物质 的变化和能量的变化。
那么，有什么表达式能把这两种 变化都表示出来？
H2 + I2 = 2HI 只表示物质变化
二、热化学方程式：
定义： 能表示参加反应物质的量和反
应热关系的化学方程式。
H2(g)+I2(g)
200℃ 101kPa
2HI(g)
△H=
-14.9kJ/mol
物质
Cl2 Br2 I2
HCl HBr HI H2
能量（ kJ）243 193 151 432 366 298 436
根据上述数据回答下列问题：
A (1)下列物质本身具有的能量最低的是（ ）
A. H2 B. Cl2 C. Br2 D. I2
A (2)下列氢化物中，最稳定的是（ ）
A. HCl B. HBr C. HI
E （生成物化学键形成时所释放的总能量） 放热反应：△H为“-”或△H＜0
吸热反应：△H为“+” 或△H＞0
思考题
1. 下列说法中不正确的是( ) A．化学变化过程是原子的重新组合过程 B．化学反应可分为吸热反应和放热反应 C．化学反应中能量变化的多少与其反应物的 质量有关 D．化学变化中的能量变化都是以热能形式表 现出来的
2、书写热化学方程式的注意事项
化学选修4第一章第一节第一课时化学反应的能量变化
7、热化学方程式： 热化学方程式： ΔH=－ S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH=－297.3kJ/mol 分析下列说法中正确的是（ 分析下列说法中正确的是（ B D ） ΔH>A．S(g)+O2(g)=SO2(l) ΔH>-297.3KJ/mol ΔH<B．S(g)+O2(g)=SO2(l) ΔH<-297.3KJ/mol 的键能总和大于1molS 1molS和 C．1molSO2的键能总和大于1molS和1molO2键能之和 的键能总和小于1molS 1molS和 D．1molSO2的键能总和小于1molS和1molO2键能之和
（3） H2( g )＋1/2O2 ( g ) ＝ H2O ( l ) ∆H3 = c kJ/mol ） （4） 2H2( g )＋O2 ( g ) ＝2H2O ( l ) ） 则a、b、c、d的关系正确的是 、 、 、 的关系正确的是 A、a<c<0 、 B、b>d>0 、 C ∆H4 = d kJ/mol 。
∆H=QP
焓 生成物 △H＞0
焓 反应物 △H＜0
吸热 反应物 反应过程
放热
生成物 反应过程
放热反应： 放热反应： ∆H＜0或 ∆H为“－” ＜ 或 为 吸热反应： 吸热反应： ∆H＞0 或∆H为“＋” ＞ 为
反应热.焓变. 反应热.焓变.键能的概念及其关系
(1)概念 (1)概念 反应热 化学反 应中吸收 或者放出 的热量。 的热量。 焓变 恒压条件下的反 应热 符号:Δ H 符号:Δ H<0:放热反应 Δ H<0:放热反应 :吸热反应 Δ H>0 :吸热反应 键能
例 2：拆开 lmol H—H键、lmol N－H键、 H— N－ lmolN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、 键分别需要的能量是436kJ lmolN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、 946kJ， 生成NH 946kJ，则1mol N2生成NH3的反应热为 -92KJ/mol 生成NH 1mol H2生成NH3的反应热为 -30.6KJ/mol 。
人教版 新教材 化学选修4 第一章 化学反应与能量 第一节 化学反应与能量的变化 .ppt
★书写热化学方程式的注意事项
1、化学方程的右边必须写上△H，并 用“空格”隔开， △H：吸热用“+”，放热用：“－”， 单位是kJ/mol或J/mol
热化学方程式
能表示参加反应物质的量和反应热的关 系的化学方程式
H2(g)+I2(g)======2HI(g) △H=－14.9kJ/mol 101kPa
第一章 化学反应与能量
第一节 化学反应与能量的变化
2014年9月22日星期一
邵东一中 高二化学备课组
一、焓、焓变
1、焓：与内能有关的物理量 符号：H 反应物本身的性质 物质的状态：g > l> s 决定因素： 温度：T↑→H↑ 压强：P↑→H↑ 2、焓变：生成物与反应物的焓值差 符号：△H △H=H生成物－H反应物 3、在一定条件下，判断某一化学反应是吸热反应还是放 热反应，由生成物与反应物的焓值差即焓变(△H)决定
小
一、反应热、焓变 从焓变角度看：
结
ΔH＝生成物的焓－反应物的焓
从反应热角度看： ΔH＝生成物能量－反应物能量 从键能角度看： ΔH＝反应物总ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ能－生成物总键能 放热反应： ΔH＜0或 ΔH为“－” 吸热反应： ΔH＞0 或ΔH为“＋”
∆H＝ ∆H＝
E E E
（生成物的总能量）－
E
（反应物的总能量）
4、一般反应都是在敞口容器中进行的，系统的压力等于 内能和焓变是否完全等同？ 外界压力，是在恒压条件下进行的反应，反应的热效应 等于焓变。
二、反应热 （焓变）
化学反应过程中所释放或吸收的能量,都可以 用热量(或换算成相应的热量)来表述,叫做反 应热,在恒压条件下又称为焓变。
PS：
1、符号：△H
高中化学选修四第一章第二节燃烧热能源
12
二、中和热
1．定义：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应，生 成1mol水时的 反应热叫做中和热。
2. 中和热的表示： H+(aq)+OH-(aq)=H2O (1) △H=-57.3kJ／mol
3.要点： Ⅰ、条件：稀溶液。稀溶液是指溶于大量水的离子 Ⅱ、反应物： （强）酸与（强）碱。中和热不包括离子在水溶液 中的生成热、电解质电离的吸热所伴随的热效应 Ⅲ、生成1mol水。中和反应的实质是H+和OH-化合生成H20，若 反应过程中有其他物质生成，这部分反应热也不在中和热之内
44.6 mol×890 kJ／mol＝3.97×104kJ
答：CH4的燃烧热为 890 kJ／mol，1000 L CH4(标准状况)完 全燃烧产生的热量为 3.97×104kJ。
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9
【例2】 葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一。葡萄糖 燃烧的热化学方程式为：
C6H12O6(s)＋6O2(g)＝ 6CO2(g)＋6H2O(l) ΔH=－2 800 kJ／mol
Ⅳ、放出的热量：57.3kJ/mol
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13
例：已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)； H=-57.3kJ/mol ，求下列中和反应中放出
的热量。
（1）用20gNaOH配稀溶液跟足量稀盐酸反
应放出28__.7_____ kJ的热量。
（2）用28gKOH配稀溶液跟足量稀硝酸反应，
放出__2__8_._7kJ的热量。
4
▪ ⑤单位：kJ·mol－1。
▪ ⑥文字叙述燃烧热时，用“正值”或“ΔH” 表示。例如，CH4的燃烧热为890.3kJ·mol －1，或ΔH＝－890.3kJ·mol－1。
新人教版化学选修4第1章《化学反应与能量变化》章复习课件
中和 反应
三、书写热化学方程式应注意下列几点： ⒈需注明反应时的温度和压强。对于25℃ 、101kPa 时进行的反应可不注明。 ⒉需注明反应物和生成物的聚集状态或晶型，常用s、 l、g、aq分别表示固态、液态、气态、水溶液。 ⒊化学计量数只表示各物质的物质的量，可为整数或分 数。对于分数一般是以某一反应物或生成物为“1mol” 时的物质相对应。不能随便写分数。
6.已知反应：① 2C(s)＋O2(g)＝2CO(g) Δ H＝－221 kJ／mol ② 稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)＝H2O(l) Δ H＝－57.3 kJ／mol 下列结论不正确的是 A．碳的燃烧热大于110.5 kJ／mol B．①的反应热为221 kJ／mol C．稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3 kJ／mol D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出57.3 kJ 热量
4.红磷（P）和白磷（P4）均为磷的同素异形体。已知：
P4 ( s ) ＋ 5O2 ( g ) ＝ P4O10 ( s ) △H = -2983.2 kJ/mol P ( s ) ＋ 5/4O2 ( g ) ＝ 1/4P4O10 ( s ) △H = -738.5 kJ/mol
写出白磷转化为红磷的热化学方程式 ,由此可知，红磷比白磷 或“不稳定”）
⒋△H写在化学方程式的右边，以“+”表示吸热，以 “-”表示放热。△H的数值与反应式中的系数有关，单 位总是kJ· mol-1 。
四、中和热的测定 五、盖斯定律及其应用 ⒈盖斯定律的内容 化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有 关，而与反应的途径无关。也就是说，一个反应可 以分几步进行，则各分步反应的反应热之和与该反 应一步完成时的反应热是相同的。 ⒉盖斯定律的应用 进行很慢，或不易直接发生，或产品不纯的化学 反应，很难直接测得反应的反应热，可通过盖斯定律 获得它们的反应热数据。 利用盖斯定律求反应热时，应注意热化学方程 式在同乘（或除）一个数时，△H也要作相应变化； 物质的分子式可以相加减，△H同样也可以相加减。
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认识四个概念:
1.有效碰撞
3.活化能
2.活化分子
4.催化剂
简化后的有效碰撞模型
洁净容器中，混有物质的量比为2∶1 的Ｈ２和Ｏ２ 气体分子自由运动不断发生碰撞
只有少数碰撞会引起化学反应 有效碰撞
有效碰撞
1.什么是有效碰撞？
引起分子间的化学反应的碰撞
2、发生有效碰撞的条件： （1）发生碰撞的分子具有较高的能量。
H = 679kJ/mol － 862kJ/mol = －183kJ/mol 即：ΔH = E断键吸收－E成键放出
H2+Cl2 = 2HCl
点燃
所以：一个化学反应是放热还是吸热取决于
反应本质（微观）
取决于所有断键吸收的总能量与所有 形成新键放出的总能量的相对大小
5、反应热的计算
∆H＝ E生成物总能量－E反应物总能量 ΔH = E断键吸收－E成键放出
【巩固练习】：
1、1molC与1molH2O(g)反应生成1molCO(g)和1molH2(g)，需吸
收131.5kJ的热量，该反应的反应热为△H= ＋131.5kJ/mol 。
2、拆开1molH—H键、1molN—H键、1molN≡N键分别需要的能 量是436kJ、391kJ、946kJ，
(提示1: 3H2+N2=2NH3) － 92kJ/mol 则1molN2生成NH3的反应热为： ，
2、引起化学反应中的能量变化的原因：（宏观）
能 量 反应物 能 量 生成物
放出热量
反应物 生成物 反应过程（I）
吸收热量
反应过程（II）△H<0 放热反应：源自△H>0 吸热反应：
∆H＝ E生成物总能量－E反应物总能量
4、反应热产生的原因（微观） 679kJ/mol ①旧键断裂吸收能量： 新键形成放出能量： 862 kJ/mol
活化能
活化分子
E2 反应热
E2-E1
生成物 反应过程
E1活化能：活化分子所多出的那部分能量
归纳总结
一个反应要发生一般要经历哪些过程？
得到能量
普通 分子
活化 分子
合理 取向的 碰撞
有效 碰撞
活化能
新物质
能量
没加催化剂 能 量 E1 反应物
活化分子
E2 反应热 生成物
反应过程
加了催化剂
第一章第一节 化学反应与能量的变化
拆开1mol O2中的化学键要吸收496 kJ的能量，形成
水分子中的1mol H—O键要放出463 kJ的能量，试
计算2H2+ O2 = 2H2O反应热△H= —484kJ/mol
△H=（436×2+496-4×463）kJ/mol= —484kJ/mol
。
ΔH = E断键吸收－E成键放出
归纳总结
大多数化合反应 高温 （反例：CO2+C=CO2）
讨论：决定一个反应是放热反应还是吸热反应是由条件 （加热）决定的吗？
反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小
二、引起化学反应中的能量变化的原因：（宏观）
能 量 反应物 能 量 生成物
放出热量
反应物 生成物 反应过程（I）
吸收热量
反应过程（II）
放热反应：
铁 在 纯 氧 中 燃 烧 化学反应有新物质生成，伴有能量变化。 常表现为热量变化（还有光能、电能等）
知识回顾
放 热 反 应
一、常见的放热反应和吸热反应
所有燃烧反应 酸碱中和反应 活泼金属与酸、水的反应 吸 热 反 应
大多数分解反应 （反例：过氧化氢的分解）
H2还原CuO C(s)+H2O(g) Ba(OH)28H2O与NH4Cl 固体的反应
反应物总能量大于生成物总能量
吸热反应：
反应物总能量小于生成物总能量
三、反应热
焓变
1、反应热:化学反应过程中放出或吸收的热量。又称焓变
焓是与物质内能有关的物理量。
2、符号:H 单位：kJ/mol或 kJ· mol-1
注意：单位中的每mol 是与整个反应对应的
△H为“－”或＜0 3、表示：放热反应：
△H为“+”或＞0 吸热反应： 如：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H= -571.6kJ/mol △H= +67.2kJ/mol
1mol H2生成NH3的反应热为： －30.67kJ/mol 。(提示2: H2+1/3N2=2/3NH3)
△H=（436×3+946-6×391）kJ/mol =－92kJ/mol
△H=－92kJ/mol×1/3 = －30.67kJ/mol
3、已知拆开1mol H2中的化学键要吸收436 kJ的能量，
（2）分子在一定的方向上发生碰撞。
活化分子
3. 什么是活化分子？
具有较高能量，能够发生有效碰撞的分子
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。
思考：单位体积内活化分子数的多少又与什么有关？
活化能
活化能
4. 什么是活化能？
活化分子高出反应物分子平均能量的部分
科学探究
能 量 E1 反应物
能 量 反应物 能 量 生成物
反应物 生成物 反应过程（I） 反应过程（II）
放热反应： △H为“－”或＜0 吸热反应： △H为“+”或＞0
ΔH = E断键吸收－E成键放出