人教版高中化学选修四《化学反应原理》全套课件(342张)
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化学反应原理高中化学选修4全套课件
一些物质燃烧热
名称 石墨 金刚石 化学式 C(s) C(s) ΔH/kJ· -1 名称 mol -393.5 -395.0 乙烷 乙烯 化学式 C2H6(g) C2H4(g) ΔH/kJ· -1 mol -1559.8 -1411.0
氢气
H2(g)
-285.8
-283.0 -890.31
乙炔
乙醇 丙烷
30.5g
备用： 已知：S(s)+O2(g)=SO2(g) △H=- 290.6 kJ/mol 求1.6g硫燃烧成为SO2气体,放出多少热量？
14.53kJ
三、中和反应反应热的测定
1、中和热
酸与碱反应生成1mol H2O时释放的热量 称中和热。 数值：稀溶液中，强酸和强碱中和时 △H= -57.3kJ/mol
2、请分别写出石墨和金刚石燃烧的热化学方程 式。 C(石墨s）+ O2（g）= CO2（g） ΔH= -393.5 kJ/mol
C(金刚石s）+ O2（g）= CO2（g） ΔH= -395.0 kJ/mol
石墨与金刚石的燃烧热为什么不相同？ 因为石墨与金刚石的晶体结构不同,其具有 的能量也不相同
C2H2(g) ＋5/2O2 (g) = 2CO2 (g) ＋H2O（l） ΔH=－1300 kJ/mol
2C2H2 (g) ＋5O2 (g) = 4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH=－2600 kJ/mol
中和热 燃烧热
溶解热
。。。
反应热
一、燃烧热
1、定义
101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生 成稳定的氧化物时所放出的热量， 叫做该物质的燃烧热。 例子：CH4(g)+2O2 (g) =CO2 (g) +2H2O (l)
选修4化学反应原理全章上课
原理：基于牛顿 运动定律和分子 力场，模拟大量 分子的动力学演 化
应用：预测反应 速率、反应机理、 分子结构和性质 等
优势：能够考虑 分子间的相互作 用和溶剂效应， 提供更准确的预 测结果
蒙特卡罗模拟方法
定义：蒙特卡罗模拟是一种基于概率的数学方法，通过随机抽样来模拟系统的行为。
原理：通过大量随机抽样，对系统状态进行统计平均，从而得到系统行为的近似结果。
应用：在化学反应模拟中，蒙特卡罗模拟可以用来模拟分子间的相互作用和碰撞，以及反应的概率 和速率。
优点：能够处理复杂系统，提供定量的预测结果，并且可以处理不确定性。
计算化学在药物设计中的应用
计算化学在药物设计中 的作用：预测分子的性 质和行为，优化药物设 计过程
计算化学在药物筛选中 的应用：通过计算机模 拟，快速筛选出具有潜 在活性的候选药物
计算公式： ΔH=ΣE(反应物)ΣE(生成物)，其中ΣE 表示反应物和生成物 的总能量的和。
焓变与反应热的关系： 焓变是指体系的状态函 数变化量，其值等于反 应热与温度的比值。
焓变的意义：焓变可 以用来判断反应是否 自发进行，也可以用 来计算反应的平衡常 数和反应速率等。
熵变和自由能变
熵变：表示系 统混乱度的变 化，影响反应 自发进行的方
氢能源的储存和运输：采用高压或低温液态形式储存，通过管道或车辆运输
氢能源的应用场景：燃料电池汽车、电力储能、航空航天等
工业生产中的化学反应过程优化
反应原理的应用：通过了解化学反应原理，优化工业生产中的化学反应过程，提 高生产效率和产品质量。
催化剂的选择与优化：选择合适的催废物产生。
化学反应原理的应用领域
能源领域：燃料燃烧、核能利用等 工业生产：化工、冶金、制药等 环境保护：处理废弃物、降低污染等 科学研究：化学分析、材料合成等
选修四 化学反应原理 课件
化学选修四 化学反应原理第一章化学反应与能量变化课时1 化学反应与能量变化------基本概念【课标要求】1．了解化学反应中的能量变化、吸热反应、放热反应、反应热、燃烧热、中和热等概念。
2．掌握热化学方程式的含义，正确书写热化学方程式。
3．掌握有关燃烧热的简单计算。
4．初步了解新能源的开发。
【考点1】化学反应中能量变化的理解1、从化学键角度理解化合物里的原子或离子之间通过________相结合。
化学反应可以理解为旧键的断裂和新键的形成。
化学键是原子间一种强烈的相互作用，被打断时，要从外界吸收能量。
相应的，新键形成时，要向外界放出能量。
若旧键断裂时吸收的能量，大于新键形成时放出的能量，显然该反应为_________若旧键断裂时吸收的能量，小于新键形成时放出的能量，则该反应为_________任何化学反应，都伴随能量的变化，这种能量变化包括多种形式，主要以______形式体现。
2、从能量守恒角度理解任何物质有含有一定的能量，若反应物的能量比生物的能量少，根据能量守恒，多的那部分能量只能从外界吸收，反应为吸热反应，反之为放热反应。
换句话说，对于一个吸热反应，反应物的能量加上从外界吸收的能量，应该等于生成物的能量，放热反应同理。
如：2H 2 + O 2 = 2H 2O （放出Q kJ 热量） 2H 2O = 2H 2 + O 2 （吸收Q kJ 热量）从能量守恒的角度来看，2H 2 + O 2 – Q = 2H 2O 2H 2O + Q = 2H 2 + O 2整理后如下：2H 2 + O 2 = 2H 2O + Q 2H 2O = 2H 2 + O 2 – Q【思考】在同温、同压下，比较下列反应放出热量Q 1、Q 2的大小2H 2+ O 22H 2O -Q 2H 2+ O 22H 2O +Q①2H 2(g) + O 2(g) = 2H 2O(g) + Q 12H 2(g) + O 2(g) = 2H 2O(l) + Q 2②S(g) + O 2(g) = SO 2(g) + Q 1S(s) + O 2(g) = SO 2(g) + Q 2③C(s) + 1/2O 2(g) = CO(g) +Q 1C(s) + O 2(g) = CO 2(g) + Q 2④H 2(g) + Cl 2(g) = 2HCl(g) + Q 11/2H 2(g) + 1/2Cl 2(g) = HCl(g) + Q 23、常见放热反应、吸热反应常见放热反应：①大多数化合反应 常见吸热反应：①大多数分解反应②所有的燃烧反应 ②盐类的水解③酸碱中和反应 ③Ba(OH)2·8H2O 与NH 4Cl 反应④金属与酸反应4、吸热与加热需要加热的反应不一定是吸热反应，不需要加热的反应也不一定就是放热反应。
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恒(等)容过程：反应前后体积不变，压强改变 密闭容器、体积不变容器
2、焓变
焓：热力学状态函数。
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焓变符号：△H ②焓变单位：kJ/mol ③测量条件：恒压下，一般为敞口容器中 ④“+”：吸热，环境对体系做功自身能量增加
“-”：放热，体系对环境做功自身能量减少
燃烧热与中和热的区别与联系
相 同 能量变化 点 ΔH
反应物的量
燃烧热
放热反应
中和热
ΔH<0 , 单位 kJ/mol
1mol可燃物
可能是1mol也可 以是0.5mol(不限)
不 生成物的量
不限量
同 点 反应热
的含义
1mol反应物完全 燃烧时放出的热 量;不同的物质 燃烧热不同
H2O 1mol
酸碱中和生成 1molH2O时放出的热 量,强酸强碱间的中和 反应中和热大致相同, 均约为57.3kJ/mol
b、用一个量筒量取50mL 0.5mol/L盐酸， 倒入
小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记录。
把温度计上的酸用水冲洗干净。
c、用另一个量筒量取50mL 0.55mol/L氢氧化 钠，并用温度计测量氢氧化钠的温度，记录。
d、把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放 入小烧杯中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入 小烧杯（注意不要洒在外面），盖好盖板。用 环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确量取混 合溶液的最高温度，记为终止温度，记录。
2、拆开 lmol H—H键、lmol N－H键、 lmolN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、 946kJ，则1mol N2生成NH3的反应热为-92KJ/mol
，1mol H2生成NH3的反应热为 -30.7KJ/m。ol
2、焓变
焓：热力学状态函数。
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焓变符号：△H ②焓变单位：kJ/mol ③测量条件：恒压下，一般为敞口容器中 ④“+”：吸热，环境对体系做功自身能量增加
“-”：放热，体系对环境做功自身能量减少
燃烧热与中和热的区别与联系
相 同 能量变化 点 ΔH
反应物的量
燃烧热
放热反应
中和热
ΔH<0 , 单位 kJ/mol
1mol可燃物
可能是1mol也可 以是0.5mol(不限)
不 生成物的量
不限量
同 点 反应热
的含义
1mol反应物完全 燃烧时放出的热 量;不同的物质 燃烧热不同
H2O 1mol
酸碱中和生成 1molH2O时放出的热 量,强酸强碱间的中和 反应中和热大致相同, 均约为57.3kJ/mol
b、用一个量筒量取50mL 0.5mol/L盐酸， 倒入
小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记录。
把温度计上的酸用水冲洗干净。
c、用另一个量筒量取50mL 0.55mol/L氢氧化 钠，并用温度计测量氢氧化钠的温度，记录。
d、把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放 入小烧杯中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入 小烧杯（注意不要洒在外面），盖好盖板。用 环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确量取混 合溶液的最高温度，记为终止温度，记录。
2、拆开 lmol H—H键、lmol N－H键、 lmolN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、 946kJ，则1mol N2生成NH3的反应热为-92KJ/mol
，1mol H2生成NH3的反应热为 -30.7KJ/m。ol
人教版高中化学选修四全套课件
乙炔 C2H2(g) -1299.6
乙醇
C2H5OH( l)
-1366.8
丙烷 C3H8(g) -2219.9
苯 C6H6(l) -3267.5
1、能否根据式子
1/2CH4(g)+O2 (g) =1/2CO2 (g) +H2O(l) ΔH=-445.15kJ/mol
认为甲烷的燃烧热是445.15kJ/mol？ 2、已知： 2H2( g ) + O2 ( g) = 2H2O ( l ) ΔH= - 571.6 kJ/mol H2( g ) +1/2 O2 ( g) = H2O ( g ) ΔH= - 241.8 kJ/mol 求氢气的燃烧热。
3、反应热产生的原因
①从物质所具有的能量角度 放热反应： 反应物的总能量＞生成物的总能量
△H<0
吸热反应： 生成物的总能量＞反应物的总能量 △H>0
ΔH= -183 kJ/mol（理论值） ΔH= -184.6 kJ/mol（实验值）√
②从化学键的角度
化学键断裂——吸热 化学键形成——放热
4、常见吸热反应与放热反应
已知： H2O(g)=H2O(l) △H= － 44kJ/mol 是否可以求出氢气的燃烧热？
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H2=△H1+△H= － 285.8kJ/mol
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △ H2=－285.8kJ/mol
一、盖斯定律
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。 ——条条大路通罗马
890.31kJ/mol就是甲烷的燃烧热
2、注意问题：
①研究条件：25℃、 101 kPa ②反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物。
选修4化学反应原理全章全套章节复习课件
状态。
04
电化学原理
原电池的工作原理
原电池是一种将化学能转化为电 能的装置，由正负两个电极和电
解质溶液组成。
正负电极通过导线连接后，电子 从负极流向正极，形成电流。
电解质溶液中的阳离子向负极移 动，阴离子向正极移动，形成离
子电流。
电解池的工作原理
电解池是将电能转化为化学能的装置， 由电源、电极和电解质溶液组成。
实验安全
了解实验过程中可能存在 的安全隐患，掌握相应的 安全防护措施和应急处理 方法。
实验记录
在实验过程中及时记录实 验数据和现象，确保实验 结果的可追溯性和准确性。
实验数据处理与分析
数据处理
掌握实验数据的处理方法， 如平均值、标准差、误差 等计算，以及数据的图表 表示。
数据分析
通过对实验数据的分析， 探究化学反应的规律和机 制，为理论分析提供支持。
原两个过程。
有机化学反应的机理
亲核反应
反应过程中，亲核试剂进攻底 物分子中的带正电荷的原子或
基团。
亲电反应
反应过程中，亲电试剂进攻底 物分子中的带负电荷的原子或 基团。
自由基反应
反应过程中，自由基作为活性 中间体参与反应。
周环反应
通过环状过渡态进行的反应， 不需要经过活性中间体。
有机化学反应的应用
03
化学平衡原理
平衡常数
平衡常数定义
平衡常数是化学反应达到平衡状 态时，生成物浓度幂之积与反应
物浓度幂之积的比值。
平衡常数表达式
根据化学反应方程式，平衡常数 表达式可以表示为 K = [c(C)^p] / [c(D)^q]，其中 C 和 D 是反应 物和生成物，p 和 q 是它们的幂
指数。
04
电化学原理
原电池的工作原理
原电池是一种将化学能转化为电 能的装置，由正负两个电极和电
解质溶液组成。
正负电极通过导线连接后，电子 从负极流向正极，形成电流。
电解质溶液中的阳离子向负极移 动，阴离子向正极移动，形成离
子电流。
电解池的工作原理
电解池是将电能转化为化学能的装置， 由电源、电极和电解质溶液组成。
实验安全
了解实验过程中可能存在 的安全隐患，掌握相应的 安全防护措施和应急处理 方法。
实验记录
在实验过程中及时记录实 验数据和现象，确保实验 结果的可追溯性和准确性。
实验数据处理与分析
数据处理
掌握实验数据的处理方法， 如平均值、标准差、误差 等计算，以及数据的图表 表示。
数据分析
通过对实验数据的分析， 探究化学反应的规律和机 制，为理论分析提供支持。
原两个过程。
有机化学反应的机理
亲核反应
反应过程中，亲核试剂进攻底 物分子中的带正电荷的原子或
基团。
亲电反应
反应过程中，亲电试剂进攻底 物分子中的带负电荷的原子或 基团。
自由基反应
反应过程中，自由基作为活性 中间体参与反应。
周环反应
通过环状过渡态进行的反应， 不需要经过活性中间体。
有机化学反应的应用
03
化学平衡原理
平衡常数
平衡常数定义
平衡常数是化学反应达到平衡状 态时，生成物浓度幂之积与反应
物浓度幂之积的比值。
平衡常数表达式
根据化学反应方程式，平衡常数 表达式可以表示为 K = [c(C)^p] / [c(D)^q]，其中 C 和 D 是反应 物和生成物，p 和 q 是它们的幂
指数。
化学选修4《化学反应原理》(人教版)全部课件
一、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：
ΔH=生成物能量-反应物能量 放热反应：ΔH＜0或 ΔH为“-” 吸热反应：ΔH＞0 或ΔH为“+”
从化学键的角度理解反应与能量变化的关系
以H2+Cl2=2HCl为例
E1不能通过实验测得，∴没有实际的计算意义 Ⅱ：反应物分子断键时吸收的总能量Σ反与生成物分 子形成新化学键时释放的能量Σ生的相对大小 △H= Σ反－ Σ生 若： △H ＞ 0 则为吸热反应 △H为“+” ， Q＜0 △H ＜0 则为放热反应 △H为“-” ， Q＞0 Ⅲ：通过实验直接测得→掌握中和热的测定
一、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
单位： kJ/mol 或 kJ· mol-1
2、反应热描述的是化学反应前后的热量变化 3、反应热描述的是一定温度下的热量变化 4、任何化学反应都有反应热，表现为吸热反应或 者放热反应
★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
3、下列变化过程中会放出热量的是 （ D ） ①硝酸铵溶于水②物质的燃烧③苛性钠溶于水 ④生石灰放入水中 ⑤醋酸的电离 A．仅①⑤ B．仅②③ C．仅②④ D．②③④ 4、下列变化中，属于放热反应的是 （ B ） A.Ba(OH)2· 8H2O与NH4Cl的反应 B.点燃的镁条在二氧化碳中继续燃烧 C.灼热的碳与二氧化碳的反应 D.氯化钠溶于水
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讨论1： 在NaCl的饱和溶液中，再加入固体 溶质，固体会不会继续溶解？是否发生着溶 解过程？
探究1：
一昼夜后观……察发现：固体变为规则的立方体；
质量并未发生改变
思考：
形状不规则
得到什么启示？
的NaCl固体
饱和
饱和
溶液中
NaCl v(结晶)=v(溶解)
溶液
形状规则
的NaCl固
体
结论：NaCl的饱和溶液中存在溶解平衡
第四节 难溶电解质的溶解平衡
Dissolution electrolyte equlibrium
Qc＝c(Ag＋)2·c(CrO42-)
＝(2.5×10-6mol/L)2×3×10-5 mol/L ＝1.9×10－16
由于Qc<Ksp，所以无Ag2CrO4沉淀生成。
7.计算某离子开始沉淀的pH值
例：实验测得某水样中的铁离子的浓度为6×10-6mol·l-1 若要使水中的铁离子转化为沉淀，则溶液的PH值至少要 控制在多少以上？[已知Fe(OH)3的Ksp为2.6×10-39]
BaCl2
35.7
Fe(OH)3
3×10-9
思考：把AgCl固体加到水中都发生着怎 样的过程？
初始状态：Ｖ(溶解) > Ｖ(沉淀) 溶解平衡：Ｖ(溶解) = Ｖ(沉淀) 得到饱和AgCl溶液，建立溶解平衡
溶解
AgCl(s)
Ag＋(aq) + Cl－(aq)
沉淀
AgCl在水中溶解平衡
尽管AgCl固体难溶于
定：溶液中各离子浓度满 基保足 本持平 规不衡律变的。变化
变：当条件改变时，溶解平衡将发生移动
5、沉淀溶解平衡的影响因素
①内因：电解质本身的性质。 绝对不溶的物质是没有的 不同难溶物其溶解度差别也很大 只要是饱和溶液都存在溶解平衡。
探究1：
一昼夜后观……察发现：固体变为规则的立方体；
质量并未发生改变
思考：
形状不规则
得到什么启示？
的NaCl固体
饱和
饱和
溶液中
NaCl v(结晶)=v(溶解)
溶液
形状规则
的NaCl固
体
结论：NaCl的饱和溶液中存在溶解平衡
第四节 难溶电解质的溶解平衡
Dissolution electrolyte equlibrium
Qc＝c(Ag＋)2·c(CrO42-)
＝(2.5×10-6mol/L)2×3×10-5 mol/L ＝1.9×10－16
由于Qc<Ksp，所以无Ag2CrO4沉淀生成。
7.计算某离子开始沉淀的pH值
例：实验测得某水样中的铁离子的浓度为6×10-6mol·l-1 若要使水中的铁离子转化为沉淀，则溶液的PH值至少要 控制在多少以上？[已知Fe(OH)3的Ksp为2.6×10-39]
BaCl2
35.7
Fe(OH)3
3×10-9
思考：把AgCl固体加到水中都发生着怎 样的过程？
初始状态：Ｖ(溶解) > Ｖ(沉淀) 溶解平衡：Ｖ(溶解) = Ｖ(沉淀) 得到饱和AgCl溶液，建立溶解平衡
溶解
AgCl(s)
Ag＋(aq) + Cl－(aq)
沉淀
AgCl在水中溶解平衡
尽管AgCl固体难溶于
定：溶液中各离子浓度满 基保足 本持平 规不衡律变的。变化
变：当条件改变时，溶解平衡将发生移动
5、沉淀溶解平衡的影响因素
①内因：电解质本身的性质。 绝对不溶的物质是没有的 不同难溶物其溶解度差别也很大 只要是饱和溶液都存在溶解平衡。