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1、化学反应原理,绪 言,绪 言,问题：,1、化学研究的核心问题是：,2、化学中最具有创造性的工作是：,3、如何实现这个过程？,化学反应,设计和创造新的物质以及从物质的变化过程中储存和释放能量,通常是利用已发现的原理来进行设计并实现这个过程,4、所以我们必须对什么要清楚才能做到？,对化学反应的原理的理解要清楚,我们才能知道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，如何控制化学反应才能为人所用！,这就是学习化学反应原理的目的,那么,研究化学反应原理包含哪些基本内容？,情景1,问题:为什么难易程度不同，与什么有关系？,结论：影响化学反应速率的根本原因 是反应物本身的性质。,
2、内因,点燃,加热,高温、高压、催化剂,易,易,难,情景2,将H2+O2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爆炸反应，而且只要配比相当，可以完全转化成生成物。这说明了什么？,不同的外界条件都能够改变化学反应的速率。,结论:,情景3,H2+N2即使在高温、高压、催化剂的条件下反应也不能完全转化为生成物，这又说明了什么？,有些反应是有一定限度的,综 上 所 述,结论：,化学反应原理所研究的范围是,1、化学反应与能量的问题,2、化学反应的速率、方向及限度的问题,3、水溶液中的离子反应的问题,4、电化学的基础知识,那么,如何来研究一个反应，研究化学反应原理的基本方法和思路是怎样？
3、,即:我们从哪些方面来认识一个反应!,先认识几个概念:,1、有效碰撞,2、活化分子,3、活化能,4、催化剂,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,结论：,分子间的碰撞是发生化学反应的必要条件,而有效碰撞是发生化学反应的充分条件,推论：,某一化学反应的速率大小与,单位时间内有效碰撞的次数有关,为什么有的碰撞可以发生反应，而有的不能发生反应?与哪些因素有关系？,问题：,活 化 分 子,什么是活化分子？,具有较高能量，能够发生有效碰撞的分子,结论：,发生有效碰撞的分子一定是活化分子，但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞。,推论：,有效碰撞次数的多少与,单位体积内反应物中活化分
4、子的多少有关。,活化分子的多少又与什么有关？,问题:,活 化 能,活化分子高出反应物分子平均能量的部分,看图：P3,活化能的大小意味着一般分子成为活化分子的难易。但对反应前后的能量变化无影响,能量,反应过程,E1,E2,反应物,生成物,活化分子,活化能,活化分子变成生成物分子放出的能量,该反应是吸热反应还是放热反应?,反应热,活化分子的多少又与什么有关？,活化能与反应热有关吗?,活化能,活 化 能,什么是活化能？,活化分子高出反应物分子平均能量的部分,能量,反应过程,E1,E2,反应物,生成物,活化分子,活化能,活化分子变成生成物分子放出的能量,反应热,活化能,结论：,活化分子的多少与该反应的
5、活化能的大小有关，,活化能的大小是由反应物分子的性质决定，,内因,推论:,活化能越小则一般分子成为活化分子越容易，,则活化分子越多，,则单位时间内有效碰撞越多，,则反应速率越快。,对于“活化能的大小虽然意味着一般分子成为活化分子的难易，但是却对这个化学反应前后的能量变化并不产生任何影响”这一句话如何理解？,问题1：,活化能为“0”的例子是怎么回事？,问题2：,最后再看看HI反应的例子,催化剂作用:可以降低化学反应所需的活化能,也就等于提高了活化分子的百分数,从而提高了有效碰撞的频率.反应速率大幅提高.,催化剂,归 纳 总 结,一个反应要发生一般要经历哪些过程？,普通分子,活化能,活化分子,合理
6、取向的碰撞,有效碰撞,解 释 问 题,1、为什么可燃物有氧气参与，还必 须达到着火点才能燃烧？,2、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 化学反应速率，试想一下为什么 催化剂能提高反应速率？,日积月累，你一定会有许多意想不到的收获！,化学反应原理,新课标人教版选修四,第一章化学反应与能量,第一节化学反应与能量的变化（第一课时）,引 言,我们知道：一个化学反应过程中，除了生成了新物质外，还有,能量变化,热能,电能,光能,思考,1、你所知道的化学反应中有哪些是放热反应？能作一个简单的总结吗？,活泼金属与水或酸的反应、酸碱中和反应、燃烧反应、多数化合反应,反应物具有的总能量 生
7、成物具有的总能量,2、你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应？能作一个简单的总结吗？,反应物具有的总能量 生成物具有的总能量,多数的分解反应、氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应、水煤气的生成反应、炭与二氧化碳生成一氧化碳,当能量变化以热能的形式表现时：,化学反应,放热反应：,吸热反应：,我们知道：一个化学反应同时遵守质量 守恒定律和能量守恒，那么 一个反应中的质量与能量有 没有关系呢？,有,能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础，二者密不可分，但以物质为主。能量的多少则以反应物和产物的质量为基础。,那么化学反应中能量到底怎样变化,第一节 化学反应与能量的变化,一、反应热 焓变,问题：,化学反应过程
8、中为什么会有能量的变化？（用学过的知识回答）,化学反应的实质就是反应物分子中化学键断裂，形成新的化学键，从新组合成生成物的分子的过程。旧键断裂需要吸收能量，新键形成需要放出能量。而一般化学反应中，旧键的断裂所吸收的总能量与新键形成所放出的总能量是不相等的，而这个差值就是反应中能量的变化。所以化学反应过程中会有能量的变化。,看下面的例子,你从图中发现了什么？1、2、3、,观察下列示意图：,你发现了吗？,化学键断裂时吸收总能量=化学键形成时放出总能量=,679kJ,862kJ,反应热 焓变,化学反应过程中所释放或吸收的能量，都可以热量（或换算成相应的热量）来表述，叫做反应热，又称为“焓变”。,符号
9、：H，单位：kJ/mol 或 kJmol-1,思考,能量如何转换的？能量从哪里转移到哪里？体系的能量如何变化？升高还是降低？环境的能量如何变化？升高还是降低？规定放热反应的H 为“”，是站在谁的角度？体系还是环境？,放热反应中,环境,1、定义：,化学反应过程中所释放或吸收的热量，叫做反应热，又称为“焓变”,2、符号：,H,3、单位：,KJ/mol,4、规定：,（1）、反应体系的能量降低（即 放热反应），则H为“”；,（2）、反应体系的能量升高（即 吸热反应），则H为“”；,即：,当H为“”（H0）时，为放热反应,当H为“”（H0）时，为吸热反应,化学反应原理,新课标人教版选修四,江苏省淮安中学
10、 张正飞2006年8月14日,第一章化学反应与能量,第一节化学反应与能量的变化（第二课时）,复习回忆,1、催化剂为什么能够加快反应速度？2、什么是有效碰撞、活化分子、活化能？3、化学反应中能量变化的主要原因？4、你了解“即热饭盒吗？知道是什么原理吗？5、什么是反应热（焓变）,1、定义：,化学反应过程中所释放或吸收的热量，叫做反应热，又称为“焓变”,2、符号：,H,3、单位：,KJ/mol,4、规定：,（1）、反应体系的能量降低（即 放热反应），则H为“”；,（2）、反应体系的能量升高（即 吸热反应），则H为“”；,即：,当H为“”（H0）时，为放热反应,当H为“”（H0）时，为吸热反应,放热反
11、应,H,为“”或H 0,吸热反应,H,为“+”或H 0,H,E（生成物的总能量）E（反应物的总能量）,H,E（反应物的键能）E（生成物的键能）,1：1molC与1molH2O(g)反应失成lmol CO(g)和1mol H2(g)，需要吸收131.5kJ的热量，该反应的反应热为H=kJ/mol。,2：拆开 lmol HH键、lmol NH键、lmolNN键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kj，则1mol N2生成NH3的反应热为，1mol H2生成NH3的反应热为。,131.5,-92KJ/mol,-30.7KJ/mol,练 习,预测,若干化学键的键能（kJ/mol，25）,H2
12、+F2=2HF H2+Cl2=2HCl 3、预测当生成2 mol HF和2 mol HCl时，哪个 反应放出的热量多？,石墨能否自动转化为金刚石？采取什么措施有可能将石墨转化为金刚石？,二、反应热数据的用途,1、判断反应发生的难易,2、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。,课堂练习,1、下列说法正确的是A、需要加热方能发生的反应一定是吸热反应B、放热的反应在常温下一定很易发生C、反应是放热的还是吸热的必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小D、吸热反应在一定的条件下也能发生,CD,2、反应C(石墨)C(金刚石)是吸热反应,由此可知A、石墨比金刚石更稳定B、金刚石和石
13、墨可以相互转化C、金刚石比石墨稳定D、金刚石和石墨不能相互转化,课堂练习,AB,我们认识了反应热，那么怎样书写表示化学反应热的化学方程式？,热化学方程式（阅读课本例1与例2）,三、热化学方程式的书写,1、热化学方程式定义：,表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。,归纳总结,2、正确书写热化学方程式应注意：,（1）书写热化学方程式要注明反应的温度和压强，（为什么？）而常温、常压可以不注明，即不注明则是常温、常压。,（2）标出了反应物与生成物的状态，（为什么要标出？）,（3）写出了反应热，还注明了“”，“”,（4）方程式中的计量系数可以是整数也可以 是分数。,问题：,反应物和生成物前的系
14、数它代表了什么？在方程式中H它表示了什么意义？H的值与什么有关系？,热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数，表示对应物质的物质的量。,H(KJ/mol)它表示每摩尔反应所放出的热量，,H的值与方程式中的计量系数有关，即对于相同的反应，当化学计量数不同时，其H不同。,例 题,1、当1mol气态H2与1mol气态Cl2反应生成2mol气态HCl，放出184.6KJ的热量，请写出该反应的热化学方程式。,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)H=-184.6KJ/mol,而这些书写也是对的,写出下列反应的热化学方程式,课堂练习,1、1molN2(g)与适量O2(g)反应生成NO(g)，需吸
15、收68kJ的热量；2、2molCu(s)与适量O2(g)反应生成CuO(s)，放出314kJ热量；,3、1g 硫粉在氧气中充分燃烧放出 9.36kJ热量，写出硫燃烧的热化学方程式。,4、4g CO在氧气中燃烧生成CO2，放出 9.6kJ热量，写出CO燃烧的热化学方程式。,5、在一定条件下，氢气和甲烷燃烧的化学方程式为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);H=572 kJ/mol CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);H=890 kJ/mol由1mol 氢气和2mol甲烷组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时放出的热量为多少。,2066KJ,6、在一定条件下，氢气和丙烷燃
16、烧的化学方程式为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);H=572 kJ/molC3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l);H=2220 kJ/mol5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ，则氢气和丙烷的体积比为(A)1:3(B)3:1(C)1:4(D)1:1,B,7、已知（1）H2(g)1/2O2(g)H2O(g)H1=a kJ/mol（2）2H2(g)O2(g)2H2O(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则a、b、c、d的关系正确的是。A、ad0 C、2a=b0,C,课后作业,完成课本,
