焓变-反应热上课课件

第一章化学反应与能量本章包括“化学反应与能量的变化”、“燃烧热能源”和“化学反应热的计算”三节，属于热化学基础知识．热化学是研究化学反应热现象的科学．在必修2中，已初步学习了化学与热能的知识，对化学键与化学反应中的能量变化的关系、化学能与热能的相互转化有了一定的认识，本章是在此基础上的扩展与提高．能源是人类生存和发展的重要物质基础，本章通过对化学能与热能转化规律的研究，认识热化学原理在生产、生活和科学研究中的应用，了解化学在解决能源危机中的重要作用，知道节约能源提高能量利用率的实际意义．第一节化学反应与能量的变化第一课时焓变反应热1．化学反应过程中，不仅有物质的变化，还有能量的变化。这种能量的变化常以____、_______、_______等形式表现出来。热能电能光能知识回顾2．化学反应中的能量变化，通常主要表现为______的变化。对化学反应，以反应过程中放热或吸热为标准划分，分为放热反应和吸热反应两种类型。有热量________的反应叫做放热反应，需要_________热量的反应叫做吸热反应。热量放出吸收思考1、你所知道的化学反应中有哪些是放热反应？2、你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应？思考燃烧,中和反应,活泼金属与水、酸,大多数化合反应大多数分解反应,Ba(OH)2.8H2O+NH4Cl,以C，H2，CO为还原剂的氧化还原反应（如：C+CO2,H2+CuO,C+H2O）注意：浓硫酸，NaOH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2.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？能量变化与物质变化有没有关系？(2)焓变：一个化学反应的生成物与反应物的焓值之差。即：ΔH＝H(生成物)－H(反应物)一、焓变反应热1．焓和焓变(1)焓：是一个与内能有关的物理量，符号：H。符号：ΔH单位：kJ/mol或kJ·mol－12．反应热（1）定义：化学反应过程中所释放或吸收的能量叫做反应热。焓变和反应热是什么关系？在恒压条件下进行的反应，其反应热就是焓变．因此它们的符号均为ΔH，单位也相同．符号：ΔH单位：kJ/mol或kJ·mol－1说明：①反应热可以通过实验直接测得。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。放热反应：吸热反应：ΔH＜0或ΔH为“－”ΔH＞0或ΔH为“＋”（2）ΔH的表示方式放热反应物生成物焓反应过程△H＜0吸热反应物生成物焓反应过程△H＞0反应物总能量高生成物总能量低能量反应进程释放能量①反应物的总能量生成物的总能量，反应放出能量。化学反应中能量变化的原因1.宏观：反应物和生成物的总能量相对大小大于△H0能量反应进程反应物总能量低生成物总能量高吸收能量②反应物总能量生成物总能量，反应吸收能量。小于△H0化学反应中能量变化的原因2.微观：化学键的断裂和形成（本质）①断开化学键吸收的总能量形成化学键释放出的总能量，反应放出能量。能量反应进程断键吸收能量成键释放能量HClClH----释放能量小于HClClH△H0②断开化学键吸收的总能量形成化学键释放出的总能量，反应吸收能量。能量反应进程成键释放能量CaCO3吸收能量断键吸收能量CaOCO2大于△H0（3）ΔH的计算方法：ΔH=E（反应物总键能）—E（生成物总键能）△H=E化学键断裂吸收总能量—E化学键形成释放总能量△H=E生成物总能量—E反应物总能量1.以H2与Cl2反应为例。实验测得1molH2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=化学键形成时放出总能量=679kJ862kJ反应热的计算：H=679kJ/mol—862kJ/mol=–183kJ/mol【思考与交流】2：拆开1molH－H键、1molN－H键、1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则1molN2生成NH3的反应热为△H=－92.0kJ/mol3．已知H—H键的键能为436kJ/mol，N—H键的键能为391kJ/mol，根据化学方程式：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ/mol，则N≡N键的键能是()A．431kJ/molB．946kJ/molC．649kJ/molD．896kJ/molB放热反应吸热反应键能变化反应物总键能生成物总键能反应物总键能生成物总键能能量变化反应物的总能量.生成物的总能量反应物的总能量.生成物的总能量表现形式联系小于大于△H﹤0或△H为“—”大于小于△H﹥0或△H为“+”二、吸热反应和放热反应的比较键能越大，物质能量越低，越稳定；反之键能越小，物质能量越高，越不稳定。石墨、金刚石哪个更稳定？C(石墨s)C(金刚石s)ΔH=+1.9kJ/mol活学活用判断物质的稳定性3)根据反应物和生成物的键能差判断。若反应物的总键能大于生成物的总键能，则为吸热反应；若反应物的总键能小于生成物的总键能，则为放热反应。2)根据反应物和生成物的总能量差判断。若E(反应物)E(生成物)，则为放热反应；若E(反应物)E(生成物)，则为吸热反应。4)根据反应类型或具体的化学反应判断。如所有的燃烧反应、酸、碱中和反应都属于放热反应。三、判断一个化学反应是放热反应还是吸热反应的方法②当ΔH为“＋”或ΔH0时，为吸热反应①当ΔH为“－”或ΔH0时，为放热反应1)根据ΔH的“＋”和“－”判断。1需要加热发生的反应一定是吸热反应吗？2只要吸热就是吸热反应，放热就是放热反应？一、反应热、焓变从焓变角度看：ΔH＝生成物的焓－反应物的焓从能量角度看：ΔH＝生成物能量－反应物能量从键能角度看：ΔH＝反应物总键能－生成物总键能放热反应：吸热反应：ΔH＜0或ΔH为“－”ΔH＞0或ΔH为“＋”1．判断正误(正确打“√”号，错误打“×”号)。(1)化学变化过程是原子的重新组合过程。(2)任何条件下，化学反应的焓变都等于化学反应的反应热。(3)伴有能量变化的物质变化一定都是化学变化。(4)化学反应中的能量变化都是以热能形式表现出来的。(5)化学反应可分为吸热反应和放热反应。(6)吸热反应过程是化学能转变为热能的过程。(7)生成物总能量高于反应物总能量的反应是吸热反应。(8)物质具有的能量越高，物质的稳定性越强。√√√×××××2.已知反应A＋B＝C＋D为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是（）A.A的能量一定高于CB.B的能量一定高于DC.A和B的总能量一定高于C和D的总能量D.该反应为放热反应，故不必加热就一定能发生C3.氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，在反应中，破坏1molH－H键消耗的能量为Q1kJ，破坏1molO=O键消耗的能量为Q2kJ，形成1molH－O键释放的能量为Q3kJ。下列关系式中肯定正确的是（）A.2Q1+Q24Q3B.2Q1+Q24Q3C.Q1+Q2Q3D.2Q1+Q22Q3B反应热计算1.1molC与1molH2O(g)反应生成lmolCO(g)和1molH2(g)，需要吸收131.5kJ的热量，该反应的反应热为△H=kJ/mol。＋131.5课外作业：1.拆开lmolH-H键、lmolN-H键、lmolN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则1molN2生成NH3的反应热为，1molH2生成NH3的反应热为。2.某些化学键的键能如下表(kJ·mol－1)(1)1molH2在2molCl2中燃烧，放出热量________kJ。(2)在一定条件下，1molH2与足量的Cl2、Br2、I2分别反应，放出热量由多到少的顺序是________。a．Cl2＞Br2＞I2b．I2＞Br2＞Cl2预测1molH2在足量F2中燃烧比在Cl2中放热________。键H—HBr—BrI—ICl—ClH—ClH—IH—Br键能436193151247431299356已知：H2(g)＋O2(g)＝H2O(g)，反应过程中能量变化如图所示，请回答下列问题。(1)a、b、c分别代表什么意义？a：__________________；b：________________；c：__________________。(2)该反应是________________反应(填“放热”或“吸热”)，ΔH______________0(填“＞”、“＜”或“＝”。)[答案](1)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(2)放热＜1．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()提示：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．提示：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()提示：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．6.①Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，②C＋CO2=====△2CO，上述反应中属于吸热反应的是，属于放热反应的是。②①4．反应物的总能量高于生成物的总能量时该反应放热()提示：正确．5．反应物的总键能大于生成物的总键能时，该反应放热()提示：错误．因为破坏反应物的化学键要吸热，生成物形成新的化学键时要放热，吸收的热量大于放出的热量，因此反应吸热．[特别关注]化学反应中的能量变化通常以热量形式表现出来．但化学能也可转化为其他形式的能，如化学能转化为光能、电能、内等．不论如何转化，均遵循能量守恒定律．考查点一焓变、反应热[例1]对于放热反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)，下列说法正确的是()A．生成物H2O所具有的总焓高于反应物H2和O2所具有的总焓B．反应物H2和O2所具有的总焓高于生成物H2O所具有的总焓C．反应物H2和O2所具有的总焓等于生成物H2O所具有的总焓D．反应物H2和O2比生成物H2O稳定[解析]反应物总焓高于生成物总焓的反应是放热反应，反应物总焓低于生成物总焓的反应是吸热反应．焓值越低，物质越稳定．[答案]B1．由右图分析，下列说法正确的是()A．A→B＋C和B＋C→A两个反应吸收或放出的能量不等B．A→B＋C是放热反应C．A具有的总能量高于B和C具有的能量总和D．A→B＋C是吸热反应，则B＋C→A必然是放热反应解析：根据能量守恒可知，正逆两个过程中的能量变化的数值是相等的，只是一个过程吸热，另一个过程放热；A的能量低，而B＋C的能量高，所以反应A→B＋C应是一个吸热反应．答案：D考查点二键能和反应热的关系[例2]化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程．其键能是两种原子间形成1mol新键(或其逆过程)时释放(或吸收)的能量．已知H—H键的键能为436kJ/mol，Cl—Cl键的键能为243kJ/mol，H—Cl键的键能为431kJ/mol，则H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应热(ΔH)等于()A．－183kJ/molB．＋183kJ/molC．－862kJ/molD．＋862kJ/mol[解析]原子间形成1mol新键与拆开1mol旧键的能量变化相同，所以键能既是形成1mol新键所放出的能量，也是拆开1mol旧键所吸收的能量．化学反应过程中，ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和．故选A.A[关键一点]计算反应热时，用键能计算为反应物键能总和减去生成物键能总和，用物质的能量计算，则为生成物的总能量减去反应物的总能量．2．已知H—H键的键能为436kJ/mol，N—H键的键能为391kJ/mol，根据化学方程式：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ/mol，则N≡N键的键能是()A．431kJ/molB．946kJ/molC．649kJ/molD．896kJ/mol解析：化学反应的本质是反应物分子旧键断裂(吸收能量)，生成物分子新键形成(放出能量)，反应热等于生成物的键能之和减去反应物的键能之和．设N≡N键的键能为E(N≡N)，则有2mol×3×391kJ/mol－1mol·E(N≡N)－3mol×436kJ/mol＝92