内容正文:
课时2
反应热与焓变
第一节 反应热
1
01
学习目标
CONTENT
焓的概念
02
焓变的意义及分析
03
反应热的应用
2
引课视频 自热锅发热原理
自热火锅里面的加热包主要成分是焙烧硅藻土、铁粉、铝粉、氯化钙、生石灰、碳酸钠等,不同的商家可能存在成分上的差别,但是自热火锅加热的原理都是生石灰遇水变成熟石灰,铝与碱反应等从而释放热能并产生水蒸气,达到煮熟食物的作用。
CaO + H2O = Ca(OH)2
Ca(OH)2+Na2CO3= 2NaOH+CaCO3
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
通过视频你了解自热火锅发热原理了吗?
【思考与讨论】
化学反应过程中为什么会产生反应热?为什么有的化学反应释放热量,有的化学反应吸收热量?
化学反应之所以会产生反应热是因为化学反应前后体系的内能(符号为U)发生了变化。内能是体系内物质的各种能量的总和,受温度、压强和物质的聚集状态等影响。
【思考】在科学研究和生产实践中,化学反应通常是在等压条件下进行的。如何描述等压条件下的反应热?
【思考与讨论】
1、内能(符号为U)
内能是体系内物质的各种能量的总和。
放热反应
吸热反应
u
u
化学反应不仅遵循质量守恒定律也遵循能量守恒定律
内能受温度、压强和物质的聚集状态等影响
U(水蒸气)>U(液体水)>U(冰)
宏观角度认识反应热
为了描述等压条件下的反应热,科学上引入了一个与内能有关的物理量
影响因素:
符号:H 单位:kJ·mol-1。
反应物本身的性质
物质的状态:气态(g) > 液态(l)>固态(s)温度:T↑→H↑
压强:P↑→H↑
能量越低,物质越稳定
焓
Δ H < 0
反应物
反应过程
焓 (H)
生成物
Δ H > 0
焓 (H)
反应过程
生成物
反应物
ΔH=H生成物-H反应物
放热反应
吸热反应
(体系内能降低):∆H < 0,∆H为“-”
(体系内能升高):∆H > 0,∆H为“+”
在等压条件下进行的化学反应,其反应热等于反应的“焓变”
kJ/mol 或 kJ • mol-1
单位:
数学表达式:
焓变(符号为△H)
能量
反应物
生成物
能量
反应物
生成物
放热反应
吸热反应
能量守恒角度
E反应物>E生成物
E反应物<E生成物
宏观方面
反应物
生成物
化学反应
键断裂
键生成
原子重新组合
吸收能量
放出能量
吸收能量 > 释放能量
吸热反应ΔH>0
化学反应的实质:旧的化学键断裂和新的化学键形成过程。
吸收能量 < 释放能量
放热反应ΔH<0
微观角度认识反应热的实质
H
H
Cl
Cl
吸收能量
436kJ/mol
吸收能量
243kJ/mol
Cl
H
Cl
H
释放能量
431kJ/mol
释放能量
431kJ/mol
断键后能量升高
Cl
Cl
+
H
H
+
+
+
成
键
后能量降低
反应热 △H=679-862= -183 kJ/mol
②微观方面
微观方面
吸热反应
放热反应
E反应物 > E生成物
E反应物<E生成物
ɛ反应物 < ɛ生成物
ɛ反应物>ɛ生成物
ΔH =E生成物-E反应物<0 ΔH 为 “-”
ΔH =E生成物-E反应物>0 ΔH 为 “+”
ΔH =ɛ反应物 -ɛ生成物<0 ΔH 为 “-”
ΔH =ɛ反应物-ɛ生成物 >0 ΔH 为 “+”
ΔH=生成物总能量-反应物总能量
ΔH=反应物总键能-生成物总键能
1:已知 C(石墨,s)= C(金刚石,s)ΔH = +1.9kJ/mol 判断石墨、金刚石哪个更稳定?
金刚石
石墨
物质能量、键能与稳定性的关系:
1.键能越大,破坏该化学键需要的能量越高,该化学键越难断裂,所以物质越稳定
2.物质能量越低,物质越稳定
石墨更稳定
【课堂练习】
2、白磷与氧可发生如下反应:P4+5O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为:P—P akJ/mol、P—O bkJ/mol、 P=O ckJ/mol、O=O dkJ/mol,根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的△H为 。
-(4c + 12b -6a -5d ) kJ/mol
+5 =
【课堂练习】
3.已知 HH键、NH键、NN键键能分别是436 kJ/mol、391 kJ/mol、946 kJ/mol,则1 mol N2(g)转化为NH3(g)时的