第01讲 化学反应的热效应 -【暑假衔接班】2023年新高二化学暑假精品衔接课程（沪科版2020选择性必修1）

第01讲 化学反应与能量变化 · 教学目标 1. 知道内能概念，认识物质内能与物质的聚集状态，所处环境的温度与压强等因素原因。 2. 知道焓和焓变，认识焓变与反应热的关系，理解并绘制相关反应的焓变示意图。 3. 理解化学反应热效应的微观反应本质原因，能够根据相关数据进行一些简单的分析和计算 4. 初步形成从能量变化的视角认识化学反应的研究思路。 模块一 系统的内能 知识预习 · 内能，符号U，是系统内各种形式能量的总和，例如系统中分子的动能(分子运动包括平动、转动和振动三种形式)、分子内电子运动的能量、原子核内的能量分子间作用能等等，难以胜数，随认识的深化不断发现新的能量形式，但有一点是肯定无疑的，任何系统在一定状态下内能是一定的，因而热力学能是状态函数。热力学能的绝对值难以确定，也无确定的必要，我们关心的是热力学能的变化，只要终态始态一定，热力学的变化量U是一定的。 · · 1g水从____到_____到____其内能处于逐渐升高的趋势。 · 内能的变化可以体现在状态变化的过程中，也可以是反应物转化为生成物的过程中系统内能的变化，系统内能的变化用符号△U来表示。 【例1】下列关于内能和内能变化的叙述正确的是 A．内能是体系内物质所含的能量总和 B．内能只与物质的种类、数量以及聚集状态有关 C．系统的内能可以通过实验测得 D．内能变化就是反应热 【例2】下列反应的能量变化与示意图相符的是 A．NaOH溶液与稀盐酸的反应 B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 C．木炭的燃烧 D．钠与水反应 模块二 化学反应的焓变 知识预习 · 反应热 化学反应过程中发生物质变化的同时，常常伴有能量的变化。这种能量的变化常以热能的形式表现出来，叫做反应热，用符号Q表示。系统从环境吸热，Q>0;系统对环境放热，Q<0. 类型比较 放热反应 吸热反应 定义 有热量放出的化学反应 吸收热量的化学反应 形成原因 反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量 反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量 与化学键强弱关系 生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子断裂旧键时吸收的总能量 生成物分子成键时释放出的总能量小于反应物分子断裂旧键时吸收的总能量 表示方法 Q>0 Q<0 图示 · 常见的放热反应和吸热反应 （1）常见的放热反应：能自发进行的氧化还原反应（较活泼的金属与酸反应、燃烧反应、中和反应、金属的氧化反应）、铝热反应、由不稳定物质变为稳定物质的反应、多数化合反应、氯酸钾的分解、高压下石墨转化为金刚石。 （2）常见的吸热反应：多数的分解反应，氯化铵和氢氧化钡晶体的反应，碳、一氧化碳和氢气作还原剂的反应，电离和水解，常压下石墨转化为金刚石。 · 焓 为了描述热化学反应前后物质能量的变化，科学家们提出来一个物理量“焓”，用符号H表示。 规定在等压条件下的化学反应，如果反应中物质的能量全部转化成热能，那么反应前后物质焓的变化就等于反应热，即△H=Qр，焓变的单位通常为KJ/mol，其中Qр为等压条件下的反应热。 所以化学反应的焓变△H=H(生成物)—H(反应物)，若△H＞0为吸热反应，若△H<0反之为放热反应。 H₂(g)+1/2O₂(g)=H₂O(l) △H=-285.8KJ/mol 2 HgO(s) = 2 Hg(l) + O2(g) △H=182KJ/mol · Q=∑生成的键能 － ∑反应物的键能 化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成(或拆开)1 mol化学键时释放(或吸收)的能量。 【例3】 SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S－F键。已知：1molS(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ,断裂1molF－F 、S－F键需吸收的能量分别为160kJ、330kJ。则S(s)＋3F2(g)SF6(g)的焓变为：A．＋1780kJ B．＋1220 kJ C．＋450 kJ D．－430 kJ 【例4】白磷与氧可发生如下反应：P4＋5O2P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P－P：a kJ·mol－1、P－O： b kJ·mol－1、P＝O： c kJ·mol－1、O＝O：d kJ·mol－1。根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的焓变，其中正确的是 A． －(6a＋5d－4c－12b)kJ B．－(4c＋12b－6a－5d)kJ C．－(4c＋12b－4a－5d)kJ D．－(4a＋5d－4c－12b)kJ 对点训练 1．2023年5月10日，天舟六号货运飞船成功发射，标志着我国航天事业进入到高质量发展新阶段。下列不能作为火箭推进剂的是 A．液氮-液氢 B．液