1.1化学反应与能量变化（同步课件）-高二化学同步精品课堂（沪科版2020选择性必修第一册）

第一节 化学反应与能量变化 第一章 化学反应的热效应 授课人： 学习目标 1.理解能量守恒定律在化学反应中的应用 2.知道内能的含义 3.知道化学反应中的能量转化形式 4.了解反应焓变与反应热的关系 思考 U、Q、W分别表示什么？有什么关系？ ▷ U 『内能』系统内物质各种能量的总和 ▷ Q 『热』系统与环境之间由于温度差交换或传递的能量 ▷ W 『功』除热以外，其他各种形式传递的能量 系统 环境 当系统处于一定状态时，系统就具有确定的内能，当温度、压强、物质的聚集状态等发生改变，内能也随之改变。 一、系统的内能 系统内能的绝对值无法直接获得， 但内能的变化可以体现在状态变化的过程中。 ΔU 一、系统的内能 能量变化 化学反应 热 功 二、化学反应的焓变 化学反应 热能 电能 光能 …… 声能 化学能 化学反应实现了化学能与其他能量形式之间的转化，其中化学能与热能之间的转化是最常见的一种形式。 Q<0 系统 环境 二、化学反应的焓变 反应热 在一定温度下，化学反应过程中吸收或释放的热称为化学反应的热效应。 表示： Q 系统从环境吸热 系统对环境放热 Q>0 实验探究： 碳酸氢钠与柠檬酸反应的热效应 二、化学反应的焓变 碳酸氢钠与柠檬酸反应的系统温度变化 产生 反应热 体系 内能改变 等压 反应热 在化工生产和科学实验中，化学反应通常是在敞口容器中进行的，反应体系的压强与外界压强相等，即反应是在等压条件下进行的。 二、化学反应的焓变 焓是与内能有关的物理量，用符号H表示。 Qp 二、化学反应的焓变 单位： kJ·mol-1 人们常用系统的焓的变化，即焓变（ΔH）来表示在等压、只做体积功条件下的反应热。 ΔH= Qp ∆H＝∑H(生成物）－ ∑H(反应物） 放热反应 吸热反应 ∆H ＜0 二、化学反应的焓变 ∆H >0 2H2 (g) + O2 (g) == 2H2O (g) ΔH = —484 kJ · mol—1 2HgO (s) == 2Hg (l) + O2 (g) ΔH = 182 kJ · mol—1 宏观角度 化学反应 放热反应 吸热反应 中和反应、燃烧、多数化合反应、 铝热反应、自发的氧化还原反应 …… Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl固体的反应 多数分解反应 某些需要持续加热的反应 …… 二、化学反应的焓变 热能转化为化学能 化学能转化为热能 二、化学反应的焓变 吸热反应 旧化学键断裂吸收能量 新化学键形成吸收能量 反应物的键能总和 生成物的键能总和 微观角度 物质能量越低，键能越大 ΔH＝反应物键能总和（E1）－生成物键能总和（E2） 436 kJ/mol H H H H 键断裂,吸收能量 键形成,释放能量 436 kJ/mol 键能：在25 ℃和101 kPa下，断开1 mol 气态分子AB(g)中的共价键，使其生成气态原子 A(g)和 B(g)所吸收的能量。 ∆H2＝−436 kJ/mol H2(g) 2H(g) ∆H1＝+436 kJ/mol 化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因。 二、化学反应的焓变 微观角度 14 H2(g) + Cl2(g) === 2HCl(g) 吸收 436 kJ + 243 kJ＝679 kJ 释放 431 kJ/mol×2 mol＝862kJ ∆H＝？ 二、化学反应的焓变 微观角度 15 吸收能量679 kJ 释放能量862 kJ H2(g) + Cl2(g) === 2HCl(g) ∆H＝−183 kJ/mol ∆H＝？ 二、化学反应的焓变 16 依据信息估算2 mol H2(g) 和1 mol O2(g) 反应生成2 mol H2O(g) 的反应热∆H＝？ 2H2 O2 4H 2O 2H2O 1 mol H2(g)中的H－H键断裂吸收436 kJ能量 1 mol O2(g)中的化学键断裂吸收498 kJ能量 形成H2O(g)中1 mol H－O键释放463.4 kJ能量 ∆H＝−483.6 kJ/mol 二、化学反应的焓变 能力达成 1 mol N2分子中的化学键断裂吸收的能量是_ kJ， 1 mol O2分子中的化学键断裂吸收的能量是_ kJ， 2 mol NO分子中的化学键形成释放的能量是_ kJ， 则N2(g)＋O2(g)===2NO(g)的反应吸收的热量为_ kJ。 946 498 1264 180 三、焓变的大小比较 常见的几种ΔH大小比较方法 如果化学计量数加倍，ΔH的绝对值也要加倍 H2(g)＋ O2(g)===H2O(l)　Δ