第1章 第1节 第1课时 化学反应的反应热、内能变化与焓变(Word教参)-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中化学选择性必修1（鲁科版2019 SHD版）

第1节 化学反应的热效应 第一课时　化学反应的反应热、内能变化与焓变 一、化学反应的反应热 反应热 定义 当化学反应在一定的温度下进行时，反应所释放或吸收的热量，符号为Q，单位为kJ·mol－1或J·mol－1 [微提醒] 化学反应中表现出的能量变化不一定是热能，还可能是电能、光能等其他形式的能量变化。 与吸、放热的关系 Q＞0，表示反应吸热；Q＜0，表示反应放热 反应热的测定 仪器 (量热计) 原理 Q＝－C(T2－T1) C——溶液及量热计的热容，其单位为J·K－1 T1、T2——反应前和反应后体系的温度，单位为K 二、化学反应的内能变化与焓变 内能 定义 体系内物质所含各种微观粒子的能量总和，符号为U [微点拨] ①化学反应体系能量变化中的功是指除热能外，体系与环境之间交换的其他形式的能。 ②微观粒子的能量包括分子的平动、转动、振动以及电子运动和原子核的运动等各种形式运动的动能，以及微观粒子之间相互作用的势能。 [微思考] 反应热、焓及焓变的单位都是J或kJ吗？ 提示：不是。焓的单位是J或kJ，反应热和焓变的单位是kJ·mol－1或J·mol－1。 影响因素 除与物质本身的特性及数量有关外，还与温度、压强等环境条件及物质的聚集状态有关 内能变化 表达式 ΔU＝U(反应产物)－U(反应物) 与反应吸放热的关系 ΔU＞0，反应吸收能量 ΔU＜0，反应释放能量 呈现方式及表达式 呈现方式 热和功 表达式 ΔU＝Q＋W 焓 用它的变化来描述等压反应的反应热，符号为H，单位为J或kJ 焓变 定义 反应产物的焓与反应物的焓之差，符号为ΔH，单位为kJ·mol－1或J·mol－1 表达式 ΔH＝H(反应产物)－H(反应物) 反应热的关系 在等压条件下，反应中物质的能量变化全部转化为热能时，焓变与该化学反应的反应热相等，数学表达式为ΔH＝Q 焓变与反应热的关系图 热化学方程式 把一个化学反应中物质的变化和反应的焓变同时表示出来的式子；热化学方程式不仅表明了物质的变化，还表示了能量的变化 　　　　　　　　　　　　　　　　 [新知探究(一)] 反应热与焓变 [发展认知] 1．反应热与焓变的区别与联系 反应热 焓变 不同点 概念 化学反应在一定的温度下进行时，反应所释放或吸收的热量 等压反应中反应产物的焓与反应物的焓之差 相同点 符号的意义 “＋”表示反应吸热，“－”表示反应放热 数据来源 可以通过实验测得，也可以利用已知数据通过理论计算求得 联系 在等压条件下进行的化学反应，且不与外界进行其他形式的能量转化时的反应热等于反应的焓变，如敞口容器中进行的化学反应 注意 ①焓、焓变、反应热代表的意义不同。 ②焓(H)只有正值，而焓变(ΔH)有正负之分。 ③可以通过焓变来判断一个反应是吸热反应还是放热反应。 ④任何化学反应都有反应热。 ⑤物质三态之间变化的焓变不叫反应热，反应热是化学变化的焓变 2.焓变与化学键的关系 化学反应的实质是旧化学键的断裂与新化学键的形成。由于在化学反应中旧化学键的断裂需要吸收能量，新化学键的形成需要放出能量，两者的能量之差就决定了反应是吸收能量还是放出能量。 若E1＞E2，反应吸收能量，则ΔH＞0 若E1＜E2，反应放出能量，则ΔH＜0 键能与焓变的关系：ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和。 [跟踪训练] 1．反应A＋B―→C(Q＜0)分两步进行：①A＋B―→X(Q＞0)，②X―→C(Q＜0)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是(　 ) 解析：选D　由A＋B―→X为吸热反应可知，X的能量高于A＋B的总能量，可排除A项和C项；由总反应A＋B―→C为放热反应，可知C的能量小于A＋B的总能量，故B项错误、D项正确。 2．一定条件下，A与B反应可生成C与D，其能量变化如图所示： (1)下列有关反应A＋B===C＋D的说法正确的是________(填字母)。 A．反应前后原子的种类和数目一定不变 B．该反应若有能量变化，则一定是氧化还原反应 C．若该反应为放热反应，则不需要加热反应就一定能自发进行 D．反应物的总质量、总能量与反应产物的总质量、总能量均相等 (2)若H1<H2，则反应产物的总能量________(填“>”“<”或“＝”)反应物的总能量，反应热Q________0(填“>”“<”或“＝”)，该反应________(填“放热”或“吸热”)。 解析：(1)根据质量守恒定律，反应前后元素原子的种类及数目均不会改变；并非氧化还原反应才有能量变化，任何化学反应均伴