第1章 第1节 第2课时 化学反应的内能变化与焓变-【高考领航】2023-2024学年高中化学选择性必修1同步核心辅导与测评（鲁科版）

第2课时　化学反应的内能变化与焓变

一、化学反应的内能变化

1．化学反应的能量变化是由反应前后物质所具有的内能不同引起的。

2．内能

(1)概念：体系内物质所含各种微观粒子的能量总和。

(2)符号：U。

(3)化学反应中内能的变化可写作：ΔU＝U(反应产物)－U(反应物)。

(4)影响内能的因素：物质的种类、数量、聚集状态及体系的温度和压强。

(5)内能与反应热的关系

①化学反应的内能变化等于反应热和功的加和：ΔU＝Q＋W。

②反应过程中体系没有做功时：ΔU＝Q。

U(反应产物)＜U(反应物)，Q＜0，反应放热；

U(反应产物)＞U(反应物)，Q＞0，反应吸热。

二、化学反应的焓变

1．焓

(1)焓是一种物理量，其符号是H，单位为J或kJ，H＝U＋pV。

(2)用焓的变化描述等压反应的反应热：Qp＝ΔH。

2．反应焓变(ΔH)

(1)定义：反应产物的焓与反应物的焓之差。

(2)表达式：ΔH＝H(反应产物)－H(反应物)。

(3)与反应热的关系

①ΔH ＝ Qp。

②ΔH＞0，为吸热反应，用“＋”表示；ΔH＜0，为放热反应，用“—”表示。

三、热化学方程式

1．定义

在热化学中，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化学方程式称为热化学方程式。

2．表示意义

例如：H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH(298 K)＝－285.8 kJ·mol－1表示在298_K时，1_mol气态氢气与_mol_气态氧气反应完全后生成1_mol液态水放出285.8_kJ的热量。

3．注意事项

(1)要在物质的化学式后面用括号标明反应物和生成物的状态。一般用英文小写字母g、l、s分别表示物质的气态、液态和固态；水溶液中溶质则用aq表示。

(2)ΔH的单位是J·mol－1或 kJ·mol－1。

(3)若热化学方程式中各物质的系数加倍，则ΔH的绝对值也加倍；若反应逆向进行，则ΔH改变符号，但绝对值不变。

(4)要注明温度和压强，若不特别说明，反应温度为298_K，压强为101_kPa。

(5)在热化学方程式中，物质化学式前面的系数表示物质的量，可以用整数或简单分数表示。

探究任务一　从内能的角度理解化学反应的反应热

　(1)ΔH＝Qp＝ΔU＝U(反应产物)－U(反应物)。

(2)放热反应：反应物所具有的内能大于生成物所具有的内能。

(3)吸热反应：反应物所具有的内能小于生成物所具有的内能。

　大气臭氧层的分解反应是：O3＋O===2O2　 ΔH，该反应的能量变化如图：

(1)该反应为______反应；

(2)该反应的反应热ΔH_______0；

(3)该反应的反应热ΔH＝_____________________。

[解析]　(1)、(2)由E2>E3知反应物内能大于生成物内能，O3＋O＝2O2为放热反应，其ΔH<0；

(3)反应热ΔH的符号和数值为(E3－E2)或者为－(E2－E3)，其单位为kJ/mol。

[答案]　(1)放热　 (2)<

(3)(E3－E2) kJ/mol或－(E2－E3) kJ/mol

　化学反应中的能量变化符合下图所示的是(　　)

A．甲烷燃烧　　　 B．碳酸钙高温分解

C．钠与水反应  D．酸碱中和

解析：B　甲烷燃烧放热，故不选A；碳酸钙高温分解吸热，故选B；钠与水反应放热，故不选C；酸碱中和反应放热，故不选D。

探究任务二　热化学方程式的书写与正误判断

[问题探究]

1．化学反应的焓变与哪些因素有关呢？

2．热化学方程式中ΔH的单位是kJ·mol－1，单位中mol－1的含义是什么？

我的思考______________________________________________________

提示：1.物质的种类、数量、聚集状态及体系的温度和压强。

2．每摩尔反应，而不是指每摩尔某物质。

　1.热化学方程式的书写步骤