专题1 第1单元 第1课时 化学反应的焓变（课件PPT）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修1（苏教版2019）

专题1　化学反应与能量变化 第一单元　化学反应的热效应 第1课时　化学反应的焓变 栏目索引 基础落实·梳理必备知识 重难探究·提升关键能力 学以致用·发展学科素养 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 一、内能　反应热　焓变 1．体系与环境(以盐酸与NaOH溶液的反应为例) 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 2．对物质的量确定的体系而言，其中物质的各种能量的总和称为____，它受温度、压强、______________和组成的影响。 3．焓是与____有关的物理量，符号是__，其数值的变化称为焓变，符号是____。 4．化学反应过程中既有物质变化，又有能量变化。能量的转换遵循____________，化学反应中能量变化的主要形式之一是____________。 内能 物质的聚集状态 内能 H ΔH 能量守恒定律 释放或吸收热 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 5．化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同温度时，吸收或释放的热称为化学反应的______，也称反应热。 在恒压的条件下，化学反应过程中吸收或释放的热即为反应的焓变(ΔH)，单位是____________。 热效应 kJ·mol－1 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 6．焓变(ΔH)与吸热反应和放热反应的关系 (1)化学反应过程中的能量变化 一个化学反应是吸收能量还是释放能量，取决于反应物总能量和生成物总能量之间的相对大小。若反应物的总能量____生成物的总能量，则反应过程中放出能量；若反应物的总能量____生成物的总能量，则反应过程中吸收能量。 大于 小于 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S (2)焓变(ΔH)与吸热反应和放热反应的关系 ①吸收热的反应称为吸热反应，ΔH__0。 ②放出热的反应称为放热反应，ΔH__0。 > < 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 二、热化学方程式 1．概念 能够表示______的化学方程式叫做____________。 反应热 热化学方程式 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 2．书写方法 (1)书写方法 物质的量 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S g l s aq － ＋ kJ·mol－1 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S (2)应用示例 在25 ℃和101 kPa下，1 mol气态H2和0.5 mol气态O2反应生成1 mol气态水，放出241.8 kJ热量，则热化学方程式为________________________________________________。 3．意义 不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 4．化学方程式和热化学方程式的比较 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 三、化学反应过程中能量变化的原因 1．化学反应的本质是__________________。 2．化学反应中断裂化学键需要____能量，形成化学键需要____能量。 化学键的断裂和形成 吸收 释放 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 3．实例：以N2(g)＋O2(g)===2NO(g)反应的能量变化为例，能量变化如图所示，从微观角度来讨论反应热的实质。 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 由图可知：反应中断开的化学键是____________________________，形成的化学键是____________________，1 mol N2分子中的化学键断裂吸收的能量是____________，1 mol O2分子中的化学键断裂吸收的能量是____________，2 mol NO分子中的化学键形成释放的能量是__________，则N2(g)＋O2(g)===2NO(g)的反应吸收的热量为____________。 N2(g)、O2(g)中的共价键 NO(g)中的化学键 946 kJ 498 kJ 1 264 kJ 180 kJ 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 4．葡萄糖在人体内与氧气作用，给人体提供能量，热化学方程式是C6H12O6(s)＋6O2(g)===6H2O(l)＋6CO2(g)　ΔH＝－2 803 kJ·mol－1。 18 g 葡萄糖完全反应放出的热量是_____________。自然界中的光合作用能量转化方式是________________。 280.3 kJ 光能转化为化学能 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 探究一____反应热____焓变 化学反应中能量与热能的转化与科技、生活密切相关： (1)日常生活中家用燃气灶 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S (2)嫦娥五号月球探测器简称嫦娥五号，是负责嫦娥三期工程“采样返回”任务的中国首颗地月采样往返探测器，也是“绕、落、回”中的第三步。 已知在火箭推进器中装有强还原剂肼(N2H4)和强氧化剂H2O2，当它们混合时产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热，已知0.4 mol液态肼与足量液态H2O2反应生成氮气和水蒸气，放出256.65 kJ的热量。 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S [问题设计] (1)从宏观和微观角度分析为何化学反应中能量转化为热能？ 提示：宏观：反应物的能量和生成物的能量不同；微观：化学反应的本质是断裂旧键，形成新键，断键吸收能量，成键放出能量。 (2)家用燃气灶(甲烷燃烧)和火箭推进器中装有强还原剂肼(N2H4)和强氧化剂H2O2反应中化学键的变化是怎样的？ 提示：甲烷燃烧断裂C—H和O===O键，生成C===O和O—H键；N2H4与H2O2反应断裂N—H、N—N、O—H、O—O键，生成N≡N、O—H键。 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S (3)化学反应的焓变与物质能量和键能的关系是怎样的？ 提示：化学反应的焓变等于断键吸收的总能量减去成键释放的总能量；等于生成物的总能量减去反应物的总能量。 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 1．从焓值及变化角度(宏观视角)认识反应热 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 2.从化学键变化角度(微观视角)认识反应热 (1)化学键的变化与能量变化的关系 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S (2)ΔH与键能的关系 ΔH＝∑E(反应物)－∑E(生成物)，其中ΔH表示反应焓变，∑E(反应物)和∑E(生成物)分别表示反应物中共价键的键能总和、生成物中共价键的键能总和。 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S (3)结合图像分析键能变化 例如，2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)　放热反应 图示： 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 图中a表示2 mol SO2、1 mol O2分子中的化学键断裂时吸收的能量；b表示2 mol SO3分子中的化学键形成时放出的能量，ΔH＝a－b<0，该反应为放热反应。 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 3.有关反应热的要点 (1)正、逆反应的ΔH数值相等，但符号相反。 (2)可逆反应的反应热(ΔH)是指反应物完全转化为生成物时的理论数据。 (3)物质本身能量越低越稳定，如石墨转化成金刚石是吸热反应(ΔH>0)，则金刚石的能量更高，故石墨的稳定性大于金刚石。 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 【例1】 土壤中的微生物可将大气中H2S转化成H2SO4，其反应能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A．上述反应属于吸热反应 B．反应中共价键断裂的同时既形成离子键 又形成共价键 D.反应物化学键断裂吸收的能量比生成物化学键形成放出的能量多 C 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 反应物的总能量大于生成物的总能量，反应放热，A错误，C正确；反应生成H2SO4，H2SO4中只含有共价键，B错误；放热反应，断键吸收的能量小于成键放出的能量，D错误。 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 1．(2023·延安高二期中)理论研究表明，在 101 kPa和298 K下，HCN(g)⥫⥬HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A.反应过程中只形成化学键，没有断裂化学键 B．HCN(g)⥫⥬HNC(g)　ΔH＝－59.3 kJ C．物质HCN(g)中储存的能量与断裂含有的化学键能量相等 D．HCN(g)能量低于HNC(g)，HCN(g)更稳定 D 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解答有关化学反应能量变化图像题目的思维流程 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 探究二____热化学方程式的书写与正误判断 碳捕集与封存技术是将工业和有关能源产业中所产生的CO2进行捕捉与封存的技术，被认为是拯救地球、应对全球气候变化最重要的手段之一。其中一种以天然气为燃料的“燃烧前捕获系统”的简单流程图如图所示(部分条件及物质未标出)。 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S [问题设计] (1)CH4在催化剂作用下实现第一步反应，也称为甲烷的不完全燃烧，1 g CH4不完全燃烧时放出2.21 kJ的热量，写出该反应的热化学方程式。 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S (2)第二步中涉及的化学反应为CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)，其反应过程的能量变化如图所示： 写出该反应的热化学方程式。 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 提示：由图可知，1 mol CO(g)与1 mol H2O(g)完全反应生成1 mol CO2(g)和1 mol H2(g)，放出41 kJ的热量，故反应的热化学方程式为CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41 kJ·mol－1。 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S ①为什么热化学方程式中必须注明各物质的状态？ 提示：由热化学方程式 Ⅰ 、 Ⅱ 可知，均是1 mol H2与0.5 mol O2反应生成1 mol H2O，但生成H2O的状态不同时，反应放出的热量不同，由此可知，反应放出(或吸收)热量的多少与物质的状态密切相关。因此，书写热化学方程式时要注明物质的状态。 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S ②同一反应不同的热化学方程式中的焓变(ΔH)与化学计量数之间有何关系？ 提示：对比热化学方程式 Ⅰ 、 Ⅲ 可知，同一反应不同的热化学方程式中的ΔH与物质的化学计量数成正比，即ΔH3＝2ΔH1＝2×(－285.8)kJ·mol－1＝－571.6 kJ·mol－1。 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 书写热化学方程式时需注意的问题 (1)热化学方程式书写的常见误区 ①热化学方程式中不用标明反应条件(如“加热”“高温”“催化剂”等)。 ②由于已经标明了物质的状态，所以在热化学方程式中不再用“↑”“↓”来标记气体生成物和难溶生成物。 ③热化学方程式中一般用“===”(可逆反应中用“⥫⥬”)，即使是有机反应的热化学方程式中也不用“―→”。 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S (2)热化学方程式中化学式前面的化学计量数必须与ΔH相对应，若化学计量数加倍，则ΔH的数值也要加倍。 (3)当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热的数值相等，符号相反。 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 【例2】 (2023·徐州市高二下学期期中考试) 根据所给信息完成下列热化学方程式： (1)0.1 mol硫黄完全燃烧时放出的热量为29.6 kJ，请写出该反应的热化学方程式：____________________________。 (2)1.7 g NH3(g)发生催化氧化反应生成气态产物，放出22.67 kJ的热量：____________________________。 (3)已知：N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，请写出1 mol NH3分解对应的热化学方程式：__________________。 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S C 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S “五看”法判断热化学方程式的正误 一看方程式是否配平； 二看各物质的聚集状态是否正确； 三看ΔH的“＋”“－”符号是否正确； 四看反应热的单位是否为“kJ·mol－1”； 五看反应热的数值与化学计量数是否对应。 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 1．H2与O2发生反应的过程用模型表示如图所示(“—”表示化学键)： 下列说法不正确的是(　　) A．过程 Ⅰ 是吸热过程 B．过程 Ⅲ 一定是放热过程 C．该反应过程所有旧化学键都断裂，且形成了新化学键 D．该反应的能量转化只能以热能的形式进行 D 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 过程 Ⅰ 分子中的化学键断裂，形成原子，属于吸热过程，A正确；过程 Ⅲ 为新化学键形成的过程，属于放热过程，B正确；过程 Ⅰ 中所有的旧化学键都断裂，过程 Ⅲ 为新化学键形成的过程，C正确；该反应可通过燃料电池实现化学能到电能的转化，D错误。 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 2．工业上，在一定条件下用乙烯水化法制备乙醇，其热化学方程式为CH2===CH2(g)＋H2O(g)⥫⥬CH3CH2OH(g)　ΔH。已知几种化学键的键能如表所示。 根据键能估算ΔH为(　　) A．－34 kJ·mol－1 B．34 kJ·mol－1 C．－66 kJ·mol－1 D．66 kJ·mol－1 A 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 3．已知：①S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1；②S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2。 下列说法正确的是(　　) A．硫燃烧过程中将化学能全部转化为热能 B．相同条件下S(g)比S(s)更稳定 C．两个过程的能量变化可用题图表示 D．两个反应中反应物的总键能都比生成物的总键能小 D　 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 4．肼(N2H4)在不同条件下分解产物不同，200 ℃时，在Cu表面分解的机理如图甲所示。已知200 ℃时，反应 Ⅰ ：3N2H4(g)===N2(g)＋4NH3(g)　ΔH1＝－32.9 kJ·mol－1；反应 Ⅱ ：N2H4(g)＋H2(g)===2NH3(g)　ΔH2＝－41.8 kJ·mol－1。下列说法不正确的是(　　) A 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S A．图甲所示过程①②都是放热反应 B．反应 Ⅱ 的能量变化如图乙所示 C．断开3 mol N2H4(g)中的化学键吸收的能量小于形成1 mol N2(g)和4 mol NH3(g)中的化学键释放的能量 D．200 ℃时，肼分解生成氮气和氢气的热化学方程式为N2H4(g)===N2(g)＋2H2(g)　ΔH＝50.7 kJ·mol－1 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题1　化学反应与能量变化 化学 选择性必修1 化学反应原理 S 课时梯级训练(1) 谢谢观看！ $$