1.1.1反应热 焓变 课件 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第一节 反应热 （第一课时）反应热 焓变 第一章 化学反应的热效应 本节内容是高考的必考点，考查形式有： 一是以图像、图表为背景考查能量变化、化学键键能、正逆反应的活化能的关系及简单计算； 二是热化学方程式的书写及正误判断； 三是结合生产、生活考查燃烧热、中和热和能源的开发利用，题型以选择题、填空题为主。 一、化学反应的实质与特征 1、实质： 反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成 2、特征： 在化学反应过程中，不仅有物质的变化，还有能量的变化，这种能量变化常以热能、电能、光能等形式表现出来。 当能量变化以热能的形式表现时，我们把反应分为 反应和 反应。 放热 吸热 在化学反应过程中，反应物断键，吸收能量；生成物成键，释放能量。 而吸收和放出的能量不相等，所以在化学反应中会有能量的变化 3、常见的放热反应与吸热反应 放热反应 大多数化合反应 所有燃烧反应 酸碱中和反应 金属与酸或水的置换反应 铝热反应 吸热反应 大多数分解反应 Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 （碱与铵盐反应生成氨气） 以C、CO、H2为还原剂的氧化还原反应 盐类的水解 (1)化学反应中的能量变化通常表现为热量变化，还表现为光能变化、电能变化、机械能变化，热量变化不是唯一的表现形式。 (4)放热反应与吸热反应的区别是放热反应撤去热源后仍能进行，吸热反应必须持续加热才能继续进行。 (3)化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必然联系。如吸热反应NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O在常温常压下即可进行，而很多放热反应需要在加热的条件下才能进行。 (2)有能量变化的过程不一定是吸热反应和放热反应，如物质的物理变化过程中，也会有能量的变化，不属于吸热反应或放热反应。如浓硫酸、NaOH溶于水放出热量，NH4NO3溶于水吸收热量，但它们不是化学反应，其放出或吸收的热量不属于反应热。 提醒： 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)所有的燃烧反应都是放热反应，所以不需要加热就能进行。(　　) (2)伴有能量变化的物质变化都是化学变化。(　　) (3)可逆反应的ΔH表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关。(　　) (4)吸热反应中，反应物化学键断裂吸收的总能量高于生成物形成化学键放出的总能量。(　) (5)同温同压下，反应H2(g)＋Cl2 (g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同。(　　) (6)水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反应热。(　　) 二、反应热 如何定量描述化学反应中的热量变化？ 体系以外的其他部分称为环境 被研究的物质系统称为体系 1、体系与环境 ——以盐酸与NaOH溶液反应为例 反应物NaOHaq,盐酸 发生的反应: 生成物：NaCl , H2O 试管 空气 体系 环境 放热 吸热 等温条件下，化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量，称为化学反应的热效应，简称反应热。 体系与环境的热量交换—— 反应热 3、反应热： 2、热量： 因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量 化学反应为什么会产生反应热？ 这是因为化学反应前后体系的内能（符号U）发生了变化。内能是体系内物质的各种能量的总和，受T、P和物质的聚集状态（s、l、g、aq.等）影响。 在科学的研究和生产实践中，化学反应通常是在等压条件下进行的。 为了描述等压条件下的反应热，科学上引入了一个和内能有关的物理量——焓（符号为H） 三、反应热与焓变 (一)焓变的概念 1、等压条件下进行的化学反应，其反应热等于反应的焓变，符号：ΔH 2、单位：kJ/mol或kJ·mol-1 ΔH ＝生成物的总焓值-反应物的总焓值， 即ΔH ＝H(生成物)－H(反应物)。 反应热 等于焓变 ❌ 反应热与反应过程中的各物质的能量变化 E1：旧键断裂吸收的能量或称为活化能。 E2：新键形成放出的能量。 该反应的焓变为ΔH＝E1－E2。 催化剂的作用：降低E1、E2，但不影响ΔH，反应放热还是吸热取决于起点(反应 物)和终点(生成物)能量的高低。 在无催化剂的情况下，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，ΔH＝E1－E2。 根据规定，当反应体系放热时其焓减小，ΔH为负值，即ΔH<0； 当反应体系吸热时其焓增大，ΔH为正值，即ΔH>0。 (二)焓变的正负 焓(H) ΔH<0 放热反应 能量 反应物 生成物 ΔH>0 吸热反应 能量 反应物 生成物 焓(H) 2、25℃、101kPa，1mol H2  与1mol  Cl2 反应生成2molHCl时放出184.6kJ的热 量。则上述反应的反应热为： ΔH =-184.6kJ/mol 1、25℃、101kPa，1molC（石墨）与1mol水蒸气反应生成1molCO和1mol  H2   ， 需要吸收131.5kJ的热量。则上述反应的反应热为： ΔH =+131.5kJ/mol 1 mol H2与1 mol Cl2反应生成2 mol HCl分子的过程中， 了 kJ的能量。 吸收 吸收 431 431 释放 183 3、在25 ℃和101KPa下，1mol H2中化学键断裂时需要吸收 436KJ 的能量， 1mol Cl2中化学键断裂时需要吸收 243KJ 的能量，而 2mol HCl 的化学键形成时要释放 431KJ X 2mol=862KJ 的能量 分析结果与实验测得的该反应的ΔH（-184.6 kJ/mol）很接近。这表明，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。 ΔH =-183kJ/mol (三)焓变的计算 1、下表是几种化学键的键能（键能是指断开(形成)1 mol某化学键所吸收(放)的能量） 化学键 N≡N F-F N-F 键能/KJ.mol-1 941.7 154.8 283.0 反应N2(g)+3F2(g)=2NF3(g)的焓变是多少？ 写出计算式与结果。 ΔH=(941.7+3X154.8) KJ/mol-2X3X283.0 KJ/mol=-291.9 KJ/mol 在计算反应的焓变时，一定要注意反应中的化学计量数和分子中含有的共价键数目 2.(2021·河南开封模拟)由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。 根据图示可知，反应物能量之和 (填“>”“<”或“＝”)生成物能量之和，反应N2O(g)＋NO(g)=N2(g)＋NO2(g)的反应热为 ，使用催化剂后，该反应的反应热 (填“增大”“减小”或“不变”)。 > －139 kJ·mol－1　 不变 物质具有的能量越低越稳定。 物质具有的能量与其稳定性之间的关系： 如石墨转化成金刚石需吸热，金刚石能量高，金刚石的稳定性比石墨的差。 1．(2020·济南模拟)下列说法中正确的是(　　) A．在化学反应过程中，发生物质变化的同时不一定发生能量变化 B．破坏生成物全部化学键所需要的能量大于破坏反应物全部化学键所需要的能 量时，该反应为吸热反应 C．生成物的总焓大于反应物的总焓时，反应吸热，ΔH>0 D．ΔH的大小与热化学方程式的化学计量数无关 C [解析]　化学反应中一定有能量变化，A项错误；由ΔH＝断开旧化学键吸收的能量－形成新化学键放出的能量，得ΔH<0，故为放热反应，B项错误；热化学方程式的化学计量数改变，ΔH也相应改变，D项错误。故选C。 2．(2020·黑龙江大庆第一中学月考)下列说法正确的是(　　) A．使用高效催化剂能改变反应的活化能和反应热 B．任何化学反应中的能量变化都表现为热量变化 C．有化学键断裂一定发生化学反应 D．灼热的铂丝与NH3、O2混合气接触，铂丝继续保持红热，说明氨的氧化反应是放 热反应 [解析]　催化剂只能改变反应的路径，降低活化能，不能改变反应热，A错误；任何化学反应都伴随着能量变化，但不一定都是热量变化，也可能是光能、电能等多种形式，B错误；某些物质的溶解、电离或状态的变化可能伴随着化学键的断裂，但没有发生化学反应，C错误；氨的催化氧化用灼热的铂丝作催化剂，由于是放热反应，所以铂丝保持红热，故D正确。 D 3. (2020·河南豫南九校第二次联考)某反应由两步反应：A→B→C构成，它的反应能量变化曲线如图所示。下列叙述不正确的是(　　) A．B→C反应为放热反应 B．A、B、C三种物质中C最稳定 C．A→B反应的活化能为E1 D．A→B反应一定要加热才能发生 D [解析]　图中B具有的能量高于C具有的能量，则B→C反应为放热反应，A正确；物质具有的能量越低，其稳定性越强，三种物质中C具有的能量最低，故C最稳定，B正确；A→B反应的活化能为E1，C正确；A→B的反应为吸热反应，吸热反应不一定要加热才能发生，如Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应为吸热反应，在常温下可自发进行，D错误。 $$