1.1.2 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

第一章 化学反应的热效应 第一节 反应热 第2课时 反应热与焓变 重点难点： 反应热的计算、从宏观和微观两个视角认识反应热; 教学目标 1、了解反应热与焓变的关系 2、掌握反应热（焓变）的计算方法 3、能从宏观和微观两个角度建构模型，并解释反应热产生的原因。 知识回顾 化学反应存在能量变化的原因？如何判断放热反应与吸热反应？ 化学反应实质：旧键断裂和新键形成。断键吸能，成键放能，吸 收与放出的总能量不同，故化学反应存在能量变化。 吸热反应：生成物总能量大于反应物总能量； 断键吸收的总能量大于成键释放的总能量。 放热反应：生成物总能量小于反应物总能量； 断键吸收的总能量小于成键释放的总能量。 思考：如何从焓的角度认识反应热呢？ 阅读课本P6-8，回答下列问题： 1.什么是内能、焓、焓变？反应热与焓变的关系？ 2.如何计算反应热？ 3.从宏观角度，理解焓变与反应物和生成物能量的关系 4.从微观角度，理解焓变与反应物和生成物键能的关系 5.如何判断吸热反应和放热反应？ 新课讲解 一、焓变与反应热 【思考】在科学研究和生产实践中，化学反应通常是在等压条件下进行的。如何描述等压条件下的反应热？ 为描述等压条件下的反应热，科学上引入了一个与内能有关的物理量—焓(符号为H)。 1．内能（符号为U）：体系内物质的各种能量的总和，受________、________ 和 ________________等的影响。 2．焓（符号为H）：与内能有关的物理量。 3．焓变：生成物的总焓与反应物的总焓之差，符号为∆H 注：在_______条件下进行的化学反应(严格地说，对反应体系做功还有限定，中学阶段一般不考虑)，其反应热等于反应的焓变。 温度 压强 物质的聚集状态 等压 4、反应热—— 在等压条件下进行的化学反应，其反应热等于反应的焓变。 (1)符号以及表达式：ΔH = H(生成物) - H(反应物) (3)吸热反应、放热反应与反应热的关系 ①当反应体系放热时其焓减小，ΔH为“－”，即ΔH < 0，； ②当反应体系吸热时其焓增大，ΔH为“＋”，即ΔH > 0。 (2)单位：kJ/mol(或kJ·mol-1) 焓(H) 反应物 生成物 反应进程 焓(H) 反应物 生成物 反应进程 【例1】在25℃和101 kPa下，1 molH2与1 mol Cl2反应生成2 mol HCl时放出184.6 kJ的热量，则该反应的反应热为: ΔH= － 184.6 kJ/mol 【例2】在25 ℃和101 kPa下，1 mol C(如无特别说明，C均指石墨)与1 mol H2O(g)反应，生成1 mol CO和1 mol H2,需要吸收131.5 kJ的热量，则该反应的反应热为: ΔH= +131.5 kJ/mol 【注意】ΔH右端的+或-不可省略，单位kJ/mol必须标出。 (4)反应热（焓变）的表示方法： ΔH= － a kJ/mol “+”表示吸热“-”表示放热 ＋ 二、反应热本质 1、宏观分析：从反应物与生成物总能量相对大小分析反应热 （1）放热反应（ΔH＜0）：生成物的总焓（能量）小于反应物的总焓（能量）。 （2）吸热反应（ΔH＞0）：生成物的总焓（能量）大于反应物的总焓（能量）。 （3）计算公式：ΔH = ___________________________ 生成物的总焓－反应物的总焓 焓(H) 反应物 生成物 反应进程 焓(H) 反应物 生成物 反应进程 2、微观分析反应热 1）化学反应的实质：反应物中旧键的断裂(吸热)，生成物中新键的形成(放热)。 能量 反应进程 生成物 反应物 E放 E吸 能量 反应进程 反应物 生成物 E吸 E放 放热反应 ΔH<0 吸热反应 ΔH>0 ΔH=E反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量 - E生成物分子化学键形成时所释放的总能量 2、微观分析反应热 例：以1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)在在25℃和101kPa下反应生成2mol HCl(g)的能量变化为例。 求H2(g)＋Cl2(g)＝2HCl(g)反应的反应热？ 断键吸收能量： 436 KJ + 243 kJ = 679 kJ 成键放出能量： 431 kJ + 431 kJ = 862 kJ ΔH = -183 kJ/mol 实验测得与理论分析的数据接近，说明了什么？ ∆H＝−183 kJ/mol 键能估算 实验测得 ∆H＝−184.6 kJ/mol H2(g) + Cl2(g) 2HCl(g) 实验测得与理论分析的数据 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。 11 2）从反应物与生成物总键能相对大小分析焓变 计算公式：∆H＝反应物的总键能(E吸) - 生成物的总键能(E放) 键能：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。 例2、根据键能数据计算CH4(g)+4F2(g) =CF4(g)+4HF(g)的反应热ΔH 为 化学键 C—H C—F H—F F—F 键能/kJ·mol-1 414 489 565 155 A．－1 940 kJ·mol-1　　 B．＋1 940 kJ·mol-1 C．－485 kJ·mol-1　 D．＋485 kJ·mol-1 【答案】A　【解析】由“ΔH=反应物键能之和－生成物键能之和”可知：ΔH=(414×4+155×4－489×4－565×4) kJ·mol-1=－1 940 kJ·mol-1。 归纳提升 计算反应热的三种方法： ∆H＝ E（生成物的总能量）－ E（反应物的总能量） ∆H＝ E（反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量）－ E（生成物分子化学键形成时所释放的总能量） ∆H＝ E（反应物的总键能）－ E（生成物的总键能） 注：物质所具有的能量越低，越稳定； 键能越大，物质能量越低，越稳定。 三.吸热反应与放热反应的判断 (1)利用∆H正负判断 吸热反应： ①生成物总能量 > 反应物总能量 ②反应物总键能 > 反应物总键能 放热反应： ①生成物总能量 < 反应物总能量 ②反应物总键能 < 反应物总键能 (2)常见的吸热反应与放热反应 放热反应：大部分化合反应、所有燃烧、金属与水或酸的反应、铝热反应、 酸碱中和、缓慢氧化还原（食物的腐烂变质、铁生锈） 吸热反应：大部分分解反应、Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl、部分以C、H2 、CO为还原剂的氧化还原反应、C+CO2、C+H2O、碳酸氢钠与醋酸 化学反应A2(g)＋B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示，下列叙述中正确的是(　　) A．每生成2个AB分子吸收(a－b)kJ热量 B．该反应热ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1 C．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量D．断裂1 mol A—A和1 mol B—B键，放出a kJ能量 典例1． 【答案】B 课堂练习 化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成(或拆开)1 mol化学键时释放(或吸收)的能量。已知白磷(P4)和P4O6的分子结构如图所示；现提供以下化学键的键能；P—P键键能为198 kJ·mol-1、P—O键键能为360 kJ·mol-1、氧气分子内氧原子间的键能为498 kJ·mol-1，则P4(s)+3O2(g) === P4O6(s)的反应热ΔH为(　　) A．＋1 638 kJ·mol-1　 B．－1 638 kJ·mol-1C．－126 kJ·mol-1 D．＋126 kJ·mol-1 典例3． 【答案】B　【解析】反应热ΔH=反应物总键能－生成物总键能,所以反应P4(s)+3O2(g)===P4O6(s)的反应热ΔH=6×198 kJ·mol-1+3×498 kJ·mol-1－12×360 kJ·mol-1=－1 638 kJ·mol-1。 课堂练习 1.内能(U)：体系内物质的各种能量的总和，受温度、压强和物质的聚集状态等影响。 2.焓(H)：与内能有关的物理量。 3.焓变(ΔH) （1）定义：生成物与反应物的焓值差，等压条件下反应热等于焓变。 （2）单位： kJ/mol （或 kJ•mol-1） （3）表示：放热反应：ΔH＜0 ； 吸热反应：ΔH＞0 （4）计算： 宏观：∆H＝ H生成物－ H反应物 微观：∆H＝E (反应物总键能)－E (生成物总键能） 课堂小结 $$