内容正文:
第一章 化学反应的热效应
容山中学 化学科组
第一节 反应热
第2课时 反应热与焓变
主讲人:郭 静
目 录
CONTENTS
1
2
焓变
宏观微观视角认识反应热
学习目标
1、了解焓的含义、符号及单位。
2、从焓的角度理解放热反应和吸热反应。
3、能从宏观和微观两个角度构建模型,并解释反应热产生的原因。
新课导入
自热锅发热原理
通过视频你了解自热火锅发热原理了吗?
自热火锅里面的加热包主要成分是焙烧硅藻土、铁粉、铝粉、氯化钙、生石灰、碳酸钠等,不同的商家可能存在成分上的差别,但是自热火锅加热的原理都是生石灰遇水变成熟石灰,铝与碱反应等从而释放热能,达到煮熟食物的作用。
任务一 反应热 焓变
化学反应中为什么会产生反应热?
反应物
生成物
温度、压强、物质的聚集状态
体系内能改变
产生反应热
等压
等压反应热
焓
影响
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?
任务一 反应热 焓变
1、焓
其符号为_______;焓是与_________有关的物理量。
2、焓变
一、反应热 焓变
在等压条件下进行的化学反应(严格地说,对反应体系做功有限定,中学阶段一般不考虑),其反应热等于反应的 ,符号:________,单位:_____________ (或_____________)。
ΔH
kJ / mol
kJ·mol-1
焓变
内能
H
任务二 从宏观、微观视角认识反应热
1、从宏观角度认识反应热
二、反应热的实质
反应物具有的总能量高
生成物具有的总能量低
化学
反应
向环境
释放能量
放热反应
∑H (反应物)> ∑H(生成物)
图示
∆H < 0
当反应体系放热时其焓减小,Δ H为负值,即ΔH<0
反应物的总能量与生成物的总能量不相同
任务二 从宏观、微观视角认识反应热
1、从宏观角度认识反应热
二、反应热的实质
当反应体系吸热时其焓增大,ΔH为正值,即ΔH>0
生成物具有的总能量高
反应物具有的总能量低
化学
反应
从环境
吸收能量
吸热反应
∑H (反应物) < ∑H(生成物)
图示
∆H > 0
∆H=
E(生成物的总能量)-E(反应物的总能量)
探究课堂
【例1】在25 °C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:
△H= -184.6 kJ/mol
根据例1,写出下述反应的焓。
在25 ° C和101 kPa下,1 mol C(如无特别说明,C均指石墨)与1 mol H20(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:
△H= +131.5 kJ/mol
注:右端的+或-不要省略,单位kJ/mol必须标出。
ΔH<0时,ΔH越小,放出热量越多。
ΔH>0时,ΔH越大,吸收热量越多。
任务二 从宏观、微观视角认识反应热
1、从微观角度认识反应热
二、反应热的实质
H2(g) + Cl2(g) 2HCl(g) ∆H=?
释放431 kJ/mol×2 mol=862 kJ
吸收436 kJ + 243 kJ=679 kJ
∆H=
E(反应物的总键能)-E(生成物的总键能)
∆H=−183 kJ/mol
任务二 从宏观、微观视角认识反应热
1、从微观角度认识反应热
二、反应热的实质
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。
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) ∆H=?
实验测得与理论分析的数据
任务二 从宏观、微观视角认识反应热
1、从微观角度认识反应热
二、反应热的实质
能
量
反应进程
反应物
生成物
E吸
E放
能
量
反应进程
生成物
反应物
E放
E吸
放热反应 ΔH<0
吸热反应 ΔH>0
断键吸收的总能量与成键放出的总能量不相同
∆H=
E(反应物的总键能)-E(生成物的总键能)
课堂小结
反应前后内能的变化
断键吸热、成键放热
ΔH=E(反应物键能)-E(生成物键能)
单位:kJ·mol-1
ΔH>0 反应吸热;ΔH<0反应放热
ΔH=H(生成物)-(反应物)
反应热
宏观认识
微观理解
表征
原因
符号:ΔH
恒压反应热=焓变
学习评价
1、下列变化为放热的化学反应的是( )
A、H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44.0 kJ/mol
B、2HI(g)=H2(g)+I2(g) ΔH=+14.9 kJ/mol
C、形成化学键时共放出能量862 kJ的化学反应
D、能量变化如图所示的化学反应
D
2、断开 1mol H-H键、1mol N-H键、1mol N≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,则
1 mol N2生成NH3的反应热为 ,
1 mol H2生成NH3的反应热为 。
-92.0 kJ/mol
-30.67 kJ/mol
学习评价
3、反应 A+B= C(ΔH<0)分两步进行: ①A+B→ X(ΔH>0) ②X→C(ΔH<0)。下列图中能正确表示总反应过程中能量变化的是( )
B
学习评价
4、如图所示N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中能量变化,判断下列说法错误的是( )
A、该反应中反应物断键吸收的总能量
高于生成物形成键放出的总能量
B、2mol气态氧原子结合生成O2(g)时,
能放出498kJ能量
C、断裂1mol NO分子中的化学键,需要
吸收632kJ能量
D、1molN2和1molO2的反应热ΔH=-180kJ·mol-1
D
学习评价
5、N4 分子结构为正四面体(如图)。已知:断裂 N4 (g) 中 1mol N-N 键吸收 193 kJ 能量,形成 N2 (g) 中1mol N ≡ N键放出 941 kJ 能量。下列说法正确的是( )
A、N4 (g) 比 N2 (g) 更稳定
B、N4 (g) = 2 N2 (g) ΔH = + 724 kJ·mol-1
C、形成 1 mol N4 (g) 中的化学键放出 193 kJ 的能量
D、1 mol N2 (g) 完全转化为 N4 (g),体系的能量增加 362 kJ
N4
D
学习评价
6、最新报道:科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下:下列说法正确的是( )
A.CO和O生成CO2是吸热反应
B.在该过程中,CO断键形成C和O
C.CO和O生成了具有极性共价键的CO2
D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程
C
学习评价
(1)物质总能量越低,物质越稳定
(2)化学键能越高,物质越稳定
7、C (石墨,s) = C (金刚石,s) ΔH = +1.9 kJ/mol,石墨、金刚石哪个更稳定?试分析物质稳定性与键能的关系。
∆H > 0,吸热反应,石墨键能大,总能量低,更稳定。
学习评价
8、已知:
H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH1=-57.3 kJ·mol-1
1/2H2SO4(浓,aq)+NaOH(aq)===1/2Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH2=m kJ·mol-1
下列说法正确的是( )
A.上述热化学方程式中的化学计量数表示物质的量
B.ΔH1<ΔH2
C.ΔH2=-57.3 kJ·mol-1
D.|ΔH1|>|ΔH2|
A
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