内容正文:
第一节 反应热
第2课时 反应热与焓变
第一章 化学反应的热效应
1、了解能量可以相互转化,了解反应热与焓变的关系。
2、从宏观和微观的角度理解化学反应中能量变化的本质原因,正确认识放热反应和吸热反应。
1
2、反应热与焓变(ΔH)
(1)内能(U):体系内物质的 的总和,受温度、压强和物质的聚集状态等影响。
(2)焓变:在 条件下进行的化学反应,其反应热等于反应的焓变。
符号为 ,单位是 。
焓:与物质 有关的物理量,符号:H。
等压
ΔH
kJ·mol-1
各种能量
内能(U)
焓(H)
反应物
生成物
内能(U)
反应物
生成物
焓(H)
内能
一、反应热 焓变
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宏观分析
焓(H)
反应物
生成物
反应进程
焓(H)
生成物
反应物
反应进程
ΔH=H生成物-H反应物
ΔH=生成物总焓(能量) -反应物总焓(能量)
放热反应,即△H < 0,
反应体系对环境放热,其焓减小
吸热反应,即△H > 0,
反应体系从环境吸热,其焓增大
(3)宏观角度认识反应热
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(3)宏观角度认识反应热
在25℃,101kPa下,1 mol H2与1 mol Cl2反应生成2 mol HCl,放出184.6 kJ的热量,该反应的反应热为
ΔH= -184.6 kJ·mol-1
在25℃,101kPa下,1 mol C 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,该反应的反应热为
ΔH= + 131.5 kJ·mol-1
注意:“+” 、 “-”不能省略!
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反应物
生成物
化学反应
旧键断裂
新键生成
原子重新组合
吸收能量
释放能量
吸收能量 > 释放能量
吸热反应ΔH>0
化学反应的实质:旧的化学键断裂和新的化学键形成过程。
吸收能量 < 释放能量
放热反应ΔH<0
(4)微观角度认识反应热
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以H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)(25 ℃,101 kPa下)的能量变化为例。
∆H=反应物的总键能(E吸) - 生成物的总键能(E放)=679-862=-183kJ/mol
吸收能量679 kJ
释放能量862 kJ
吸收
放出
H =−183 kJ/mol
(4)微观角度认识反应热
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1 mol物质 P4
(P—P) SiO2
(Si—O) 石墨
(C—C) 金刚石
(C—C) Si
(Si—Si)
化学键数 6NA 4NA 1.5NA 2NA 2NA
常见物质的化学键数目
相关扩展
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【例1】化学反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)的能量变化如图所示:
已知N≡N、N—H的键能分别为946 kJ·mol-1、391 kJ·mol-1
(1)该反应为______反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)拆开1 mol H2中化学键所需能量为______ kJ。
(3)该反应的反应热ΔH=______________。
放热
436
- 92 kJ·mol-1
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ΔH=436+249-930= -245 (kJ·mol-1)
【例2】下列判断氢气燃烧生成气态水时的热量变化的说法中一定正确的是 ( )
A. 生成1 mol H2O(g)时吸收热量245 kJ
B. H2O(g)分解为H2与O2时放出热量
C. 氢气和氧气的总能量小于气态水的能量
D. 甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为乙>甲>丙
D
甲
乙
丙
ΔH<0
总能量越低越稳定
反应放热,且用量未注明
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【例3】已知:①CO的结构式为C≡O;②298 K时相关化学键的键能数据如下表:
则反应CO(g)+3H2(g) ⇌ CH4(g)+H2O(g)的ΔH的值为 ( )
A.-198 kJ·mol-1 B.+267 kJ·mol-1 C.-298 kJ·mol-1 D.+634 kJ·mol-1
化学键 H—H O—H C—H C≡O
键能/(kJ·mol-1) 436 465 413 1076
A
ΔH=Σ(反应物键能)-Σ(生成物键能) CO(g)+3H2(g) ⇌ CH4(g)+H2O(g)
ΔH=(1076 kJ·mol-1+3×436 kJ·mol-1)-(413 kJ·mol-1×4+465 kJ·mol-1×2)=-198 kJ·mol-1
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热能综
合利用
工艺条
件优化
反应热应用
理论
分析
反应热估算
键能估算
能耗
……
给吸热反应加热;
给放热反应及时转移热量;
热能循环利用。
3、研究反应热的意义
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反应热
与焓变
内能,反应热
恒压反应热 = 焓变 ΔH
宏观
微观
体系内能的变化
放热反应 ΔH <0
吸热反应 ΔH >0
断键吸热,成键放热
ΔH = ∑E(反应物键能) -∑E(生成物键能)
区分
原因
反应热的综合应用
ΔH=H生成物-H反应物
课堂小结
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1、已知:H2(g)+O2(g)===H2O(g),反应过程中的能量变化如图所示,
回答下列问题。
(1)a、b、c分别代表什么意义?
a:___________________;
b:____________________;
c:_______。
旧键断裂吸收的总能量
新键形成放出的总能量
反应热
(2)该反应是_____(填“放热”或“吸热”)反应,ΔH____(填“>”或“<”)0。
放热
<
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2、白磷和红磷分别与氧气反应生成1 mol P4O10(s)过程中焓变化如图,下列说法正确的是( )
A.红磷比白磷稳定
B.白磷燃烧是吸热反应
C.红磷转变为白磷是放热反应
D.红磷燃烧反应的:4P(s)+5O2(g)===P4O10(s) ΔH=-(E3-E2) kJ/mol
A
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3、下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系:
据此判断下列说法正确的是( )
A.石墨转变为金刚石是吸热反应
B.白磷比红磷稳定
C.①S(g)+O2(g) ===SO2(g);②S(s)+O2(g) ===SO2(g),放出热量:①<②
D.CO(g)+H2O(g) ===CO2(g)+H2 (g),该反应为吸热反应
A
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4、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
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5、常温下,1 mol化学键形成气态原子所需要的能量用E表示。结合表中信息,判断下列说法不正确的是( )
A.431 kJ·mol-1>E(H—Br)>298 kJ·mol-1
B.表中最稳定的共价键是H—F
C.H2(g)→2H(g) ΔH=+436 kJ·mol-1
D.H2(g)+F2(g) ===2HF(g) ΔH=-25 kJ·mol-1
共价键 H—H F—F H—F H—Cl H—I
E/(kJ·mol-1) 436 157 568 431 298
D
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