1、第一章 化学反应与能量 第一节 化学反应与能量的变化 第1课时 焓变 反应热,【新课导入】,自动加热饭盒在需要加热时,取一包发热粉倒入加热盒内,把饭盒按入加热盒,从旁边的缝中注入少量清水,在几分钟内就可使食品达到80 。同学们你能解释其中的原理吗?你能设计实验检验发热粉的成分是什么吗?,【课标要求】 1.了解化学反应中能量转化的原因,能说出常见的能量转化形式。 2.了解反应热和焓变的含义,举例说明化学能与热能的转化。,知识探究 梳理知识点拨方法,1.化学反应的基本特征 一是物质发生了变化,二是能量发生了变化。,探究点一 焓变、反应热的产生原因,断裂,吸收,形成,放出,思考1 是不是所有的化学反
2、应都有能量的变化?为什么? 提示:是。原因是能量的变化与键能有关,反应物的键能之和与生成物的键能之和是不相等的。 2.焓变与反应热的关系 (1)焓:是与内能有关的物理量,符号用H表示。,(2)焓变:在恒压条件下,化学反应过程中的热效应。是生成物与反应物的焓(H)值差,决定了某一化学反应是吸热反应还是放热反应。其符号,常用单位 。如H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g) H=-184.6 kJ/mol。,H,kJ/mol(或kJmol-1),(3)反应热:一定条件下,化学反应过程中 的热量。 (4)两者之间的关系: 条件下的反应热等于焓变。,吸收或放出,恒压,思考2 决定焓变(H)正、负及影响
3、焓变大小的因素有哪些? 提示:决定焓变正负的因素:反应物与生成物焓的相对大小。 影响焓变大小的因素:参加反应的物质的物质的量的多少;反应体系中物质的聚集状态;反应的温度和压强。,名师点拨 理解反应热、焓变的注意问题 1.反应热描述的是一定温度和压强下的化学反应前后的热量变化。 2.任何化学反应都有反应热,不存在不发生能量变化的化学反应。 3.催化剂不改变反应的焓变。 4.H的单位中的“ mol-1”不能理解为每摩尔反应物或生成物,应理解为“每摩尔反应”。 5.焓是物质固有的性质之一,不能进行测量,但焓变(即反应热)可以直接测量。,过关演练 巩固知识提升能力,1.下列关于反应热和焓变的说法正确的
4、是( ) A.反应热就是反应中放出的热量 B.任何条件下,化学反应的焓变都等于化学反应的反应热 C.一个化学反应中,当反应物的总能量大于生成物的总能量时,反应放热,H为“-” D.一个化学反应中,生成物总能量小于反应物的总能量时,反应吸热, H为“+”,解析:反应热也指反应中吸收的热量,A错误;恒压条件下的反应热才等于焓变,B错误;在反应中生成物比反应物所具有的总能量少反应放热,反之吸热,C正确,D错误。,C,2.(2017山东沂水一中月考)关于反应的焓变,下列说法正确的是( ) 焓是一个物理量,它描述的是物质所具有的能量 焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化 反应物总焓大于生成物的总焓
5、时,反应热H0 在等压条件下进行的化学反应,反应前后物质的焓变等于该反应的反 应热 A. B. C. D.,D,解析:焓是与物质内能有关的物理量,正确;焓变与参加反应的物质的物质的量有关,反应物的量越大则焓变绝对值越大,错误;反应物的总焓大于生成物的总焓时,反应放热,H0,错误;恒压条件下的反应热等于焓变,正确。,3.在下列反应中,生成物的总焓大于反应物的总焓的是( ) A.氢气在氧气中燃烧 B.铁丝在氧气中燃烧 C.硫在氧气中燃烧 D.焦炭在高温下与水蒸气反应,D,解析:A、B、C均为放热反应,H0,说明它们的反应物的总焓大于生成物的总焓,多余的能量以热量的形式放出,而D为吸热反应,正好相反
6、,符合题意。,知识探究 梳理知识点拨方法,1.微观角度化学键的变化,探究点二 吸热反应与放热反应的判断,若Q1Q2,H 0,反应 能量,为 反应; 若Q1Q2,H 0,反应 能量,为 反应。,吸收,吸热,放出,放热,2.宏观角度反应物与生成物能量的相对高低,放热,吸热,思考 你能列举常见的放热反应和吸热反应吗?,提示: (1)常见的放热反应 绝大多数化合反应;所有的燃烧反应;酸碱中和反应;活泼金属与酸或水的反应;部分特殊反应,如铝热反应、过氧化钠与水或CO2的反应、氨的催化氧化等。,(2)常见的吸热反应 绝大多数分解反应;铵盐与碱的反应,如2NH4Cl(s)+Ba(OH)28H2O(s) Ba
7、Cl2+2NH3+10H2O;C与H2O(g)、CO2的反应。,名师点拨 吸、放热反应判断的方法与误区 1.吸热反应、放热反应判断的“三方法” (1)理论判断法:反应物与生成物总能量的相对大小。 (2)计算判断法:断裂化学键吸收总能量与形成化学键放出总能量的相对大小。 (3)规律判断法:熟记常见的放热反应、吸热反应实例。 2.吸热反应、放热反应判断的“三大误区” 误区一:认为与反应条件有关,常温下进行的反应就是放热反应,只要加热就是吸热反应。其实不然,如氢氧化钡晶体与氯化铵的反应是吸热反应,而木炭点燃需加热但是放热反应。 误区二:认为只要吸热就是吸热反应,只要放热就是放热反应。其实不然,如水蒸
8、气液化、浓硫酸稀释放出热量,水汽化吸收热量,这些都是物理变化过程,不属于放热或吸热反应。 误区三:任何化学反应都伴随着能量变化,认为能量变化一定表现为热量变化,其实不然,还可能以光、声、电等形式表现出来。,过关演练 巩固知识提升能力,1.下列关于吸热反应和放热反应的说法正确的是( ) A.需加热才能发生的反应一定是吸热反应 B.任何放热反应在常温条件下一定能发生 C.反应物和生成物分别具有的总能量决定了反应是放热反应还是吸热反应 D.当H0时表明反应为吸热反应,解析:放热反应和吸热反应在一定的条件下都能发生。反应开始时需加热的反应可能是吸热反应,也可能是放热反应,如碳的燃烧反应属于放热反应,但
9、需要加热或点燃才能发生,故A、B项错误;吸热反应的H0,D项错误。,C,2.(2017安徽马鞍山二中月考)下列变化中一定为放热反应的是( ) A.H2O(g) H2O(l) H=-44.0 kJ/mol B.N2(g)+O2(g) 2NO(g) H=+182.6 kJ/mol C.形成化学键过程中放出862 kJ热量的化学反应 D.能量变化如图所示的化学反应,解析:H2O(g) H2O(l) H=-44.0 kJ/mol,没有发生化学反应,A错误; H0为吸热反应,B错误;化学反应中,放热反应旧的化学键断裂需要吸收的能量小于新的化学键生成过程中放出的能量,所以形成化学键过程中放出862 kJ能
10、量的化学反应,不能判断是放热反应,C错误;由图示可知,反应物总能量大于生成物总能量,该反应一定为放热反应,D正确。,D,知识探究 梳理知识点拨方法,1.H的两种表达式 (1)H= 的总能量- 的总能量 (2)H= 的键能总和- 的键能总和 2.H的大小比较 (1)比较反应热大小时,不仅要比较数值大小,还要注意反应热的“+”“-” 号,更要关注物质的量、物质聚集状态、反应进行程度对反应热数值的影 响。对于放热反应,放热越多,H越小;对于吸热反应,吸热越多,H越大。分清是带“+”“-”号比较,还是不带“+”“-”号比较。是比较H,还是比较|H|,是比较H还是比较Q。,探究点三 H的简单计算与比较,
11、生成物,反应物,反应物,生成物,(2)若化学计量数加倍,则H的绝对值加倍。 (3)同一反应中,反应物状态或生成物状态不同时,反应热大小不同。若反应为放热反应 当反应物状态相同,生成物状态不同时,生成固体放热最多,生成气体放热最少。 当反应物状态不同,生成物状态相同时,固体反应放热最少,气体反应放热最多。 (4)根据反应进行程度判断 其他条件相同时,燃烧越充分,放出的热量越多,H越小。,过关演练 巩固知识提升能力,1.(2016四川邛崃高埂中学月考)SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中只存在SF键。已知:1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ,断裂1 mol FF键、SF键需
12、吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则S(s)+3F2(g) SF6(g) 的反应热H为( ) A.-1 780 kJ/mol B.-1 220 kJ/mol C.-450 kJ/mol D.+430 kJ/mol,解析:S(s)+3F2(g) SF6(g)的反应过程中旧键断裂吸收的热量为280 kJ+ 160 kJ3=760 kJ,新键形成放出的热量为330 kJ6=1 980 kJ,反应放出1 220 kJ的热量,H=-1 220 kJ/mol。,B,2.下列各组热化学方程式中,化学反应的H前者大于后者的是( ),A.仅 B.仅 C.仅 D.仅,C,解析:碳与氧气反应放热,即H1H
13、4;发生同样的燃烧反应,物质的量越多,放出的热量越多,故H5H6;碳酸钙分解吸收热量, H70,CaO与H2O反应放出热量,H8H8。,3.已知HH键键能(断裂时吸收或生成时释放的能量)为 436 kJ/mol,HN键键能为391 kJ/mol,根据:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H=-92.4 kJ/mol。则NN键的键能是( ) A.431 kJ/mol B.945.6 kJ/mol C.649 kJ/mol D.896 kJ/mol,解析:设NN键的键能为x,结合H=反应物键能总和-生成物键能总和,则H =3436 kJ/mol+x-6391 kJ/mol=-92.4 kJ/
14、mol,所以x=-92.4 kJ/mol+6 391 kJ/mol-3436 kJ/mol=945.6 kJ/mol。,B,课堂检测 即学即测查漏补缺,1.一种化学冰袋中含有Na2SO410H2O和NH4NO3,将它们混合并用手搓揉就可制冷,且制冷效果能维持一段时间。以下关于其制冷原因的推测肯定错误的是( ) A.Na2SO410H2O脱水是吸热过程 B.较长时间制冷是由于Na2SO410H2O脱水是较慢的过程 C.铵盐在该条件下发生的复分解反应是吸热反应 D.NH4NO3溶于水会吸收热量,解析:根据复分解反应发生的条件,Na2SO410H2O和NH4NO3在该条件下不会发生反应,故C项肯定错
15、误;又根据所学知识可知,NH4NO3溶于水是吸热的,结晶水合物脱水也是吸热的。,C,2.用H2可将工业废气中的NO催化还原成N2,其能量转化关系如图(图中计量单位为 mol),则:NO(g)+H2(g) 0.5N2(g)+H2O(g)的H为( ) A.0.5(a+b-c-d) kJ/mol B.0.5(c+a-d-b) kJ/mol C.0.5(c+d-a-b) kJ/mol D.0.5(b+d-a-c) kJ/mol,解析:由图中转化可知,断裂化学键吸收能量,形成化学键释放能量,发生2NO(g)+2H2(g) N2(g)+2H2O(l) H=(a+b-c-d) kJ/mol,又据化学计量数与
16、反应中的能量变化成正比,则NO(g)+H2(g) 0.5N2(g)+H2O(g)的H=0.5(a+b-c-d) kJ/mol。,A,(1)a、b、c分别代表什么意义? a: ; b: ; c: 。,答案:(1)代表旧键断裂吸收的能量 代表新键形成放出的能量 代表反应热,(2)该反应是放热反应还是吸热反应? 。H大于零还是小于零? 。 (3)若已知2H2(g)+O2(g) 2H2O(g) H1=-Q1 2H2(g)+O2(g) 2H2O(l) H2=-Q2 则H1 (填“”“”或“=”,下同)H2,Q1 Q2。,解析:(2)由图可知该反应中反应物总能量大于生成物总能量,所以该反应为放热反应,H0
17、。 (3)比较H大小时,要连同“+”“-”号包含在内,类似于数学上的正负数比较,如果只比较反应放出热量的多少,则只比较数值大小,与“+” “-”号无关。,答案:(2)放热反应 小于零 (3) ,4.某些化学键的键能如下表(kJmol-1),解析:(1)1 mol H2在2 mol Cl2中燃烧,参加反应的H2和Cl2都是1 mol,生成HCl 2 mol,则放出热量:431 kJ/mol2 mol-436 kJ/mol1 mol-247 kJ/mol1 mol=179 kJ。,答案:(1)179,(1)1 mol H2在2 mol Cl2中燃烧,放出热量 kJ。,解析:(2)由反应热与键能的关
18、系知,反应热:E(HCl)2-E(ClCl)-E(HH)E(HBr)2-E(BrBr)-E(HH)E(HI)2-E(II)-E(HH),故H2在Cl2中燃烧放热最多,在I2中燃烧放热最少。推测反应热E(HF)2-E(FF)-E(HH)E(HCl)2-E(ClCl)-E(HH),故知H2在F2中燃烧放热比在Cl2中燃烧放热多。,答案:(2)a 多,(2)在一定条件下,1 mol H2与足量的Cl2、Br2、I2分别反应,放出热量由多到少的顺序是 (填字母)。 a.Cl2Br2I2 b.I2Br2Cl2 预测1 mol H2在足量F2中燃烧比在Cl2中放热 (填“多”“少”或“不变”)。,谢谢观赏！,
