焓变反应热上课ppt课件.pptx

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1、第一章第一章 化学反应与能量化学反应与能量本章包括本章包括“化学反应与能量的化学反应与能量的变化变化”、“燃烧热能源燃烧热能源”和和“化化学反应热的计算学反应热的计算”三节，属于热化三节，属于热化学基础知识热化学是研究化学反学基础知识热化学是研究化学反应热现象的科学应热现象的科学 在必修在必修2中，已初步学习了化学与热能的知识，中，已初步学习了化学与热能的知识，对化学键与化学反应中的能量变化的关系、化学能与对化学键与化学反应中的能量变化的关系、化学能与热能的相互转化有了一定的认识，本章是在此基础上热能的相互转化有了一定的认识，本章是在此基础上的扩展与提高的扩展与提高 能源是人类生存和发展的重要

2、物质基础，本章能源是人类生存和发展的重要物质基础，本章通过对化学能与热能转化规律的研究，认识热化学原通过对化学能与热能转化规律的研究，认识热化学原理在生产、生活和科学研究中的应用，了解化学在解理在生产、生活和科学研究中的应用，了解化学在解决能源危机中的重要作用，知道节约能源提高能量利决能源危机中的重要作用，知道节约能源提高能量利用率的实际意义用率的实际意义第一节第一节 化学反应与能量的变化化学反应与能量的变化第一课时第一课时 焓变焓变 反应热反应热1化学反应过程中，不仅有物质的变化，还有能量的变化。化学反应过程中，不仅有物质的变化，还有能量的变化。这种能量的变化常以这种能量的变化常以_、_、_

3、等形式表现出等形式表现出来。来。热能热能电能电能光能光能知识回顾知识回顾2化学反应中的能量变化，通常主要表现为化学反应中的能量变化，通常主要表现为_的变化。的变化。对化学反应，以反应过程中放热或吸热为标准划分，分为放热对化学反应，以反应过程中放热或吸热为标准划分，分为放热反应和吸热反应两种类型。有热量反应和吸热反应两种类型。有热量_的反应叫做放热的反应叫做放热反应，需要反应，需要_热量的反应叫做吸热反应。热量的反应叫做吸热反应。热量热量放出放出吸收吸收思考1 1、你所知道的化学反应中有哪些是放、你所知道的化学反应中有哪些是放热反应？热反应？2 2、你所知道的化学反应中有哪些是吸、你所知道的化学

4、反应中有哪些是吸热反应？热反应？思考燃烧燃烧 ,中和反应中和反应 , 活泼金属与水、酸活泼金属与水、酸 ,大多数化合反应大多数化合反应大多数分解反应大多数分解反应, Ba(OH), Ba(OH)2 2.8H.8H2 2O+NHO+NH4 4Cl,Cl,以以C C，H H2 2，C CO O为还为还原剂的氧化还原反应（如：原剂的氧化还原反应（如：C+COC+CO2 , 2 , H H2 2+CuO, C+H+CuO, C+H2 2O O） 注意：浓硫酸，注意：浓硫酸，NaOH固体溶于水为放热过程固体溶于水为放热过程注意：电离以及多数铵盐溶于水为吸热过程注意：电离以及多数铵盐溶于水为吸热过程2.是

5、不是所有的化学反应都有能量的变化？为什么？是不是所有的化学反应都有能量的变化？为什么？1.化学反应中为何有能量变化？能量变化与化学反应中为何有能量变化？能量变化与物质变化有没有关系？物质变化有没有关系？(2)(2)焓变：焓变：一个化学反应的生成物与反应物的一个化学反应的生成物与反应物的焓值之焓值之差。差。即：即：H H(生成物生成物)H(反应物反应物)一、焓变反应热一、焓变反应热1焓和焓变焓和焓变(1)(1)焓：焓：是一个与是一个与内能内能有关的物理量，符号：有关的物理量，符号： H。符号：符号： H 单位单位 ：kJ/mol或或 kJmol12反应热反应热（1）定义：）定义：化学反应过程中所

6、释放或吸收的能量叫化学反应过程中所释放或吸收的能量叫做反应热。做反应热。焓变和反应热是什么关系？焓变和反应热是什么关系？ 在在恒压恒压条件下进行的反应，其反应热就是焓条件下进行的反应，其反应热就是焓变因此它们的符号均为变因此它们的符号均为H，单位也相同，单位也相同符号：符号： H 单位单位 ：kJ/mol或或 kJmol1说明：说明：反应热可以通过实验直接测得。反应热可以通过实验直接测得。反应热描述的是化学反应前后的热量变化。反应热描述的是化学反应前后的热量变化。反应热描述的是一定温度下的热量变化。反应热描述的是一定温度下的热量变化。任何化学反应都有反应热。任何化学反应都有反应热。放热反应：放

7、热反应：吸热反应：吸热反应：H0或或 H为为“”H0 或或H为为“”（2）H的表示方式的表示方式放热放热反应物反应物生成物生成物焓焓反应过程反应过程H H0 0吸热吸热反应物反应物生成物生成物焓焓反应过程反应过程H H0 0反应物总能量高反应物总能量高生成物总能量低生成物总能量低能能量量反应进程反应进程释释放放能能量量反应物的反应物的总总能量能量 生成物的生成物的总总能量，反应能量，反应放出能量放出能量。化学反应中能量变化的原因化学反应中能量变化的原因 1.宏观：宏观：反应物和生成物的总能量相对大小反应物和生成物的总能量相对大小大于大于H 0化学反应中能量变化的原因化学反应中能量变化的原因 2

8、.微观：微观：化学键的断裂和形成化学键的断裂和形成（本质）（本质）断开化学键吸收的断开化学键吸收的总总能量能量 形成化学键释形成化学键释放出的放出的总总能量，反应能量，反应放出能量放出能量。能能量量反应进程反应进程断键吸收能量断键吸收能量成成键键释释放放能能量量HClClH-释释放放能能量量小于小于HClClHH 0（3）H的计算方法：的计算方法： H =E（反应物总键能）（反应物总键能） E（生成物总键能）（生成物总键能） H = E化学键断裂吸收总能量化学键断裂吸收总能量 E化学键形成释放总能量化学键形成释放总能量H = E生成物总能量生成物总能量 E反应物总能量反应物总能量1.以H2与C

9、l2反应为例。实验测得1molH2与1molCl2反应生成2molHCl时放出184.6kJ的热量。化学键断裂时吸收总能量化学键断裂时吸收总能量=化学键形成时放出总能量化学键形成时放出总能量=679kJ862kJ反应热的计算：反应热的计算：H = 679kJ/mol 862kJ/mol= 183kJ/mol【思考与交流思考与交流】 2 2：拆开：拆开 1 mol H1 mol HH H键、键、1 mol N1 mol NH H键、键、1 mol NN1 mol NN键分别需键分别需要的能量是要的能量是436 kJ436 kJ、391 kJ391 kJ、946 kJ946 kJ，则，则1mol

10、N1mol N2 2生成生成NHNH3 3的反应的反应热为热为H= H= 92.0 kJ/mol3 3已知已知HHHH键的键能为键的键能为436 kJ/mol436 kJ/mol，NHNH键的键能键的键能为为391 kJ/mol391 kJ/mol，根据化学方程式：，根据化学方程式：N N2 2(g)(g)3H3H2 2(g)(g) 2NH 2NH3 3(g)(g)H H92.4 kJ/mol92.4 kJ/mol，则，则NNNN键键的键能是的键能是( () )A A431 kJ/mol 431 kJ/mol B B946 kJ/mol946 kJ/molC C649 kJ/mol 649 k

11、J/mol D D896 kJ/mol896 kJ/molB放热反应放热反应吸热反应吸热反应键能键能变化变化反应物总键能反应物总键能 生成生成物总键能物总键能反应物总键能反应物总键能 生成生成物总键能物总键能能量能量变化变化反应物的总能量反应物的总能量 .生生成物的总能量成物的总能量反应物的总能量反应物的总能量 .生生成物的总能量成物的总能量表现表现形式形式联系联系小于小于大于大于H0或或H为为“”大于大于小于小于H0或或H为为“+”二、二、键能越键能越大大，物质能量越，物质能量越低低，越，越稳定稳定；反之键能越反之键能越小小，物质能量越，物质能量越高高，越，越不稳定不稳定。石墨、金刚石哪个更

12、稳定？石墨、金刚石哪个更稳定？C(石墨石墨 s ) C(金刚石金刚石 s ) H = +1.9 kJ/mol 活学活用活学活用 判断物质的稳定性判断物质的稳定性3)根据反应物和生成物的键能差判断。根据反应物和生成物的键能差判断。若若反应物的总键能大于生成物的总键能反应物的总键能大于生成物的总键能，则为，则为吸热吸热反应；反应； 若若反应物的总键能小于生成物的总键能反应物的总键能小于生成物的总键能，则为，则为放热放热反应。反应。2)根据反应物和生成物的总能量差判断。根据反应物和生成物的总能量差判断。若若E(反应物反应物)E(生成物生成物)，则为，则为放热放热反应；反应； 若若E(反应反应物物)0

13、时，为时，为吸热吸热反应反应当当H为为“”或或H 4Q 4Q3 3 B.2QB.2Q1 1 + Q + Q2 2 4Q 4Q3 3 C. QC. Q1 1 + Q + Q2 2 Q Q3 3 D. 2QD. 2Q1 1 + Q + Q2 2 2Q 2Q3 3B反应热计算反应热计算1.1molC与与1molH2O(g)反应生成反应生成lmol CO(g)和和1mol H2(g)，需要吸收需要吸收131.5kJ的热量，该反应的反应热为的热量，该反应的反应热为H= kJ/mol。 131.5课外作业：1. 拆开拆开 lmol H-H键、键、lmol N-H键、键、lmolNN键分键分别需要的能量是别

14、需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则，则1mol N2生成生成NH3的反应热为的反应热为 ，1mol H2生生成成NH3的反应热为的反应热为 。2.2.某些化学键的键能如下表某些化学键的键能如下表(kJmol(kJmol1 1) )(1)1mol H(1)1mol H2 2在在2mol Cl2mol Cl2 2中燃烧，放出热量中燃烧，放出热量_kJ_kJ。(2)(2)在一定条件下，在一定条件下，1mol H1mol H2 2与足量的与足量的ClCl2 2、BrBr2 2、I I2 2分别反应分别反应，放出热量由多到少的顺序是，放出热量由多到少的顺序是_。a aClCl2 2BrB

15、r2 2I I2 2b bI I2 2BrBr2 2ClCl2 2预测预测1mol H1mol H2 2在足量在足量F F2 2中燃烧比在中燃烧比在ClCl2 2中放热中放热_。键HHBrBrII ClCl HCl HI HBr键能436193151247431299356已知：已知：H2(g) O2(g)H2O(g)，反应过程中能量变，反应过程中能量变化如图所示，请回答下列问题。化如图所示，请回答下列问题。(1)a、b、c分别代表什么意义？分别代表什么意义？a：_；b：_；c：_。(2)该反应是该反应是_反应反应(填填“放热放热”或或“吸热吸热”)，H_0(填填“”、“”或或“”。)答案答案

16、(1)代表旧键断裂吸收的能量代表生成代表旧键断裂吸收的能量代表生成新键放出的能量代表反应热新键放出的能量代表反应热(2)放热放热1物质发生化学反应都伴有能量变化物质发生化学反应都伴有能量变化()2伴有能量变化的物质变化不一定都是化学变化伴有能量变化的物质变化不一定都是化学变化()提示：提示：正确因反应物与生成物具有的能量不相等，反应物正确因反应物与生成物具有的能量不相等，反应物转化为生成物时，必然伴随能量变化转化为生成物时，必然伴随能量变化提示：提示：正确物质发生三态变化，也伴随能量变化正确物质发生三态变化，也伴随能量变化3化学键的断裂或形成一定伴有焓变化学键的断裂或形成一定伴有焓变 ( )提

17、示：提示：正确因为化学键的断裂一定要吸收能量，化学键的正确因为化学键的断裂一定要吸收能量，化学键的形成一定要放出能量，故一定伴有焓变形成一定要放出能量，故一定伴有焓变4反应物的总能量高于生成物的总能量时该反应放热反应物的总能量高于生成物的总能量时该反应放热 ()提示：提示：正确正确5反应物的总键能大于生成物的总键能时，该反应反应物的总键能大于生成物的总键能时，该反应放放热热 ()提示：提示：错误因为破坏反应物的化学键要吸热，生成物形成新的错误因为破坏反应物的化学键要吸热，生成物形成新的化学键时要放热，吸收的热量大于放出的热量，因此反应吸热化学键时要放热，吸收的热量大于放出的热量，因此反应吸热特

18、别关注特别关注 化学反应中的能量变化通常以热量形式表现出来但化学能也化学反应中的能量变化通常以热量形式表现出来但化学能也可转化为其他形式的能，如化学能转化为光能、电能、内等不可转化为其他形式的能，如化学能转化为光能、电能、内等不论如何转化，均遵循能量守恒定律论如何转化，均遵循能量守恒定律考查点一焓变、反应热考查点一焓变、反应热例例1对于放热反应对于放热反应2H2(g)O2(g)=2H2O(l)，下列说法正确，下列说法正确的是的是()A生成物生成物H2O所具有的总焓高于反应物所具有的总焓高于反应物H2和和O2所具有的总焓所具有的总焓B反应物反应物H2和和O2所具有的总焓高于生成物所具有的总焓高于

19、生成物H2O所具有的总焓所具有的总焓C反应物反应物H2和和O2所具有的总焓等于生成物所具有的总焓等于生成物H2O所具有的总焓所具有的总焓D反应物反应物H2和和O2比生成物比生成物H2O稳定稳定解析解析反应物总焓高于生成物总焓的反应是放热反应，反应物总反应物总焓高于生成物总焓的反应是放热反应，反应物总焓低于生成物总焓的反应是吸热反应焓值越低，物质越稳定焓低于生成物总焓的反应是吸热反应焓值越低，物质越稳定答案答案B1由右图分析，下列说法正确的是由右图分析，下列说法正确的是 ()AA BC和和BCA两个反两个反应吸收或放出的能量不等应吸收或放出的能量不等BABC是放热反应是放热反应CA具有的总能量高

20、于具有的总能量高于B和和C具有的能量总和具有的能量总和DABC是吸热反应，则是吸热反应，则BCA必然是放热反应必然是放热反应解析：解析：根据能量守恒可知，正逆两个过程中的能量变化的数值是根据能量守恒可知，正逆两个过程中的能量变化的数值是相等的，只是一个过程吸热，另一个过程放热；相等的，只是一个过程吸热，另一个过程放热；A的能量低，而的能量低，而BC的能量高，所以反应的能量高，所以反应ABC应是一个吸热反应应是一个吸热反应答案：答案：D考查点二键能和反应热的关系考查点二键能和反应热的关系 例例2化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程其键能是两化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程其键能是两种原子

21、间形成种原子间形成1 mol新键新键(或其逆过程或其逆过程)时释放时释放(或吸收或吸收)的能量已的能量已知知HH键的键能为键的键能为436 kJ/mol，ClCl键的键能为键的键能为243 kJ/mol，HCl键的键能为键的键能为431 kJ/mol，则，则H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)的反应的反应热热(H)等于等于 ( )A183 kJ/molB183 kJ/molC862 kJ/mol D862 kJ/mol解析解析原子间形成原子间形成1 mol新键与拆开新键与拆开1 mol旧键的能量变化相同，旧键的能量变化相同，所以键能既是形成所以键能既是形成1 mol新键所放出的能量，也是拆开

22、新键所放出的能量，也是拆开1 mol旧键旧键所吸收的能量化学反应过程中，所吸收的能量化学反应过程中，H反应物键能总和生成反应物键能总和生成物键能总和故选物键能总和故选A.A关键一点关键一点 计算反应热时，用键能计算为反应物键能总和减计算反应热时，用键能计算为反应物键能总和减去生成物键能总和，用物质的能量计算，则为生成物去生成物键能总和，用物质的能量计算，则为生成物的总能量减去反应物的总能量的总能量减去反应物的总能量2已知已知HH键的键能为键的键能为436 kJ/mol，NH键的键能为键的键能为391 kJ/mol，根据化学方程式：根据化学方程式：N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H92.4

23、 kJ/mol，则，则NN键的键能是键的键能是( )A431 kJ/mol B946 kJ/mol C649 kJ/mol D896 kJ/mol解析：解析：化学反应的本质是反应物分子旧键断裂化学反应的本质是反应物分子旧键断裂(吸收能量吸收能量)，生成物，生成物分子新键形成分子新键形成(放出能量放出能量)，反应热等于生成物的键能之和减去反应，反应热等于生成物的键能之和减去反应物的键能之和设物的键能之和设NN键的键能为键的键能为E(NN)，则有，则有2 mol3391 kJ/mol1 molE(NN)3 mol436 kJ/mol92.4 kJ解得解得E(NN)946 kJ/mol. B反应热计

24、算反应热计算1.1molC与与1molH2O(g)反应生成反应生成lmol CO(g)和和1mol H2(g)，需要吸收，需要吸收131.5kJ的热量，该反应的反应热为的热量，该反应的反应热为H= kJ/mol。 2. 拆开拆开 lmol H-H键、键、lmol N-H键、键、lmolNN键分别需要的能量是键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则，则1mol N2生成生成NH3的反应热为的反应热为 ，1mol H2生成生成NH3的反应热为的反应热为 。 分析：分析：N2(g)3H2(g)2NH3(g)，因拆开，因拆开 lmol N-H键和生成键和生成 lmol N-H键吸收和释

25、放出的能量相等，所以此反应的反应热计算如下：键吸收和释放出的能量相等，所以此反应的反应热计算如下： H =(946kJ/mol+3436kJ/mol)- 23391kJ/mol =-92kJ/mol31而而 lmol H2只与只与 mol N2反应反应.所以此题所以此题lmolN2生成生成NH3的反应的反应热热H= -92kJ/mol。 lmolH2生成生成NH3的反应热的反应热H= -30.67kJ/mol，131.5某些化学键的键能如下表某些化学键的键能如下表(kJmol(kJmol1 1) )(1)1mol H(1)1mol H2 2在在2mol Cl2mol Cl2 2中燃烧，放出热量

26、中燃烧，放出热量_kJ_kJ。(2)(2)在一定条件下，在一定条件下，1mol H1mol H2 2与足量的与足量的ClCl2 2、BrBr2 2、I I2 2分别反应分别反应，放出热量由多到少的顺序是，放出热量由多到少的顺序是_。a aClCl2 2BrBr2 2I I2 2b bI I2 2BrBr2 2ClCl2 2预测预测1mol H1mol H2 2在足量在足量F F2 2中燃烧比在中燃烧比在ClCl2 2中放热中放热_。键HHBrBrII ClCl HCl HI HBr键能436193151247431299356答案答案(1)179(2)a(3)多多 解析解析本题涉及键能与吸、放热的关系，考查本题涉及键能与吸、放热的关系，考查了键能与反应热的定量关系。了键能与反应热的定量关系。(1)1mol H2在在2mol Cl2中燃烧，参加反应的中燃烧，参加反应的H2和和Cl2都是都是1mol，生成，生成HCl 2mol。则放出热量。则放出热量 ：431 kJmol12mol436kJmol11mol247kJmol11mol179kJ。 (2)由于键能由于键能ClCl键键BrBr键键II键，故键，故H2在在Cl2中燃烧放热最多，在中燃烧放热最多，在I2中燃烧放热最少。推中燃烧放热最少。推测键能测键能FF键键ClCl键，故知键，故知H2在在F2中燃烧放中燃烧放热多。热多。