資源簡介

(共23張PPT)
第一章 化學反應的熱效應
第一節 反應熱
第二課時 反應熱與焓變
能從能量轉化的角度分析吸熱和放熱反應的原因；
學習目標
理解反應熱和焓變的含義、符號及單位；
會通過▲H判斷吸、放熱反應，會利用鍵能進行有關反應熱的計算。
辨識化學反應中能量的轉化
化學反應過程中釋放或吸收的熱量在生活、 生產和科學研究中具有廣泛 應用。
辨識化學反應中能量的轉化
實例 原電池 暖寶寶 燃放煙花、燃氣爐
能量轉化 能轉化成 能 能轉化成 能 能轉化成 能、 能
化學
電
化學
光
熱
化學
熱
常見的吸熱反應和放熱反應
神舟 十五 號發 射
鳥巢上空的煙火
放熱反應 吸熱反應
①所有燃燒反應
②酸堿中和反應
③大多數化合反應
④活潑金屬跟水或酸的反應
⑤物質的緩慢氧化
⑥鋁熱反應
①大多數分解反應
②Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應
③ C+CO2 2CO
④ C+ H2O CO+H2
⑤ NaHCO3與鹽酸反應
宏觀角度認識反應熱
【思考】為什么化學反應會有能量的變化？
這是因為化學反應前后體系的內能(符號為U)發生了變化。
↓
體系內物質的各種能量的總和 ， 受溫 度、壓強和物質的凝聚狀態等影響。
【思考】在科學研究和生產實踐中，化學反應通常是在等壓條件下進行 的。如何描述等壓條件下的反應熱？
宏觀角度認識反應熱
2. 焓變：在　　　　條件下進行的化學反應，其反應熱等于反應的焓變。
符號為　　　,單位是　　　　　　。
等壓
ΔH
kJ·mol-1
內能(U)
焓(H)
反應物
生成物
內能(U)
反應物
生成物
焓(H)
宏觀角度認識反應熱
3.ΔH與吸熱反應和放熱反應
ΔH＝
H生成物
H反應物
焓(H)
反應物
生成物
放熱反應
ΔH<0
反應物
生成物
吸熱反應
ΔH>0
焓(H)
放熱反應，△H為“-”，即△H < 0，
反應體系對環境放熱，其焓減小
吸熱反應，△H為“+”，即△H > 0，
反應體系從環境吸熱，其焓增大
宏觀角度認識反應熱
【例1】 在25℃和101 kPa下 ， 1 molH2與1 mol Cl2反應生成2 mol HCl時放出184.6 kJ的熱量 ， 則該反應的反應熱為:
ΔH= － 184.6 kJ/mol
【例2】 在25 ℃和101 kPa下 ， 1 mol C(如無特別說明 ， C均指石墨)與1 mol H2O(g)反應 ， 生成1 mol CO和1 mol H2,需要吸收131.5 kJ的熱量， 則該反應的反應熱為:
ΔH= +131.5 kJ/mol
【注意】ΔH右端的+或-不可省略，單位kJ/mol必須標出。
4.焓變的表示方法
微觀角度理解反應熱
【思考】化學反應能量是如何轉化的？
化學反應的本質：___________________________________
舊化學鍵的斷裂 和 新化學鍵的形成
吸收能量
放出能量
鍵能:鍵能指25℃和101KPa下(常溫常壓下)，斷開1mo1共價鍵所需要的能量或形成1mol共價鍵所放出的能量(單位為KJ/mol) 。
微觀角度理解反應熱
以H2（g）+Cl2（g）==== 2HCl（g）為例
H
反應進程
1mol H2(g) +1molCl2(g)
2mol HCl(g)
2mol H(g) +2molCl(g)
(436+243)KJ
862KJ

斷開 1mol H—H鍵吸收能量436kJ
斷開 1mol Cl—Cl鍵吸收能量243kJ
形成 2mol H—Cl鍵放出能量 862kJ
①斷鍵吸能(E吸）
②成鍵放能(E放）
微觀角度理解反應熱
＝-183kJ/mol
H＝(436kJ/mol+ 243kJ/mol)-431kJ/mol×2
所以：焓變計算公式： H＝ E斷鍵－ E成鍵=E反鍵總－ E生鍵總
結論：化學鍵的斷裂和形成時的能量變化是化學反應中能量變化的主要原因。
微觀角度理解反應熱
【利用鍵能估算反應熱】
反應熱 ΔH＝ 。
E1 - E2
E1：反應物斷裂化學鍵吸收的總能量，
E2：生成物形成化學鍵放出的總能量，
吸收能量 >放出能量 ΔH > 0
吸收能量 <放出能量 ΔH < 0
反應物
生成物
ΔH
E1
E2
H
微觀角度理解反應熱
【例1】化學反應N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的能量變化如圖所示：
已知N≡N、N—H的鍵能分別為946 kJ·mol-1、391 kJ·mol-1
(1)該反應為______反應(填“吸熱”或“放熱”)。
(2)拆開1 mol H2中化學鍵所需能量為______ kJ。
(3)該反應的反應熱ΔH＝______________。
放熱
436
- 92 kJ·mol-1
微觀角度理解反應熱
應用：物質穩定性判斷
①鍵能越大，破壞該化學鍵需要的能量越高，該化學鍵越難斷裂，所以物質越穩定。
②物質總能量越低，物質越穩定。
【例題】C(石墨s)= C(金剛石s) ΔH = +1.9kJ/mol，石墨、金剛石哪個更穩定？試分析物質穩定性與鍵能的關系。
H > 0，吸熱反應，
石墨鍵能大，總能量低，更穩定。
金剛石
石墨
研究反應熱的意義
熱能綜
合利用
工藝條
件優化
反應熱應用
理論
分析
反應熱估算
鍵能估算
能耗
……
給吸熱反應加熱；
給放熱反應及時轉移熱量；
熱能循環利用。
總結
化學反應熱效應
表征
反應熱
恒壓反應熱 = 焓變 ΔH
宏觀
微觀
原因
體系內能的變化
放熱反應 ΔH <0
吸熱反應 ΔH >0
斷鍵吸熱，成鍵放熱
ΔH = E(反應物鍵能和) -E(生成物鍵能和)
應用
熱能利用
工藝操作
反應的可行性
選擇反應條件
隨堂訓練
1.已知H—H鍵的鍵能為436 kJ·mol-1，Cl—Cl鍵的鍵能為243 kJ·mol-1，H—Cl鍵的鍵能為431 kJ·mol-1，則H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的反應熱(ΔH)等于
(　　)
A.-183 kJ·mol-1 B.183 kJ·mol-1
C.-862 kJ·mol-1 D.862 kJ·mol-1
A
隨堂訓練
2.根據下表的鍵能的數據，可計算出CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)的ΔH為
(　　)
化學鍵 O=O C—H O—H C=O
鍵能/kJ·mol-1 497 414 463 803
A.-379 kJ·mol-1 B.-808 kJ·mol-1
C.-1656 kJ·mol-1 D.-2532 kJ·mol-1
B
隨堂訓練
3.CO(g)與H2O(g)反應生成CO2(g)和H2(g)過程中的能量變化如下圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．該反應為吸熱反應
B．1 mol CO(g)和1 mol H2O(g)具有的總能量大于1 mol CO2(g)和1 mol H2(g) 具有的總能量
C．該反應不需要加熱就能進行
D．1 mol CO2(g)和1 mol H2(g)的鍵能總和比1 molCO(g)與1 mol H2O(g)的鍵能總和小41 kJ
B
隨堂訓練
4．化學反應中的能量變化是由化學反應中舊化學鍵斷裂時吸收的能量與新化學鍵形成時放出的能量不同引起的。如下圖為N2(g)和O2(g)反應生成NO(g)過程中的能量變化，下列說法中正確的是(　　)
A．1 mol N2(g)和1 mol O2(g)反應放出的能量為
180 kJ
B．1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的總能量小于
2 molNO(g)具有的總能量
C．通常情況下，N2(g)和O2(g)混合能直接生成NO
D．NO是一種酸性氧化物，能與NaOH溶液反應生成鹽和水
B
隨堂訓練
5．最新報道科學家首次用X射線激光技術觀察到CO與O在催化劑表面形成化學鍵的過程。反應過程的示意圖如圖所示：
下列說法正確的是(　　)
A．CO和O生成CO2是吸熱反應
B．在該過程中，CO斷鍵形成C和O
C．CO和O生成了具有極性共價鍵的CO2
D．狀態Ⅰ→狀態Ⅲ表示CO與O2反應的過程
C
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