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高中化学 第一章 第一节 化学反应与能量的变化(第1课时)课件 新人教版选修4


选修4 化学反应原理 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

焓变 反应热

焓变 反应热
这是一幅幅多么撩人的自然美景,然而, 如今的地球正在遭受着前所未有的灾难:大气 污染加剧、水污染严重,固体废弃物与日俱增、 臭氧空洞、酸雨、赤潮、温室效应、水土流失、 土地沙漠化等。归根结底,都和化学反应有着 密切的关系,我们这一章研究的主要是物质的 能量变化,这种能量变化常以热能、电能、光 能等形式表现出来。让我们共同学习、研究化 学反应与能量,做好保护地球,保护环境的工 作。

焓变 反应热

? 【思考】 ? 1.化学反应都有新物质产生,同时还伴随着能量变化,请列举学过 的有热量变化的相关反应。 ? Mg、P、S、Fe、H2、C、煤、石油、天然气等燃烧;活泼金属 与酸反应;酸碱中和反应等要放出热量。 ? 氢氧化钡晶体与氯化铵晶体迅速搅拌下反应; CO2与C的反应, CaCO3受热分解,盐类水解反应等要吸收热量。

焓变 反应热
常见的放(吸)热反应
1.金属与酸的反应

放热反应

2.所有的燃烧反应 3.酸碱中和反应 4.大多数化合反应 1.氢氧化钙与氯化铵晶体的反应

吸热反应

2. C(s) + CO2(g)== 2CO(g) 3. C(s) + H2O(g) ==CO(g) + H2(g)


高温

4.大多数分解反应

焓变 反应热
? 【思考】 ? 2. 在这些反应中,哪些是我们日常 生活中利用到的? ? 化学反应中所释放的能量 —— 当 今世界最重要的能源。

焓变 反应热
生活中的放热现象

焓变 反应热
生活中的放热现象

焓变 反应热
生 活 中 的 吸 热 现 象

焓变 反应热
生 活 中 的 吸 热 现 象

一、焓、焓 变
决定因素:

焓变 反应热

1.焓:与内能有关的物理量

符号:H

反应物本身的性质 物质的状态:g > l> s 温度:T↑→H↑ 压强:P↑→H↑ 符号:△H

2.焓变:生成物与反应物的焓值差 △H=H生成物-H反应物

焓变 反应热
3.在一定条件下,判断某一化学反应是吸热反应还是放 热反应,由生成物与反应物的焓值差即焓变(△H)决定

4.一般反应都是在敞口容器中进行的,系统的压力等于 外界压力,是在恒压条件下进行的反应,反应的热效应 等于焓变。
内能和焓变是否完全等同?

焓变 反应热
二、焓变 反应热
在化学反应过程中放出或吸收的热量, 通常叫做反应热。恒压条件下的反应热又称焓变。

1.符号:△H

2.单位:一般采用kJ/mol
3.研究对象:一定压强下,敞口容器中 发生的反应。 4.产生原因:化学键断裂——吸热 化学键形成——放热

1mol H2与1mol Cl2反应生成2mol HCl时的反应热

焓变 反应热
从断键和成 键角度分析

go

? 【结论】反应完成时,生成物中形成新化学键时释放的总能量(862 kJ)比断裂反应物中旧化学键时吸收的总能量(679 kJ)大,故为放 热反应. ? 该反应的反应热计算为(放热反应): ? Δ H =E(反应物总键能)- E(生成物总键能)

焓变 反应热

?

=(436+243)-(431+431)=-184.6(kJ/mol)

5.反应热表示方法: 放热反应:
或△H <0 当生成物分子总键能大于反应物分子中总键能时。 △H 为“-”

或△H >0

吸热反应:

当生成物分子总键能小于反应物分子中总键能时。 △H 为“+”

ΔH=生成物能量-反应物能量
能 量

焓变 反应热
反应物 能 量 生成物

△ H< 0 放热

吸热

△ H> 0

生成物 反应过程

反应物 反应过程

? 图示可知: 如果反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量,
反应物转化为生成物时放出热量,这是放热反应。反之,如果反应物 所具有的总能量小于生成物所具有的总能量,反应物就需要吸收热量 才能转化为生成物,这是吸热反应。

放(吸)热反应中的能量变化
放热反应 反应物 总能量高
生成物 总能量低

焓变 反应热

+ 放出的能量

放热反应:

E(反应物) = E(生成物) +能量

吸热反应
反应物 总能量低

+ 吸收的能量

生成物 总能量高

吸热反应:

E(反应物) +能量=E(生成物)

阅读P3《资料●体系与环境》

焓变 反应热

? ★判断一个反应是吸热反应还是放热反应的方法: ? Ⅰ:H反应物和H生成物的相对大小△H= H生 - H反 ? 若:△H > 0,则为吸热反应,△H为“+”, Q<0 ? △H < 0,则为放热反应,△H为“-”, Q>0 ? Ⅱ:△H=E1 - E2 > 0为吸热反应 ? E1不能通过实验测得,∴没有实际的计算意义

焓变 反应热

? ★判断一个反应是吸热反应还是放热反应的方法: ? Ⅲ:反应物分子断键时吸收的总能量Σ反与生成物分子 形成新化学键时释放的能量Σ生的相对大小 ? △H= Σ反- Σ生 ? 若: △H >0 则为吸热反应 △H为“+” , Q<0 ? △H <0 则为放热反应 △H为“-” , Q>0 ? Ⅳ:通过实验直接测得→掌握中和热的测定
键能: 破坏1 mol 共价键吸收的能量或形成1 mol 共价键放出的能量 键能恒取正值

焓变 反应热
比较:放热反应和吸热反应

放热反应
表现 行式 能量 变化 键能 变化 联系
△H﹤0或△H为“—”

吸热反应
△H﹥0或△H为“+”

生成物释放的总能量大于反应 生成物释放的总能量小于 物吸收的总能量 反应物吸收的总能量 生成物总键能大于 反应物总键能 生成物总键能小于反应物 总键能

键能越大,物质能量越低,越稳定,反之键能越小,物质 能量越高,越不稳定。

6.反应热计算

焓变 反应热

【例 1】1molC与1molH2O(g)反应生成lmol CO(g)和
1mol H2(g),需要吸收131.5kJ的热量,该反应的反应热为 △H= +131.5 kJ/mol。 【例 2】 拆开 lmol H-H键、lmol N-H键、lmolN≡N键分 别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,则1mol N2生成 NH3的反应热为 ,1mol H2生成NH3的反应热为 。

焓变 反应热
-30.6KJ/mol 946kJ,则1mol N2生成NH3的反应热为

【例 2】 拆开 lmol H-H键、lmol N-H键、lmolN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、
,1mol H2生成NH3的反应热为 。 分析:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g),因拆开 lmol N-H键和生成 lmol N-H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:

-92KJ/mol

△H =(946kJ/mol+3×436kJ/mol)- 2×3×391kJ/mol =-92kJ/mol

而 lmol H2只与 1/3 mol N2反应.所以此题lmolN2生成NH3的反应热△H= -92kJ/mol。 lmolH2生成NH3的反应热 △H= -30.67kJ/mol。

焓变 反应热 小 结
反应热、焓变 从焓变角度看: 从反应热角度看: 从键能角度看: ΔH=生成物的焓-反应物的焓 ΔH=生成物能量-反应物能量 ΔH=反应物总键能-生成物总键能

放热反应: 吸热反应:

ΔH<0或 ΔH为“-” ΔH>0 或ΔH为“+”

焓变 反应热
随堂练习
? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
A C) 1、下列叙述正确的是 ( A.化学反应一定伴随热量的变化 B.凡是吸热或放热过程中热量的变化均称为反应热 C.若△H<0,则反应物的能量高于生成物的能量 D.若△H>0,则反应物的能量高于生成物的能量 2、已知:H + H ═ H2;△H=-436KJ/mol,则下列叙述正确的是 ( AD ) A.2个H原子的能量高于1个H2的能量 B.2个H原子的能量低于1个H2的能量 C.H原子比H2分子稳定 D.H2分子比H原子稳定

焓变 反应热
? ? ? ? ?
D 3、下列变化过程中会放出热量的是 ( ) ①硝酸铵溶于水②物质的燃烧③苛性钠溶于水 ④生石灰放入水中 ⑤醋酸的电离 A.仅①⑤ B.仅②③ C.仅②④ D.②③④

? ? ? ? ?

4、下列变化中,属于放热反应的是 ( A.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应 B.点燃的镁条在二氧化碳中继续燃烧 C.灼热的碳与二氧化碳的反应 D.氯化钠溶于水

B )


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