【高中化學(xué)】化學(xué)反應(yīng)的內(nèi)能變化與焓變+課件+上學(xué)期高二化學(xué)魯科版（2019）選擇性必修1

第2課時(shí)

化學(xué)反應(yīng)的內(nèi)能變化

與焓變第1章

第1節(jié)

1.知道內(nèi)能、焓變的概念。2.掌握內(nèi)能、焓變與反應(yīng)熱的關(guān)系(重點(diǎn))。3.掌握熱化學(xué)方程式的意義及書寫方法(重、難點(diǎn))。學(xué)習(xí)目標(biāo)化學(xué)反應(yīng)中為什么會(huì)有反應(yīng)熱？產(chǎn)生反應(yīng)熱體系內(nèi)能改變目標(biāo)一化學(xué)反應(yīng)的內(nèi)能變化目標(biāo)二化學(xué)反應(yīng)的焓變內(nèi)容索引目標(biāo)三

熱化學(xué)方程式化學(xué)反應(yīng)的內(nèi)能變化

一1.內(nèi)能概念：微觀粒子的能量包括分子的平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、振動(dòng)，電子運(yùn)動(dòng)，原子核運(yùn)動(dòng)等各種形式運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，以及微觀粒子之間相互作用的勢(shì)能。體系內(nèi)物質(zhì)所含各種微觀粒子的能量總和符號(hào)：U決定因素：物質(zhì)的種類、數(shù)量及聚集狀態(tài)體系的溫度、壓強(qiáng)U(反應(yīng)產(chǎn)物)>U(反應(yīng)物)，反應(yīng)吸收能量；U(反應(yīng)產(chǎn)物)<U(反應(yīng)物)，反應(yīng)釋放能量。2.化學(xué)反應(yīng)中內(nèi)能的變化ΔU＝U(反應(yīng)產(chǎn)物)－U(反應(yīng)物)化學(xué)反應(yīng)體系與環(huán)境進(jìn)行能量交換以熱和功的形式呈現(xiàn)。3.內(nèi)能變化與反應(yīng)熱的關(guān)系ΔU＝Q＋WQ：反應(yīng)熱W：功若反應(yīng)中體系沒有做功，則ΔU＝Q4.吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)中內(nèi)能變化特點(diǎn)?U＝QU(反應(yīng)產(chǎn)物)＞U(反應(yīng)物)，ΔU＞0，體系的內(nèi)能增加，Q＞0，吸熱反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)前后體系內(nèi)能會(huì)發(fā)生變化，是反應(yīng)熱產(chǎn)生的根源U(反應(yīng)產(chǎn)物)＜U(反應(yīng)物)，ΔU＜0，體系的內(nèi)能減少，Q＜0，放熱反應(yīng)思考交流1.正誤判斷(1)化學(xué)反應(yīng)體系與環(huán)境進(jìn)行能量交換的形式只有熱能(2)內(nèi)能的絕對(duì)值可以通過理論計(jì)算或?qū)嶒?yàn)測定得知(3)化學(xué)反應(yīng)過程中內(nèi)能的變化量就是反應(yīng)熱(4)等壓條件下，反應(yīng)熱一定等于反應(yīng)體系內(nèi)能的變化××××思考交流2.在恒溫恒容的密閉體系中，H2(g)與I2(g)反應(yīng)生成HI(g)，該反應(yīng)體系的內(nèi)能變化如圖所示(沒做電功等)，回答下列問題：

(1)該反應(yīng)體系的ΔU_____(填“＞”“＜”或“＝”，下同)0。(2)W_____0。(3)該反應(yīng)體系的反應(yīng)熱Q＝________。＜＝－13kJ思考交流(4)下列關(guān)于該反應(yīng)的敘述正確的是_______(填序號(hào))。①反應(yīng)物的總能量比反應(yīng)產(chǎn)物的總能量高13kJ②斷裂反應(yīng)物中化學(xué)鍵所需的能量低于形成反應(yīng)產(chǎn)物中化學(xué)鍵釋放的能量③該反應(yīng)不需要提供能量就能發(fā)生反應(yīng)④反應(yīng)開始前體系的內(nèi)能等于反應(yīng)物化學(xué)鍵中儲(chǔ)存的總能量①②返回化學(xué)反應(yīng)的焓變

二產(chǎn)生反應(yīng)熱體系內(nèi)能改變焓(H)與之有關(guān)的物理量焓變(ΔH)等壓條件下U

等壓條件下，反應(yīng)熱等于焓變。1.焓與反應(yīng)焓變與內(nèi)能有關(guān)的物理量表示：H＝pV（p：壓強(qiáng)，V：體積）單位：J或kJ決定因素：取決于物質(zhì)的種類、數(shù)量、聚集狀態(tài)并受體系的溫度、壓強(qiáng)等因素的影響意義：用它的變化描述等壓反應(yīng)的反應(yīng)熱焓(H)：1.焓與反應(yīng)焓變反應(yīng)產(chǎn)物的焓與反應(yīng)物的焓之差表達(dá)式：Δ

H＝H（反應(yīng)產(chǎn)物）－H（反應(yīng)物）常用單位：kJ·mol－1或kJ/mol反應(yīng)焓變(ΔH)：2.反應(yīng)熱與反應(yīng)焓變的關(guān)系(1)對(duì)于等壓條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，如果反應(yīng)中物質(zhì)的能量變化全部轉(zhuǎn)化為熱能(沒有與電能、光能等其他形式的能量形式發(fā)生轉(zhuǎn)化)，則反應(yīng)焓變等于該反應(yīng)的反應(yīng)熱，表達(dá)式：ΔH＝Qp。(2)反應(yīng)焓變與吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的關(guān)系放熱反應(yīng)ΔH＜0（負(fù)值）焓(H)反應(yīng)物生成物吸熱反應(yīng)ΔH＞0（正值）焓(H)生成物反應(yīng)物反應(yīng)體系對(duì)環(huán)境放熱，其焓減小反應(yīng)體系從環(huán)境吸熱，其焓增加3.反應(yīng)焓變(ΔH)與鍵能的關(guān)系(1)鍵能：在25℃和101kPa下，氣態(tài)分子中1mol化學(xué)鍵解離成氣態(tài)原子所吸收的能量。436kJ·mol-1HHHH鍵斷裂，吸收能量鍵形成，釋放能量436kJ·mol-1“H—H”鍵能為436kJ·mol－1(2)依據(jù)鍵能計(jì)算反應(yīng)焓變?chǔ)＝(436＋243)kJ·mol－1

－(431＋431)kJ·mol－1

＝－183

kJ·mol－1以H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)反應(yīng)的能量變化為例說明計(jì)算結(jié)果表明：1molH2與1molCl2反應(yīng)生成2molHCl時(shí)，放出183kJ的能量。(1)化學(xué)反應(yīng)過程與反應(yīng)熱的關(guān)系歸納總結(jié)(2)根據(jù)鍵能理論計(jì)算焓變?chǔ)＝反應(yīng)物的鍵能總和－反應(yīng)產(chǎn)物的鍵能總和思考交流1.正誤判斷(1)化學(xué)反應(yīng)的焓變就是反應(yīng)物總焓和反應(yīng)產(chǎn)物總焓的差值(2)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱就是該反應(yīng)的焓變(3)化學(xué)反應(yīng)的焓變和反應(yīng)物及反應(yīng)產(chǎn)物的內(nèi)能有關(guān)，受物質(zhì)種類、數(shù)量、聚集狀態(tài)影響，和反應(yīng)條件無關(guān)(4)焓(H)只有正值，而焓變(ΔH)有正負(fù)之分，可以通過焓變來判斷一個(gè)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)√×××思考交流2.已知：

，反應(yīng)過程中的能量變化如圖所示，回答下列問題。

(1)a、b、c分別代表什么意義？a：____________________；b：____________________；c：________。(2)該反應(yīng)是______(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)，ΔH___(填“>”或“<”)0。舊鍵斷裂吸收的能量新鍵形成放出的能量反應(yīng)熱放熱<返回?zé)峄瘜W(xué)方程式

三

既表示物質(zhì)變化又能表示反應(yīng)的焓變熱化學(xué)方程式thermochemicalequation1.熱化學(xué)方程式的概念及意義概念：把一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)的變化和反應(yīng)的焓變同時(shí)表示出來的化學(xué)方程式。意義：熱化學(xué)方程式不僅表明了物質(zhì)的變化，還表明了焓變(能量變化)。實(shí)例：ΔH＝－285.8kJ·mol－1表示在298K、101kPa下，1molH2(g)與0.5molO2(g)反應(yīng)生成1molH2O(l)時(shí)，放出的熱量是285.8kJ。如果生成的是H2O(g)，反應(yīng)熱一樣嗎?

等質(zhì)量水的焓：H2O(s)＜H2O(l)＜

H2O(g)﹣241.8kJ·mol-11g冰1g液態(tài)水1g水蒸氣蒸發(fā)熔化焓(H)增大2.熱化學(xué)方程式的書寫

注明溫度、壓強(qiáng)，“25℃、101kPa”可不注明

要注明各物質(zhì)聚集狀態(tài)：固(s)，液(l)，氣(g)，溶液(aq)化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù)或分?jǐn)?shù)ΔH

必須與化學(xué)方程式一一對(duì)應(yīng)ΔH的單位中“mol－1”，指的是“每摩爾反應(yīng)”，對(duì)于相同物質(zhì)的反應(yīng)，當(dāng)化學(xué)計(jì)量數(shù)不同時(shí)，其ΔH也不同。思考交流1.在25℃、101kPa下，1mol氣態(tài)H2與0.5mol氣態(tài)O2反應(yīng)生成1mol液態(tài)H2O，放出285.8kJ的熱量。(1)該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為________________________________________________________。(2)生成1mol氣態(tài)H2O時(shí)，放出的熱量明顯不同，其原因是_____________________________________________________________________________。ΔH＝－285.8kJ·mol－1H2O的聚集狀態(tài)不同，其內(nèi)能不同，因而盡管產(chǎn)物都是1molH2O，但放出的熱量不同思考交流2.已知：N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)

ΔH＝－92kJ·mol－1，則將1molN2(g)和3molH2(g)置于密閉容器中，一定條件下充分反應(yīng)，放出的熱量_____(填“大于”“小于”或“等于”)92kJ，理由是_________________________________。小于該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，不能進(jìn)行完全思考交流3.判斷下列熱化學(xué)方程式的正誤，錯(cuò)誤的指明原因。(1)2NO2===O2＋2NO

ΔH＝＋116.2kJ·mol－1_____________________。(2)3.2gCH4完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l)時(shí)放出178kJ的熱量，其熱化學(xué)方程式為CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)

ΔH＝－890kJ____________________________。物質(zhì)未標(biāo)明聚集狀態(tài)××數(shù)值正確，單位應(yīng)為kJ·mol－1思考交流(3)已知N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)

ΔH＝－92kJ·mol－1，則NH3(g)

ΔH＝＋46kJ·mol－1________________________________。(4)2molHgO分解生成液態(tài)汞和氧氣時(shí)，吸收181.4kJ的熱量，則

ΔH＝－90.7kJ·mol－1_______________________________?！痢淘摲磻?yīng)吸熱，ΔH應(yīng)為“＋”值判斷熱化學(xué)方程式的正誤注意“五看”一看方程式是否配平；二看各物質(zhì)的聚集狀態(tài)是否正確；三看ΔH的“＋”“－”符號(hào)是否正確；四看反應(yīng)熱的單位是否為“kJ·mol－1”；五看反應(yīng)熱的數(shù)值與化學(xué)計(jì)量數(shù)是否對(duì)應(yīng)。方法指導(dǎo)1231.下列關(guān)于ΔH的說法正確的是A.反應(yīng)過程中，消耗的反應(yīng)物越多，ΔH越大B.ΔH>0時(shí)反應(yīng)放熱，ΔH<0時(shí)反應(yīng)吸熱C.ΔH越大，說明反應(yīng)放出的熱量越多D.能量變化如圖所示的化學(xué)反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH的符號(hào)為“－”自我測試√ΔH＞0時(shí)反應(yīng)吸熱，ΔH<0時(shí)反應(yīng)放熱反應(yīng)放出的熱量越多，ΔH越小，反應(yīng)吸收的熱量越多，ΔH越大反應(yīng)物的總焓大于反應(yīng)產(chǎn)物的總焓，故該反應(yīng)為放熱反應(yīng)2.如圖是H2與Cl2發(fā)生反應(yīng)生成HCl的途徑和三個(gè)狀態(tài)的能量，下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是

A.步驟2是放熱過程B.三個(gè)狀態(tài)的能量E2最大C.要實(shí)現(xiàn)步驟1的轉(zhuǎn)化，必須加熱D.該反應(yīng)的ΔH<0123自我測試√舊鍵斷裂吸收能量新鍵形成放出能量可以通過點(diǎn)燃或光照等條件該反應(yīng)可通過燃燒實(shí)現(xiàn)，為放熱反應(yīng)，ΔH<03.根據(jù)所給信息，書寫對(duì)應(yīng)的熱化學(xué)方程式。(1)11.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)H2在足量Cl2中燃燒生成HCl氣體，放出91.5kJ熱量：____________________________________________。(2)已知1molC(s，石墨)與適量H2O(g)反應(yīng)生成CO(g)和H2(g)，吸收131.3kJ熱量：_______________________________________________________。(3)1.7gNH3(g)發(fā)生催化氧化反應(yīng)生成氣態(tài)產(chǎn)物，放出22.67kJ熱量：____