高中化学 第1章 化学反应与能量转化 第1节 化学反应的热效应 第1课时 化学反应的反应热、焓变课件 鲁科版选修4-鲁科版高中选修4化学课件

1、第第1 1课时课时化学反应的反应热、焓变化学反应的反应热、焓变知识铺垫必备知识正误判断一、化学反应的实质与特征1.实质:反应物中化学键和生成物中化学键。2.特征:既有变化,又伴有变化;能量转化主要表现为的变化。化学反应从能量变化的角度分为两类:(1)放热反应:的化学反应。(2)吸热反应:的化学反应。二、常见的放热反应和吸热反应有哪些?断裂形成物质能量热量放出热量吸收热量提示:1.放热反应:大多数化合反应、所有的燃烧反应、酸碱中和反应、较活泼金属与酸的反应、活泼金属与H2O的反应、铝热反应等。2.吸热反应:大多数分解反应、Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应、C和CO2、H2O(g)的反应,

2、如C+CO22CO等。知识铺垫必备知识正误判断一、化学反应的反应热1.反应热(1)定义:当化学反应在一定的下进行时,反应所_或的热量。(2)表示符号:用Q表示(3)单位:或。(4)热化学:用实验方法和理论方法研究反应热的化学分支称为热化学。温度释放吸收反应吸热kJmol-1Jmol-1知识铺垫必备知识正误判断【微思考1】使用反应热应该注意哪几方面问题?提示:(1)物理变化中的能量变化不是反应热,如物质的三态变化,物质的溶解等过程中产生的热量变化不属于反应热。(2)反应放热或吸热与反应的条件无关。知识铺垫必备知识正误判断2.反应热的测定(1)测定反应热的仪器量热计:(2)测定方法:将反应物加入并

3、搅拌使之迅速反应,测量反应前后溶液的变化值。(3)计算公式:Q=。其中C表示溶液及量热计的,单位是;T1、T2表示反应前和反应后体系的温度,单位是。测定反应前后溶液的温度使反应充分进行,体系的温度均匀保温作用反应容器量热计内筒温度-C(T2-T1)热容JK-1K知识铺垫必备知识正误判断二、化学反应的内能变化与焓变1.内能(符号:)(1)定义:体系内物质所含各种微观粒子的总和。(2)内能的大小除了与物质的、及_有关外,还与体系的、有关。2.焓(1)定义:用来描述物质所具有的的物理量。与物质的种类、数量、聚集状态及和等有关,符号为,单位为或。(2)焓和内能关系:=U+pVU能量种类数量聚集状态温度

4、压强能量温度压强H JkJH 知识铺垫必备知识正误判断3.焓变(1)定义:反应产物的焓与反应物的焓之差。符号:。(2)表达式及单位:H=,单位为。(3)化学反应的焓变示意图4.焓变与反应热的关系在条件下,反应中物质的能量变化全部转化为_时,焓变与该化学反应的反应热相等,数学表达式为。HH(反应产物)-H(反应物)kJmol-1或Jmol-1吸热放热等压热能H=Qp 知识铺垫必备知识正误判断【微思考2】同一物质在不同聚集状态时的焓有什么关系?提示:同一物质在不同聚集状态时所具有的能量也不同,即焓不相同,一般来说物质的焓:气态液态固态。知识铺垫必备知识正误判断判断下列说法是否正确,正确的打“”,错

5、误的打“”。(1)化学反应过程中一定伴随着能量的变化。()(2)反应热、焓变均指化学反应中的热量变化,单位为kJ或J。()(3)化学反应中反应物总能量一定大于反应产物总能量。()(4)吸热反应的H0。()(5)反应A+B=C放热,则说明能量:AB。()(6)Na转化为Na+时,吸收的能量就是该过程的反应热。()(7)水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反应热。()探究素养脉络随堂检测反应热与物质能量及化学键的关系反应热与物质能量及化学键的关系问题问题探究探究1.天然气的燃烧涉及哪些能量间的转化?2.化学反应中的反应热与化学键的键能有什么关系?提示:天然气的燃烧是化学能转化为热能和光能。提示

6、:化学反应的反应热=断裂化学键吸收的总能量-形成化学键放出的总能量。探究素养脉络随堂检测深化拓展深化拓展1.内能与反应热的关系(1)U=U(反应产物)-U(反应物),当U(反应物)U(反应产物),反应释放能量;U(反应物)U(反应物)时,Q0,反应吸收能量;当U(反应产物)U(反应物)时,Q0时为吸热反应。由图像可知,反应产物的焓大于反应物的焓,反应物的总能量小于反应产物的总能量。探究素养脉络随堂检测变式训练变式训练1-2已知氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中,破坏1mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1kJ,破坏1mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2kJ,形成1mol氯化氢中的化学

7、键释放的能量为Q3kJ,下列关系式中正确的是()A.Q1+Q2Q3B.Q1+Q22Q3C.Q1+Q2Q3D.Q1+Q22Q3答案:D解析:由于氢气在氯气中燃烧是放热反应,反应热Q0,Q=Q1+Q2-2Q3,则Q1+Q2-2Q30,即Q1+Q20,反应吸热时H0C.需要加热才能发生的反应均为吸热反应D.一个化学反应中,当反应物总能量大于反应产物总能量时,反应放热,H为“-”答案:D解析:反应产物的焓和反应物的焓之差即为反应的焓变,A错误;在化学反应中,反应物具有的总能量大于反应产物具有的总能量,反应放热,H0,B错误,D正确;需要加热才能发生的反应也可能是放热反应,如燃烧反应,故反应是吸热还是放

8、热与反应条件无必然的联系,C错误。探究素养脉络随堂检测2.下列关于反应U的说法中,正确的是()A.U0时反应为放热反应B.U0,反应吸收能量;U0,反应释放能量,若体系没有做功U=Q。B正确。探究素养脉络随堂检测3.下列变化为放热的化学反应的是()A.H2O(g)=H2O(l)B.2HI(g)=H2(g)+I2(g)C.形成化学键时共放出能量862kJ的化学反应D.能量变化如图所示的化学反应答案:D解析:A项不属于化学反应;B项为吸热反应;C项中化学反应是放热反应还是吸热反应取决于断开反应物中的化学键吸收的能量与形成生成物中的化学键放出能量的相对大小,该项说法无法确定该反应是放热反应还是吸热反

9、应。探究素养脉络随堂检测4.如图为N2(g)与O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化,下列说法中正确的是()A.1molN2(g)与1molO2(g)反应放出的能量为180kJB.1molN2(g)和1molO2(g)具有的总能量小于2molNO(g)具有的总能量C.常温下,N2(g)和O2(g)混合能直接生成NOD.NO是一种酸性氧化物,能与NaOH溶液反应生成盐和水探究素养脉络随堂检测答案:B解析:反应热就是断裂旧化学键吸收的总能量和形成新化学键所放出的总能量的差值,所以该反应的反应热是946kJmol-1+498kJmol-1-2632kJmol-1=180kJmol-1,故该反应是吸热反应,A项错误,B项正确;氮气和氧气反应需要放电,C项错误;NO不是酸性氧化物,NO和氢氧化钠溶液不反应,D项错误。探究素养脉络随堂检测5.某学习小组设计了如图所示的实验装置,探究化学反应中的热效应。把试管放入盛有25澄清饱和石灰水的烧杯中,试管中开始时放入一小块镁片,再用滴管向其中滴加5mL稀盐酸。试回答下列问题:(1)实验中观察到的现象是。(2)产生(1)中现象的原因是。(3)写出试管中发生反应的离子方程式:。探究素养脉络随堂检测答案:(1)试管中镁片逐渐溶解,并有气泡产生,烧杯中石灰水变浑浊(2)镁与稀盐酸反应产生H2,该反应是放热