第1课时 焓变 反应热

1、第一章化学反应与能量第一章化学反应与能量第一节化学反应与能量的变化第一节化学反应与能量的变化第第1 1课时焓变反应热课时焓变反应热 自主学习自主学习 课堂探究课堂探究 新课导入新课导入导入一导入一: :自动加热饭盒自动加热饭盒, ,在需要加热时在需要加热时, ,取一包发热粉倒入加热盒内取一包发热粉倒入加热盒内, ,把饭盒按入加热盒把饭盒按入加热盒, ,从旁边的缝中注入少量清水从旁边的缝中注入少量清水, ,在几分钟内可使食品达到在几分钟内可使食品达到8080摄氏度。同学们你能解摄氏度。同学们你能解释其中的原理吗释其中的原理吗? ?你能设计实验检验发热粉是什么吗你能设计实验检验发热粉是什么吗? ?

2、导入二导入二: :同学们同学们, ,通过我们前面必修通过我们前面必修1 1和必修和必修2 2的学习的学习, ,你能回答这些问题吗你能回答这些问题吗? ?(1)(1)什么是放热反应什么是放热反应? ?什么是吸热反应什么是吸热反应? ?( (反应过程中反应过程中, ,有热量放出的反应叫放热反应有热量放出的反应叫放热反应, ,反应过程中需要吸收热量的反应叫反应过程中需要吸收热量的反应叫做吸热反应。做吸热反应。) )(2)(2)你已经学过哪些放热反应你已经学过哪些放热反应? ?哪些吸热反应哪些吸热反应? ?( (物质的燃烧、酸碱中和反应、铝热反应等都是放热反应物质的燃烧、酸碱中和反应、铝热反应等都是放

3、热反应; ;碳与水蒸气的反应等碳与水蒸气的反应等属于吸热反应。属于吸热反应。) )(3)(3)化学反应的实质是什么化学反应的实质是什么? ?( (化学反应的本质是旧化学键的断裂、新化学键的生成过程。化学反应的本质是旧化学键的断裂、新化学键的生成过程。) )那么化学键与化学反应中能量变化又有怎样的关系呢那么化学键与化学反应中能量变化又有怎样的关系呢? ?让我们带着这些疑问走进让我们带着这些疑问走进今天的课堂吧。今天的课堂吧。教师参考教师参考 自主学习自主学习【课标要求课标要求】1.1.了解化学反应中能量转化的原因了解化学反应中能量转化的原因, ,能说出常见的能量转化形式。能说出常见的能量转化形式

4、。2.2.了解反应热和焓变的含义了解反应热和焓变的含义, ,举例说明化学能与热能的转化。举例说明化学能与热能的转化。知识衔接知识衔接1.1.某一化学反应是吸热反应还是放热反应某一化学反应是吸热反应还是放热反应, ,是由反应物和生成物的总能是由反应物和生成物的总能量的相对大小决定的。量的相对大小决定的。2.2.从化学键变化的角度分析从化学键变化的角度分析, ,化学反应的本质是反应物分子内化学键的化学反应的本质是反应物分子内化学键的断裂和生成物分子内化学键的形成。断裂和生成物分子内化学键的形成。知识梳理知识梳理一、反应热与焓变一、反应热与焓变1.1.反应热反应热(1)(1)定义定义: :化学反应在

5、一定条件下反应时所释放或吸收的化学反应在一定条件下反应时所释放或吸收的 。(2)(2)焓和焓变焓和焓变焓是与内能有关的物理量焓是与内能有关的物理量, ,符号用符号用H H表示。表示。焓变是生成物与反应物的焓值差焓变是生成物与反应物的焓值差, ,符号符号“ ”,”,常用单位常用单位“ ”。恒压条件下的反应热恒压条件下的反应热 焓变。焓变。热量热量HHkJ/molkJ/mol等于等于2.H2.H与吸热反应、放热反应的关系与吸热反应、放热反应的关系(2)(2)实例实例:1 mol H:1 mol H2 2与与0.5 mol O0.5 mol O2 2完全反应生成完全反应生成1 mol1 mol液态水

6、时放出液态水时放出285.8 kJ285.8 kJ的热量的热量, ,则该反应的焓变则该反应的焓变H=H= 。-285.8 kJ/mol-285.8 kJ/mol【自我检测自我检测】1.“1.“焓焓”是指是指( ( ) )A.A.物质所具有的能量物质所具有的能量B.B.反应热的变化反应热的变化C.C.化学键所具有的能量化学键所具有的能量D.D.物质的一种化学性质物质的一种化学性质2.2.已知某反应的焓变小于零已知某反应的焓变小于零, ,下列说法正确的是下列说法正确的是( ( ) )A.A.该反应为放热反应该反应为放热反应B.B.该反应为吸热反应该反应为吸热反应C.C.反应产物的焓大于反应物的焓反

7、应产物的焓大于反应物的焓D.D.反应物的总能量小于反应产物的总能量反应物的总能量小于反应产物的总能量A AA A二、化学反应中能量变化的原因二、化学反应中能量变化的原因1.1.微观角度微观角度化学反应的本质化学反应的本质2.2.宏观角度宏观角度思考思考1 1 任何一个化学反应都有反应热吗任何一个化学反应都有反应热吗? ?提示提示: :任何化学反应都有反应热任何化学反应都有反应热, ,这是由于在化学反应过程中这是由于在化学反应过程中, ,当反应物分当反应物分子间的化学键断裂时子间的化学键断裂时, ,需要原子间的相互作用需要原子间的相互作用, ,这需要吸收能量这需要吸收能量; ;当原子重当原子重新

8、结合成生成物分子新结合成生成物分子, ,即新化学键形成时即新化学键形成时, ,又要释放能量。又要释放能量。思考思考2 2 决定焓变决定焓变(H)(H)正负及影响焓变大小的因素有哪些正负及影响焓变大小的因素有哪些? ?提示提示: :决定焓变正负的因素决定焓变正负的因素: :反应物与生成物焓的相对大小。反应物与生成物焓的相对大小。影响焓变大小的因素影响焓变大小的因素: :参加反应的物质的物质的量的多少参加反应的物质的物质的量的多少; ;反应体系中反应体系中物质的聚集状态物质的聚集状态; ;物质的温度和压强。物质的温度和压强。【自我检测自我检测】1.1.判断正误判断正误( (正确的打正确的打“”“”

9、, ,错误的打错误的打“”):”):(1)(1)化学反应旧化学键断裂时吸收能量化学反应旧化学键断裂时吸收能量, ,新化学键形成时释放能量。新化学键形成时释放能量。( () )(2)(2)当反应放热时当反应放热时,Q0,Q0。( () )(3)NaOH(3)NaOH固体溶于水时放出的热量也属于反应热。固体溶于水时放出的热量也属于反应热。( () )(4)(4)若形成新化学键释放的能量小于断裂旧化学键所需要吸收的能量若形成新化学键释放的能量小于断裂旧化学键所需要吸收的能量, ,则反则反应放热。应放热。( () )答案答案: : (1) (1)(2)(2)(3)(3)(4)(4)D D 课堂探究课堂

10、探究吸热反应与放热反应比较与判断吸热反应与放热反应比较与判断探究一探究一 问题导引问题导引: :1.1.水加热变成水蒸气是吸热反应吗水加热变成水蒸气是吸热反应吗? ?教师参考教师参考3.3.如何用如何用HH表示放热反应与吸热反应表示放热反应与吸热反应? ?1.1.放热反应与吸热反应比较放热反应与吸热反应比较2.2.吸热反应与放热反应判断吸热反应与放热反应判断(1)(1)必须是化学反应必须是化学反应, ,不是一般物理吸热、放热过程。不是一般物理吸热、放热过程。(2)(2)比较反应物、生成物总能量高低、大小。比较反应物、生成物总能量高低、大小。(3)(3)比较反应物、生成物总键能大小。比较反应物、

11、生成物总键能大小。(4)(4)对照常见的吸热反应、放热反应分析。对照常见的吸热反应、放热反应分析。【典例典例1 1】 下列说法正确的是下列说法正确的是( () )需要加热方能发生的反应一定是吸热反应需要加热方能发生的反应一定是吸热反应放热反应在常温下一定很易发生放热反应在常温下一定很易发生反应是吸热还是放热必须看反应物和生成物所具有总能量的大小反应是吸热还是放热必须看反应物和生成物所具有总能量的大小生成物分子成键时释放的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量的生成物分子成键时释放的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量的反应为放热反应反应为放热反应A.A. B.B. C.C. D.D.答案答案

12、: :D D借题发挥借题发挥 放热反应、吸热反应判断的依据与误区放热反应、吸热反应判断的依据与误区1.1.吸热反应、放热反应判断的吸热反应、放热反应判断的“两大依据两大依据”理论依据理论依据: :反应物与生成物总能量的相对大小。反应物与生成物总能量的相对大小。计算依据计算依据: :断裂化学键吸收总能量与形成化学键放出总能量的相对大小。断裂化学键吸收总能量与形成化学键放出总能量的相对大小。2.2.吸热反应、放热反应判断的吸热反应、放热反应判断的“两大误区两大误区”误区一误区一: :与反应条件有关与反应条件有关, ,只要加热就是吸热反应只要加热就是吸热反应, ,如木炭点燃需加热。如木炭点燃需加热。

13、误区二误区二: :只要吸热就是吸热反应只要吸热就是吸热反应, ,只要放热就是放热反应。如水蒸气液化、浓只要放热就是放热反应。如水蒸气液化、浓硫酸溶解放出热量硫酸溶解放出热量, ,水汽化吸收热量。水汽化吸收热量。备选例题备选例题解析解析: :由能量变化可知由能量变化可知, ,反应产物的总能量比反应物的总能量低反应产物的总能量比反应物的总能量低, ,该反该反应为放热反应应为放热反应, ,但并不是不需要加热但并不是不需要加热; ;当当1 mol CO1 mol CO2 2(g) (g) 和和1 mol H1 mol H2 2(g)(g)反应生成反应生成1 mol CO(g)1 mol CO(g)和和

14、 1 mol H1 mol H2 2O(g) O(g) 时时, ,要吸收要吸收41 kJ41 kJ热量。热量。CO(g)CO(g)与与H H2 2O(g)O(g)反应的能量变化如图所示反应的能量变化如图所示, ,有关两者反应的说法正确的是有关两者反应的说法正确的是( ( ) )A.A.该反应为吸热反应该反应为吸热反应B.CO(g)B.CO(g)和和H H2 2O(g)O(g)具有的总能量大于具有的总能量大于COCO2 2(g)(g)和和H H2 2(g)(g)具有具有的总能量的总能量C.C.该反应不需要加热就能进行该反应不需要加热就能进行D.1 mol COD.1 mol CO2 2(g)(g

15、)和和1 mol H1 mol H2 2(g)(g)反应生成反应生成1 mol CO(g)1 mol CO(g)和和1 mol H1 mol H2 2O(g)O(g)要放要放出出41 kJ41 kJ热量热量B B【跟踪训练跟踪训练】1.1.下列说法正确的是下列说法正确的是( ( ) )A.A.焓变是指焓变是指1 mol1 mol物质参加反应时的能量变化物质参加反应时的能量变化B.B.当反应放热时当反应放热时H0,H0,反应吸热时反应吸热时H0H0C.C.在加热条件下发生的反应均为吸热反应在加热条件下发生的反应均为吸热反应D.D.一个化学反应中一个化学反应中, ,当反应物总能量大于生成物总能量时

16、当反应物总能量大于生成物总能量时, ,反应放热反应放热,H,H为为“-”-”解析解析: :焓变与参加反应的物质的多少有关焓变与参加反应的物质的多少有关, ,与其化学计量数成正比与其化学计量数成正比,A,A错错; ;在反应中在反应中, ,物质所具有的总能量减少物质所具有的总能量减少, ,反应就放热反应就放热,H0,H0,B,H0,B错错;D;D对对; ;在加热条件下发生的反应也可能是放热反应在加热条件下发生的反应也可能是放热反应, ,如燃烧反应如燃烧反应, ,反应是吸热还是放热与反应条件无必然的联系。反应是吸热还是放热与反应条件无必然的联系。D D解析解析: :A A选项不是化学变化选项不是化学

17、变化, ,只是物质状态的转化只是物质状态的转化;B;B选项选项 H0,H0,为为吸热反应吸热反应;C;C选项没有说明断裂化学键时吸收的热量的多少选项没有说明断裂化学键时吸收的热量的多少, ,错误错误;D;D选项图示表明了反应物的总能量大于生成物的总能量选项图示表明了反应物的总能量大于生成物的总能量, ,属于放热反属于放热反应应, ,正确。正确。D DHH的简单计算的简单计算探究二探究二 问题导引问题导引: :1.1.反应热与物质本身所具有的能量之间有怎样的关系反应热与物质本身所具有的能量之间有怎样的关系? ?2.2.反应热与化学键键能有怎样的关系反应热与化学键键能有怎样的关系? ?3.H3.H

18、有哪些计算方法有哪些计算方法? ?教师参考教师参考解析解析: : (1)1 mol H (1)1 mol H2 2在在2 mol Cl2 mol Cl2 2中燃烧中燃烧, ,参加反应的参加反应的H H2 2和和ClCl2 2都是都是1 mol,1 mol,生成生成HCl 2 mol,HCl 2 mol,则放出热量则放出热量:431 kJ:431 kJmolmol-1-12 mol-436 kJ2 mol-436 kJmolmol-1-11 mol-247 kJ1 mol-247 kJmolmol-1-11 mol=179 kJ1 mol=179 kJ。(2)(2)由于键能由于键能E(HE(HC

19、l)Cl)2-E(Cl2-E(ClCl)E(HCl)E(HBr)Br)2-E(Br2-E(BrBr)E(HBr)E(HI)I)2-E(I2-E(II),I),故故H H2 2在在ClCl2 2中燃烧放热最多中燃烧放热最多, ,在在I I2 2中燃烧放热最少。推测键能中燃烧放热最少。推测键能2E(H2E(HF)-E(FF)-E(FF)2E(HF)2E(HCl)-E(ClCl)-E(ClCl),Cl),故知故知H H2 2在在F F2 2中燃烧放热多。中燃烧放热多。答案答案: : (1)179 (1)179(2)a(2)a多多借题发挥借题发挥 反应热的实质及简单计算方法反应热的实质及简单计算方法1.1.化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。由键能求反化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。由键能求反应热应热:H=:H=反应物的键能总和反应物的键能总和- -生成物的键能总和。生成物的键能总和。2.H=E(2.H=E(生成物具有的总能量生成物具有的总能量)-E()-E(反应物具有的总能量反应物具有的总能量) )。备选例题备选例题B B C C 2.2.根据下列图示能量变化根据下列图示能量变化, ,计算计算NONO与与COCO2 2反应的反应热反应的反应热H