2022-2023学年新教材高中化学第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择性必修1

1、第1课时化学反应的反应热、焓变第1章内容索引0102基础落实必备知识全过关重难探究能力素养全提升03学以致用随堂检测全达标素养目标1.了解化学反应中能量的常见转化形式,随之形成宏观辨识与微观探析的学科核心素养。2.了解反应热、内能、焓、焓变的定义及其表示方法,了解焓变与反应热、物质能量之间的关系,体现证据推理与模型认知的学科核心素养。基础落实必备知识全过关知识铺垫一、化学反应的实质与特征1.实质:反应物中化学键断裂和反应产物中化学键形成。2.特征:既有物质变化,又伴有能量变化;能量转化主要表现为热量的变化。化学反应从能量变化的角度分为两类:(1)放热反应:放出热量的化学反应。(2)吸热反应:吸

2、收热量的化学反应。二、常见的放热反应和吸热反应有哪些? 提.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。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,如C+CO2 2CO等。必备知识一、化学反应的反应热1.反应热(1)定义:当化学反应在一定的温度下进行时,反应所释放或吸收的热量。(2)表示符号:用Q表示(3)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。 【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,

3、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。2.反应热的测定(1)测定反应热的仪器量热计:(2)测定方法:将反应物加入量热计内筒并搅拌使之迅速反应,测量反应前后溶液温度的变化值。(3)计算公式:Q=-C(T2-T1)。其中C表示溶液及量热计的热容,单位是JK-1;T1、T2表示反应前和反应后体系的温度,单位是K。二、化学反应的内能变化与焓变1.内能(符号:U)(1)定义:体系内物质所含各种微观粒子的能量总和。(2)内能的大小除了与物质的种类、数量及聚集状态有关外,还与体系的温度、压强有关。2.焓(1)定义:用来描述物质所具有的能量的物理量。与物质的种类、

4、数量、聚集状态及温度和压强等有关,符号为H,单位为J或kJ。(2)焓和内能关系:H=U+pV等压条件下的反应热等于焓变 3.焓变(1)定义:反应产物的焓与反应物的焓之差。符号:H。(2)表达式及单位:H=H(反应产物)-H(反应物),单位为kJmol-1或Jmol-1。(3)化学反应的焓变示意图 吸热液态固态。自我检测判断下列说法是否正确,正确的打“”,错误的打“”。(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

5、: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。() 重难探究能力素养全提升探究反应热与物质能量及化学键的关系问题探究1.天然气的燃烧涉及哪些能量间的转化?提示天然气的燃烧是化学能转化为热能和光能。2.化学反应中的反应热与化学键的键能有什么关系?提示化学反应的反应热=断裂化学键吸收的总能量-形成化学键放出的总能量。归纳拓展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,反应释

6、放能量。2.焓变与化学键的关系 3.焓变与物质能量变化的关系 反应类型放热反应吸热反应能量关系反应物具有的总能量大于反应产物具有的总能量反应物具有的总能量小于反应产物具有的总能量表示方法H0图示实例H2(g)+Cl2(g) =2HCl(g)H=-183 kJmol-1C(s)+H2O(g) =CO(g)+H2(g)H=+131.3 kJmol-1【微点拨】(1)化学反应的能量变化主要表现为热量的变化,但这并不是唯一的表现形式,其他的还有发光、放电等。(2)化学反应表现为吸热或放热,与反应的条件没有必然关系,而是取决于反应物和反应产物具有的总能量(或焓)的相对大小。应用体验【典例】(2022广西

7、钦州高二期末)单斜硫和正交硫转化为二氧化硫的能量变化,如图所示,下列说法不正确的是()A.单斜硫和正交硫互为同素异形体B.S(s,单斜)=S(s,正交)H=-0.33 kJmol-1C.单斜硫比正交硫稳定D.1 mol SO2(g)分解成1 mol S(s,单斜)和1 mol O2时会吸收热量答案 C解析 同一种元素形成的不同单质互为同素异形体,单斜硫和正交硫是硫元素的不同单质,二者互为同素异形体,故A正确;由题图可知,S(s,单斜)和O2反应生成1 mol SO2(g)时放热297.16 kJ,S(s,正交)和O2反应生成1 mol SO2(g)时放热296.83 kJ,则S(s,单斜)=S

8、(s,正交)H=-(297.16 kJmol-1-296.83 kJmol-1)=-0.33 kJmol-1,故B正确;由题图可知,单斜硫具有的能量比正交硫高,则正交硫更稳定,故C错误;由题图可知,单斜硫和氧气反应是放热反应,则其逆反应是吸热反应,即SO2(g)分解成S(s,单斜)和O2时会吸收热量,故D正确。规律方法 H的计算方法(1)H=反应物断键吸收的总能量-反应产物成键释放的总能量。(2)H=反应产物所具有的焓-反应物所具有的焓。变式训练1已知某反应的焓变如图所示,下列说法正确的是()A.该反应为放热反应B.该反应为吸热反应C.反应产物的焓小于反应物的焓D.反应物的总能量大于反应产物的

9、总能量答案B解析H=H(反应产物)-H(反应物),H0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。变式训练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1 mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1 kJ,破坏1 mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2 kJ,形成1 mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3 kJ,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热与反应条件无必然的联系,C错误。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