1.1.2 化学反应的内能变化与焓变-2023-2024学年高二化学鲁科版选择性必修第一册课件(共30张PPT)

(共30张PPT)
第一节　化学反应的热效应
　
第2课时　化学反应的内能变化和焓变
探究学习一 化学反应的内能变化
1．内能
称
(1)概念：体系内物质 能量总和。内能表示符号为 。
(2)影响因素： 等。
所含各种微观粒子的
U
物质的种类、数量及聚集状态 体系的温度、压强
2．化学反应中内能的变化
(1)内能变化：△U= 。
△U＞0，表示反应 能量；△U＜0，表示反应 能量。
(2)化学反应中内能的变化△U与反应热Q的关系
①化学反应体系与环境进行能量交换的两种形式是 ，根据能量守恒定律，△U= ；
②如反应前后体系体积不变且没有做电功等其他功，ΔU＝ 。
△U= U(反应产物) －U(反应物)
吸收
释放
热和功
Q＋W
Q
×
√
×
(3)内能变化与放热反应和吸热反应的关系
如果△U＞0(反应后体系的内能增加)，则Q 0，反应 热；
如果△U＜0(反应后体系的内能减少)，则Q 0，反应 热。
＞
＜
吸
放
【理解应用】
1．下列关于反应ΔU的说法中正确的是(　　)
A．化学反应体系与环境进行能量交换的形式只有热能(　　)
B．ΔU<0时，反应吸收能量
C．化学反应过程中内能的变化量就是反应热(　　)
D．化学反应中内能变化等于反应热和功的加和，即ΔU＝Q＋W
×
√
×
【理解应用】
2．在恒温恒容的密闭体系中，CO(g)与H2O(g)反应过程中内能的变化如上图所示：已知反应前后体系体积不变，且没有做电功等其他功的变化，该反应是 (填“吸热”或“放热”)反应，该反应的内能变化ΔU＝ 。
放热　
－41kJ·mol－1
探究学习二 化学反应的焓变
1．焓
(1)概念：焓是一种“物理量”，用它的变化来描述等压反应的 。
(2)符号：
(3)单位： 或 。
(4)影响因素：取决于物质的
并受 等因素的影响。
反应热
H
kJ J
物质的种类 数量 聚集状态
温度 压强
2．反应焓变
(1)概念： 的焓与 的焓之差。
(2)表达式：ΔH＝ ，单位是 。
(3)反应焓变与反应热的关系：对于等压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化只与热能发生转化，则反应热Qp与焓变ΔH的关系是 。
反应产物 反应物
H(反应产物)－H(反应物) kJ·mol－1
Qp＝ΔH
(4)反应焓变与吸热反应和放热反应的关系
小于
大于
放热
吸热
【理解应用】
1．正误判断
(1)相同质量的同种物质，在不同状态下其焓不同(　　)
(2)化学反应的反应热就是该反应的焓变(　　)
(3)化学反应的焓变就是反应物总焓和反应产物总焓的差值(　　)
(4)放热反应的ΔH＜0；而吸热反应的ΔH＞0(　　)
(5)在一个化学反应中，当反应物总焓大于反应产物的总焓时，反应放热，ΔH为负值(　　)
(6)化学反应的焓变和反应物及反应产物的内能有关，和反应条件无关(　　)
√
×　
×　
√
√
√
【理解应用】
2．化学反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的能量变化右上图所示：已知断裂1 mol N≡N键、1 mol N—H键分别需吸收946 kJ、391 kJ的能量。该反应为______反应(填“吸热”或“放热”，拆开1 mol H2中化学键所需能量为______ kJ，该反应的反应热ΔH＝__________。
放热
436
－92 kJ·mol－1
【思维模型】
根据键能计算恒压反应的焓变
键能：指拆开1 molA—B键变为气态A、B原子所吸收的能量或A、B气态原子形成1 molA—B键所释放的能量。
ΔH＝E(反应物键能总和)－E(反应产物键能总和)
探究学习三 热化学反应方程式
1．热化学方程式的概念
把一个化学反应中 和 同时表示出来的式子。
2．表示热化学方程式中物质状态的符号
s表示 态、l表示 态、g表示 态、 表示溶液。
3．热化学方程式表示的意义
热化学方程式不仅表明了 的变化，还表明了 。
物质的变化 反应的焓变
固 液 气 aq
物质 焓变(能量变化)
？想一想
(1)2H2(g)＋O2(g)=2 H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1表示的意义是：
在25 ℃、101 kPa下，2mol气态H2与1mol气态O2反应生成1mol液态水时，放出的热量是285.8 kJ。
？想一想
(2)已知，在298K时，由氢气和氮气反应生成 1 mol NH3(g)放热46.1 kJ，请将下列化学方程式改写成热化学方程式。
(3)已知，在298K时，由1 mol H2(g)和0.5 mol O2(g)反应①生成1 mol H2O(l)放出285.8 kJ热量，②生成1 mol H2O(g)放出241.8 kJ热量。请写出这两种情况下反应的热化学方程式。
；
② 。
2H2(g)＋O2(g)=2 H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
2H2(g)＋O2(g)=2 H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ·mol－1
4．热化学方程式的书写方法
提醒 热化学方程式中书写4误区
热化学方程式中，可不标反应条件和“↑”“↓”(气体生成物和难溶生成物)；
ΔH必须与化学计量数相对应，若化学计量数加倍，则ΔH的数值也要加倍。
同素异形体中除标明状态外，还要注明名称，如C(s，金刚石)。
可逆反应的ΔH表示反应完全时的焓变，与反应是否可逆无关。
【基础达标】
【思维模型】 “四看”法判断热化学方程式的正误
一看状态：各物质的聚集状态是否正确。
二看符号：ΔH的“＋”、“－”符号是否正确。
三看单位：反应热的单位是否为kJ·mol－1。
四看数值：ΔH的数值与化学计量数是否对应。
2．根据所给信息完成下列热化学方程式：
(1)已知1 mol C(石墨，s)与适量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)，吸收131.3 kJ热量，请写出该反应的热化学方程式：
。
(2)1.7 g NH3(g)发生催化氧化反应生成气态产物，放出22.67 kJ的热量：
。
【理解应用】
C(石墨，s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1
4NH3(g)＋5O2(g)=4NO(g)＋6H2O(g) ΔH＝－906.8 kJ·mol－1
2．根据所给信息完成下列热化学方程式：
(3)已知一些化学键的键能数据如表所示：
请根据键能数据估算CH4(g)和F2(g)反应生成CF4(g)和HF(g)的热化学方程
式： 。
(4)N2(g)和H2(g)反应生成2 mol NH3(g)过程中能量变化的示意图，请写出
1 mol NH3分解对应的热化学方程式：___________________________________________。
【理解应用】
CH4(g)＋4F2(g)=CF4(g)＋4HF(g) ΔH＝－1 940 kJ·mol－1－1 940 kJ·mol－1
【反思感悟】 书写热化学方程式5注意
(1)化学计量数意义。热化学方程式中各物质化学式前的化学计量数只表示其物质的量，可以是整数或分数。
(2)标注各物质聚集状态。在方程式中化学式后面用括号标注各物质的聚集状态，因为反应的焓变与各反应物和反应产物的聚集状态有关。
(3)标注ΔH的正负及单位。放热反应，ΔH为“－”；吸热反应，ΔH为“＋”；单位一般是kJ·mol－1。
(4)标注反应的温度和压强。若没特殊说明，反应温度是指25 ℃，压强为101 kPa。
(5)正角计算ΔH的数值。若化学方程式中各物质化学式前的系数加倍，则ΔH的数值也加倍；若反应逆向进行，则ΔH改变符号，但数值不变。
【基础达标】
1．下列说法中不正确的是(　　)
A．若反应产物的总焓大于反应物的总焓时，反应吸热，ΔH>0
B．破坏反应产物全部化学键所需要的能量大于破坏反应物全部化学键所需要的能量时，ΔH<0
C．反应焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化
D．在稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ· mol－1，若将含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3 kJ
2．下列关于ΔH的说法正确的是(　　)
A．反应过程中，消耗的反应物越多，ΔH越大
B．ΔH＞0时反应放热，ΔH＜0时反应吸热
C．ΔH越大，说明反应放出的热量越多
D．能量变化如图所示的化学反应为放热反应，ΔH为“－”
【基础达标】
3．下列对H2(g)+Cl2(g) = 2HCl(g)ΔH(298 K)=-184.6 kJ·mol-1的叙述正确的是(　　)
A．1分子H2和1分子Cl2反应，放出热量184.6 kJ
B．1 mol H2(g)完全反应生成2 mol HCl(g)，放出的热量为184.6 kJ
C．在298 K、101 kPa的条件下,1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)完全反应生成2 mol HCl(g)，放出的热量为184.6 kJ
D．在298 K、101 kPa的条件下，1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)完全反应生成2 mol HCl(g)，吸收的热量为184.6 kJ
【基础达标】
4．已知2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，则下列关于热化学方程式2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)的ΔH的说法中正确的是(　　)
A．方程式中的化学计量数表示分子数
B．该反应的ΔH大于零
C．该反应的ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
D．该反应可表示36 g水分解时的热效应
【基础达标】
5．在25 ℃、100 kPa下，1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ，下列热化学方程式正确的是(　　)
【基础达标】
6．(2020河南商丘一中联考)根据如图所示
的示意图，下列说法不正确的是(　　)
A．反应的热化学方程式可表示为
C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)　ΔH＝
＋(b－a) kJ·mol－1
B．该反应过程中反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量
C．nmolC和nmolH2O反应生成nmolCO和nmolH2吸收的热量一定为131.3nkJ
D．1molC(g)、2molH(g)、1molO(g)转变成1molCO(g)和1molH2(g)放出的热量为akJ
【素养提升】
【素养提升】
7．硼烷在近代工业和军事上具有重要用途，由于它燃烧时能放出大量的热,主要用于火箭和导弹的高能燃料。已知0.3 mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态的三氧化二硼和液态水,放出649.5 kJ热量。
(1)写出上述反应的热化学方程式 。
(2)若H2O(l)=H2O(g)　ΔH=44 kJ·mol-1。则11.2 L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出 热量。
【素养提升】
8．( 2015全国理综卷I)已知反应2HI(g)=H2(g)＋I2(g)的ΔH＝11 kJ·mol－1、1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436 kJ、151 kJ的能量，则1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为_________kJ。
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