1.1.1 化学反应的焓变 课件(共47张PPT) 2024-2025学年高二化学苏教版（2019）选择性必修1
文档属性
| 名称 | 1.1.1 化学反应的焓变 课件(共47张PPT) 2024-2025学年高二化学苏教版（2019）选择性必修1 |  | |
| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 772.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-07-23 11:19:40 | ||
图片预览
文档简介
(共47张PPT)
选 择 性 必 修 一
学
化
J
S
第一单元 化学反应的热效应
1 化学反应的焓变
请举例说明放热反应和吸热反应，如何表示化学反应中放出或吸收的热？
温故知新
放热反应:
（1）所有燃烧反应；
（2）酸碱中和反应；
（3）金属与酸生成气体的反应；
（4）大多数的化合反应。
另：硫酸溶解等过程也有放热现象
常见的放热、吸热反应：
吸热反应：
（1）大多数分解反应。
（2）C+CO2 2CO
（3）C+H2O(g) CO+H2
（4） 氢氧化钡(或氢氧化钙)与氯化铵的反应。
另: 硝酸铵溶解等过程也有吸热现象
高温
====
高温
====
思考：是否吸热反应一定需要加热，而放热反应一定不需要加热呢？
需加热的反应不一定是吸热反应，要持续加热的反应才是吸热反应。很多放热反应都需要加热才能进行。
1.反应热
在化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同温度时，吸收或释放的热称为化学反应的热效应，也称反应热。
2.焓变
在化工生产和科学实验中，化学反应通常是在敞口容器中进行的，反应体系的压强与外界压强相等，即反应是在恒压条件下进行的。在恒压的条件下，化学反应过程中吸收或释放的热即为反应的焓变。
符号：△H
单位：kJ·mol-1
严格地讲，焓变是指在恒压的条件下，体系仅做体积功，不做其他功（如电功等）的变化过程中的热效应。如不特别指明，化学反应的反应热就是该反应的焓变。
交流讨论
请观察下列表示氢气在氧气中燃烧生成水和水分解为氢气、氧气反应热效应的化学方程式，分析并讨论其在书写上与化学方程式有何不同。
一个化学反应是吸收能量还是释放能量，取决于反应物总能量和生成物总能量之间的相对大小。若反应物的总能量小于生成物的总能量，则反应过程中吸收能量；若反应物的总能量大于生成物的总能量，则反应过程中释放能量。
（1）吸收热的反应称为吸热反应，其ΔH＞0；
（2）放出热的反应称为放热反应，其ΔH＜0。
（3）能够表示反应热的化学方程式叫做热化学方程式。
化学反应中的能量变化通常以热等形式表现出来。
H2(g)＋Cl2(g) = 2HCl(g) △H=－184.6 kJ·mol-1
表示含义：1 mol 气态H2和1mol气态 Cl2反应生成2mol气态HCl时放出的热量为184.6 kJ。
由于反应的焓变与温度、压强、反应物及生成物的聚集状态等因素有关，因此，在书写热化学方程式时，应标明反应物及生成物的状态、反应温度和压强。若不标明温度和压强，则表示是在25°C（即298K）、101kPa条件下的焓变。
在热化学方程式中，反应物和生成物的聚集状态用英文小写字母在其化学式的后面标注，一般用“g”表示气体，“l”表示液体，“s”表示固体，“aq”表示水溶液。
交流讨论
发射卫星时可用肼（N2H4）作燃料，已知在298K、101kPa时1g液态肼燃烧生成氮气和液态水，释放19.44 kJ的热量。观察并分析下列肼燃烧反应的热化学方程式，判断这些热化学方程式是否正确。
在热化学方程式中，物质化学式前面的化学计量数表示物质的量，可以用整数或简单分数表示。同一化学反应，热化学方程式中的化学计量数不同，ΔH也不同。
若一个反应的焓变ΔH＝a kJ·mol－1，则其逆反应的焓变ΔH＝－a kJ·mol－1。
书写热化学方程式的注意事项：
(1) 要注明反应物和生成物的状态。
（g: 气体、l: 液体、s：固体、aq：溶液）
(2) 同种物质在不同的状态下的热效应是不同的。
固态 → 液态 → 气态
吸热
吸热
2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) △H = －483.6 kJ·mol-1
2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) △H = －571.6 kJ·mol-1
(4)化学计量数可以是整数，也可以是小数或分数，且只能表示物质的量，不能表示分子个数。
H2(g)+ O2(g) = H2O(l) △H = －285.8 kJ/mol-1
(3)△H表示反应热，“－”表示放热，“+”表示吸热。 单位一般采用kJ·mol-1。
(5) 化学计量数与 △H 之间存在正比关系。
反应热要与化学计量数一致。
H2(g)+ O2(g) = H2O(l) △H=－285.8 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l)
△H=－571.6 kJ·mol-1
(6)注明反应的温度和压强。
(不注明的通常指101kPa和25℃)
(7) 当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。
2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l)
△H=－571.6 kJ·mol-1
2H2O(l) =2H2(g)+O2(g)
△H=571.6 kJ·mol-1
(8) 不论化学反应是否可逆，热化学方程式中的△H 都表示反应按照化学计量数所表示的物质的量完全反应所放出或吸收的热量。
N2(g)+3H2(g) =2NH3(g)
△H=-92 kJ·mol-1
表示1 mol N2 (g)和3mol H2 (g)完全反应生成2mol NH3(g)时放出92 kJ热量。若在相同温度和压强下，向某容器中加入1 mol N2 (g)和3mol H2 (g)，反应达到平衡时,因反应不能彻底进行，故放出的热量Q<92kJ。
方法导引
【例1】25 °C、101 kPa时，1 g甲烷气体完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水，放出55.64 kJ的热，写出该反应的热化学方程式。
学以致用
请参考例1，写出下列反应的热化学方程式（反应条件均为25 °C、101 kPa）。
（1）N2(g)与H2(g)反应生成17 g NH3(g)，释放46.2 kJ的热。
（2）1 mol C2H5OH(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，释放1 366.8 kJ的热。
（3）44.8 L（标准状况）C2H2(g)在O2(g)中完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，释放2 599.2 kJ的热。
（4）12gC (石墨，s)与适量H2O(g)反应完全转化为CO(g)和H2(g)，吸收131.3 kJ 的热。
化学反应过程中为什么会有能量变化呢？我们以氮气与氧气反应生成一氧化氮的反应为例来解释这一问题。
实验测得，1 mol N2 (g)与1 mol O 2 (g)反应生成2 mol NO(g)时吸收182.6 kJ的热。
如图1-3所示，当1 mol N2 (g)与1 mol O2 (g)反应生成2 mol NO(g)时，1 mol N2分子中的化学键断裂时需吸收946 kJ的能量，1 mol O2分子中的化学键断裂时需吸收498 kJ的能量，而2 mol NO分子中的化学键形成时会释放632 kJ·mol－1×2 mol＝1 264 kJ的能量。
化学反应N2 (g)＋O2 (g)=2NO(g)的反应热应等于断裂反应物分子中的化学键吸收的总能量（946 kJ·mol－1＋498 kJ·mol－1 ＝1 444 kJ·mol－1）与形成生成物分子中的化学键释放的总能量（1 264 kJ·mol－1）之差，即吸热180 kJ·mol－1。分析结果与实验测定结果很接近。
学以致用
已知断裂1 mol H2(g)中的 H—H 键需要吸收436 kJ的能量，断裂1 mol O2(g)中的共价键需要吸收498 kJ的能量，生成 H2O(g)中的1 mol H—O键释放463 kJ的能量。试写出O2(g)与H2(g)反应生成H 2 O(g)的热化学方程式。
化学反应中能量变化的本质
化学反应中的能量变化，本质上是由于化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时释放的能量不同所导致的。因此，化学键的断裂和形成是化学反应过程中伴随能量变化的根本原因。在恒温、恒压条件下，化学反应中的能量变化以热的形式表现出来，这就是反应热，也称化学反应的焓变。
学科提炼
利用键能数据计算化学反应的反应热，对微观视角下理解化学反应中的能量变化有何意义？研究还证明，并非所有反应热的计算结果都能与实验测定值吻合。请提出你的观点并搜集相应的证据。
批判性思维
人的生命活动需要能量，成年男性平均每天约需要12000 kJ 能量，成年女性平均每天约需要9 000 kJ 能量。人体所需的能量主要依靠三大营养物质——糖类、脂肪、蛋白质来提供。
糖类中只有单糖能直接给人体提供能量，淀粉等多糖进入人体之后，首先在酶的作用下发生水解，生成葡萄糖。葡萄糖在人体内与氧气作用，发生如下反应：
C6H12O6(s)＋6O2(g) =6H2O(l)＋6CO2(g)
ΔH＝－2 803 kJ·mol－1
由于糖氧化产生能量的速率很大，因此，人体内糖类储存很少。当我们摄入的能量满足人体日常的需要之后，剩余的能量就会以脂肪的形式储存下来。
食物中的化学物质能给人提供能量。这些物质进入人体后，在有氧呼吸过程中被缓慢氧化，生成二氧化碳和水，同时供给人体各项生理活动所需要的能量，保证身体机能的正常运作。尽管我们吃的食物丰富多样，但最主要的是糖类、脂肪、蛋白质三类物质。
跨学科链接
光合作用与能量
食物为什么能够为生命体提供能量？科学家的研究表明，这一切要归功于植物的光合作用。含叶绿体的生物体发生光合作用，将光能转化为化学能以糖类物质的形式储存起来。动物食用这些生物体获得生存所需的能量。从本质上看，太阳能是能量之源，植物的光合作用“固定”了太阳能，并将其储存于分子中，使整个食物链中的所有生物均得以存活。因此，光合作用是地球上最重要的化学反应，为地球上的生命活动提供最原始的能量。
1.(2012 常州高一检测)下列变化中属于吸热反应的是( )
①液态水汽化 ②将胆矾加热变为白色粉末 ③浓硫酸稀释 ④氯酸钾分解制氧气 ⑤生石灰跟水反应生成熟石灰
A．①④ B．②③
C．①④⑤ D．②④
D
课堂训练
2. 已知1 g丙烷完全燃烧生成CO2气体和液态水，放出50.405 kJ热量，下列热化学方程式正确的是( )
A．C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝-50.405 kJ·mol-1
B．C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝+2 217.82 kJ·mol-1
C．C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝+50.405 kJ·mol-1
D．C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝-2 217.82 kJ·mol-1
D
3.已知反应X+Y====M+N为吸热反应，对于这个反应下列说法
中正确的是（ ）
A．X的能量一定低于M的，Y的能量一定低于N的
B．因为该反应为吸热反应，故一定要加热，反应才能进行
C．破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量
D．X和Y的总能量一定低于M和N的总能量
D
4.（2012 重庆高考） SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S-F键。已知：1molS(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ,断裂1molF-F 、S-F键需吸收的能量分别为160kJ、330kJ。则S(s)＋3F2(g)====SF6(g)的反应热△H为（ ）
A.-1780 kJ·mol-1 B. -1220 kJ·mol-1
C.-450 kJ·mol-1 D. +430 kJ·mol-1
B
看
观
谢
谢
选 择 性 必 修 一
学
化
J
S
第一单元 化学反应的热效应
1 化学反应的焓变
请举例说明放热反应和吸热反应，如何表示化学反应中放出或吸收的热？
温故知新
放热反应:
（1）所有燃烧反应；
（2）酸碱中和反应；
（3）金属与酸生成气体的反应；
（4）大多数的化合反应。
另：硫酸溶解等过程也有放热现象
常见的放热、吸热反应：
吸热反应：
（1）大多数分解反应。
（2）C+CO2 2CO
（3）C+H2O(g) CO+H2
（4） 氢氧化钡(或氢氧化钙)与氯化铵的反应。
另: 硝酸铵溶解等过程也有吸热现象
高温
====
高温
====
思考：是否吸热反应一定需要加热，而放热反应一定不需要加热呢？
需加热的反应不一定是吸热反应，要持续加热的反应才是吸热反应。很多放热反应都需要加热才能进行。
1.反应热
在化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同温度时，吸收或释放的热称为化学反应的热效应，也称反应热。
2.焓变
在化工生产和科学实验中，化学反应通常是在敞口容器中进行的，反应体系的压强与外界压强相等，即反应是在恒压条件下进行的。在恒压的条件下，化学反应过程中吸收或释放的热即为反应的焓变。
符号：△H
单位：kJ·mol-1
严格地讲，焓变是指在恒压的条件下，体系仅做体积功，不做其他功（如电功等）的变化过程中的热效应。如不特别指明，化学反应的反应热就是该反应的焓变。
交流讨论
请观察下列表示氢气在氧气中燃烧生成水和水分解为氢气、氧气反应热效应的化学方程式，分析并讨论其在书写上与化学方程式有何不同。
一个化学反应是吸收能量还是释放能量，取决于反应物总能量和生成物总能量之间的相对大小。若反应物的总能量小于生成物的总能量，则反应过程中吸收能量；若反应物的总能量大于生成物的总能量，则反应过程中释放能量。
（1）吸收热的反应称为吸热反应，其ΔH＞0；
（2）放出热的反应称为放热反应，其ΔH＜0。
（3）能够表示反应热的化学方程式叫做热化学方程式。
化学反应中的能量变化通常以热等形式表现出来。
H2(g)＋Cl2(g) = 2HCl(g) △H=－184.6 kJ·mol-1
表示含义：1 mol 气态H2和1mol气态 Cl2反应生成2mol气态HCl时放出的热量为184.6 kJ。
由于反应的焓变与温度、压强、反应物及生成物的聚集状态等因素有关，因此，在书写热化学方程式时，应标明反应物及生成物的状态、反应温度和压强。若不标明温度和压强，则表示是在25°C（即298K）、101kPa条件下的焓变。
在热化学方程式中，反应物和生成物的聚集状态用英文小写字母在其化学式的后面标注，一般用“g”表示气体，“l”表示液体，“s”表示固体，“aq”表示水溶液。
交流讨论
发射卫星时可用肼（N2H4）作燃料，已知在298K、101kPa时1g液态肼燃烧生成氮气和液态水，释放19.44 kJ的热量。观察并分析下列肼燃烧反应的热化学方程式，判断这些热化学方程式是否正确。
在热化学方程式中，物质化学式前面的化学计量数表示物质的量，可以用整数或简单分数表示。同一化学反应，热化学方程式中的化学计量数不同，ΔH也不同。
若一个反应的焓变ΔH＝a kJ·mol－1，则其逆反应的焓变ΔH＝－a kJ·mol－1。
书写热化学方程式的注意事项：
(1) 要注明反应物和生成物的状态。
（g: 气体、l: 液体、s：固体、aq：溶液）
(2) 同种物质在不同的状态下的热效应是不同的。
固态 → 液态 → 气态
吸热
吸热
2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) △H = －483.6 kJ·mol-1
2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) △H = －571.6 kJ·mol-1
(4)化学计量数可以是整数，也可以是小数或分数，且只能表示物质的量，不能表示分子个数。
H2(g)+ O2(g) = H2O(l) △H = －285.8 kJ/mol-1
(3)△H表示反应热，“－”表示放热，“+”表示吸热。 单位一般采用kJ·mol-1。
(5) 化学计量数与 △H 之间存在正比关系。
反应热要与化学计量数一致。
H2(g)+ O2(g) = H2O(l) △H=－285.8 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l)
△H=－571.6 kJ·mol-1
(6)注明反应的温度和压强。
(不注明的通常指101kPa和25℃)
(7) 当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。
2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l)
△H=－571.6 kJ·mol-1
2H2O(l) =2H2(g)+O2(g)
△H=571.6 kJ·mol-1
(8) 不论化学反应是否可逆，热化学方程式中的△H 都表示反应按照化学计量数所表示的物质的量完全反应所放出或吸收的热量。
N2(g)+3H2(g) =2NH3(g)
△H=-92 kJ·mol-1
表示1 mol N2 (g)和3mol H2 (g)完全反应生成2mol NH3(g)时放出92 kJ热量。若在相同温度和压强下，向某容器中加入1 mol N2 (g)和3mol H2 (g)，反应达到平衡时,因反应不能彻底进行，故放出的热量Q<92kJ。
方法导引
【例1】25 °C、101 kPa时，1 g甲烷气体完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水，放出55.64 kJ的热，写出该反应的热化学方程式。
学以致用
请参考例1，写出下列反应的热化学方程式（反应条件均为25 °C、101 kPa）。
（1）N2(g)与H2(g)反应生成17 g NH3(g)，释放46.2 kJ的热。
（2）1 mol C2H5OH(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，释放1 366.8 kJ的热。
（3）44.8 L（标准状况）C2H2(g)在O2(g)中完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，释放2 599.2 kJ的热。
（4）12gC (石墨，s)与适量H2O(g)反应完全转化为CO(g)和H2(g)，吸收131.3 kJ 的热。
化学反应过程中为什么会有能量变化呢？我们以氮气与氧气反应生成一氧化氮的反应为例来解释这一问题。
实验测得，1 mol N2 (g)与1 mol O 2 (g)反应生成2 mol NO(g)时吸收182.6 kJ的热。
如图1-3所示，当1 mol N2 (g)与1 mol O2 (g)反应生成2 mol NO(g)时，1 mol N2分子中的化学键断裂时需吸收946 kJ的能量，1 mol O2分子中的化学键断裂时需吸收498 kJ的能量，而2 mol NO分子中的化学键形成时会释放632 kJ·mol－1×2 mol＝1 264 kJ的能量。
化学反应N2 (g)＋O2 (g)=2NO(g)的反应热应等于断裂反应物分子中的化学键吸收的总能量（946 kJ·mol－1＋498 kJ·mol－1 ＝1 444 kJ·mol－1）与形成生成物分子中的化学键释放的总能量（1 264 kJ·mol－1）之差，即吸热180 kJ·mol－1。分析结果与实验测定结果很接近。
学以致用
已知断裂1 mol H2(g)中的 H—H 键需要吸收436 kJ的能量，断裂1 mol O2(g)中的共价键需要吸收498 kJ的能量，生成 H2O(g)中的1 mol H—O键释放463 kJ的能量。试写出O2(g)与H2(g)反应生成H 2 O(g)的热化学方程式。
化学反应中能量变化的本质
化学反应中的能量变化，本质上是由于化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时释放的能量不同所导致的。因此，化学键的断裂和形成是化学反应过程中伴随能量变化的根本原因。在恒温、恒压条件下，化学反应中的能量变化以热的形式表现出来，这就是反应热，也称化学反应的焓变。
学科提炼
利用键能数据计算化学反应的反应热，对微观视角下理解化学反应中的能量变化有何意义？研究还证明，并非所有反应热的计算结果都能与实验测定值吻合。请提出你的观点并搜集相应的证据。
批判性思维
人的生命活动需要能量，成年男性平均每天约需要12000 kJ 能量，成年女性平均每天约需要9 000 kJ 能量。人体所需的能量主要依靠三大营养物质——糖类、脂肪、蛋白质来提供。
糖类中只有单糖能直接给人体提供能量，淀粉等多糖进入人体之后，首先在酶的作用下发生水解，生成葡萄糖。葡萄糖在人体内与氧气作用，发生如下反应：
C6H12O6(s)＋6O2(g) =6H2O(l)＋6CO2(g)
ΔH＝－2 803 kJ·mol－1
由于糖氧化产生能量的速率很大，因此，人体内糖类储存很少。当我们摄入的能量满足人体日常的需要之后，剩余的能量就会以脂肪的形式储存下来。
食物中的化学物质能给人提供能量。这些物质进入人体后，在有氧呼吸过程中被缓慢氧化，生成二氧化碳和水，同时供给人体各项生理活动所需要的能量，保证身体机能的正常运作。尽管我们吃的食物丰富多样，但最主要的是糖类、脂肪、蛋白质三类物质。
跨学科链接
光合作用与能量
食物为什么能够为生命体提供能量？科学家的研究表明，这一切要归功于植物的光合作用。含叶绿体的生物体发生光合作用，将光能转化为化学能以糖类物质的形式储存起来。动物食用这些生物体获得生存所需的能量。从本质上看，太阳能是能量之源，植物的光合作用“固定”了太阳能，并将其储存于分子中，使整个食物链中的所有生物均得以存活。因此，光合作用是地球上最重要的化学反应，为地球上的生命活动提供最原始的能量。
1.(2012 常州高一检测)下列变化中属于吸热反应的是( )
①液态水汽化 ②将胆矾加热变为白色粉末 ③浓硫酸稀释 ④氯酸钾分解制氧气 ⑤生石灰跟水反应生成熟石灰
A．①④ B．②③
C．①④⑤ D．②④
D
课堂训练
2. 已知1 g丙烷完全燃烧生成CO2气体和液态水，放出50.405 kJ热量，下列热化学方程式正确的是( )
A．C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝-50.405 kJ·mol-1
B．C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝+2 217.82 kJ·mol-1
C．C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝+50.405 kJ·mol-1
D．C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝-2 217.82 kJ·mol-1
D
3.已知反应X+Y====M+N为吸热反应，对于这个反应下列说法
中正确的是（ ）
A．X的能量一定低于M的，Y的能量一定低于N的
B．因为该反应为吸热反应，故一定要加热，反应才能进行
C．破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量
D．X和Y的总能量一定低于M和N的总能量
D
4.（2012 重庆高考） SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S-F键。已知：1molS(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ,断裂1molF-F 、S-F键需吸收的能量分别为160kJ、330kJ。则S(s)＋3F2(g)====SF6(g)的反应热△H为（ ）
A.-1780 kJ·mol-1 B. -1220 kJ·mol-1
C.-450 kJ·mol-1 D. +430 kJ·mol-1
B
看
观
谢
谢