资源简介

(共22张PPT)
化学反应的内能变化与焓变
第1章 化学反应与能量转化
1.理解化学反应的内能的变化和焓变。
2.能从内能变化角度和焓变角度认识反应热。
辨识化学反应中能量的转化
实例 原电池 暖宝宝 燃气炉
能量转化 能转化成 能 能转化成 能 能转化成 能、 能
化学
电
化学
光
热
化学
热
化学反应中为什么会有能量的变化
反应物
反应产物
体系内能变化
产生能量变化
物质的种类、数目及聚集状态
体系的温度、压强
影响
内能
一、化学反应的内能变化
1、定义
体系内物质所含各种微观粒子的能量总和。
2、符号
U
3、内能的变化
△U = U(反应产物) - U(反应物)
微观粒子的能量包括分子的平动、转动、振动，电子运动，原子核运动等各种形式运动的动能，以及微观粒子之间相互作用的势能。
U(反应产物) ＞ U(反应物)
U(反应产物) ＜ U(反应物)
则反应吸收能量
则反应放出能量
知 识 支 持
体系和环境之间能量的交换有两种形式：热和功。由于体系和环境的温度不同而在体系和环境之间交换的能量称为热，用符号Q表示；并且约定，体系吸热时Q取正值，体系放热时Q取负值。除热能外，体系与环境之间交换的其他形式的能（如电能、光能、机械能等）都称为功，用符号W 表示；并且约定，环境对体系做功时 W 取正值，体系对环境做功时 W 取负值。
在一定的环境压强下，当体系的体积发生变化时，环境对体系（或体系对环境）做的功称为体积功。
思考与讨论
不能
化学反应体系与环境进行能量交换可以以热和功两种形式呈现。
迄今为止，科学家还无法通过理论计算或实验测定得知物质内能的绝对值。
1、我们能根据内能的绝对值计算内能的变化吗？
2、内能的变化等于反应热吗？
不一定
体系
环境
热
和
功
电能
光能
机械能等
内能变化
△U = Q ＋ W
如果反应过程中体系没有做功（如反应前后体系体积不变且没有做电功等其他功），则
△U = Q
Q＞0，反应吸热
Q＜0，反应放热
二、化学反应的焓变
在等压反应中，无其它功的条件下，这时体系与环境间只有体积功和热的形式进行能量交换。
在实验室里或在生产中
敞口
大气压强变化很小
等压反应
体系体积变化
体积功
经过长期研究，科学家又重新定义了一个称为“焓”的物理量，用它的变化来描述等压反应的反应热。
H = U + pV式中：U为内能，p为压强，V为体积。
1、等压反应
在反应前后压强不变的条件下发生的化学反应。
2、焓
②符号：________，单位：_______ （或_________）。
H
J
kJ
①定义：
与能量有关的物理量。
③影响因素：
物质的种类、数目、聚集状态和体系的温度、压强等。
3、焓变
②符号：________，单位：_____________ （或____________）。
ΔH
kJ / mol
kJ·mol-1
④意义：
用来表示等压反应的反应热。
①定义：
反应产物的焓与反应物的焓之差，称为反应焓变
③表达式：
ΔH＝H(反应产物)－H(反应物)
研究表明，在等压反应中，当反应中物质的能量变化没有电能、光能等其他形式的能量发生转化，则该反应的反应热等于反应前后体系的焓的变化。
注意：①ΔH必须带有“ ＋” 或 “－” ②必须标出的ΔH单位 kJ/mol 。
数学表达式：Qp=△H。
4、焓变与放热反应和吸热反应的关系
ΔH＝H(反应产物)－H(反应物)
吸热反应：△H为“＋”或△H＞0
放热反应：△H为“－”或△H ＜0
例1、在25℃和101 kPa下，1 molH2与1 mol Cl2反应生成2 mol HCl时放出184.6 kJ的热量，则该反应的反应热为:
ΔH= -184.6 kJ/mol
例2、在25 ℃和101 kPa下，1 mol C(如无特别说明，C均指石墨)与1 mol H2O(g)反应，生成1 mol CO和1 mol H2,需要吸收131.5 kJ的热量，则该反应的反应热为:
ΔH= +131.5 kJ/mol
ΔH<0时，ΔH越小，放出热量越多。
ΔH>0时，ΔH越大，吸收热量越多。
三、认识反应热
1.宏观角度：
ΔH与吸热反应和放热反应
ΔH＝
H生成物-
H反应物
反应物
焓(H）
Δ H ＜ 0
放热反应
生成物
反应物
焓(H）
Δ H ＞ 0
吸热反应
生成物
反应体系对环境放热，其焓减小
反应体系从环境吸热，其焓增大
三、认识反应热
2.微观角度：
【思考】化学反应能量是如何转化的？
化学反应的本质：______________________________
旧化学键的断裂 和 新化学键的形成
吸收能量
放出能量
键能:键能指25℃和101 kPa下(常温常压下)，断开1mo1共价键所需要的能量或形成1mol共价键所放出的能量(单位为kJ/mol) 。
三、认识反应热
2.微观角度：
化学键断裂——吸热
化学键形成——放热
H
H
Cl
Cl
436kJ/mol
243kJ/mol
H
H
＋
＋
431kJ/mol
431kJ/mol
H2(g)＋Cl2(g)＝2HCl(g)反应的能量变化示意图
Cl
Cl
H
Cl
H
Cl
ΔH＝（436+243）－（431+431）
＝－183 kJ/mol
H＝断键吸收的总能量 - 成键释放的总能量
三、认识反应热
2.微观角度：
H＝断键吸收的总能量 - 成键释放的总能量
焓
反应进程
反应物
反应产物
E吸
E放
焓
反应进程
反应产物
反应物
E放
E吸
放热反应 ΔH<0
吸热反应 ΔH>0
化学反应的内能变化与焓变
反应前后焓的变化
断键吸热、成键放热
ΔH＝E(反应物键能)－E(反应产物键能)
ΔH＝H(反应产物)－(反应物)
宏观认识
微观理解
反应热
ΔU＞0 反应吸收能量；ΔU＜0反应放出能量
内能变化
符号：U
ΔU = U(反应产物) - U(反应物)
恒压反应热
焓变
ΔH＞0 反应吸热；ΔH＜0反应放热
符号：ΔH 单位：kJ·mol-1
ΔH＝H(反应产物)－H(反应物)
1.反应 A+B= C(ΔH<0)分两步进行: ①A+B→ X(ΔH>0) ②X→C(ΔH<0)。下列图中能正确表示总反应过程中能量变化的是（ ）
B
2.化学反应A2(g)＋B2(g)===2AB(g)的能量变化如图所示，下列叙述中正确的是(　 )
A．每生成2个AB分子吸收(a－b)kJ热量
B．该反应热ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1
C．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D．断裂1 mol A—A和1 mol B—B键，放出a kJ能量
B
3.已知H—H键键能(断裂时吸收或生成时释放的能量)为 436 kJ/mol，H—N键键能为391 kJ/mol,根据：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=-92.4 kJ/mol。则N≡N键的键能是(　 )
A.431 kJ/mol B.945.6 kJ/mol
C.649 kJ/mol D.896 kJ/mol
B
4.根据下表的键能的数据，可计算出CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)的ΔH为(　　)
化学键 O=O C—H O—H C=O
键能/kJ·mol-1 497 414 463 803
A.-379 kJ·mol-1 B.-808 kJ·mol-1
C.-1656 kJ·mol-1 D.-2532 kJ·mol-1
B
5. 下列图象分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。
据此判断下列说法中正确的是(　 )
A．由图1知，石墨转变为金刚石是吸热反应
B．由图2知，S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1， S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH2 ，则ΔH1＞ΔH2
C．由图3知，白磷比红磷稳定
D．由图4知，CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH＞0
A

展开更多......

收起↑