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第
1
章
　
第
1
节
化学反应的内能变化与焓变
第2课时
1.知道内能、焓变的概念。
2.掌握内能、焓变与反应热的关系(重点)。
3.掌握热化学方程式的意义及书写方法(重、难点)。
学习目标
化学反应中为什么会有反应热？
产生
反应热
体系内能改变
思考讨论
内
容
索
引
目标一　化学反应的内能变化
目标二　化学反应的焓变
目标三　热化学方程式
< 目标一 >
化学反应的内能变化
1.内能
概念：
符号：
大小决定因素：
体系内物质所含各种微观粒子的能量总和
U
物质的种类、数量及聚集状态
体系的温度、压强
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。
2.化学反应中内能的变化
U(反应产物)>U(反应物)，反应吸收能量；
U(反应产物)ΔU＝U(反应产物)－U(反应物)
3.内能变化与反应热的关系
ΔU＝Q＋W
Q：反应热
W：功
化学反应体系与环境进行能量交换以热和功的形式呈现。
若反应中体系没有做功，则ΔU＝Q
4.吸热反应和放热反应中内能变化特点
U＝Q
U(反应产物)＞U(反应物)，ΔU＞0，体系的内能增加，Q＞0，吸热反应
U(反应产物)＜U(反应物)，ΔU＜0，体系的内能减少，Q＜0，放热反应
化学反应前后体系内能会发生变化，是反应热产生的根源
(1)化学反应体系与环境进行能量交换的形式只有热能
(2)内能的绝对值可以通过理论计算或实验测定得知
(3)化学反应过程中内能的变化量就是反应热
(4)等压条件下，反应热一定等于反应体系内能的变化
×
×
×
×
1.正误判断
2.在恒温恒容的密闭体系中，H2(g)与I2(g)反应生成HI(g)，该反应体系的内能变化如图所示(没做电功等)，回答下列问题：
(1)该反应体系的ΔU　 (填“>”“<”或“=”，下同)0。
(2)W　　　0。
(3)该反应体系的反应热Q=　　　。
<
=
-13 kJ
(4)下列关于该反应的叙述正确的是　　　(填序号)。
①反应物的总能量比反应产物的总能量高13 kJ
②断裂反应物中化学键所需的能量低于形成反应产物
中化学键释放的能量
③该反应不需要提供能量就能发生反应
④反应开始前体系的内能等于反应物化学键中储存的总能量
①②
< 目标二 >
化学反应的焓变
产生
反应热
体系内能改变
焓(H)
与之有关的物理量
焓变(ΔH)
等压条件下
U
等压条件下，反应热等于焓变。
1.焓与反应焓变
焓(H)
概念：
表示：
单位：
决定因素：
意义：
与内能有关的物理量
H＝U+pV　(U：内能，p：压强，V：体积)
J或kJ
取决于物质的种类、数量、聚集状态并受体系的温度、压强等因素的影响
用它的变化描述等压反应的反应热
1.焓与反应焓变
反应焓变(ΔH)
定义：
表达式：
常用单位：
反应产物的焓与反应物的焓之差
Δ H ＝H(反应产物)－ H(反应物)
kJ·mol－1或kJ/mol
(1)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全部转化为热能(没有与电能、光能等其他形式的能量形式发生转化)，则反应焓变等于该反应的反应热，表达式：Qp=ΔH。
2.反应热与反应焓变的关系
(2)反应焓变与吸热反应和放热反应的关系
放热反应
ΔH＜0（负值）
焓(H)
反应物
生成物
吸热反应
ΔH＞0（正值）
焓(H)
生成物
反应物
反应体系对环境放热，其焓减小
反应体系从环境吸热，其焓增加
3.反应焓变(ΔH)与键能的关系
(1)键能：在25 ℃和101 kPa下，气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。
436 kJ·mol -1
H
H
H
H
键断裂，吸收能量
键形成，释放能量
436 kJ·mol -1
“H—H”键能为436 kJ·mol－1
(2)依据键能计算反应焓变
ΔH＝(436＋243)kJ·mol－1
－(431＋431)kJ·mol－1
＝－183 kJ·mol－1
以H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)反应的能量变化为例说明
计算结果表明：1 mol H2与1 mol Cl2反应生成2 mol HCl时，放出183 kJ的能量。
(1)化学反应过程与反应热的关系
归纳总结
(2)根据键能理论计算焓变
ΔH=反应物的键能总和-反应产物的键能总和
(1)化学反应的焓变就是反应物总焓和反应产物总焓的差值
(2)化学反应的反应热就是该反应的焓变
(3)化学反应的焓变和反应物及反应产物的内能有关，受物质种类、数量、聚集状态影响，和反应条件无关
(4)焓(H)只有正值，而焓变(ΔH)有正负之分，可以通过焓变来判断一个反应是吸热反应还是放热反应
×
×
√
×
1.正误判断
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的符号为“-”
√
3.已知：H2(g)+O2(g)===H2O(g)，反应过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。
(1)a、b、c分别代表什么意义？
a：　　　 　；
b：　　　 　；
c：　　　 。
(2)该反应是　　　(填“放热”或“吸热”)反应，ΔH　　　(填“>”或“<”)0。
旧键断裂吸收的能量
新键形成放出的能量
反应热
放热
<
< 目标三 >
热化学方程式
思考：
如何用化学用语来表示化学反应中的反应热呢
例：1 mol液态H2和 mol液态O2反应生成 1mol气态H2O放出241.8 kJ的热量。
H2(l) + O2(l) ===H2O(g) H＝﹣241.8 kJ·mol -1
既表示物质变化又能表示反应的焓变
热化学方程式
thermochemical equation
1.热化学方程式的概念及意义
概念：
意义：
实例：
把一个化学反应中物质的变化和反应的焓变同时表示出来的化学方程式。
热化学方程式不仅表明了物质的变化，还表明了焓变(能量变化)。
ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
表示在298 K、101 kPa下，1 mol H2(g)与0.5 mol O2(g)反应生成1 mol H2O(l)时，放出的热量是285.8 kJ。
如果生成的是H2O(g) ，反应热一样吗
H2(g) + O2(g)===H2O(l) H1＝﹣285.8 kJ·mol -1
H2(g) + O2(g) ===H2O(g) H2＝
等质量水的焓：H2O(s)＜ H2O(l)＜ H2O(g)
﹣241.8 kJ·mol-1
1 g冰
1 g液态水
1 g水蒸气
蒸发
熔化
焓(H)增大
2.热化学方程式的书写
25℃、101kPa下，H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－241.8 kJ·mol－1
注明温度、压强，“25 ℃、101 kPa”可不注明
要注明各物质聚集状态：
固(s)，液(l ) ，气(g) ，溶液(aq)
化学计量数可以是整数或分数
ΔH 必须与化学方程式一一对应
ΔH的单位中“mol－1”，指的是“每摩尔反应”，对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其ΔH也不同。
1.在25 ℃、101 kPa下，1 mol气态H2与0.5 mol气态O2反应生成1 mol液态H2O，放出285.8 kJ的热量。
(1)该反应的热化学方程式为　　　 　　　　 。
(2)生成1 mol气态H2O时，放出的热量不同，其原因是________________
　　　 　　　　 。
H2(g)+ O2(g)===H2O(l)　ΔH =-285.8 kJ·mol-1
H2O的聚集状态不同，其内能不同，因而尽管产物都是1 mol H2O，但放出的热量不同
2.已知：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=-92 kJ·mol-1，则将1 mol N2(g)和3 mol H2(g)置于密闭容器中，一定条件下充分反应，放出的热量______
(填“大于”“小于”或“等于”)92 kJ，理由是_____________________
　 　 。
小于
该反应是可逆反应，不
能进行完全
3.判断下列热化学方程式的正误，错误的指明原因。
(1)2NO2===O2+2NO　ΔH=+116.2 kJ·mol-1(　　)
　　　　　　　　　　。
(2)3.2 g CH4完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放出178 kJ的热量，其热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890 kJ(　　)
　　　　　　　　　　　　　 。
物质未标明聚集状态
×
数值正确，单位应为kJ·mol-1
×
(3)已知N2(g)+3H2(g)　　2NH3(g)　ΔH=-92 kJ·mol-1，则NH3(g)　　N2(g)
+H2(g)　ΔH=+46 kJ·mol-1(　　)
(4)2 mol HgO分解生成液态汞和氧气时，吸收181.4 kJ的热量，则HgO(s)===Hg(l)+O2(g)　ΔH=-90.7 kJ·mol-1(　　)
　　　　　　　　　　 　　。
√
该反应吸热，ΔH的符号应为“+”
×
判断热化学方程式的正误注意“五看”
一看方程式是否配平；
二看各物质的聚集状态是否正确；
三看ΔH的“+”“-”符号是否正确；
四看反应热的单位是否为“kJ·mol-1”；
五看反应热的数值与化学计量数是否对应。
方法指导
根据所给信息，书写对应的热化学方程式。
(1)11.2 L(标准状况)H2在足量Cl2中燃烧生成HCl气体，放出91.5 kJ热量：　　　 　　。
(2)已知1 mol C(s，石墨)与适量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)，吸收131.3 kJ热量：　　　　 　　　。
(3)1.7 g NH3(g)发生催化氧化反应生成气态产物，放出22.67 kJ热量：
　 　　　　　　　　。
H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH=-183 kJ·mol-1
C(s，石墨)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)　ΔH=+131.3 kJ·mol-1
NH3(g)+O2(g)===NO(g)+H2O(g)　ΔH=-226.7 kJ·mol-1
自我测试
(4)25 ℃、101 kPa下，强酸、强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O(l)
时，放出57.3 kJ热量：　　 　　　　　　　 　　　　　　　。
(5)已知：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=-92 kJ·mol-1，请写出1 mol NH3
分解对应的热化学方程式：　　　　　　 　 　　　。
H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ·mol-1
NH3(g) N2(g)+H2(g)　ΔH=+46 kJ·mol-1
本课结束
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