1.1 第1课时 化学反应的焓变 【学习目标】 1.通过交流讨论了解焓变、反应热等基本概念。 2.通过分析图像了解反应热与反应物及生成物能量大小的关系,学会根据能量变化图示判断吸热反应、放热反应,增强宏观辨识能力。 3.通过练习认识化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因,学会根据化学键的键能定量计算反应热,构建相关计算的思维模型。 【合作探究】 【学习情境】 2022年2月27日上午11时06分“长征八号遥二”运载火箭飞行试验在中国文昌航天发射场顺利实施,火箭飞行正常,试验取得圆满成功。此次任务共搭载22颗卫星,创下我国一箭多星任务的最高纪录。“长征八号遥二”运载火箭以液氧、液氢为推进剂,喷出来的是无毒的水蒸气,十分环保,发射时发生的反应可用热化学方程式H2(l)+O2(l)H2O(g) ΔH=-237.46 kJ·mol-1表示。 任务1 反应热与焓变 【新知生成】 1.反应热:在等温条件下,化学反应体系向环境 或从环境 的热量,称为化学反应的热效应,简称反应热。 2.内能:体系内物质的各种 的总和,受温度、压强和物质的聚集状态等影响。 3.焓变:在等压条件下进行的化学反应,反应热 反应的焓变。用符号ΔH表示,常用单位: 。放热反应的ΔH 0,吸热反应的ΔH 0。 4.化学反应中能量变化的主要原因: 。 【答案】1.释放 吸收 2.能量 3.等于 kJ·mol-1 < > 4.化学键断裂和形成时的能量变化 【核心突破】 典例1 已知化学反应X(g)+2Y(g)2Z(g)的能量变化如图所示,下列有关该反应的说法正确的是( ) A.该反应是放热反应 B.反应物的总键能大于生成物的总键能 C.Y的能量高于Z的能量 D.该反应的反应热ΔH>0 【解析】该反应中反应物X、Y的总能量高于生成物Z的总能量,反应物转化为生成物时能量降低,故该反应是放热反应,ΔH<0,A项正确,D项错误;破坏反应物中的化学键要吸收能量,形成生成物中的化学键要释放能量,放热反应中,反应物的总键能小于生成物的总键能,B项错误;该反应为放热反应,反应物X、Y的总能量高于生成物Z的总能量,无法比较Y、Z能量的高低,C项错误。 【答案】A 典例2 甲烷与CO2可用于制备合成气(主要成分是一氧化碳和氢气):CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),1g CH4(g)完全反应吸收15.46kJ的热量,下图中能表示该反应过程中的能量变化的是( ) A B C D 【解析】1 g CH4完全反应吸收15.46 kJ的热量,则1 mol CH4完全反应吸收的热量为247.36 kJ。 【答案】B 归纳总结：化学反应能量变化的原因 (1)微观角度认识 ΔH=Q1-Q2 (2)宏观角度认识 训练1 我国成功发射的“天宫一号”飞行器的外壳覆盖了一种新型结构陶瓷材料,其主要成分是氮化硅,该陶瓷材料可由石英固体与焦炭颗粒在高温的氮气流中通过如下反应制得: 3SiO2+6C+2N2Si3N4+6CO 该反应过程中的能量变化如图所示。回答以下问题: (1)上述反应中的还原剂是 ,还原产物是 。 (2)该反应 (填“吸热”或“放热”),反应热ΔH (填“>”、“<”或“=”)0。 【解析】(1)3SiO2+6C+2N2Si3N4+6CO,反应中碳元素的化合价由0升高到+2,氮元素的化合价由0降低到-3,故反应中的还原剂是C,还原产物为Si3N4。(2)该反应过程中,反应物的总能量大于生成物的总能量,为放热反应,ΔH<0。 【答案】(1)C Si3N4 (2)放热 < 任务2 从微观角度探讨反应热的实质 【新知生成】 1.在1 mol氢分子中,含有 mol氢原子,含有 mol H—H键。 2.已知在25℃和101kPa条件下,由2 mol H原子形成1 mol H—H键时,放出436kJ的能量。若要使1 mol 氢分子变为2 mol氢原子,需要断开1 mol H—H键,其能量变化是吸收 的能量。 3.在CH4中,断开1 ... ...
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