内容正文:
第一节 化学反应与能量的变化
第1课时 焓变 反应热
1.熟知能量转化形式及反应热和焓变的含义、吸热反应和放热反应的本质。
2.学会热化学方程式的书写与应用。
[对应学生用书P1]
知识点一 反应热、焓变
1.焓与焓变
2.焓变与反应热的关系
区别与联系
反应热
焓变
不同点
概念
化学反应过程中所释放或吸收的能量
化学反应中生成物的总焓与反应物的总焓之差
相
同
点
符号、单位
ΔH、kJ/mol或kJ·mol-1
“+”、“-”的意义
“+”表示反应吸热,“-”表示反应放热
数据来源
可以通过实验直接测得,也可以利用已知数据计算求得。
联系
在等压条件下进行的化学反应,其热效应等于反应的焓变,如敞口容器中进行的化学反应。
[判一判]
(1)任何条件下,焓变完全等于反应热。( )
(2)放热反应的ΔH<0,吸热反应的ΔH>0。( )
(3)所有化学反应的反应热都可以通过实验直接测得。( )
答案 (1)× (2)√ (3)×
知识点二 化学反应能量变化的原因
1.微观角度——从本质上认识
(1)化学反应的本质及特点
(2)结论
①放热反应:化学反应中反应物分子断键吸收的总能量低于生成物分子成键放出的总能量。
②吸热反应:化学反应中反应物分子断键吸收的总能量高于生成物分子成键放出的总能量。
2.宏观角度——从物质内能上认识
化学反应过程中是吸收能量还是放出能量,取决于反应物的总能量和生成物的总能量的相对大小。
(1)放热反应:反应物的总能量>生成物的总能量。由于反应后放出热量(释放给环境)而使反应体系的能量降低,故ΔH<(填“<”或“>”)0,即ΔH为-(填“+”或“-”)。
(2)吸热反应:反应物的总能量<生成物的总能量。生成物释放的总能量小于反应物吸收的总能量的反应。由于反应时吸收环境能量而使反应体系的能量升高,故ΔH>(填“<”或“>”)0,即ΔH为+(填“+”或“-”)。
1.H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)反应的能量变化如图:
请思考:断裂1 mol H—H和1 mol Cl—Cl共吸收多少能量?形成2 mol H—Cl共放出多少能量?H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的反应热ΔH是多少?
提示 679 kJ 862 kJ -183 kJ/mol
2.有下列六种情况:①盐酸和氢氧化钠溶液的反应;②甲烷在空气中燃烧;③氢气(H2)和氟气(F2)反应,焓变小于0;④CO2和C共热反应生成CO,该反应ΔH>0;⑤液态水变成水蒸气;⑥常温下,Ba(OH)2·8H2O能与NH4Cl反应,该反应的ΔH>0。吸热或放热反应可以用能量图来表示(如图),该图可以表示上述变化中的哪些化学反应?
提示 ④⑥
1.化学反应过程中能量变化的图示(以放热反应为例)
其中ΔH=E-E
2.吸热反应和放热反应的比较
类型
比较
放热反应
吸热反应
与化学
键强弱
的关系
生成物分子成键时释放的总能量大于反应物分子断裂时吸收的总能量
生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断裂时吸收的总能量
图示
实例
绝大多数化合反应;所有燃烧反应;所有中和反应;所有活泼金属与水(或酸)的反应;部分特殊反应,如过氧化钠与水或酸的反应、氨的催化氧化反应。
多数分解反应;铵盐与碱的反应,如
2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)===BaCl2+2NH3↑+10H2O;以C、CO、H2为还原剂的氧化还原反应。
角度一 吸、放热反应的判断
根据如图提供的信息,下列所得结论不正确的是( )
A.该反应是吸热反应
B.该反应一定需要加热才能发生
C.该反应可能是碳酸钙的分解反应
D.该反应不可能是铝与氧化铁的反应
B [A项,图像分析反应物能量低于生成物,根据能量守恒,反应是吸热反应,正确;B项,吸热反应在常温下也能发生,比如氢氧化钡晶体和氯化铵反应就是常温下进行的吸热反应,错误;C项,碳酸钙的分解反应为吸热反应,正确;D项,铝与氧化铁的反应为放热反应,一定不是吸热反应,正确。]
吸热反应和放热反应与反应条件无必然的联系。需要加热的反应不一定是吸热反应。有的反应开始时需要加热,但反应发生后会放出热量维持该反应继续进行,如碳燃烧反应。
角度二 吸、放热反应的本质
化学反应A2+B2===2AB的能量变化如图所示,则下列说法正确的是( )
A.该反应是吸热反应
B.断裂1 mol A-A键和1 mol B-B键能放出x kJ能量
C.形成2 mol A-B键需要放出y kJ的能量
D.2 mol AB的总能量高于1 mol A2和1 mol B2的总能量
C [A项,反应物的能量高于生成物的能量,反应是放热反应,错误;B项,旧键的断裂吸收能量,而不