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
北京时间2018年12月8日凌晨2时23分,中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器,开启了中国月球探测的新旅程。2019年1月3日上午10点26分,我国“嫦娥四号”月球探测器不负众望,成功的在月球背面软着陆。业内专家指出,这是全人类有史以来第一次成功登陆月球背面,可喜可贺!火箭的助推器发动机使用四氧化二氮和偏二甲肼作为推进剂。那么火箭推进剂为什么会产生这么大的推力呢?
1.化学反应是吸热反应还是放热反应?与反应物和生成物有什么关系?
提示:化学反应是吸热反应还是放热反应,决定于反应物总能量(E1)与生成物总能量(E2)的相对大小。
若E1>E2,反应放热;若E1<E2,反应吸热
2.化学键与化学反应中能量变化的关系是什么?
提示:当物质发生化学反应时,断开反应物中的化学键需要吸收能量,形成生成物中的化学键要释放能量,反应是吸热还是放热取决于断裂化学键和形成化学键吸收和释放能量的多少。
知识目标
1.了解反应热的概念。
2.了解焓变与放热反应、吸热反应的关系。
能力目标
1.明确化学反应中能量转化的原因,能说出常见的能量转化形式。
2.能举例说明化学能与热能的相互转化。
重点难点
焓变的计算。
一、焓变 反应热
1.焓
是与 内能 有关的物理量,用符号“ H ”表示。
2.焓变
生成物 与 反应物 的焓值差,符号 ΔH ,常用单位 kJ/mol 。在恒压条件下,反应的 热效应 又称为焓变。
3.反应热
(1)定义:化学反应过程中 所释放或吸收的能量 (数值上等于 恒压 条件下的焓变),用 ΔH 表示。
(2)单位:ΔH的单位常用kJ/mol。
二、化学反应中能量变化原因
以下以H2和Cl2反应生成HCl为例来说明。
H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)反应的能量变化示意图
化学键
反应中能量变化
1 mol A—B化学键
反应中能量变化
H—H
吸收 436 kJ
共吸收 679 kJ
Cl—Cl
吸收 243 kJ
H—Cl
放出 431 kJ
共放出 862 kJ
结论[来源:Zxxk.Com]
H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)反应热ΔH= -183_kJ·mol
三、放热反应和吸热反应的比较
用E(反应物)、E(生成物)分别代表反应物、生成物的总能量;Q(吸)、Q(放)分别代表反应物断键吸收的热量、生成物成键放出的热量。
放热反应
吸热反应
定义
放出 热量的化学反应
吸收 热量的化学反应
宏
观
角
度
比较
E(反应物)>
E(生成物)
E(反应物)< E(生成物)
图示
微观角度
Q(吸)<Q(放)
Q(吸)>Q(放)
表示方法
ΔH < 0
ΔH > 0
1.焓变和反应热是什么关系?
提示:在恒压条件下进行的反应,其反应热就是焓变,因此它们的符号均为ΔH,单位也相同。
2.能否根据反应条件判断一个反应是吸热反应还是放热反应?
提示:不能。反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。与反应条件没有必然联系,放热反应和吸热反应在一定条件下都能发生。反应开始时需加热的反应可能是吸热反应,也可能是放热反应,如煤的燃烧是放热反应但开始时需加热引燃。
3.请列举常见的吸热反应和放热反应。
提示:吸热反应:①大多数分解反应 ②Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl反应
放热反应:①大多数化合反应 ②中和反应 ③金属与酸反应 ④燃烧反应 ⑤铝热反
应
[要点一] 从物质内能上认识化学反应中能量变化
宏观角度——从物质内能上认识
如果反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量,反应物转化为生成物时放出能量,这就是放热反应。反之为吸热反应。
[拓展延伸]
断裂某物质的化学键所吸收的能量越高,则形成化学键所释放的能量也越多,该物质本身所具有的能量就越低,其结构越稳定,热稳定性就越强。
[典例1]下列说法正确的是( )
A.需要加热方能发生的反应一定是吸热反应
B.放热反应在常温下一定很容易发生[来源:学科网]
C.反应是放热还是吸热,必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小
D.化学反应只生成新物质,没有能量的变化
解析:C [燃烧反应需要加热到物质的着火点,燃烧反应都是放热反应,A错误;着火点比较高的物质燃烧需要加热到较高温度,B错误;反应热等于生成物能量和与反应物能量和之差,C正确;任何化学反应都有能量变化,D错误。]
[提醒] 放热反应、吸热反应判断的依据与误区
1.吸热反应、放热反应判断的“两大依据”
宏观依据:反应物与生成物总能量的相对大小。
微观依据:断裂化学键吸收总能量与形