内容正文:
第1节 化学反应的热效应
焓变 反应热
[知识梳理]
1.化学反应的实质与特征
(1)实质:旧键断裂和新键形成。
(2)特征:既有新物质生成,又有能量的变化。
2.焓变、反应热
(1)反应热:化学反应过程中吸收或释放的能量。
(2)焓变:在恒压条件下进行的反应的热效应,符号:ΔH,单位:kJ·mol-1或J·mol-1。
(3)产生的原因
(4)反应热的测定
①一种仪器——量热计
②一个原理——计算公式:Q=-C(T2-T1)
其中C表示溶液及量热计的热容,T1、T2分别表示反应前体系的温度、反应后体系的温度。
③注意事项
a.为保证酸完全中和,采取的措施是碱稍过量。
b.因为弱酸或弱碱存在电离平衡,电离过程需要吸热,实验中若使用弱酸、弱碱则测得的反应热偏小。
3.吸热反应和放热反应的比较
吸热反应
放热反应
定义
吸收热量的化学反应
放出热量的化学反应
形成原因
∑E(反应物)小于
∑E(生成物)
∑E(反应物)大于
∑E(生成物)
表示方法
ΔH>0
ΔH<0
图示
续 表
吸热反应
放热反应
反应类型或实例
①所有的水解反应
②大多数的分解反应
③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
④C+H2O(g)CO+H2
①所有的中和反应
②所有的燃烧反应
③大多数的化合反应
④活泼金属与水、较活泼金属与酸的反应
⑤铝热反应
(1)任何化学反应一定伴有能量变化,原因是旧键断裂吸收的能量与新键形成释放的能量不相等。
(2)需要加热才能进行的反应不一定是吸热反应,不需要加热就能进行的反应也不一定是放热反应。即反应放热或吸热与反应条件无关。
(3)有能量变化的过程不一定是放热反应或吸热反应,如水结成冰放热但不属于放热反应。
(4)物质三态变化时,能量的变化形式:
固态气态 液态
[自主检测]
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”
(1)物质发生化学变化都伴有能量的变化。( )
(2)C(石墨,s)===C(金刚石,s) ΔH>0,说明石墨比金刚石稳定。( )
(3)NH4NO3固体溶于水时吸热,属于吸热反应。 ( )
(4)同温同压下,反应H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同。( )
答案:(1)√ (2)√ (3)× (4)×
2.H2+Cl22HCl为放热反应,说明1 mol H2和1 mol Cl2所具有的总能量__________(填“大于”“小于”或“等于”)2 mol HCl所具有的能量;拆开1 mol H—H键和1 mol Cl—Cl 键所吸收的总能量________(填“大于”“小于”或“等于”)形成2 mol H—Cl键所释放的能量。
答案:大于 小于
3.如图表示某反应的能量变化,按要求回答下列问题:
(1)该反应是________(填“放热”或“吸热”)反应。
(2)该反应的ΔH=________。
(3)使用催化剂________(填“能”或“不能”)影响该反应的反应热。
(4)曲线Ⅰ反应过程的逆反应的活化能可表示为________________。
答案:(1)放热 (2)E2-E1 (3)不能 (4)E3-E2
正确理解活化能与反应热的关系
(1)催化剂能降低反应的活化能,但不影响焓变的大小。
(2)在无催化剂的情况下,E1为正反应的活化能,E2为逆反应的活化能,E1=E2+ΔH。
演练一 基本概念辨析
1.(2020· 济南高三模拟)下列说法中正确的是( )
A.在化学反应过程中,发生物质变化的同时不一定发生能量变化
B.破坏生成物全部化学键所需要的能量大于破坏反应物全部化学键所需要的能量时,该反应为吸热反应
C.生成物的总焓大于反应物的总焓时,反应吸热,ΔH>0
D.ΔH的大小与热化学方程式的化学计量数无关
解析:选C。化学反应中一定有能量变化,A错误;B项中,由ΔH=断开旧化学键吸收的能量-形成新化学键放出的能量,得ΔH<0,故为放热反应,B错误;ΔH的大小与热化学方程式的化学计量数成正比,D错误。
2.某反应的ΔH=100 kJ·mol-1,下列有关该反应的叙述正确的是( )
A.正反应活化能小于100 kJ·mol-1
B.逆反应活化能一定小于100 kJ·mol-1
C.正反应活化能大于100 kJ·mol-1
D.正反应活化能比逆反应活化能小100 kJ·mol-1
解析:选C。由反应的ΔH=100 kJ·mol-1知,该反应为吸热反应,反应物的总能量小于生成物的总能量,即正反应活化能-逆反应活化能=100 kJ·mol-1。由计算公式可知,正反应活化能大于100 kJ·mol-1,故A、D项错误,C项正确;逆反应活化能大小无法判断,B项错误。
演练二 焓变及反应热的综合应