内容正文:
第1节 化学反应的热效应
考纲定位
要点网络
1.了解化学反应中能量转化的原因及常见的能量转化形式。
2.了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。
3.了解热化学方程式的含义,能正确书写热化学方程式。
4.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。
5.了解焓变(ΔH)与反应热的含义。了解活化能的概念。
6.理解盖斯定律,并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。
焓变 热化学方程式
知识梳理
1.化学反应中的能量变化
(1)化学反应中的两大变化:物质变化和能量变化。
(2)化学反应中的两大守恒:质量守恒和能量守恒。
(3)化学反应中的能量转化形式
①吸热反应:热能―→化学能。
②放热反应:化学能―→热能。
③光合作用:光能―→化学能。
④燃烧反应:化学能―→热能,化学能―→光能。
⑤原电池反应:化学能―→电能。
⑥电解池反应:电能―→化学能。
(4)化学反应的实质与特征
2.焓变、反应热
(1)焓(H)
用于描述物质所具有能量的物理量。
(2)焓变(ΔH)
ΔH=H(反应产物)-H(反应物)。单位kJ·mol-1或kJ/mol。
(3)反应热
指当化学反应在一定温度下进行时,反应所释放或吸收的热量,称为该反应在此温度下的热效应,简称为反应热。通常用符号Q表示,单位kJ·mol-1。
(4)焓变与反应热的关系
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,则有关系:ΔH=Qp。
3.吸热反应和放热反应
(1)从反应物和反应产物的总能量相对大小的角度分析,如图所示。
反应吸热 反应放热
(2)从反应热的量化参数——键能的角度分析
[识记] 常见的放热反应与吸热反应
放热反应:①可燃物的燃烧;②酸碱中和反应;③大多数化合反应;④金属跟水或酸的置换反应;⑤物质的缓慢氧化;⑥铝热反应。
吸热反应:①大多数分解反应;②盐类的水解反应;③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应;④碳和水蒸气、C和CO2的反应。
注意:有能量变化的物理变化不属于放热或吸热反应。
[辨易错]
(1)任何化学反应都伴有能量变化,有能量变化的过程均为化学变化。
( )
(2)物质的焓越小,能量越低,物质越稳定。
( )
(3)需加热的反应一定为吸热反应,不需加热的反应一定为放热反应。
( )
(4)反应热就是化学反应的焓变,放热反应为负值。
( )
(5)吸热反应中,反应物化学键断裂吸收的总能量高于反应产物形成化学键放出的总能量。
( )
(6)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)× (5)√ (6)×
4.热化学方程式
(1)定义:表示参加化学反应物质的物质的量和反应热的关系的化学方程式。
(2)意义:不仅表明了化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中的能量变化。
如2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1表示在25 ℃、101 kPa条件下,2_mol_H2和1_mol__O2反应生成2_mol液态水时放出571.6_kJ的热量。
(3)书写热化学方程式时,要注意以下几点:
①要在反应物和生成物的化学式后面用括号注明各物质的聚集状态,因为反应的焓变与各反应物和生成物的聚集状态有关。一般用英文字母g、l和s分别表示气态、液态和固态,水溶液中的溶质则用aq表示。
②在ΔH后要注明反应温度,因为同一反应在不同温度下进行时其焓变是不同的。对于298 K时进行的反应,可以不注明温度。
③ΔH的单位是J·mol-1或kJ·mol-1。
④根据焓的性质,若化学方程式中各物质的系数加倍,则ΔH数值的绝对值也加倍;若反应逆向进行,则ΔH的数值改变符号,但绝对值不变。如2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1而H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8_kJ·mol-1。
5.从活化能的角度认识焓变
(1)E1为正反应活化能,E2为逆反应活化能,ΔH=E1-E2;
(2)催化剂能降低正、逆反应的活化能,使反应加快,但焓变不变。
[深思考]
1.常温常压下,1 g H2完全燃烧,放出a kJ的热量,则H2燃烧的热化学方程式为___________________________________________________________。
[答案] H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-2a kJ·mol-1
2.已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-a kJ·mol-1,该反应的正反应活化能为b kJ·mol-1