内容正文:
专题1 化学反应与能量变化
第一单元 化学反应的热效应
第1课时 化学反应的焓变
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课标解读
1.认识化学能与热能之间相互转化,能量的变化遵循能量守恒定律。
2.知道内能是体系内各物质的各种能量的总和,受温度、压强、物质的聚集状态的影响。
3.明确恒温、恒压下化学反应的热效应可以用焓变表示。
1.认识化学反应的本质是有新物质生成,并伴有能量的转化。(宏观辨识与微观探析)
2.知道可以通过分析、推理等方法认识研究对象的本质特征、构成要素及其相互关系,建立认知模型,并能运用模型解释化学现象,解释现象的本质和规律。(证据推理与模型认知)
3.认识科学探究是进行科学解释和发现、创造应用的科学实践活动。(科学探究与创新意识)
知识精讲
知识点01 化学反应的焓变
一、体系、内能和焓
1.体系和内能
(1)体系和环境:
被研究的物质系统称为体系,体系以外的其他部分称为环境或外界。
以盐酸与NaOH溶液反应为例:
(2)内能:
物质的量确定的体系中,物质的各种能量总和称为内能。
(3)内能的影响因素:
内能受温度、压强、物质的聚集状态和组成的影响。状态发生改变时,内能就会发生变化。
(4)内能的特点:
内能的绝对值无法直接测得,内能的变化可以通过变化过程中体系吸收(或放出)的热对内(或外)所做的功的形式表现出来。
2.焓和焓变
焓是与内能有关的物理量,用符号H表示。
焓的数值的变化称为焓变,用符号ΔH表示。
二、化学反应的反应热与焓变
1.反应热
在化学反应过程中,当反应物和生成物具有相同温度时,吸收或放出的热量称为化学反应的热效应,也称反应热。
2.化学反应的焓变
在恒压条件下,化学反应过程中吸收或放出的热称为反应的焓变。
焓变的符号:ΔH,常用单位:kJ·mol-1。
化学反应的焓变与温度、压强、反应物及生成物的聚集状态等因素有关。
【即学即练1】下列说法中正确的是( )
A.化学反应中的能量变化都表现为热量变化
B.焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化
C.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总焓与生成物的总焓一定不同
D.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总焓总是高于生成物的总焓
答案:C
解析:化学反应的能量变化可以表现为很多方面,如转化为热能、电能、光能等,A选项错误;在一个确定的化学反应关系中,反应物的总焓不一定高于生成物的总焓,但总是不同,故C选项正确,D选项错误;焓变是指在一定条件下化学反应的反应热,不仅是指 1 mol 物质参加反应时的能量变化,B选项错误。
知识点02 放热反应和吸热反应
1.化学反应中的能量变化
若反应物的能量小于生成物的能量,则反应过程中吸收能量;若反应物的能量大于生成物的能量,则反应过程中放出能量。
下图中,图1表示放热反应,图2表示吸热反应。
2.放热反应和吸热反应
(1)放热反应和吸热反应的概念
吸收热的反应称为吸热反应,吸热反应的ΔH>0。
放出热的反应称为放热反应,反热反应的ΔH<0。
(2)常见的放热反应和吸热反应
根据反应过程中放出或吸收能量,可将化学反应分为放热反应和吸热反应。
常见的放热反应有:①燃烧反应;②中和反应;③金属与水或酸反应放出氢气;④大多数化合反应;⑤铝热反应。
常见的吸热反应有:①大多数分解反应;②需要持续加热的反应;③CO2+C2CO,C+H2OCO+H2;④铵盐与碱的反应,如Ba(OH)2、Ca(OH)2与NH4Cl的反应。
3.放热过程和吸热过程
物质在发生物理变化时,也会放出或吸收能量。
常见的放热过程有:①浓硫酸稀释、NaOH溶于水;②物态变化:气态→液态→固态
常见的吸热过程有:①NH4NO3溶于水;②弱电解质的电离;③物态变化:固态→液态→气体
【即学即练2】有下列反应:
①氧化钙与水反应 ②碳酸氢钠受热分解 ③硫酸与氢氧化钠溶液混合 ④燃烧煤炭取暖 ⑤钠与水反应 ⑥胆矾受热失去结晶水。
其中为吸热反应的是_______________,放热反应的是_______________。
答案:②⑥ ①③④⑤
知识点03 热化学方程式
1.概念
热化学方程式是指能够表示反应热的化学方程式。
2.意义
热化学方程式不仅表示化学反应中的物质变化,也表示了能量变化。还说明了物质的“量”与“能量”之间的数量关系。
H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1表示的意义是在25 ℃、101 kPa下,1 mol 气态H2与 mol 气态O2反应生成1 mol液态水时,放出的热量是285.8 kJ。
3.热化学方程式的书写
(1)标明反应物和生成物的温度、压强和聚集状态。若不标明温度和压强,则表示在25℃,101kPa条件时的反应热。
(2)标注反应物和生成