内容正文:
第1节 化学反应的热效应
第1课时 化学反应的反应热和焓变
课标定位
1.了解化学反应中能量的常见转化形式。
2.了解反应热、焓变的概念及表示方法,会判断焓变与反应热之间的关系。
3.了解定量测定反应热的基本原理和方法。
4.掌握热化学方程式的书写。
知识点一 化学反应的反应热
1.概念:化学上规定,当化学反应在一定的温度下进行时,反应所释放或吸收的热量。
2.反应热的表示符号:用Q表示
3.单位:kJ·mol-1或J·mol-1。
4.反应热的测量
(1)仪器——量热计
(2)原理
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、后体系的温度。
(1)常见的放热反应:①燃烧反应;②中和反应;③物质的缓慢氧化反应;④原电池反应;⑤活泼金属与水或酸的反应;⑥大多数化合反应;⑦大多数置换反应。
(2)常见的吸热反应:①多数分解反应;②以H2、CO、C等为还原剂的氧化还原反应;③氯化铵固体与氢氧化钡晶体等固态铵盐与碱的反应。
[小试身手]
判断正误(正确的在括号内打“√”,错误的在括号内打“×”)
(1)反应热描述的是化学反应前后放出的热量。(×)
(2)化学反应中的能量变化就是热量的变化。(×)
(3)化学反应中的能量变化,除以热能形式变化外,还可以电能、光能的形式变化。(√)
(4)需要加热的反应一定是吸热反应。(×)
(5)当Q>0时,反应为放热反应。(×)
知识点二 化学反应的焓变
1.焓
(1)概念:用来描述物质所具有的能量的物理量。用符号H表示。
(2)意义:相同物质的量的不同物质所具有的能量不同,其焓不同。
2.焓变
(1)表达式及单位
ΔH=H(反应产物)-H(反应物),单位是kJ·mol-1。
(2)含义
ΔH>0,反应吸热;ΔH<0,反应放热。
(3)与反应热的关系
等压条件下,反应中的能量变化全部转化为热能时,焓变与化学反应的反应热相等,数学表达式为ΔH=QP。
影响焓变的因素有:温度、压强、物质的聚集状态和参加反应物质的物质的量。
[小试身手]
判断正误(正确的在括号内打“√”,错误的在括号内打“×”)
(1)焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化。(×)
(2)当反应放热时ΔH>0,反应吸热时ΔH<0。(×)
(3)一个化学反应中,当反应物能量大于生成物能量时,反应放热,ΔH为“-”。(√)
(4)相同量的不同物质所具有的能量不同,其焓也不相同。(×)
(5)反应热在同一反应中一定等于焓变。(×)
知识点三 热化学方程式
1.概念
把一个化学反应中物质的变化和反应的焓变同时表示出来的式子。
2.意义
既表示化学反应中的物质变化;又表示化学反应中的焓变。
3.实例
298 K时,1 mol H2(g)和0.5 mol O2(g)反应生成1 mol H2O(l)放热285.5 kJ,此反应的热化学方程式可表示为:H2(g)+O2(g)===H2O(l)ΔH(298 K)=-285.8 kJ·mol-1。
热化学方程式书写的基本步骤
第一步 写出化学反应方程式;
第二步 依据题目信息注明物质状态;
第三步 计算焓变数值;
第四步 确定焓变的符号(即正负号);最后写出热化学方程式。
[小试身手]
热化学方程式C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)
ΔH=131.3 kJ·mol-1表示( )
A.碳和水反应吸收131.3 kJ能量
B.1 mol 碳和1 mol水反应生成一氧化碳和氢气,并吸收131.3 kJ热量
C.1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol一氧化碳气体和1 mol氢气,并吸收131.3 kJ能量
D.1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸收131.3 kJ热量
解析: ΔH的数值要与热化学方程式中物质的系数、状态相对应,A、B项错误,C项正确;热化学方程式中的系数表示对应物质的物质的量,D项错误。
答案: C
考查点一 焓变与物质能量、化学键之间的关系
已知:1 mol H2(g)与 mol O2(g)反应生成1 mol H2O(g)的过程中能量变化如图,问:
(1)a、b、c分别代表什么意义?
a.________________________________________________________________________;
b._____________________;
c. 。
(2)该反应是放热反应还是吸热反应? 。ΔH大于零还是小于零? 。
(3)若已知2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)ΔH1=-Q1
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH2=-Q2
则ΔH1 ΔH2,Q1 Q2(填“>”“<”或“=”)。
解析: (1)H2(g