内容正文:
第一节 化学反应与能量的变化
课时1 焓变 反应热
目标与素养:1.了解化学反应中能量转化的原因,能说出常见的能量转化形式。(变化观念与微观探析)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。(宏观辨识与变化观念)3.从微观化学键的变化进行ΔH的有关计算。(微观探析)
一、化学反应的实质与特征
1.实质
反应物中化学键断裂和生成物中化学键形成。
2.特征
既有物质变化,又伴有能量变化;能量转化主要表现为热量的变化。
二、焓变 反应热
1.焓与焓变
2.反应热和焓变的关系
反应热
焓变
含义
化学反应中放出或吸收的热量
化学反应中生成物所具有的焓与反应物所具有的焓之差
二者的相互联系
ΔH是化学反应在恒定压强下(即敞口容器中进行的化学反应)且不与外界进行电能、光能等其他能量的转化时的反应热,即恒定条件下进行的反应的反应热等于焓变ΔH
微点拨:①反应热和焓变的单位均为kJ·mol-1。②任何化学反应一定有能量变化即ΔH≠0。
3.吸热反应与放热反应
(1)图示
(2)结论
反应物的总能量大于生成物的总能量为放热反应;
反应物的总能量小于生成物的总能量为吸热反应。
(3)常见的放热反应、吸热反应
放热反应
吸热反应
①所有燃烧反应
②酸碱中和反应
③金属与水或酸的置换反应
④大多数化合反应
⑤少数分解反应(如H2O2分解)
①大多数分解反应
②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
③C和CO2发生的化合反应及C和H2O(g)的反应
④C还原CuO、Fe2O3、WO3等部分金属氧化物的反应
吸热反应一定需加热吗?放热反应一定不需加热吗?
[答案] 都不一定。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)所有的化学反应都伴有能量的变化,伴有能量变化的一定是化学反应。 ( )
(2)化学反应的反应热一定是化学反应的焓变。 ( )
(3)不需加热的反应一定是放热反应。 ( )
(4)在一个化学反应中,当反应物的能量大于生成物的能量时,反应放热,ΔH为“-”。 ( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)√
2.下列说法正确的是( )
A.需要加热才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
C.反应是放热还是吸热,可根据反应物和生成物所具有的总能量的相对大小判断
D.吸热反应在常温下一定不能发生
C [A项,放热反应也可能需要加热才能发生,如铝热反应;B项,放热反应在常温下不一定容易发生,如C(s)与O2(g)在点燃条件下才能发生;D项,吸热反应在常温下也能发生,如NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O晶体的反应。]
3.在一定条件下A与B反应可生成C和D,其能量变化如下图:
若E1>E2,反应体系的总能量____________(填“升高”或“降低”),为________(填“吸热”或“放热”)反应,其原因是____
_____________________________________________________
_____________________________________________________。
[答案] 降低 放热 反应物的部分内能通过化学反应转化为热能释放到环境中
化学反应能量变化的原因与ΔH的计算
以H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)反应的能量变化为例说明
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
H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的反应热ΔH=-183 kJ·mol-1
宏观辨识与微观探析:化学反应能量变化的原因
(1)微观角度认识
ΔH=Q1-Q2
(2)宏观角度认识
【典例】 化学反应A2(g)+B2(g)===2AB(g)的能量变化如图所示,下列叙述中正确的是( )
A.每生成2个AB分子吸收(a-b)kJ热量
B.该反应热ΔH=+(a-b)kJ·mol-1
C.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D.断裂1 mol A—A和1 mol B—B键,放出a kJ能量
B [每生成2 mol AB吸收(a-b)kJ热量,A项错误,B项正确;由图可知,反应物的总能量低于生成物的总能量,C项错误;断裂1 mol A—A和1 mol B—B键,吸收a kJ能量,D项错误。]
2AB(g)===A2(g)+B2(g)的ΔH为多少?
[答案] -(a-b) kJ·mol-1。
1.由图分析,下列说法正确的是( )
A.A→B+C和B+C→A两个反应吸收或放出的能量不等
B