内容正文:
第1讲 反应热
[复习目标] 1.了解反应热、焓变的概念,知道化学反应热效应与反应的焓变之间的关系。2.知道常见的吸热反应和放热反应,能从多角度分析化学反应中能量变化的原因。3.了解热化学方程式的含义,能正确书写热化学方程式。
一、焓变与反应热
1.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化学能与热能的转化,也有光能和电能等。
2.焓变和反应热
(1)反应热:等温条件下化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量。
(2)焓变:生成物与反应物的焓值差。在恒压条件下化学反应的热效应等于焓变,其符号为ΔH,单位是kJ·mol-1或kJ/mol。
(3)产生原因
3.吸热反应和放热反应
判断依据
放热反应
吸热反应
反应物总能
量与生成物
总能量的相
对大小
E反应物>E生成物
E反应物<E生成物
与键能的关系
生成物的总键能大于反应物的总键能
生成物的总键能小于反应物的总键能
ΔH的符号
ΔH<0
(ΔH为“-”)
ΔH>0
(ΔH为“+”)
常见反应
①大多数化合反应;②所有的燃烧反应;③酸碱中和反应;④金属与水或酸的反应;⑤物质的缓慢氧化;⑥铝热反应
①大多数分解反应;
②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应;③C和CO2、C和H2O(g)的反应
判断正误。正确的打“√”,错误的打“×”并指明错因。
(1)化学变化中的能量变化都是化学能和热能间的相互转化。(×)
错因:化学反应中能量变化的形式主要是热量变化,还有光能、电能等。
(2)伴有能量变化的物质变化都是化学变化。(×)
错因:物质的三态变化也伴有能量变化,但属于物理变化。
(3)浓H2SO4稀释是放热过程而不是放热反应。(√)
错因:________________________________________________________
(4)放热反应在任何条件下都可以发生,吸热反应不加热就不能发生。(×)
错因:燃烧都是放热反应,但也需要加热或点燃以引发反应;有的吸热反应不需要加热也能发生,如Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应。
(5)800 ℃、30 MPa下,将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,则其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ·mol-1。(×)
错因:该反应可逆,19.3_kJ的热量不是0.5_mol_N2完全反应放出的,其次该反应热的数值也不是101_kPa、25_℃条件下的反应热。
二、热化学方程式
1.概念:表明反应所释放或吸收的热量的方程式。
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。例如:H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1,表示在25 ℃和1.01×105 Pa下,1 mol H2(g)和 mol O2(g)反应生成1_mol液态水时放出285.8_kJ的热量。
[强调] 可逆反应的ΔH表示反应物完全反应的热量变化。
如N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1。
表示在101 kPa、25 ℃时,1 mol N2(g)和3 mol H2(g)完全反应生成2 mol NH3(g)时放出92.4 kJ的热量。但实际上1 mol N2(g)和3 mol H2(g)充分反应,不可能生成 2 mol NH3(g),故实际反应放出的热量肯定小于92.4 kJ。
3.注意事项
(1)热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态,固体(s)、液体(l)、气体(g)、水溶液(aq),若为同素异形体,还要注明名称。
(2)热化学方程式要注明反应时的温度和压强。如不注明,即表示在25 ℃和101 kPa下测定。
(3)热化学方程式中的化学计量数为物质的量,故化学计量数可以是整数,也可以是分数。当化学计量数改变时,其ΔH也同等倍数的改变。
(4)要注明ΔH的符号:“+”代表吸热,“-”代表放热以及单位:kJ·mol-1。
判断正误。正确的打“√”,错误的打“×”并指明错因。
(1)C(石墨,s)===C(金刚石,s) ΔH>0,说明石墨比金刚石稳定。(√)
错因:________________________________________________________
(2)对于SO2(g)+O2(g)SO3(g) ΔH=-Q kJ·mol-1,增大压强,平衡右移,放出的热量增大,ΔH减小。(×)
错因:可逆反应的ΔH表示物质完全反应时的热效应,与化学平衡的移动无关。
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