内容正文:
第一节 化学反应与能量变化
课程标准
核心素养(教师用书独具)
1.能辨识化学反应中的能量转化形式,能解释化学反应中能量变化的本质
2.能进行反应焓变的简单计算,能用热化学方程式表示反应中的能量变化,能运用反应焓变合理选择和应用化学反应
3.能举例说明化学在解决能源危机中的重要作用,能分析能源的利用对自然环境和社会发展的影响
4.能综合考虑化学变化中物质变化和能量变化来分析。解决实际问题,如煤炭的综合利用等
1.变化观念与平衡思想:认识化学变化的本质是有新物质生成,并伴有能量的转化;能多角度、动态地分析热化学方程式,运用热化学反应原理解决实际问题
2.证据推理与模型认知:通过分析、推理等方法认识研究反应热的本质,建立盖斯定律模型
3.科学态度与社会责任:赞赏化学对社会发展的重大贡献,具有可持续发展意识和绿色化学观念,能对与化学有关的社会热点问题作出正确的价值判断
考点一 反应热与焓变
一、化学反应的实质与特征
二、焓变、反应热
1.焓(H)
用于描述物质所具有内能的物理量。
2.焓变(ΔH)
ΔH=H(生成物)-H(反应物),单位kJ·mol-1。
3.反应热
在 等温 条件下,化学反应体系向环境 释放 或从环境 吸取 的热量,称为化学反应的热效应,简称反应热。
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:ΔH=Qp。
三、吸热反应与放热反应
1.从两角度理解
(1)从物质具有的能量角度理解
(2)从化学键角度理解
[结论] ①化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。
②物质具有的能量越低,该物质越稳定,断开物质内部的化学键就越难,其键能就越大。
2.常见的放热反应与吸热反应
放热反应
吸热反应
常见
反应
①可燃物的燃烧
②酸碱中和反应
③金属与酸或水的置换反应
④物质的缓慢氧化
⑤铝热反应
⑥大多数化合反应
①盐类的水解反应
②Ba(OH)2·8H2O
与NH4Cl的反应
③C和H2O(g)、C和CO2的反应
④大多数的分解反应
四、燃烧热和中和热
1.燃烧热和中和热的比较
类型
燃烧热
中和热
相
同
点
能量变化
放热
ΔH及其单位
ΔH<0,单位均为kJ·mol-1
不
同
点
反应物的量
1 mol
不一定为1 mol
生成物的量
不确定
生成水的量为1 mol
反应热的含义
101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量
在25 ℃和101 kPa下,强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol水时所放出的热量
表示方法
燃烧热ΔH=-a kJ·mol-1(a>0)
强酸与强碱反应的中和热ΔH=
-57.3 kJ·mol-1
2.中和热的测定
(1)测定原理
ΔH=-c=4.18 J·g-1·℃-1=4.18×10-3kJ·g-1·℃-1;n为生成H2O的物质的量。
(2)装置如图(在横线上填出仪器的名称及隔热层的作用)
简易量热计示意图
1.易错辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)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( × )
(2)活化能越大,表明反应断裂旧化学键需要克服的能量越大( √ )
(3)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( × )
(4)可逆反应的ΔH表示完全反应时的热量变化,与反应是否可逆无关( √ )
(5)吸热反应中,反应物化学键断裂吸收的总能量高于生成物形成化学键放出的总能量( √ )
(6)已知稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol水时放出57.3 kJ的热量( × )
(7)CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol-1,则2CO2(g)===2CO(g)+O2(g) ΔH=+(2×283.0) kJ·mol-1。( √ )
(8)天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料( √ )
2.已知CH3OH(l)的燃烧热为238.6 kJ·mol-1,CH3OH(l)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-a kJ·mol-1,则a ________ 238.6(填“>”“<”或“=”)。
提示:<
◆[题组1] 化学反应过程中能量变化原因的分析
1.(2021·浙江1月选考)在298.15 K、100 kPa条件下,N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,N2(g)、H2(g)和NH3(g)的比热容分别为29.1、28.9和35.6 J·K-1·mol