内容正文:
第1节 化学能与热能
素
养
呈
现
1.了解化学反应中能量转化的原因及常见的能量转化形式。(宏观辨识与微观探析)
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。
3.了解热化学方程式的含义,能正确书写热化学方程式。(宏观辨识与微观探析)
4.了解焓变(ΔH)与反应热的含义。
5.理解盖斯定律,并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。(证据推理与模型认知)
6.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础,了解化学在解决能源危机中的重要作用。(科学态度与社会责任)
考点一 反应热与焓变
[教材梳理·自主预诊]
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
当化学反应在一定温度下进行时,反应所 放出 或 吸收 的热量,通常用符号Q表示,单位kJ·mol-1。
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
类型
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
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
在稀溶液里,强酸与强碱发生中和反应生成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反隔热层的作用)
简易量热计示意图
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)放热反应中,生成物的总能量高于反应物的总能量( × )
提示:放热反应中,反应物的总能量高于生成物的总能量。
(2)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( × )
提示:有的放热反应的发生也需要加热,如铝热反应;有的吸热反应不加热也能发生,如Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应,错误。
(3)活化能越大,表明反应断裂旧化学键需要克服的能量越大( √ )
提示:活化能越大,表明断裂旧化学键需要克服的能量越大,正确。
(4)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。( × )
提示:焓变与反应条件无关,所以同温同压下,反应H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH相同,错误。
(5)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( √ )
提示:可逆反应的ΔH表示完全反应时的热量变化,与方程式中的化学计量数有关,与反应是否可逆无关,正确。
(6)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( √ )
(7)反应中旧键断裂需吸收能量,新键形成需放出能量,所以总能量不变( × )
(8)由反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示可知,由X→Z反应的ΔH<0( √ )
2.已知CH3OH(l)的燃烧热为638.6 kJ·mol-1,CH3OH(l)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-a kJ·mol-1,则a ________ 638.6(填“>”“<”或“=”)。
提示:<
[题组集训·夯实基础]
◆[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(