内容正文:
第一单元 化学反应的热效应
第1课时 化学反应的焓变
[明确学习目标] 1.认识化学能与热能相互转化的规律。2.能正确书写热化学方程式。3.能从化学键的角度解释化学反应中能量变化的本质。
1.内能、反应热与焓变
(1)内能
对物质的量确定的体系而言,其中物质的各种能量的总和称为内能,它受温度、压强、物质的聚集状态和组成的影响。
(2)反应热
在化学反应过程中,当反应物和生成物具有相同温度时,吸收或释放的热。
(3)焓与焓变
焓是与内能有关的物理量,用符号H表示;在恒压的条件下,化学反应过程中吸收或释放的热即为反应的焓变,符号为ΔH,常用单位kJ·mol-1。
特别提醒:如不特别指明,化学反应的反应热就是该反应的焓变。
2.吸热反应与放热反应
从反应物和生成物总能量相对大小角度分析
3.热化学方程式
(1)能够表示反应热的化学方程式叫做热化学方程式。
(2)热化学方程式的书写要求
①标明反应温度和压强。如果没有标明温度和压强,则表示是在25_℃(298_K)、101_kPa条件下的反应热。
②标明物质的聚集状态。因为物质发生状态的变化也伴随着能量的变化,所以书写热化学方程式必须标明物质的聚集状态。一般用“g”表示气体,“l”表示液体,“s”表示固体,“aq”表示水溶液。
③热化学方程式中化学计量数表示物质的量,可以用整数或简单分数表示。
④若一个反应的焓变ΔH=a kJ·mol-1,则其逆反应的焓变ΔH=-a kJ·mol-1。
4.化学反应中能量变化的本质原因
N2(g)+O2(g)===2NO(g)反应的能量变化如图所示:
化学反应中的反应热等于断裂反应物分子中的化学键吸收的总能量与形成生成物分子中的化学键释放的总能量之差,则该反应的反应热为180__kJ·mol-1。化学反应中化学键的断裂和形成是反应过程中有能量变化的本质原因。
5.人体所需的能量
(1)人体所需的能量主要依靠三大营养物质——糖类、脂肪、蛋白质来提供。
(2)糖类中只有单糖能直接给人体提供热量,淀粉等多糖在酶的作用下水解生成葡萄糖。
(3)葡萄糖在人体内与氧气作用,发生反应的热化学方程式为C6H12O6(s)+6O2(g)===6H2O(l)+6CO2(g)__ΔH=-2803__kJ·mol-1。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)相同质量的同种物质,在不同状态下其焓是相同的。( )
(2)加热条件下发生的反应均为吸热反应。( )
(3)在一个化学反应中,当反应物的总能量大于生成物的总能量时,反应放热,ΔH为“-”。( )
(4)化学反应中必然存在化学键的变化。( )
(5)浓硫酸溶于水,体系的温度升高,该过程属于放热反应。( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)×
2.下列关于化学反应与能量变化的说法正确的是( )
A.放热反应的发生无须任何条件
B.化学键的断裂和形成与反应放热和吸热无关
C.化学反应过程都伴随着能量的变化
D.硫酸与氢氧化钠的反应是吸热反应
答案 C
3.已知:H2(g)+F2(g)===2HF(g) ΔH=-270 kJ·mol-1。下列有关说法正确的是( )
A.在相同条件下,1 mol H2(g)与1 mol F2(g)的能量总和大于2 mol HF(g)的能量
B.1 mol H2(g)与1 mol F2(g)反应生成2 mol液态HF放出的热量小于270 kJ
C.该反应的逆反应是放热反应
D.该反应过程的能量变化可用下图来表示
答案 A
4.1 g H2完全燃烧生成液态水放出142.9 kJ的热量,下列反应的热化学方程式正确的是( )
A.2H2+O2===2H2O
ΔH=-571.6 kJ·mol-1
B.H2(g)+O2(g)===H2O(l)
ΔH=-142.9 kJ·mol-1
C.H2(g)+O2(g)===H2O(l)
ΔH=-285.8 kJ·mol-1
D.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)
ΔH=571.6 kJ·mol-1
答案 C
知识点一 焓变、吸热反应与放热反应
放热反应、吸热反应的比较
放热反应
吸热反应
能量比较
反应物的总能量>生成物的总能量
反应物的总能量<生成物的总能量
本质原因
生成物分子成键释放的总能量>反应物分子断键吸收的总能量
生成物分子成键释放的总能量<反应物分子断键吸收的总能量
表示方法
ΔH<0
ΔH>0
能量变化图示
实例
碳的燃烧
碳与水蒸气的反应
1.如图所示,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.A―→B+C ΔH<0
C.A具有的能量高于B和C具有的能量的总和
D.A―→B+C ΔH>0,B+C―→A