内容正文:
化学反应的热效应
一、反应热与焓变
1.反应热
在 条件下,化学反应体系向环境 或从环境 的热量,称为化学反应的热效应,简称反应热
2.焓变
(1)焓:与 有关的物理量。符号 ,单位kJ/mol
(2)焓变: 的总焓与 的总焓 。符号 ,单位kJ/mol
(3)焓变与反应热:恒温 下,反应热即焓变
(4)△H>0 反应;△H<0 反应
二、吸热反应与放热反应
1.反应类型
常见放热反应
常见吸热反应
【思考】浓硫酸的稀释、NaOH溶于水均放热,它们是放热反应吗?NH4NO3溶于水吸热,属于吸热反应吗?
【答案】不是,它们都不是化学反应中的能量变化
2.能量
反应
放热反应
吸热反应
图像
总能量
反应物>生成物
反应物<生成物
注意
①吸热还是放热与反应条件
②能量越 越稳定
【例如】白磷→红磷 △H<0, 更稳定
【例1】下列变化过程,属于放热反应的是( )
①水蒸气变成液态水 ②酸碱中和 ③浓H2SO4稀释 ④固体NaOH溶于水 ⑤H2在Cl2中燃烧 ⑥食物腐败
A.②⑤⑥ B.②③④
C.①③⑤ D.全部
【例2】下列物质间的反应,其焓变化符合如图所示的是( )
A.铁与硫粉在加热条件下的反应 B.灼热的炭与二氧化碳反应
C.焦炭与水蒸气的反应 D.碳酸钙的分解
3.键能
(1)键能:断开1mol化学键 的能量或形成1mol化学键 的能量
(2)计算:△H= 总键能- 总键能
【例3】N2+3H22NH3,计算△H = kJ/mol
化学键
NN
H—H
N—H
键能
a kJ/mol
b kJ/mol
c kJ/mol
【例4】根据下表键能数据,估算反应CH4(g)+4F2(g)=CF4(g)+4HF(g)的ΔH为( )
化学键
C—H
C—F
H—F
F—F
键能/(kJ·mol-1)
413
489
565
155
A.-486 kJ·mol-1 B.+486 kJ·mol-1
C.+1944 kJ·mol-1 D.-1944 kJ·mol-1
【例5】SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中只存在S—F键。已知:1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ,断裂1 mol F—F、S—F键需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则反应S(s)+3F2(g)=SF6(g)的反应热ΔH为( )
A.-1780 kJ·mol-1 B.-1220 kJ·mol-1
C.-450 kJ·mol-1 D.+430 kJ·mol-1
【例6】N4分子结构如图所示,已知断裂1 mol N—N吸收167 kJ热量,生成1 mol N≡N键放出942 kJ热量。根据以上信息和数据,则由N2气体生成1 mol气态N4的ΔH为( )
A.+882 kJ/mol B.+441 kJ/mol
C.-882 kJ/mol D.-441 kJ/mol
三、中和热
1.概念
在25℃和101kPa下的 中, 与 发生中和反应生成 mol液态H2O放出的热量
2.数值
H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H= kJ/mol,中和热是定值
3.误差
(1)弱酸弱碱:电离吸热,中和热<57.3 kJ / mol
(2)浓H2SO4:溶解放热,中和热>57.3 kJ / mol
4.测定
装置
步骤
①用量筒量取50mL 0.50mol/L盐酸,倒入烧杯中,测量温度t1
②用另一个量筒量取50mL 0.55mol/L NaOH溶液,测量温度t2
③将量筒中的NaOH溶液 倒入盛有盐酸的烧杯中,立即盖上盖板,用
搅拌棒轻轻搅动,记录体系最 温度t3
原理
Q==
注意
①NaOH(或盐酸)稍微过量:使酸(或碱)
②减少热量损失
【例1】一定条件下,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,向下列溶液中分别加入1 L 1 mol·L-1的NaOH溶液:①1 L 1 mol·L-1的稀醋酸;②1 L 1 mol·L-1的稀硫酸;③1 L 1 mol·L-1的稀盐酸,完全反应的热效应Δ