内容正文:
第六章|化学反应与能量
第一节 化学能与热能
[课标要求]
1.认识化学能可以与热能、电能等其他形式能量之间相互转化,能量的转化遵循能量守恒定律。知道内能是体系内物质的各种能量的总和,受温度、压强、物质的聚集状态的影响。
2.认识化学能与热能的相互转化,恒温恒压条件下化学反应的反应热可以用焓变表示,了解盖斯定律及其简单应用。
3.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利用化学反应。
4.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。能综合考虑化学变化中的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、新型电池的开发等。
考点(一) 焓变 热化学方程式
1.化学反应的实质与特征
2.反应热与焓变
(1)反应热
①反应热是指在等温条件下,化学反应体系向环境释放或从环境吸收的能量,称为化学反应的热效应,简称反应热。
②反应热产生的原因是化学反应前后体系内能(U)发生变化。
③内能量是体系内物质的各种能量总和,受温度、压强和物质的聚集状态等影响。
(2)焓变
①焓:与物质内能有关的物理量,符号为H。
②焓变:在等压条件下进行的化学反应的反应热。符号为ΔH,单位:kJ/mol或kJ·mol-1。
③定义式:ΔH=H生成物-H反应物
3.吸热反应与放热反应
(1)从能量高低角度理解
放热反应
吸热反应
图示
能量高低
反应物的总能量大于生成物的总能量,ΔH<0
反应物的总能量小于生成物的总能量,ΔH>0
说明
①a表示断裂旧化学键吸收的能量,也可以表示反应的活化能。
②b表示形成新化学键放出的能量,也可以表示活化分子结合成生成物分子所释放的能量。
③c表示反应的反应热。
(2)熟记常见的放热反应与吸热反应
放热反应
①可燃物的燃烧;②酸碱中和反应;③大多数化合反应;④金属跟水或酸的置换反应;⑤物质的缓慢氧化;⑥铝热反应
吸热反应
①大多数分解反应;②盐类的水解反应;③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应;④碳和水蒸气、C和CO2的反应
[微点拨]
有能量变化的物理变化不属于放热反应或吸热反应。
4.活化能与催化剂
(1)E1为正反应活化能,E2为逆反应活化能,ΔH为焓变。
(2)催化剂能降低正、逆反应的活化能,能提高反应物活化分子百分含量,但不影响焓变的大小。
5.热化学方程式
定义
表明反应所释放或吸收热量的化学方程式
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101 kPa下,1 mol氢气和0.5 mol 氧气完全反应生成1 mol液态水时放出285.8 kJ 的热量
6.五步法书写热化学方程式
[微点拨]
①热化学方程式不注明反应条件。
②热化学方程式不标“↑”“↓”,但必须用s、l、g、aq等标出物质的聚集状态。
③热化学方程式的化学计量数只表示物质的量,其ΔH必须与化学方程式及物质的聚集状态相对应。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)任何反应都有能量变化,吸热反应一定需要加热( )
(2)焓变是反应前后体系内能的变化,就是反应热( )
(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)同一反应的物质状态不同,对应的ΔH不同( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)√
2.由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。
根据图示可知,反应物能量之和________(填“>”“<”或“=”)生成物能量之和,反应N2O(g)+NO(g)===N2(g)+NO2(g)的反应热为____________,使用催化剂后,该反应的反应热________(填“增大”“减小”或“不变”)。
答案:> -139 kJ·mol-1 不变
3.(1)101 kPa时,1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2气体,放出890.3 kJ的热量,反应的热化学方程式为_________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)0.3 mol的气态乙硼烷(分子式B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5 kJ的热量,则其热化学方程式为______________________________________。