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
学习目标
1.认识化学能可以与热能、电能等其他形式能之间相互转化,能量的变化遵循能量守恒定律。
2.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。
3.明确恒温恒压下化学反应的反应热可以用焓变表示。
4.能用热化学方程式表示反应中的能量变化。
知识点一 焓变 反应热
1.体系与环境
被研究的物质系统称为__体系__,体系以外的其他部分称为__环境__或外界。
如NaOH溶液和HCl的反应中:
2.内能与焓
(1)内能
体系内物质的各种能量的总和,受__温度__、__压强__、物质的聚集状态和组成的影响。内能的变化可以通过变化过程中体系吸收(或放出)的__热__和对内(或对外)所做的__功__的形式表现出来。
(2)焓:与内能有关的物理量,用符号“__H__”表示。
3.化学反应的两大基本特征
化学反应
4.焓变和反应热的概念
(1)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,__吸收或放出的热量__称为化学反应的反应热。
(2)焓变
(3)反应热和焓变的关系
恒温、恒压条件下进行的化学反应的反应热等于该反应的__焓变__。
[注意] 反应热等于焓变是有条件的。
5.焓变与吸热反应和放热反应的关系
(1)用图示理解反应过程中物质的总能量与反应热的关系
(2)化学反应的分类(以反应过程中能量变化)
[思考探究]
1.如何判断一个化学反应是放热反应还是吸热反应?
提示 (1)可以根据旧键断裂吸收的能量与新键形成时放出的能量的相对大小判断;(2)根据反应物和产物内能的大小判断;(3)根据反应焓变的正负号判断。
2.是否可以根据反应条件判断反应是吸热还是放热?需要加热的反应一定是吸热反应吗?
提示 吸热反应和放热反应与反应条件无必然的联系。需加热的反应不一定是吸热反应,有的反应开始时需加热,但反应发生后会放出一定的热量,能够维持该反应继续进行,如C+O2CO2。
[归纳提升]
吸热反应与放热反应的比较
放热反应
吸热反应
图示
实例
①大多数化合反应
②中和反应
③金属与水或酸的反应
④燃烧反应
⑤铝热反应
①大多数分解反应
②Ba(OH)2·8H2O与氯化铵的反应
③以C、CO为还原剂的氧化还原反应(除燃烧)
1.关于化学能与其他能量相互转化的说法正确的是( )
图1 图2
A.图1所示的装置能将化学能转变为电能
B.图2所示的反应为吸热反应
C.中和反应中,反应物的总能量比生成物的总能量低
D.化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与形成
解析 A错,图1所示的装置没有形成闭合回路,不能形成原电池,没有电流通过,所以不能把化学能转变为电能(后面章节会学到);B错,图2所示的反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,所以该反应为放热反应;C错,中和反应是放热反应,所以反应物的总能量大于生成物的总能量。
答案 D
2.下列变化中,属于吸热反应的是________,其中焓变(ΔH)为负值的是________。(填序号)
①液态水汽化
②将胆矾加热变为白色粉末
③浓H2SO4稀释
④HClO3分解制O2
⑤生石灰跟水反应生成熟石灰
⑥CaCO3高温分解
⑦CO2+C2CO
⑧Ba(OH)2·8H2O与固体NH4Cl混合
⑨C+H2O(g)CO+H2
⑩Al与盐酸反应
答案 ②④⑥⑦⑧⑨ ⑤⑩
知识点二 热化学方程式
1.热化学方程式的概念及意义
(1)概念:能够表示反应热的化学方程式。
(2)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。
2.特点(与化学方程式比较)
普通化学方程式
热化学方程式
意义
只包含__物质__变化
有__物质__变化,包含反应中的__能量__变化
系数
整数,既表示微粒__个数__又表示该物质的__物质的量__
可以是整数也可以是__分数__,只表示该物质的__物质的量__
状态
不要求注明
必须在分子式后注明
环境
条件
不要求
必须注明温度、压强(若未标出,则为25 ℃即298 K、101 kPa)
3.热化学方程式的书写方法
(1)写出相应的化学方程式。热化学方程式中各物质化学式前的化学计量数只表示其__物质的量__,可以是整数或分数。
(2)标注反应的温度和压强。没有特殊说明是指25 ℃、101 kPa。不用标明反应条件(如“加热”“高温”“催化剂”等)。
(3)标注各物质聚集状态。在物质后面用括号标注各物质的聚集状态:气体用“__g__”,液体用“__l__”,固体用“__s__”,溶液用“__aq__”。
(4)标注ΔH的正负。化学方程式后面空一格标注ΔH,若为放热反应,ΔH为“__-__