内容正文:
反应热及其计算
反应热和焓变
体系和环境(以研究盐酸与氢氧化钠的反应为例)
试管、空气等
盐酸、 NaOH溶液
和发生的反应
体系(系统)
环境
物质或
能量交换
一个化学反应过程中,除了生成新物质外,还有------
能量变化
热能
电能
(通常)
光能
------
根据反应体系在化学反应过程中是释放还是吸收热量,将反应分为吸热反应和放热反应
一、体系与环境的热量交换——反应热
在等温条件下,化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量,称为化学反应的热效应,简称反应热。
二、焓变
1.焓(H):与内能有关的物理量。
内能是体系内物质的各种能量的总和,受温度、压强和物质的聚集状态等影响。
焓变(ΔH):
单位:kJ·mol-1 或kJ/mol
2.焓变与反应热的关系
体系内能(H)改变
产生反应热
等压
等压反应热
焓变ΔH
反应物
生成物
则为放热反应
若ΔH<0,
则为吸热反应
若ΔH>0,
3.常见的放热反应和吸热反应
吸热反应
放热反应
①所有燃烧反应
②酸碱中和反应
③大多数化合反应
④活泼金属跟水或酸的反应
⑤物质的缓慢氧化
⑥铝热反应
①大多数分解反应
②铵盐与碱的反应,如Ba(OH)2·8H2O晶体或Ca(OH)2与NH4Cl晶体反应
③C与H2O(g)反应,C与CO2反应
④NaHCO3与盐酸的反应
4.吸热、放热的原因分析
从宏观物质能量角度
体系能量降低
∆H < 0
∆H > 0
体系能量升高
放热反应
吸热反应
4.反应吸热、放热的原因分析
从微观键能角度
吸热
放热
>
<
5.热化学方程式:
H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-184.6 kJ·mol-1
物质变化
能量变化
物质的聚集状态不同,它们所具有的内能、焓也不同。
在热化学方程式中要标注物质的聚集状态,固体-s,液体-l,气体-g,溶液-aq。
书写热化学方程式还要注意哪些问题呢?
25℃
101kpa
100℃
101kpa
反应时的温度压强不同,其ΔH也不同。故热化学方程式需要标注温度、压强,若25℃、101kpa可省略,其他反应条件不需标注。
书写热化学方程式还要注意哪些问题呢?
一个化学反应正向为放热反应,逆向则为吸热反应,焓变数值相同,符号相反。
书写热化学方程式还要注意哪些问题呢?
热化学方程式中的化学计量数为物质的量。故化学计量数可以是分数,也可以是整数。当化学计量数改变时,其ΔH也同等倍数的改变。
ΔH中的单位mol-1 代表每摩尔反应,ΔH数值要与化学反应一一对应。
书写热化学方程式还要注意哪些问题呢?
C (石墨,s) = C (金刚石,s) ΔH = +1.9 kJ/mol
同素异形体间转化的热化学方程式,除注明物质状态外,还要注明物质的名称。
书写热化学方程式还要注意哪些问题呢?
可逆反应中的“ΔH”表示的是完全反应时对应的焓变数值。若按该反应的化学计量数投料进行反应,由于可逆反应不能进行彻底,那么吸收或放出的热量一定比该数值小。
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1
反应热的计算
由盖斯定律计算反应热
由相对能量计算反应热
由键能计算反应热
由活化能计算反应热
一、由盖斯定律计算反应热
盖斯定律内容:一个化学反应,不管是一步完成的还是分几步完成的,其反应热是相同的。
∆H
∆H1
∆H2
A
B
C
∆H = ∆H1 + ∆H2
一定条件下,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关。(教材P14)
例1:已知:①C(s)+O2(g)= CO2(g) △H1=-393.5kJ/mol
②CO(g)+ ½ O2(g)= CO2(g) △H2=-283.0kJ/mol
求:C(s)+½O2(g)= CO (g) 的反应热△H3
CO(g)
C(s)
CO2(g)
H2
H1
H3
?
∴△H3 = △H1 - △H2 = -110.5 kJ/mol
一、由盖斯定律计算反应热
△H1 =△H2 + △H3
C(s)+O2(g)=CO2(g)
CO(g)+½O2(g)=CO2(g)
-
C(s)+½O2(g)=CO(g)
△H1=-393.5kJ/mol
△H2=-283.0 kJ/mol
△H3= -110.5 kJ/mol
例2
① CO(g) + 1/2 O2(g) ====CO2(g) ΔH1= -283.0 kJ/mol
② H2(g) + 1/2 O2(g) ====H2O(l) ΔH2= -285.8 kJ/mol
③ C2H5OH(l) + 3 O2(g) ==== 2 CO2(g) +