内容正文:
Qv=∆U
U(反应产物)>U(反应物),Q>0,吸热
U(反应产物)<U(反应物),Q<0,放热
反应热和内能什么关系呢?
∆U=Q+W
恒容:V1=V2
体积功为0
恒压:2H2(g) + O2(g) 2H2O(l),此时V1≠V2,体积功≠0
因为∆U=Q+W,由于反应在恒容条件下进行,因此反应前后的体积V1等于V2,体积功为0,并且没有做电功等其他功,此时的反应热就等于内能的变化量,用Qv表示恒容条件下的反应热,Qv=∆U,
若反应产物内能大于反应物内能,Q大于0,反应吸热。若反应产物内能小于反应物内能,则Q小于0,反应放热
在实验室或生产中,化学反应大多是在压强不变的条件下进行的,如在敞口容器中进行,由于大气压强变化很小,此时反应体系的压强可以近似看做不变。例如恒压条件下2mol氢气和1mol氧气生成2mol液态水,由于反应前后气体分子数不同,因此反应前后体积大小就不同V1≠V2,就会伴随着反应体系体积的改变而有体积功存在。那此时反应热和内能是什么关系呢?
第一节 化学反应与能量变化
第2课时 化学反应的焓变
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知识回顾
1.反应热:当化学反应在一定温度下进行时,反应多释放或吸收的 .
符号 ,反应吸热时Q 0,反应放热时Q 0.
2.内能:体系内物质所含各种微观粒子的 。符号为 。大小与
有关,△U= - .
反应释放能量 > ;反应吸收能量 > 。
3.反应热与内能的关系: ;反应过程中体系没有做功则 。
热量
Q
>
<
能量总和
U
物质种类、数量聚集状态、温度、压强
U(反应产物)
U(反应物)
U(反应产物)
U(反应物)
U(反应产物)
U(反应物)
△U=Q+W
△U=Q
在科学研究和生产实践中,化学反应通常是在等压条件下进行,如在敞口容器中进行。由于大气压强通常变化很小,此时反应体系的压强可以近似看作不变。
在反应前后压强不变的条件下发生的化学反应称为等压反应。
问题一:
在等压反应中,可能伴随着反应体系体积的改变而有体积功存在,因此反应热不一定等于反应体系内能的变化。如何来描述等压反应的反应热?
新的物理量——焓
是物质所具有的能量,符号为H
焓是一个与内能有关的物理量
焓和内能关系:
焓的单位:
J或KJ
H = U + pV
U为内能,P为压强,V为体积
焓的大小也取决于物质的种类、数量及聚集状态、体系的温度、压强的影响。
同一物质在不同聚集状态时所具有的能量也不同,即焓不相同,一般来说物质的焓:气态>液态>固态。
2.化学反应的焓变
焓变:
反应产物的焓与反应物的焓之差,
符号△H
常用单位:kJ/mol(或kJ·mol-1)
△H=H(反应产物)-H(反应物)
问题二:
反应热与焓变的关系?
Q p=△H
代表等压条件下化学反应的反应热Q p
在等压反应中,如果反应中物质的能量变化没有与电能、光能等其他形式的能量发生转化,则该反应的反应热等于反应前后体系的焓的变化。
吸热反应
反应体系从环境吸热,其焓增加
△H为“+”,即△H>0,
放热反应
反应体系对环境放热,其焓减小
△H为“-”,即△H<0,
反应产物的焓大于反应物的焓
反应产物的焓小于反应物的焓
∆H:负放正吸
①微观角度
a.化学反应的本质及特点
化学反应
物质变化
反应物
生成物
旧化学键断裂
新化学键形成
能量变化
吸收能量
放出能量
热效应
差值
问题三:
化学反应过程中能量变化的原因
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b.举例
[以1molH2(g)和1mol Cl2(g)在一定条件下反应生成2molHCI(g)的能量转化为例]
图1-5
1molH2与1molCl2反应生成2molHCl时的反应热,应等于生成物分子的化学键形成时所释放的总能量(862kJ)与反应物分子的化学键断裂时所吸收的总能量(4