内容正文:
第一节化学反应与能量的变化
第1课时 化学反应与能量的变化
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1.了解化学反应中能量转化的原因,能说出常见的能量转化形式。
2.了解化学能与热能的相互转化,了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。
3.了解热化学方程式的含义并能正确书写热化学方程式。
1.理解化学反应中物质变化和能量变化的实质,学会从微观角度认识化学反应的反应热及焓变。
2.认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式。
激趣诱思
上述摇冰饮料和摇热饮料只需轻轻一摇就会在瞬间变冰或变热,操作简单快捷。这种摇冷、摇热饮料是在饮料罐的夹层中分别装有某种物质,摇动混合后产生热效应使饮料变冷或变热。
同学们,你估计摇冰、摇热饮料罐的夹层中各装了哪些物质?
提示:摇冰饮料:硝酸铵和水摇热饮料:生石灰和水
预习导引
1.化学反应的实质与特征
(1)实质:反应物化学键断裂和生成物化学键形成。
(2)特征:既有物质变化,又有能量变化。
(3)能量转化形式通常有热能、光能和电能等,但主要表现为热能的变化。
2.焓变 反应热
(1)反应热:
当化学反应在一定的温度下进行时,反应所吸收或放出的热量称为该反应在此温度下的热效应,简称反应热。
(2)焓变:
焓是与内能有关的物理量,用符号H表示,焓变就是生成物与反应物的焓值差,用符号ΔH表示,单位常用kJ·mol-1或kJ/mol。反应在恒压条件下进行时,反应的热效应等于焓变。
3.化学反应能量变化的原因
化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。
若E1>E2,则化学反应吸收能量,ΔH>0;
若E1<E2,则化学反应放出能量,ΔH<0。
实例说明:[以H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)反应的能量变化为例]
化学键
反应中能量变化
1 mol A—B化学键
反应中化学键断裂或
形成引起的能量变化
H—H
断裂,吸收436 kJ
共断裂,吸收679 kJ
Cl—Cl
断裂,吸收243 kJ
H—Cl
形成,放出431 kJ
共放出862 kJ
结论
H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)的反应热
ΔH=-183 kJ·mol-1
4.热化学方程式
(1)定义:表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式,叫做热化学方程式。热化学方程式不仅表明了化学反应中物质的变化,也表明了化学反应中能量的变化。
(2)意义:
H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1,表示在25 ℃、101 kPa,1 mol H2与 mol O2完全反应生成1 mol液态水时放出的热量为285.8 kJ。
(3)注意:热化学方程式中各物质前的化学计量数只表示物质的量,不表示分子个数,因此,它可以是整数,也可以是分数。对于相同物质的反应,当化学计量数不同时,其ΔH不同。
深度思考
判断下列描述的正误(正确的画“√”,错误的画“×”)。
(1)放热反应不需要加热就能反应,吸热反应不加热就不能反应。 ( )
(2)物质发生化学变化都伴有能量的变化。 ( )
(3)伴有能量变化的物质变化都是化学变化。 ( )
(4)吸热反应在任何条件下都不能发生。 ( )
(5)Na转化为Na+时,吸收的能量就是该过程的反应热。 ( )
(6)水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反应热。 ( )
(7)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。 ( )
(8)可逆反应的ΔH表示完全反应时的热量变化,与反应是否可逆无关。 ( )
解析:(6)是物理变化过程,其能量变化不能称为反应热。(7)焓变与反应条件无关。
答案:(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)× (7)× (8)√
一、 焓变与反应热
知识精要
1.焓变与反应热的关系
恒温、恒压下进行的化学反应,如果反应中物质的能量变化全部转化为热能(除了因体积改变而做的功外,没有转化为电能、光能等其他形式的能量),则反应的焓变就等于该反应的反应热。
2.反应热单位kJ/mol或kJ·mol-1的含义
反应放出或吸收的热量用ΔH表示,“kJ”——放出或吸收热量,“mol-1”——符合反应计量关系的任何化学反应,称为每摩尔反应,不是指1 mol反应物。
3.吸热反应与放热反应的比较
类型
比较
放热反应
吸热反应
定义
释放热量的化学反应
吸收热量的化学反应
表示方法
ΔH<0
ΔH>0
宏观
角度
原因
反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量
反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量
图示
ΔH的
计算
ΔH=H(生成物)-H(反应物)
类型
比较
放热反应
吸热反应
微观
角度
与