第一节 化学反应与能量的变化
化学反应与能量的变化
放热反应
△H﹤0或△H为“—”
吸热反应
△H﹥0或△H为“+”
生成物释放的总能量大于 生成物释放的总能量
反应物吸收的总能量
小于反应物吸收的总能
量
生成物总键能大于 反应物总键能
生成物总键能小于反 应物总键能
键能越大,物质能量越低,越稳定,反之键能越 小,物质能量越高,越不稳定。
6.反应热计算
【例 1】1molC与1molH2O(g)反应生成lmol CO(g)和
1mol H2(g),需要吸收131.5kJ的热量,该反应的反应热为 △H= +131.5 kJ/mol。
【例 2】 拆开 lmol H-H键、lmol N-H键、lmolN≡N键分
别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,则1mol N2生成 NH3的反应热为 ,1mol H2生成NH3的反应热为 。
ΔH =E(反应物总键能)- E(生成物总键能)
=(436+243)-(431+431)=-184.6(kJ/mol)
5.反应热表示方法: 放热反应: 当生成物分子总键能大于反应物分
子中总键能时。 △H 为“-”或△H <0
吸热反应: 当生成物分子总键能小于反应物分
子中总键能时。 △H 为“+”或△H >0
●
△H= Σ反- Σ生
●若: △H >0 则为吸热反应 △H为“+” , Q<0
● △H <0 则为放热反应 △H为“-” , Q>0
●Ⅳ:通过实验直接测得→掌握中和热的测定
键能: 破坏1 mol 共价键吸收的能量或形成1 mol 共价键放出的能量 键能恒取正值
比较:放热反应和吸热反应
一一化学反应与能量的变化
• 一.化学键与反应热的关系 • (1)化学反应的热效应来源于反应过程中旧化学键 的断裂和新化学键的形成。 • (2)由键能求反应热的公式:ΔH=反应物的键能总
和-生成物的键能总和(ΔH=H反应物-H生成物)。
• 分析:当ΔH<0时,反应物的键能总和小于生成物的键能总 和,则断键要吸收的能量小于成键放出的能量,因此该反 应为放热反应;反之,ΔH>0,为吸热反应。
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• 三、热化学方程式 • 1.定义:表明反应 放出或吸收 热量的化学方程式 。 2.热化学方程式的含义:
C ( s , 石 墨 ) + O ( g ) = C O ( g ) ΔH=-393.5 kJ· mol-1 2 2
它表示,1mol石墨固体与1molO2气体完全化合生成 1molCO2气体时放出-393.5 kJ的热量。
7
3.书写要求 (1)注明反应的温度和压强(25℃、101kPa下进行的 反应可不注明)。 注明反应物和生成物的聚集状态:固态用s、液态用l 气态用g,溶液用aq。 (2)热化学方程式的化学计量数只表示参加反应的物 质的 物质的量 和反应热的关系,而不代表分子个 数,因此可以写成分数。
8
• 4.热化学方程式与普通化学方程式的比较
• 6.产生原因:化学反应的过程中旧键断裂吸收 的总能量与新键形成 放出 的总能量不相 等,故化学反应均伴随着能量变化。
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• 二.从能量变化的角度划分化学反应的种类 • 从能量变化的角度来看,化学反应可以分为吸热反应 和放热反应。化学反应过程中放出热量的反应叫放热 反应,吸收热量的反应叫做吸热反应。确定化学反应 在反应过程中是吸收能量还是放出能量,主要取决于 反应物的总能量与生成物的总能量之间的相对大小关 系:如果反应物分子的总能量高于生成物分子的总能 量,即为放热反应;反之,则为吸热反应。
选修4 第一章第一节 化学反应与能量的变化
第一章化学反应与能量一、化学键与化学反应中能量变化的关系(教材1页、教辅4~5页)1、化学反应的本质化学反应的特征是有新物质的生成,涉及到反应物的化学键断裂,生成物的化学键的形成,而化学键的断裂要吸收能量,化学键的生成要放出能量,使得化学反应中就有了能量的变化。
物质中的原子之间是通过化学键相结合的(有效碰撞)2、化学反应中能量变化的原因在相同条件下,各物质的能量不相同;能量不能再生,也不会消失,只发生形式的转化或传递物质具有的能量越低越稳定,参加化学反应时,化学键断裂就需要吸收更多的能量;反之,物质具有的能量越高越不稳定,参加化学反应时,化学键断裂需要吸收的能量低。
(物质具有的能量大小与化学键的能量大小刚好相反)物质所具有的能量与物质的状态有关:固体(s)、液体(l)、气体(g)、溶液(aq)某种物质从固体转变为液体、再转变为气体是需要吸收能量的,因此对于同种物质,气体所具有的能量最高,固体最低。
在说一个反应的能量变化时,一定要说明物质(反应物和生成物)的状态。
3、化学反应中能量变化形式化学反应都有新物质的生成,同时伴有能量变化;能量变化可表现为热能、光能、电能、声能、功等,通常表现为热能的变化二、常见的放热反应和吸热反应类型㈠、放热反应1、定义:放出热量的化学反应2、能量变化:E反应物的总能量>E生成物的总能量3、类型:①酸碱中和反应②可燃物的燃烧反应(所有的燃烧反应)③金属单质与酸的反应④绝大部分化合反应⑤铝热反应类型⑥炸药的爆炸,如NH4NO3、TNT(三硝基甲苯)等的爆炸⑦氧化钙溶于水、强调:①固体氢氧化钠等溶于水通常理解为物理变化(生成水合离子时放热)②浓H 2SO 4溶于水是一个有争议的问题: 9H 2SO 4·SO 3(生成水合离子时放热)SO 3+H 2O=H 2SO 4是化学变化,但溶液中的溶质主要是H 2SO 4,做题时揣摩题意㈡、吸热反应:1、定义:吸收热量的化学反应2、能量变化:E 反应物的总能量< E 生成物的总能量3、类型: ①铵盐与强碱的反应 NH 4Cl +Ca(OH)2、 NH 4Cl +Ba(OH)2·8H 2O②C 和CO 2的反应,C 与H 2O 在高温下反应,N 2与O 2在放电条件下反应③加热分解的反应(绝大部分分解反应),如KClO 3、KMnO 4、H 2O 2④盐的水解(实质是酸碱中和的逆反应)⑤ H 2+CuO强调:①铵盐溶于水(CH 3COONH 4溶于水)②弱电解质的电离:通常认为电离过程只有化学键的断裂,没有化学键的生成,故不认为是―反应‖三、焓变 反应热 在化学反应过程中同时存在着物质变化和能量的变化,而且二者均符合守恒定律(质量守恒定律、能量守恒定律)在化学反应中,能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础的,二者密不可分,但以物质为主。
第一节化学反应与能量的变化
计算
对于反 应:2C(g)+2H2O(g85)0=℃=1=012KCPaO(g)+2H2(g),1molC与 1mol水蒸汽反应生成1mol CO和1mol H2需要吸 收131.5KJ热量.则该反应的反应热为?
问题4:
为什么常温下将可燃物甲烷与氧气混 合几乎不反应。但是点燃的情况却发 生爆炸?
归 纳总结
一个反应要发生一般要经历哪些过程?
普通 分子
活化 能
活化 分子
合理 取向的
碰撞
有效 碰一节:化学反应与能量变化
本章引言
化学反应过程中,存在物质变化的同时,也伴 随能量变化,能量可以以热能、电能、光能 等形式表现出来。
△H=+ 263.0KJ/mol
与反应热有关的因素:温度、压 强、物质状态、反应的物质的量。
热化学方程式:
1000℃ 101KPa
H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) △H=- 184.6KJ/mol
★书写热化学方程式的注意事项
1、化学方程的右边必须写上△H, △H:吸热用 “+”,放热用:“-”,单位是kJ/mol或 J/mol 2、需注明反应的温度和压强,如不注明条件, 即指: 25℃ 1.01×105Pa; 3、物质后需标聚集状态(s、l、g、aq)
5、已知1mol白磷转化成1mol红磷,放出18.39 kJ
热量,又知:P4(白,s)+5O2(g) = 2P2O5(s) 的 反应热为 ΔH1,P4(红,s)+5O2(g) = 2P2O5 (s) 的反应热为 ΔH2 ,则ΔH1和ΔH2的关系正确的是 ()
化学反应与能量的变化
第一章 第一节 化学反应与能量的变化一、焓变 反应热焓变(∆H )指生成物与反应物的焓值差,它是恒压条件下化学反应的反应热,它决定了某一化学反应吸热或放出的热量。
∆H=E 生-E 反∆H 的单位常用KJ/mol ,式中的:“mol -1”不能理解为每摩尔反应物或生成物,可理解为“每摩尔反应”。
例:反应2H 2(g)+O 2(g)===2H 2O (l ) ∆H=-571.6kJ/mol是指每摩尔反应——“2 mol H 2(g)与1 mol O 2(g)反应生成2 mol H 2O (l )”的焓变。
★反应热的应用⑴某物质内部的能量越低(该物质的键能越大),则该物质越稳定;反之,亦然,这是自然界的一条普遍规律。
根据反应热的大小可比较物质内部能量的高低和物质的稳定性。
⑵应用反应热大小可以判断金属、非金属的活泼性、状态及反应程度等。
金属原子失去电子时,会吸收能量,吸热越少,金属越活泼;非金属原子得到电子时,会放出能量,放热越多,非金属越活泼。
二、焓变(或反应热)与键能和物质能量的关系1、焓变与键能的关系当反应物分子间的化学键断裂时,需要吸收能量;当原子重新结合成生成物分子,即新建形成时,又要释放能量。
化学键断裂和形成时化学反应中能量变化的主要原因。
(如下图)吸收能量E 1↓ E 1> E 2 反应吸收能量 0H >∆反应物−−−−→−−−−−→−新化学键形成旧化学键断裂生成物 E 1< E 2 反应放出能量 0H <∆↓放出能量E 2⑴由键能求焓变的公式:H ∆=反应物的键能总和-生成物的键能总和⑵生成物分子化学键形成释放的总能量比反应物分子化学键断裂吸收的总能量大,为放热反应。
因反应后放出热量而使反应本身的能量降低,故规定放热反应的H ∆为“-”。
如:H 2(g)+Cl 2(g)===2HCl(g) ∆H=-183 kJ/mol 对于吸热反应,由于反应通过加热、光照等吸收能量,使反应体系的能量升高。
化学选修4(化学反应原理)第一章第一节化学反应与能量的变化 .ppt
二、热化学方程式 热化学方程式∶能表示参加 反应 物质的量 和反应热 的关系的化学方程式。
【练习】
1、1molC与1molH2O(g)反应生成1molCO(g) 和1molH2(g),需吸收131.5kJ的热量,该反 应的反应热为△H= +131.5 kJ/mol。 2、拆开1molH—H键、1molN—H键、1mol N≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ, -92kJ/mol 则1molN2生成NH3的反应为: ,1mol H2 -30.67kJ/mol 生成NH3的反应热为: 。
30.5克
4、已知: S(s) + O2(g) = SO2(g) ΔH =-290.6KJ, 求 1.6克硫燃烧成为SO2气体放出多少热量?
14.53KJ
思考与交流
热化学方程式与普通 化学方程式有什么区别?正确书写其应当 注意哪几点?
小结∶热化学方程式不单表示了反应物和生 成物的关系,而且表示了反应的热效应。
D、1/2CH4 (g)+O2 (g) =1/2CO2 (g) +H2O (l) ΔH = -890 kJ/mol
3、已知
(1)H2(g)+1/2O2 (g) =H2O (g) ΔH1 = a kJ/mol
(2)2H2(g)+O2 (g) =2H2O (g) ΔH2 = b kJ/mol
(3) H2(g)+1/2O2 (g) = H2O (l) ΔH3 = c kJ/mol (4) 2H2(g)+O2 (g) =2H2O (l) 则a、b、c、d的关系正确的是 C ΔH4 = d kJ/mol 。
A、 2CH4 (g)+4O2 (g)=2CO2 (g)+ 4H2O (l) ΔH = +890 kJ/mol B、 CH4 +2 O2 = CO2 + H2O C、CH4 (g)+2 O2 (g) =CO2 (g) +2H2O (l) ΔH = -890 kJ/mol ΔH = -890 kJ/mol
高中化学选修四第一章第一节-化学反应与能量的变化 课件
焓变:在一定条件下(恒压)的反应热
生成物与反应物的焓值差
①符号:△H
②单位:kJ/mol
③测量条件:恒压下,一般为敞口容器中
④意义: “+”:吸热,环境对体系做功,体系能量增加 “-”:放热,体系对环境做功,体系能量减少
⑤影响焓变的因素
a. 反应物的用量 b. 反应的条件(温度、压强) c. 反应体系中物质的聚集状态
任何一个化学反应都包括物质 的变化和能量的变化。
那么,有什么表达式能把这两种 变化都表示出来?
H2 + I2 = 2HI 只表示物质变化
二、热化学方程式:
定义: 能表示参加反应物质的量和反
应热关系的化学方程式。
H2(g)+I2(g)
200℃ 101kPa
2HI(g)
△H=
-14.9kJ/mol
物质
Cl2 Br2 I2
HCl HBr HI H2
能量( kJ)243 193 151 432 366 298 436
根据上述数据回答下列问题:
A (1)下列物质本身具有的能量最低的是( )
A. H2 B. Cl2 C. Br2 D. I2
A (2)下列氢化物中,最稳定的是( )
A. HCl B. HBr C. HI
E (生成物化学键形成时所释放的总能量) 放热反应:△H为“-”或△H<0
吸热反应:△H为“+” 或△H>0
思考题
1. 下列说法中不正确的是( ) A.化学变化过程是原子的重新组合过程 B.化学反应可分为吸热反应和放热反应 C.化学反应中能量变化的多少与其反应物的 质量有关 D.化学变化中的能量变化都是以热能形式表 现出来的
2、书写热化学方程式的注意事项
..一化学反应与能量的变化
3、 1g 硫粉在氧气中充分燃烧放出 9.36kJ热量,写出硫燃烧的热化学 方程式。
S(s) + O2(g) =SO2(g) ∆H =-299.52kJ/mol
4、 4g CO在氧气中燃烧生成CO2, 放出 9.6kJ热量,写出CO燃烧的热 化学方程式。
2CO(g) + O2(g) =2CO2(g) ∆H =-134.4kJ/mol
有关,即对于相同的反应,当化学计量数
不同时,其∆H不同。
例题
1、当1mol气态H2与1mol气态Cl2反应 生成2mol气态HCl,放出184.6kJ的热 量,请写出该反应的热化学方程式。
H2(g) + Cl2(g) =2HCl(g) ∆H =-184.6kJ/mol
而这些书写也是对的
课堂练习
关系呢? 有
能量的释放或吸收是以发生变化的物质 为基础,二者密不可分,但以物质为主。 能量的多少则以反应物和产物的质量为 基础。
那么化学反应中能量到底怎样变化?
一、反应热 焓变 1、定义: 化学反应过程中所释放或吸收的
热量,叫做反应热,又称为“焓变”
2、符号: ∆H
3、单位: kJ/mol 或 kJ·mol-1
大部分化合反应 大部分分解反应
问题:化变学化反?应 (过用程学中过为的什知么识会 回有答能)量的
化学反应的实质就是反应物分子中 化学键断裂,形成新的化学键,重新组合 成生成物的分子的过程。旧键断裂需要 吸收能量,新键形成需要放出能量。 而一般化学反应中,旧键的断裂所吸收的 总能量与新键形成所放出的总能量是不相等 的,而这个差值就是反应中能量的变化。 所以化学反应过程中会有能量的变化。
4、规定: (1)反应体系的能量降低
化学反应与能量的变化
选修四——化学反应原理
化学反应与能 量
化学反应速率 与化学平衡
水溶液中的离子 平衡
电化学基础
第一章第一节化学反应与能量变化
化学选修四多媒体课件
第一章第一节化学反应与能量变化
化知学选识修回四多顾媒体课对件 化学反应的认识
物质变化 1、化学反应的特征 能量变化
质量守恒 能量守恒
2、化学反应中能量的变化吸收和放出;可
第一章第一节化学反应与能量变化
化学选修四多媒体课件
5、 ΔH的计算
例 1:1mol C与 1mol H2Og 反应生成 lmol COg 和 1mol H2g;需要吸收131.5kJ的热量;该反应的反应热为 △H = +131.5kJ/mol&
分析课本P2图1-1;键能与△H 有什么关系
1ΔH =反应物的键能总和–生成物的键能总和
A.仅①⑤
B.仅②③⑦
C.仅②③
D.②③④
6、下列变化属于吸热反应的是①液态水汽化 ②将
胆矾加热变为白色粉末 ③浓硫酸稀释④氯酸钾分解
⑤生石灰跟水反应
A.A②④
B.①④ C.②③ D.①④⑤
第一章第一节化学反应与能量变化
化学选修四多媒体课件
7.如图所示;把试管放入盛有25 ℃澄清石灰水饱和溶液的烧 杯中;试管中开始放入几块镁 条;再用滴管滴入5 mL的盐酸 于试管中&试回答化
化学选修四多媒体课件
3.已知反应A+B=C+D为放热反应;对该反应的下列说法中正
确的是
C
A. A的能量一定高于C
B. B的能量一定高于D
C. A和B的总能量一定高于C和D的总能量
D. 该反应为放热反应;故不必加热就一定能发生
化学反应与能量
2HCl
反应过程
放热反应:放出热的化学反应叫放热反应. 原因:其反应物的总能量大于生成物的总能量. 反应进行所需的最低能量 反应物总能量 物 质 的 能 放出能量:△H 为 量 “-”或△H <0。 原因:体系能量减 少(释放给环境) 放热反应:“贮存” 在物质内部的能量 转化为热能等而 “释放”出来的过 程。 生成物总能量
点燃
H2 H—H 断 开 吸 收 能 量 + + Cl2 Cl—Cl 断 开 吸 收 能 量 → = 2HCl
H·
化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。 2、反应热∶化学过程中所释放或吸收的能量,都可以热量(或 转换成相应的热量)来表述,叫做反应热,也称为“焓变”。 符号:ΔH ,单位:kJ/mol 或 kJ•mol-1
状态相同,但数量后式仅是前式的一半,释放的热量也应是前 式的一半,Q2<Q1
例如:H2+Cl2==2HCl
H H 436 kJ/ ol m Cl Cl
H + Cl H Cl
H + Cl
243kJ/ ol m
H Cl 431 kJ/ ol m
E断键=436 kJ/mol+243 kJ/mol=679 kJ/mol E成键=2×431 kJ/mol=862 kJ/mol E反应放热=862 kJ/mol-679 kJ/mo同样是水,而释出的能量却不 同?
能 量 增 加 1g 冰
蒸 发 1g液态水 熔 化 吸收能量
1g气态水 吸收能量
液态水变成水蒸气要吸收热量 结论:物质所具有的能量与它们的聚集状态有关。 热化学方程式:能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化 学方程式。
思考与交流:热化学方程式与普通化学方程式有什么区别?正 确书写其应当注意哪几点?
第六章 化学反应与能量第一节 化学反应与能量的变化
答案:(1)放热 需要 -(E1- E2)kJ·mol-1 (2)409kJ·mol-1 (3) 使用了催化剂
9.下列两个热化学方程式: 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l);ΔH=- 571.6kJ/mol C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+ 4H2O(l);ΔH=-2220kJ/mol 根据上 面两个热化学方程式,试回答下列问题: (1)H2的燃烧热为________,C3H8的 燃烧热为________。 (2)1mol H2和2mol C3H8组成的混合气 体完全燃烧释放的热量为________。
三、燃烧热和中和热 1.燃烧热 (1)定义:在25°C、101 kPa时, ________物质完全燃烧生成 ________时所放出的热量,叫做该物 质的燃烧热。 (2)表示意义 CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+ 2H2O(l);ΔH=-890.31 kJ/mol,表 示在25°C、101 kPa条件下, ________CH4完全燃烧生成
Biblioteka (3)现有H2和C3H8的混合气体共5mol, 完全燃烧时放热3846.75kJ,则在混合 气体中H2和C3H8的体积比为________。 答案:(1)285.8kJ/mol 2220kJ/mol (2)4725.8kJ (3)3∶1
类型 比 较
放热反应
吸热反应 吸收热量的 化学反应 反应物具有 的总能量 小于生成 物具有的
解析:从表中数据分析,烷烃分子中每 增加一个“CH2”原子团,燃烧热约增 660kJ·mol-1,由此可推断己烷的燃烧 热约为4196kJ·mol-1,A项正确;燃烧 热是指1mol纯物质燃烧的热效应,B项 错;以乙烷和丙烷为例,计算各1g燃烧 时放出的热量,前者为52.0kJ,后者为 50.5kJ,而前者含碳量低于后者,C项 错;打火机使用的燃料应该是易燃、降 温或加压易液化,减压时易汽化的物质, 从表中沸点看,乙烷、丙烷难液化,而 戊烷常压下难汽化,只有丁烷最适宜,D
第一节 化学反应与能量变化
2、温度计上的酸为何要用水冲洗干净?冲洗后 的溶液能否倒入小烧杯?为什么? 因为该温度计还要用来测碱液的温度,若不 冲洗,温度计上的酸会和碱发生中和反应而使 热量散失,故要冲洗干净; 冲洗后的溶液不能倒入小烧杯,若倒入,会使 总溶液的质量增加,而导致实验结果误差。
3、酸、碱混合时,为何要把量筒中的 NaOH溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入?
物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量,在发生 化学反应时 吸收 热量;
(3)化学反应的实质就是反应物分子中化学键断裂, 形成新的化学键,重新组合成生成物的分子的过 吸收能量 程。旧键断裂需要 ,新键形成需 要放出能量 。而一般化学反应中,旧键的断裂所 吸收的总能量与新键形成所放出的总能量是不相 等的,而这个差值就是反应中能量的变化。所以 化学反应过程中会有能量的变化。
因为本实验的关键是测反应的反应热, 若动作迟缓,将会使热量损失而使误差 增大。
4、实验中所用HCl和NaOH的物质的量比为何 不是1∶1而是NaOH过量?若用HCl过量行吗?
为了保证0.50 mol/L的盐酸完全被 NaOH中和,采用0.55 mol/L NaOH 溶液,使碱稍稍过量。 若使盐酸过量,亦可。
2)用一个量筒量取 50 mL 0.50 mol/L盐酸,倒入小烧 杯中,并用温度计测量盐酸的 温度,记入下表。然后把温度 计上的酸用水冲洗干净。
3)用另一个量筒量取 50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液,并用温度计测 量NaOH溶液的温度,记入下表。
4)把温度计和环形玻璃搅拌棒放入 小烧杯的盐酸中,并把量筒中的 NaOH溶液一次倒入小烧杯(注意不 要洒到外面)。用环形玻璃搅拌棒轻 轻搅动溶液,并准确读取混合溶液的 最高温度,
5、∆H的单位(KJ/mol) 表示每摩尔反应所放 出的热量,而不是每摩尔某物质的微粒。 ∆H的值随方程式中的计量数变化而变化; 若反应逆向进行,则 ∆H改变符号,但绝 对值不变。
第六章第一节化学反应与能量变化
6.氢气在氯气中燃烧。在反应过程中,破坏1 mol氢气中的化学键消
耗的能量为Q1kJ,破坏1mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2kJ,
形成1mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3kJ。正确的是( D )
3.常见的吸热反应
①大多数分解反应 ②以C、CO、H2为还原剂的氧化还原反应 ③Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl ④NaHCO3与盐酸的反应
思考与讨论 1.NaOH固体、浓硫酸溶于水放出热量,是放热反应吗?
2.NH4NO3溶于水、碘升华、蒸发、液化等会吸热,属 于吸热反应吗?
3.放热反应都不需要加热,吸热反应都需要加热或高温,对吗? 加热、点燃、高温等的目的是达到反应所需的条件或加快反 应速率,化学反应中的能量变化与反应条件没有直接的关系。
A.Q1+Q2>Q3
B.Q1+Q2>2Q3
C.Q1+Q2<Q3
D.Q1+Q2<2Q3
7.下列是吸热反应的是___②__⑧_____ ① 水蒸气冷凝 ;② 煅烧石灰石;③浓硫酸稀释 ;④ 酸碱发生中
和反应;⑤ 生石灰跟水反应生成熟石灰;⑥ 干冰升华;⑦ 液氨
汽化 ;⑧ 碳和二氧化碳在高温下反应⑨ 氢原子两两结合为氢分
键能
形成1mol化学键所吸收的能量或 断裂1mol化学 键所释放的能量
共价键
键能
共价键
键能
H-H Cl-Cl
I-I
436 247 152.7
C-H O-H H-Cl
415.0 462.8 431.8
键能越大→化学键越牢固→物质越稳定
第一章第一节 化学反应与能量的变化
吸收
【归纳】△H= 反应物总键能 -生成物总键能
释放
二、热化学方程式 能表示参加反应物质的量和反应热的关 在200℃、101kPa时,1molH2与碘蒸气 作用生成HI的反应,科学文献上表示为: 系的化学方程式,叫做热化学方程式。 200 ℃ 作业:课本第 62HI(g) 页第4题、第 题 H2(g)+I2(g) △H=3 - 14.9kJ/mol 101kPa 书写热化学方程式除要遵循书写化学方 上式与以前学的化学方程式有何异同? 程式的要求外还应注意以下几点: • 需注明反应温度和压强(常温常压例外) (1)要注明反应的温度和压强 • 应注明反应物和生成物的状态 :s、l、g、aq ( 2)要注明反应物和生成物的聚集状态 原因?(例题2) 比较第4页几个热化学方程式 (3)计量数表示完成反应的物质的量,可以 • 各化学计量数不表示分子个数,只表示物 是分数,且△ H的数值与计量数大小相对应 质的量,可以是分数,且化学计量数不同, (4)化学方程式与△H之间应用空格隔开 则△ H不同 (5)热化学方程式一般不要写反应条件
第一节
化学反应与能量的变化
一、化学键与化学反应中能量变化的关系 1.根据反应物总能量、生成物总能量的相对 大小判断 反应物总能量>生成物总能量 释放能量 反应物总能量<生成物总能量 吸收能量 2.根据反应物、生成物的键能相对大小判断 反应物总键能>生成物总键能 吸收能量 反应物总键能<生成物总键能 释放能量
放热 反应还 是吸热 反应?
△H 为 “+”还 是为 “-”?
放热 反应还 是吸热 反应?
△H 为 “+”还 是为 “-”?
许多化学反应的反应热可以通过实验直 试根据下表所示的键能数据计算反应 H2+Cl2=2HCl 的反应热。 接测量。例如: … 能否利用键能数据粗略计算化学反应的 化学键 H-H Cl-Cl H-Cl 反应热?如何计算? 436 243 431 键能 (kJ/mol) 反应H2 (g) +Cl2 (g) =2HCl(g) 会放出183kJ/mol的能量(实验 测定结果为184.6kJ/mol )。 常用实验数据表示反应热, 即该反应的△H=-H):与物质的内能有关的物理量 2.反应热:化学反应过程中所释放或吸收的能量, 都可以热量(或换算成相应的热量)来表述, 叫做反应热 2.焓变(ΔH):生成物与反应物的焓值差 • ΔH=H(生成物)-H(反应物) • 恒压条件下,反应热等于焓变。 • 当Δ H为“-”或Δ H <0时, 表示体系能量减小,为放热 反应; • 当Δ H为“+”或Δ H >0时, 表示体系能量增加,为吸热 反应。 • 单位:kJ/mol(或kJ· mol-1) mol-1表示每摩尔反应
1-1化学反应与能量的变化
结论: 结论: 对于相同物质的反应, 对于相同物质的反应,当化学计量数不 同时, 也不同, 同时,其△H也不同,两者成正比 。 也不同
1. 由H2和O2反应生成 摩尔水蒸气发 反应生成1摩尔水蒸气发 热241.8KJ,写出该反应的热化学方程 写出该反应的热化学方程 式 H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) 。
氢气和氯气反应的能量变化示意图
破坏 化学 键吸 热
形成 化学 键放 热
化学反应过程中能量变化示意图
放热反应: 放热反应: △H为“-” 为 或△H<0 <
化学反应过程中能量变化示意图
吸热反应: 吸热反应: △H为“+” 为 或△H>0 >
二、热化学方程式
1.定义: 表示参加反应物质的量和反应 定义: 定义 热的关系的化学方程式。 热的关系的化学方程式。 2.意义:表明了化学反应中的物质变化和 意义: 意义 完全反应时的能量变化。 完全反应时的能量变化。 反应时的能量变化
(3)热化学方程式各物质前的计量系数不 表示分子个数,只表示各物质前的化学计量 表示分子个数,只表示各物质前的化学计量 因此它既可以是整数 也可是分数 整数, 分数。 数,因此它既可以是整数,也可是分数。
(g)= H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g);△H1=-184.6 KJ/mol 1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g);△H2=-92.3kJ/mol (g)=
(2)要注明反应物和生成物的状态。 (2)要注明反应物和生成物的状态。 要注明反应物和生成物的状态
因为物质呈现哪一种聚集状态, 因为物质呈现哪一种聚集状态,与 它们所具有的能量有关。 它们所具有的能量有关。
H=- H2(g)+1/2 O2(g)=H2O(g)△H=-241.8kJ/mol H=- H2(g)+1/2 O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol
化学讲义:第六章 第一节 化学反应与能量变化(含解析)
第一节化学反应与能量变化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。
(中频)2.了解化学能与热能的相互转化。
了解吸热反应、放热反应等概念.3.了解热化学方程式的含义及书写。
(高频)4。
了解焓变与反应热的含义.了解ΔH=H(生成物)-H(反应物)表达式的含义。
焓变反应热1.反应热和焓变(1)反应热是化学反应中吸收或放出的热量。
(2)焓变是化学反应在恒压条件下放出或吸收的热量。
(3)化学反应的反应热用一定条件下的焓变表示,符号为ΔH,单位为kJ/mol,定义式ΔH=H(生成物)-H(反应物)。
2.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对于放热反应:反应物的总能量=生成物总能量+放出的热量;对于吸热反应:反应物的总能量=生成物总能量-吸收的热量。
(2)从化学键角度理解热化学方程式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。
2.意义热化学方程式不仅能够表明化学反应中的物质变化,也能表明化学反应中的能量变化。
如2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=-571。
6 kJ·mol-1:表示在25 ℃、101 kPa条件下,2_mol_H2(g)和1_mol_O2(g)生成2_mol_H2O(l)时放出571。
6_kJ的热量.3.热化学方程式中化学计量数只表示物质的物质的量,化学计量数增大1倍则反应热也增大1倍.1.易误诊断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)伴随着能量变化的物质变化都是化学变化( )(2)化学变化中的能量变化都是化学能和热能间的相互转化( )(3)C(石墨,s)===C(金刚石,s) ΔH>0,说明石墨比金刚石稳定()(4)2H2O(l)===2H2(g)+O2(g)的焓变ΔH>0()(5)所有的燃烧反应都是放热反应,所以不需要加热就能进行()(6)反应物的总能量低于生成物的总能量时,一定不能发生反应( )(7)H2(g)+错误!O2(g)===H2O(l)ΔH1和2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH2中的ΔH1=ΔH2()(8)H2(g)+错误!O2(g)===H2O(g)ΔH1和H2O(g)===H2(g)+错误!O2(g)ΔH2中的ΔH1=ΔH2()【答案】(1)×(2)×(3)√(4)√(5)×(6)×(7)×(8)×2.(1)1 mol CO气体完全燃烧生成CO2气体,放出283 kJ的热量,其热化学方程式为__________________。
化学反应与能量的变化
C、2a=b< 0 D、2c=d>0
课后作业
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生成物
反应物 生成物 反应过程(I) 反应过程(II)
反应体系的能量降低 ΔH <0
反应体系的能量升高 ΔH >0
反应热数据的用途
判断反应发生的难易
C(石墨 s ) C(金刚石 s ) ΔH = +700 kJ/mol
石墨能否自动转化为金刚石?
采取什么措施有可能将石墨转化为金刚石?
计算燃料的用量
反应热可以由实验测得,也可以用其他办法得到。
预测当生成2 mol HF和2 mol HCl时,哪个
H2 + F2 = 2HF
H2 + Cl2 = 2HCl
反应放出的热量多? 说说你的理由? 如何验证你的预测?
H C 331 293 159 N O F
预测
Cl
H
C N
436
415 389
二、热化学方程式
4)方程式中的化学计量数以“mol”为单位, 不表示分子数,因此可以是整数,也可以 是小数或分数。 5)在方程式后写下ΔH的数值和单位,方程式 与ΔH用空格隔开。 6)热化学方程式一般不写反应条件;不标明 生成沉淀或气体符号。 7)可逆反应的ΔH是按照完全反应时测得的数 据。
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431 kJ的能量。下列叙述正确的是(C ) A.1 mol H2与1 mol Cl2的能量之和小于2 mol HCl的总能
量
B.氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体,反应的 ΔH=+183 kJ/mol
C.氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体,反应的ΔH=-183 kJ/mol
D.氢气和氯气反应生成1 mol氯化氢气体,反应的ΔH=-183 kJ/mol 31
(2)1molC(固态)与适量H2O(气态)反应,生成CO(气态)
和H2(气态),吸收131.3 kJ的热量,请写出该反应的热化 学方程式。 C(s)+H2O(g)====CO(g)+H2(g) Δ H=+131.3 kJ/mol
1.书写热化学方程式时,为什么必须要标明反应物和 生成物的聚集状态?举例说明。
撞才能发生反应,如果用等量的酸、碱,随着反应的进行,
H+与OH-相互碰撞接触的机会越来越少,越来越困难,可能有 一部分H+与OH-不能反应,而在一种微粒过量的情况下,则大 大增加了另一种微粒完全反应的机率。
38
【典例】50 mL 0.50 mol/L的盐酸与50 mL 0.55 mol/L的NaOH
“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
39
(3) 实验中改用60 mL 0.50 mol/L的盐酸跟50 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液进行反应,与上述实验相比, 不相等填“相等”或“不相等”),理由 所放出的热量_____( 生成的水不相同 ;所求中和热的数值会_____( 是_______________ 相等 填 “相等”或“不相等”),理由是中和热与酸、碱的用量无关 _______________。 (4)三次平行操作测得的数据中,起始时盐酸与烧碱溶 液温度相同,而终止温度与起始温度之差(t2-t1)分别
化,如2CO+O2
====
点燃
2CO2,C错误。
26
2.下列各图所表示的反应是吸热反应的是( A )
27
知识点二:热化学方程式 3. 分析图中的能量变化情况,下列判断正确的是 ( C)
A.2A+B ==== 2C
Δ H<0
B.2C ==== 2A+B
Δ H<0
C.2A(g)+B(g) ==== 2C(g) Δ H>0 D.2A(g)+B(g) ==== 2C(g) Δ H<0
28
4.1 g H2完全燃烧生成液态水放出142.9 kJ热量,下
列反应的热化学方程式正确的是( C ) A.2H2+O2 ==== 2H2O Δ H=-571.6 kJ/mol Δ H=-142.9 kJ/mol C.H2(g)+1/2O2(g) ==== H2O(l) Δ H=-285.8 kJ/mol B.H2(g)+1/2O2(g) ==== H2O(l)
反应1 mol物质或生成1 mol物质放出或吸收的热量。
24
【典例1】(2010·杭州 高二检测)工业上合成 氨反应的能量变化如图 所示,该反应的热化学
方程式是
A.N2(g)+3H2(g) ==== 2NH3(l) Δ H=2(a-b-c) kJ·mol-1 B.N2(g)+3H2(g) ==== 2NH3(g) Δ H=2(b-a) kJ·mol-1 C.N2(g)+ D. N2(g)+ H2(g) ==== NH3(l) Δ H=(b+c-a) kJ·mol-1 H2(g) ==== NH3(g) Δ H=(a+b) kJ·mol-1
7.硅在燃烧时会释放出大量热能,因此曾被考虑用作固体燃料。
已知:1 mol 硅晶体中含有2 mol Si—Si键,1 mol SiO2晶体
中含有4 mol Si—O键,且破坏1 mol化学键所需能量如下表所 示:
高温 (1)工业上高纯硅可通过下列反应制取:SiCl4(g)+2H2(g) ===
Si(s)+4HCl(g),该反应的反应热Δ H=______kJ·mol-1。
(3)单位: kJ/mol 或 kJ·mol-1 说明: (1)在一定条件下,某一化学反应是吸热反应还是放热
反应,由焓变(△H)决定。
(2)恒压条件下进行的反应,反应的热效应等于焓变。 (3)许多化学反应的反应热可以由实验直接测定。
键能: 破坏1 mol共价键吸收的能量或形成1 mol共价键放出 的能量。键能恒取正值。
说一下下面热化方程式表示的意义。 2H2(g)+O2(g)====2H2O(g) Δ H=-483.6 kJ/mol
表示在通常状况下,2 mol氢气和1 mol氧气反应生成 2 mol水蒸气放出的热量为483.6 kJ。
正确书写热化学方程式应注意哪几点? 3.书写热化学方程式的注意事项 (1)热化学方程式需注明反应时的温度和压强。对于25℃、 101 kPa时进行的反应可不注明。 (2)热化学方程式需注明各物质的状态。(s、l、g、aq) (3)Δ H要有符号、数值和单位。
中和热的测定
1.测定中和热能否用浓硫酸?为什么?
7172
提示:不能,因浓硫酸溶于水要放热,使测得的中和热数值偏
大。 2.测定中和热时能否用弱酸或弱碱?为什么? 提示:不能,因弱酸或弱碱在水溶液中不能完全电离,它们电
离时要吸收一部分热量,使测得的中和热数值偏小。 3.为什么强酸强碱生成可溶性盐的中和热是相同的? 提示:在稀溶液中,强酸和强碱完全电离,所以它们的反应就
表现出来.
放热 2.当能量变化以热的形式表现时,我们把反应分为______
反应和 吸热 反应。
阅读思考
1.什么是焓、焓变? 2.焓变与反应热有什么关系?
一、焓变、反应热
1.焓: (1)概念:与内能有关的物理量 (2)符号: H
2.焓变、反应热 (1)概念: 生成物与反应物的焓值差 (2)符号: △H △H=H生成物-H反应物
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中和反应反应热的测定
中和热 1.定义:在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应,生成1 mol 水时的反应热叫做中和热。 2.中和热的表示: H+(aq)+OH-(aq)====H2O(l) Δ H=-57.3 kJ/mol
3.说明:
(1)条件:稀溶液。 (2)反应物:(强)酸与(强)碱。中和热不包括离子在水溶 液中的生成热、电解质电离的吸热所伴随的热效应。 (3)生成1 mol水。中和反应的实质是H+和OH-结合生成H2O。
是H+与OH-结合成H2O的反应,每生成1 mol水放出的热量(中和
热)是相同的,均为57.3 kJ/mol。
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4.在中和热测定实验中能否用金属(不与酸反应)质环形搅 拌棒代替环形玻璃搅拌棒? 提示:不能,因为金属易导热,会造成热量损失,增大实验 误差。 5.为什么中和热测定中要用稍过量的碱? 提示:这是为了保证酸能够被完全中和。H+与OH-相互接触碰
ΔH=-1 427.2 kJ/mol
(2)2C2H2(g)+5O2(g) ==== 4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2 636 kJ/mol
30
6.已知:①1 mol H2分子中化学键断裂时需要吸收436 kJ
的能量 kJ的能量 ②1 mol Cl2分子中化学键断裂时需要吸收243 ③由H原子和Cl原子形成1 mol HCl分子时释放
第一章
化学反应与能量
第一节 化学反应与能量的变化
1.理解反应热的概念、理解反应过程中能量变化与放热、 吸热的关系。 2.掌握热化学方程式的概念,能正确书写热化学方程式。
能量 的 1.化学反应过程中,除有物质的变化以外还有________
热能 、________ 电能 、________ 光能 等形式 变化.这种变化常以______
D.2H2(g)+O2(g) ==== 2H2O(g)
Δ H=-571.6 kJ/mol
29
二、非选择题(本题包括1小题,共10分) 5.(1)甲硅烷(SiH4)是一种无色气体,遇到空气能发生
爆炸性自燃,生成SiO2和液态水。已知室温下1 g甲硅烷自
燃放出热量44.6 kJ,其热化学方程式是____________。 (2)13 g C2H2(g)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时, 放出659 kJ的热量,该反应的热化学方程式为 ____________。 答案:(1)SiH4(g)+2O2(g) ==== SiO2(s)+2H2O(l)
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【自主解答】选A。
知识点一:焓变、反应热 1.下列对化学反应的认识错误的是( )
A.必然会引起化学键的变化
B.必然会产生新的物质 C.必然引起物质状态的变化 D.必然伴随着能量的变化 【解析】选C。有新物质生成的反应是化学反应,其实 质是旧化学键的断裂和新化学键的形成,故A、B正 确;在化学反应中伴随着能量的变化,通常表现为热 量的变化,D正确;在化学反应中物质状态不一定变
(2)写出硅燃烧的热化学方程式____________。
△ (3)已知反应Si+2Cl2 == SiCl4,试比较1 mol硅转化生成SiCl4和 32 SiO2时的热效应大小。
答案:(1)+236 (2)Si(s)+O2(g) ==== SiO2(s)
ΔH=-994 kJ·mol-1
(3)生成SiO2放热较多
2 mol H2(g)和1 mol O2(g)的反应热? 提示:能。根据热化学方程式2H2(g)+ O2(g) ==== 2H2O (l) ΔH=-571.6 kJ/mol可知,2 mol H2(g)和 1 mol O2(g)的总能量比2 mol H2O (l)的总能量高
571.6 kJ,所以2 mol液态水分解产生2 mol H2 键能 变化