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一、焓变、反应热
1.焓与焓变
2.焓变与反应热的关系
等压条件下(反应热在不做其他功的情况下),化学反应的焓变 化学反应的反应热。
等于
1.从物质所具有的能量角度
如果反应物所具有的总能量高于生成物的总能量,发生化学反应时,有一部分能量就会以热能的形式释放出来,是放热反应;反之则是吸热反应。即E总(反应物)>E总(生成物),为放热反应;E总(反应物)解读:
2.从化学键键能的角度
化学键的断裂要吸收能量,形成新化学键要释放能量,若反应物断键所吸收的总能量大于生成物成键所释放的总能量,则为吸热反应,反之则为放热反应。即E总(断键)>E总(成键),为吸热反应;E总(断键)吸热过程
放热过程
化学键与化学反应中能量变化的关系
化学反应遵守能量守恒定律,用E表示物质本身的能量,Q表示从外界吸收或放出的能量,则有E(反应物)+Q吸=E(生成物)+Q放 (Q吸也可理解为反应物中化学键断裂吸收的能量,Q放为生成物中化学键形成放出的能量)。那么ΔH=E(生成物)-E(反应物)=Q吸-Q放。
[例1] 已知:①1 mol H2分子中化学键断裂时需要吸收 436 kJ的能量 ②1 mol Cl2分子中化学键断裂时需要吸收 243 kJ的能量 ③由H原子和Cl原子形成 1 mol HCl分子时释放 431 kJ的能量。下列叙述正确的是 ( )
A.氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体,反应的
ΔH=+183 kJ/mol
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 1 mol 氯化氢气体,反应的
ΔH=-183 kJ/mol
D.1 mol H2和1 mol Cl2的总能量比 2 mol HCl的总能
量低183 kJ
B
判断化学反应放热或吸热的方法
(1)根据ΔH的“+”和“-”判断。
ΔH为“+”为吸热反应,ΔH为“-”为放热反应。
(2)根据反应物和生成物的总能量差判断。
若E(反应物)>E(生成物),为放热反应;若E(生成物)>E(反应物),则为吸热反应。
解读:
(3)根据反应物和生成物的键能差判断。
若反应物的总键能大于生成物的总键能,则为吸热反应;若生成物的总键能大于反应物的总键能,则为放热反应。
(4)根据反应类型或具体的化学反应判断。
常见的吸热反应和放热反应
(1)常见的放热反应有:
①活泼金属与H2O或酸的反应,如2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑;
②酸碱中和反应,如 2KOH+H2SO4===K2SO4+2H2O;
[注意]
(1)需要加热才能进行的反应不一定都是吸热反应,如木炭的燃烧。
(2)常温下就能进行的反应不一定都是放热反应,如氢氧化钡晶体和氯化铵固体的反应。
(3)任何化学反应都伴随着能量变化,但能量变化不一定都表现为热量变化,还可能以声、光、电等形式表现出来。
1.判断正误(正确打“√”号,错误打“×”号)。
(1)化学变化过程是原子的重新组合过程。 ( )
(2)化学反应可分为吸热反应和放热反应。 ( )
(3)化学反应中的能量变化都是以热能形式表现出来的( )
(4)吸热反应过程是化学能转变为热能的过程。( )
(5)生成物总能量高于反应物总能量的反应是吸热反应.( )
答案:(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)√
巩固练习
2.下列说法正确的是 ( )
A.反应热就是反应中放出的热量
B.当反应放热时ΔH>0,反应吸热时ΔH<0
C.一个化学反应中,当反应物的总能量大于生成
物的总能量时,反应放热,ΔH为“-”
D.一个化学反应中,生成物总键能大于反应物的
总键能时,反应吸热,ΔH为“+”
分析:反应热也指反应中吸收的热量,A错;在反应中生成物比反应物所具有的总能量减少,反应就放热,反之就吸热,C对;化学反应的实质是旧化学键的断裂,新化学键的形成,断键时吸收能量即反应物键能,成键时放出能量即生成物键能,后者大,则反应为放热反应,ΔH为“-”,D错。
答案:C
3.下图所表示的反应是吸热反应的是( )
分析:当生成物的总能量大于反应物总能量时,该反应为吸热反应。答案:A
4.
(1)从该图中你能获得什么信息?
(2)你能计算出该反应过程中能量变化为多少吗?
分析:(1)由图可知断裂1 mol H—H键要吸收436 kJ的能量,断裂 1 mol Cl—Cl 键要吸收243 kJ的能量,H原子与Cl 原子结合生成1 mol HCl 时放热431 kJ的能量。
(2)生成2 mol HCl放出的能量为:431 kJ×2-436 kJ-
243 kJ=183 kJ。
答案:(1)发生化学反应,反应物断裂化学键需吸收能量,生成物形成化学键需放出能量 (2)放出183 kJ的能量
[例2] 下列图示变化为吸热反应的是( )
A
(1)反应在恒压条件下进行时,反应热又称焓变,符号为ΔH,单位:kJ/mol。ΔH=H(生成物)-H(反应物)。
(2)ΔH为“-”或ΔH<0,为放热反应;ΔH为“+”或ΔH>0,为吸热反应。
(3)反应物的总能量大于生成物的总能量时,该反应为放热反应,反之,该反应为吸热反应;反应物的键能总和小于生成物的键能总和时,该反应为吸热反应,反之,放热反应。
小结:
(4)ΔH=E(生成物)-E(反应物)=反应物中化学键断裂吸收的能量和-生成物中化学键生成放出的能量和。
(5)利用键能数据计算反应热时,要准确计算化学键断裂或生成的数量。