2.放热反应和吸热反应
(1)放热反应:即有热量放出的化学反应,其反应物的总能量大于生成物的总能量。
(2)吸热反应:即吸收热量的化学反应,其反应物的总能量小于生成物的总能量。
1.定义:化学反应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)来表示,称为焓变(ΔH),单位:kJ/mol 或 kJ•mol-1
在化学反应中,旧键的断裂需要吸收能量 ,而新键的形成则放出能量。总能量的变化取决于上述两个过程能量变化的相对大小。
任何一个化学反应中,反应物所具有的总能量与生成物所具有的总能量总不会相等的。在新物质产生的同时总是伴随着能量的变化。
注意:
(1) 反应热和键能的关系
例如:1molH2和1molCl2反应生成2molHCl的反应热的计算。
1moLH2分子断裂开H-H键需要吸收436kJ的能量;1molCl2分子断裂开Cl-Cl键需要吸收243kJ的能量,而2molHCl分子形成2molH-Cl键放出431kJ·mol-1×2mol=862kJ的能量,所以,该反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的反应热
△H===生成物分子形成时释放的总能量-反应物分子断裂时所需要吸收的总能量
===862kJ·mol--436 kJ·mol-1-243 kJ·mol-1
===183kJ·mol-1
由于反应后放出的能量使反应本身的能量降低,故规定△H=反应物的键能总和-生成物的键能总和
(2)反应焓变与反应条件的关系
焓是科学家们为了便于计算反应热而定义的一个物理量,它的数值与物质具有的能量有关。对于一定量的纯净物质,在一定的状态(如温度、压强)下,焓有确定的数值。在同样的条件下,不同的物质具有的能量也不同,焓的数值也就不同;同一物质所处的环境条件(温度、压强)不同,以及物质的聚集状态不同,焓的数值也不同。焓的数值的大小与物质的量有关,在相同的条件下,当物质的物质的量增加一倍时,焓的数值也增加一倍。因此,当一个化学放映在不同的条件下进行,尤其是物质的聚集状态不同时,反应焓变是不同的。
3、盖斯定律:化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与具体反应进行的途径无关。这就是盖斯定律。利用盖斯定律可以间接计算反应热。
例如:C(s)+O2(g)=CO2(g);△H1
C(s)+O2(g)=CO(g);△H2 CO(g)+O2(g)=CO2(g);△H3
依盖斯定律有:△H1=△H2+△H3。
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第1课时 化学反应的焓变
2、吸热反应:反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量,热量的多少等于生成物具有的总能量与反应物具有的总能量的差值。常见的吸热反应有:水解反应、结晶水合物失水的反应、碳与二氧化碳或与水蒸气的反应等
物质的能量越低,性质就越稳定;物质的能量越高,性质就越活泼。物质的化学能是化学键的能
量,通过化学键的键能可计算反应热。
如:反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g);△H。△H == E(H-H)+E(Cl-Cl)-2E(H-Cl)。
1、放热反应:反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量,热量的多少等于反应物具有的总能量与生成物具有的总能量的差值。常见的放热反应有:燃烧、中和反应、常温下能自发发生的绝大多数的各类反应。
3、书写热化学方程式注意事项:
a. 注明反应的温度和压强(若在101kPa和298K条件下进行,可不予注明),注明△H的“+”与“-”,放热反应为“-”,吸热反应为“+”。
b. △H写在方程式右边,并用“;”隔开。
c. 必须标明物质的聚集状态(气体用“g”,液体用“l”,固体用“s”,溶液用“aq”)。若用同素异形体要注明名称。
d. 各物质前的计量系数不表示分子数目只表示物质的量的关系。△H与计量数成正比关系。同样的反应,计量系数不同,△H也不同,例如:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);△H=-483.6kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)=H2O(g);△H=-241.8kJ·mol-1
上述相同物质的反应,前者的△H是后者的两倍。
燃烧热和中和热:在101kPa时,1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。在稀溶液里,酸跟碱发生中和反应而生成1mol 液态H2O,这时的反应热叫做中和热。燃烧热的热化学方程式强调燃烧物前的计量数为1,中和热强调热化学方程式中水前的计量数为1。燃烧热要强调生成稳定的氧化物,如:生成液态水。
如:H2的燃烧热的热化学方程式:H2(g)+O2(g)=H2O(l);△H=-286kJ·mol-1
中和热的热化学方程式:
NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l);△H=-57.3kJ·mol-1
2、影响反应热大小的因素
①反应热与测定条件(温度、压强等)有关。不特别指明,即指25℃,1.01×105Pa(101kPa)测定的。中学里热化学方程式里看到的条件(如:点燃)是反应发生的条件,不是测量条件。
②反应热的大小与物质的集聚状态有关。
③反应热的大小与物质的计量数有关。
在反应:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);△H1=-a kJ·mol-1中,2molH2燃烧生成气态水放出的热量a kJ,该反应的反应热是a kJ·mol-1,该反应的△H是-a kJ·mol-1。注意这三个单位。
1、反应热:化学反应都伴有能量的变化,常以热能的形式表现出来,有的反应放热,有的反应吸热。反应过程中放出或吸收的热叫做反应热。反应热用符号△H表示,单位是kJ/mol或(kJ·mol-1)。放热反应的△H为“-”,吸热反应的△H为“+”。反应热(△H)的确定常常是通过实验测定的。
注意:在进行反应热和△H的大小比较中,反应热只比较数值的大小,没有正负之分;而比较△H大小时,则要区别正与负。
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);△H1=-a kJ·mol-1 反应热:a kJ·mol-1,△H:-a kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H2=-b kJ·mol-1 反应热:b kJ·mol-1,△H:-b kJ·mol-1
a与b比较和△H1与△H2的比较是不一样
8A、课本45页习题3。
9A、课本45页习题4。
10B、课本45页习题5。
11B、《导读与训练》P86同步训练题7。
12C、导读与训练87页拓展探究题12。
13D、《导读与训练》P85.例2
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