人教版高中化学选择性必修第一册
第一章
【重难点】:
一、反应热、焓变
1.反应热:当反应物与生成物温度相等时,化学反应过程中释放或吸收的热量被称为化学反应的热效应,通常简称为反应热。
①焓的意义:焓是衡量物质能量的物理量,符号为H,通过其变化描述与反应热相关的能量转换。
②焓变:表示反应产物的总焓与反应物的总焓之差,符号用ΔH表示。
a、数学表达式:ΔH
b、单位:
c、意义:在特定条件下,焓变(ΔH)可用来判断反应是吸热还是放热。
a、发生变化的物质的焓变,在其他条件一定时与变化物质的物质的量成正比。
b、焓变与反应物、生成物之间的温度、压强有关。
c、物质在固态、液态、气态之间进行转换时也伴随能量的变化,所以焓变与物质的聚集状态有关。
3、反应热与焓变的关系:ΔH是化学反应在恒定压强下且不与外界进行电能、在光能等其他能量转化过程中,恒压条件下反应的反应热Q即为焓变。高中阶段二者通用。
二、化学反应过程中的能量变化
化学反应过程中,不仅有物质的变化,还有能量的变化。这种能量的变化常以热能、电能、光能等形式表现出来。
2、
以1molH2与1molCl2反应生成2molHCl时放出kJ的热量为例,从微观角度解释化学反应过程中的能量变化。
解答此反应过程的能量变化可表示如下:
A、化学键断裂时需要吸收能量,吸收的总能量为679kJ。
B、化学键形成时需要释放能量释放的总能量为862kJ。
C、反应热的计算:862kJ-679kJ=183kJ,即放出183kJ的能量。显然,分析结果与实验测得的该反应的反应热kJ·mol-1很接近(一般用实验数据来表示反应热)。
1、化学反应过程中能量变化的微观本质是:化学键的断链和形成时的能量差别是化学反应伴随能量变化的本质原因。
由键能求焓变的公式:ΔH=E(反应物的总键能)-
2、
①放热反应:反应完成时,生成生成物释放的总能量大于反应物吸收的总能量。反应后释放热量给环境,导致体系能量降低,因此ΔH0或表示为“-”。
②吸热反应:反应完成时,生成物释放的总能量小于反应物吸收的总能量。反应后吸收环境热量导致体系能量增加,因此ΔH大于0或表示为“+”。
(2)、
当反应物的总能量高于生成物时,反应过程中主要释放热量,这种反应被称为放热反应。相反,当反应物的总能量低于生成物的总能量时,反应物需吸收热量以转化为生成物,这种过程称为吸热反应。(如下图)
放热反应
②由物质的能量求焓变的公式:
ΔH=E(产物的总能量)-
比较ΔH的大小时,要连同“+”、“-”包含在内,类似于数学上的正负数比较。如果只比较反应放出热量的多少,则只须比较数值大小,与“+”、“-”无关。
1.放热反应:燃烧、中和反应、金属的氧化、金属与酸或水的反应、由不稳定物质转变为稳定物质的反应等。
2.吸热反应:盐类的水解、C与CO2或H2O的反应、CaCO3的分解、Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应、由稳定物质转变成不稳定物质的反应等。
化学反应普遍遵循“分吸合放”的规律,其中多数分解反应吸热,多数化合反应放热。鉴于吸热反应相对较少,务必熟记常见的吸热反应实例。
②放热反应或吸热反应必须属于化学变化。醋酸的电离过程虽然吸热,但不应视为吸热反应,仅可称为吸热过程;同样,水蒸气转化为液态水也不应视为放热反应。
③不同化学反应发生的条件不同,有的常温下就可以发生,有的则需要加热。因此,人们常误认为加热条件下发生的反应为吸热反应,而常温下进行的反应则被误认为是放热反应。其实两者之间无必然联系,常温下进行的反应可能是放热反应,如中和反应;也可能是吸热反应,如NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O的反应。加热条件下进行的反应,可能是吸热反应,如C+CO2==2CO;也可能是放热反应,如C+O2==CO2。放热反应在撤去热源后仍可继续进行,而吸热反应则需持续加热才能维持反应。如前所述,反应吸热或放热主要取决于反应物总能量与生成物总能量的相对高低,而非受反应条件的影响。
三、热化学方程式
1.概念:能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。
2.表示意义:热化学方程式不仅描述了物质变化,还揭示了能量变化。
3、热化学方程式与普通化学方程式的区别
化学方程式
热化学方程式
化学
计量数
是整数,既可表示粒子个数,又可表示该物质的物质的量
既可以是整数,也可以是分数,只表示该物质的物质的量
状态
不要求注明
必须在化学式后注明
正负号
及单位
无
必须注明
意义
表明了化学反应中的物质变化
不仅表明了化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中的能量变化
4、书写热化学方程式的注意事项
①ΔH应置于标有反应物和生成物状态的化学方程式右侧,与之用空格隔开。若为放热反应,ΔH为“-”;若为吸热反应,Δ