化學反應與能量
化學反應的實質(zhì)是反應物化學鍵的斷裂和生成物化學鍵的形成,化學反應過程中伴隨著能量的釋放或吸收。
一、焓變
(1)反應熱的概念:
當化學反應在一定的溫度下進行時,反應所釋放或吸收的熱量稱為該反應在此溫度下的熱效應,簡稱反應熱。用符號Q表示。
(2)反應熱與吸熱反應、放熱反應的關系。
Q>0時,反應為吸熱反應;Q<0時,反應為放熱反應。
(3)反應熱的測定
測定反應熱的儀器為量熱計,可測出反應前后溶液溫度的變化,根據(jù)體系的熱容可計算出反應熱,計算公式如下:Q=-C(T2-T1)式中C表示體系的熱容,T1、T2分別表示反應前和反應后體系的溫度。實驗室經(jīng)常測定中和反應的反應熱。
2、化學反應的焓變
(1)反應焓變
物質(zhì)所具有的能量是物質(zhì)固有的性質(zhì),可以用稱為“焓”的物理量來描述,符號為H,單位為kJ·mol-1。
反應產(chǎn)物的總焓與反應物的總焓之差稱為反應焓變,用ΔH表示。
(2)反應焓變ΔH與反應熱Q的關系。
對于等壓條件下進行的化學反應,若反應中物質(zhì)的能量變化全部轉(zhuǎn)化為熱能,則該反應的反應熱等于反應焓變,其數(shù)學表達式為:Qp=ΔH=H(反應產(chǎn)物)-H(反應物)。
(1).符號:
ΔH>0,反應吸收能量,為吸熱反應。
ΔH<0,反應釋放能量,為放熱反應。
(6)反應焓變與熱化學方程式:
把一個化學反應中物質(zhì)的變化和反應焓變同時表示出來的化學方程式稱為熱化學方程式,如:H2(g)+O2(g)=H2O(l);ΔH(298K)=-285.8kJ·mol-1
下表中的數(shù)據(jù)是破壞1
物質(zhì) | H2(g) | O2(g) | H2O(g) |
能量 | 436 | 496 | 926 |
1.反應2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)是放熱(填“吸熱”或“放熱”)反應,這說明2
2.請用圖示表示出2
3.根據(jù)表中數(shù)據(jù),寫出H2(g)與O2(g)完全反應生成H2O(g)的熱化學方程式:2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-484
4.若已知:H2O(g)===H2O(l) ΔH=-44
☆
③
⑤
☆
③
有下列變化:①H2在Cl2中燃燒 ②碳酸鈣分解 ③鋁熱反應 ④酸堿中和反應 ⑤緩慢氧化 ⑥Na2CO3水解 ⑦NaOH固體溶于水 ⑧鐵和稀H2SO4反應 ⑨Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反應 ⑩工業(yè)合成氨
1.屬于放熱反應的有:①③④⑤⑧⑩,這些反應的進行,實現(xiàn)了化學能向熱能的轉(zhuǎn)變。
2.屬于吸熱反應的有:②⑥⑨,這些反應的進行,實現(xiàn)了熱能向化學能的轉(zhuǎn)變。
二、熱化學方程式
書寫熱化學方程式應注意以下幾點:
①化學式后面要注明物質(zhì)的聚集狀態(tài):固態(tài)(s)、液態(tài)(l)、氣態(tài)(g)、溶液(aq)。
②化學方程式后面寫上反應焓變ΔH,ΔH的單位是J·mol-1或
③熱化學方程式中物質(zhì)的系數(shù)加倍,ΔH的數(shù)值也相應加倍。反應逆向進行,△H改變符號,數(shù)值不變
三、燃燒熱
1.概念:25
※注意以下幾點:
①研究條件:101
②反應程度:完全燃燒,產(chǎn)物是穩(wěn)定的氧化物。
③燃燒物的物質(zhì)的量:1
④研究內(nèi)容:放出的熱量。(ΔH<0,單位kJ/mol)
四、中和熱
1.概念:在稀溶液中,酸跟堿發(fā)生中和反應而生成1mol
2.強酸與強堿的中和反應其實質(zhì)是H+和OH-反應,其熱化學方程式為:
H+(aq)
3.弱酸或弱堿電離要吸收熱量,所以它們參加中和反應時的中和熱小于57.3kJ/mol。
4.中和熱的測定實驗
1、蓋斯定律
對于一個化學反應,無論是一步完成,還是分幾步完成,其反應焓變一樣,這一規(guī)律稱為蓋斯定律。
2、利用蓋斯定律進行反應焓變的計算。
常見題型是給出幾個熱化學方程式,合并出題目所求的熱化學方程式,根據(jù)蓋斯定律可知,該方程式的ΔH為上述各熱化學方程式的ΔH的代數(shù)和。
1. 已知:
A.CH3OH(g)+3/2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-192.9
B.H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44
請寫出32
答案 CH3OH(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-280.9
2. 化學鍵的鍵能是指氣態(tài)原子間形成1
| 鍵能 | | 鍵能 | | 鍵能 |
H—H | 436 | Cl—Cl | 243 | H—Cl | 431 |
S===S | 255 | H—S | 339 | C—F | 427 |
由熱化學方程式H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-183
答案 化學反應的反應熱等于反應物的鍵能之和與生成物的鍵能之和的差 吸收 4.5
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