第一节 化学能与热能
考纲定位 1.了解化学反应中能量转化的原因及常见的能量转化形式。 2.了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。 3.了解热化学方程式的含义,能正确书写热化学方程式。 4.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。 5.了解焓变(ΔH)与反应热的含义。了解活化能的概念。 6.理解盖斯定律,并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。 要点网络
1
焓变 热化学方程式
1.化学反应中的能量变化
(1)化学反应中的两大变化:物质变化和能量变化。 (2)化学反应中的两大守恒:质量守恒和能量守恒。 (3)化学反应中的能量转化形式 ①吸热反应:热能―→化学能。 ②放热反应:化学能―→热能。 ③光合作用:光能―→化学能。
④燃烧反应:化学能―→热能,化学能―→光能。 ⑤原电池反应:化学能―→电能。 ⑥电解池反应:电能―→化学能。 (4)化学反应的实质与特征
2
2.焓变、反应热 (1)焓(H)
用于描述物质所具有能量的物理量。 (2)焓变(ΔH)
ΔH=H(生成物)-H(反应物)。单位kJ·mol或kJ/mol。 (3)反应热
指当化学反应在一定温度下进行时,反应所放出或吸收的热量,通常用符号Q表示,单位kJ·mol。
(4)焓变与反应热的关系
对于恒压条件下进行的化学反应,如果反应中物质的能量变化全部转化为热能,则有关系:ΔH=Qp。
3.吸热反应和放热反应
(1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析,如图所示。
-1
-1
(2)从反应热的量化参数——键能的角度分析
3
提醒:熟记常见的放热与吸热反应
放热反应:①可燃物的燃烧;②酸碱中和反应;③大多数化合反应;④金属跟水或酸的置换反应;⑤物质的缓慢氧化;⑥铝热反应。
吸热反应:①大多数分解反应;②盐类的水解反应;③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应;④碳和水蒸气、C和CO2的反应。
注意:有能量变化的物理变化不属于放热或吸热反应。 4.活化能与焓变的关系
(1)E1为正反应活化能,E2为逆反应活化能,ΔH=E1-E2;
(2)催化剂能降低正、逆反应的活化能,能提高反应物活化分子百分含量,但不影响焓变的大小。
5.热化学方程式
(1)定义:表示参加反应物质的物质的量和反应热的关系的化学方程式。
4
(2)意义: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。 如2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol表示在25 ℃、101 kPa条件下,2_mol_H2和1_mol__O2反应生成2_mol液态水时放出571.6_kJ的热量。
[基础判断]
(1)放热反应不需要加热就能反应,吸热反应不加热就不能反应。( ) (2)燃烧反应既有热能的变化又有光能的变化。( )
(3)同温同压下,反应H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同。( ) (4)N2(g)+3H2(g)物质的量无关。( )
(5)可逆反应的ΔH(正反应)与ΔH(逆反应)互为倒数。( ) [答案] (1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)× [知识应用]
1.已知:2SO2(g)+O2(g)
-1
-1
2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol中的ΔH与可逆反应、反应物的
-1
2SO3(g) ΔH=-a kJ·mol,该反应的正反应活化能
-1
-1
为b kJ·mol,则该反应的逆反应活化能为________kJ·mol。
[答案] a+b
2.常温常压下,1 g H2完全燃烧,放出a kJ的热量,则H2燃烧的热化学方程式为______________________________________。
1-1[答案] H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-2a kJ·mol
23.H2与ICl的反应分①、②两步进行,其能量曲线如图所示。
(1)反应①、②分别属于________反应、________反应,反应①、②谁的反应较快?________。
(2)总反应的热化学方程式为_____________________________________
5