应为放热反应,但并不是不需要加热;当1 mol CO2(g) 和1 mol H2(g)
反应生成1 mol CO(g)和 1 mol H2O(g) 时,要吸收41 kJ热量。
【跟踪训练】 1.下列说法正确的是(
D )
A.焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化
B.当反应放热时Δ H>0,反应吸热时Δ H<0 C.在加热条件下发生的反应均为吸热反应
B.该反应为吸热反应
C.反应产物的焓大于反应物的焓 D.反应物的总能量小于反应产物的总能量
二、化学反应中能量变化的原因
1.微观角度——化学反应的本质
2.宏观角度
〚思考1〛 任何一个化学反应都有反应热吗? 提示:任何化学反应都有反应热,这是由于在化学反应过程中,当反应物分 子间的化学键断裂时,需要原子间的相互作用,这需要吸收能量;当原子重 新结合成生成物分子,即新化学键形成时,又要释放能量。 〚思考2〛 决定焓变(ΔH)正负及影响焓变大小的因素有哪些? 提示:决定焓变正负的因素:反应物与生成物焓的相对大小。
解析:因为 1 g 氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量 121 kJ,所以 1 mol H2 与
1 mol 2
O2 完全燃烧生成 1 mol 水蒸气时放出热量 242 kJ。而化学反应中之所以存在能量的 变化是因为在化学反应过程中存在旧键的断裂与新键的形成,其中旧键的断裂需要 吸收能量而新键的形成需要放出能量。发生上述反应 H2(g)+
探究一 吸热反应与放热反应比较与判断
教师参考
问题导引: 1.水加热变成水蒸气是吸热反应吗?
2.2H2(g)+O2 (g) 2H2O(l)是放热反应,从微观和宏观两个角度该如何 理解? 3.如何用ΔH表示放热反应与吸热反应?
1.放热反应与吸热反应比较
类型 比较 定义 形成原因 与化学键 的关系 表示方法 放热反应 释放能量的化学反应 反应物具有的总能量 大于生成物具有的总能量 生成物分子成键时释 放的总能量大于反应 物分子断键时吸收的总能量 Δ H<0 吸热反应 吸收能量的化学反应 反应物具有的总能量小于 生成物具有的总能量 生成物分子成键时释放 的总能量小于反应物 分子断键时吸收的总能量 Δ H>0
备选例题 CO(g)与H2O(g)反应的能量变化如图所示,有关两者反应的说法正确的是 ( B ) A.该反应为吸热反应 B.CO(g)和H2O(g)具有的总能量大于CO2(g)和H2(g)具有 的总能量 C.该反应不需要加热就能进行 D.1 mol CO2(g)和1 mol H2(g)反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2O(g)要放 出41 kJ热量 解析:由能量变化可知,反应产物的总能量比反应物的总能量低,该反
知识梳理
一、反应热与焓变
1.反应热
(1)定义:化学反应在一定条件下反应时所释放或吸收的 (2)焓和焓变 ①焓是与内能有关的物理量,符号用H表示。 热量 。
②焓变是生成物与反应物的焓值差,符号“ Δ H ”,常用单位 “ kJ/mol ”。
③恒压条件下的反应热 等于 焓变。
2.ΔH与吸热反应、放热反应的关系
A.194
B.391
C.516
D.658
解析:总反应为 N2 H4(g)+O2(g) 其中 N2H4 的结构为
N2(g)+2H2O(g)
ΔH=-534 kJ/mol,
,含 4 个 N—H 键,所以有:ΔH=反应物
键能之和-生成物键能之和,即-534 kJ/mol=(154+4x+500)kJ/mol2 752 kJ/mol,解得 x=391,选 B 项。
自主学习
【课标要求】 1.了解化学反应中能量转化的原因,能说出常见的能量转化形式。 2.了解反应热和焓变的含义,举例说明化学能与热能的转化。
知识衔接
1.某一化学反应是吸热反应还是放热反应,是由反应物和生成物的总能
量的相对大小决定的。
2.从化学键变化的角度分析,化学反应的本质是反应物分子内化学键的 断裂和生成物分子内化学键的形成。
解析: (1)1 mol H2在2 mol Cl2中燃烧,参加反应的H2和Cl2都是1 mol, 生成HCl 2 mol,则放出热量:431 kJ·mol-1×2 mol-436 kJ·mol-1× 1 mol-247 kJ·mol-1×1 mol=179 kJ。 (2)由于键能E(H—Cl)×2-E(Cl—Cl)>E(H—Br)×2-E(Br—Br)>E(H—I)
吸热反应;C选项没有说明断裂化学键时吸收的热量的多少,错误;D
选项图示表明了反应物的总能量大于生成物的总能量,属于放热反 应,正确。
探究二
ΔH的简单计算
教师参考
问题导引: 1.反应热与物质本身所具有的能量之间有怎样的关系? 2.反应热与化学键键能有怎样的关系? 3.ΔH有哪些计算方法?
【典例 2】 某些化学键的键能如下表(kJ·mol-1) 化学键 键能 H—H 436 Br—Br 193 I—I 151 Cl—Cl 247 H—Cl 431 kJ。 H—I 299 H—Br 356
D.一个化学反应中,当反应物总能量大于生成物总能量时,反应放热,Δ H
为“-”
解析:焓变与参加反应的物质的多少有关,与其化学计量数成正比,A
错;在反应中,物质所具有的总能量减少,反应就放热,ΔH<0,反之就 吸热,ΔH>0,B错;D对;在加热条件下发生的反应也可能是放热反应,
如燃烧反应,反应是吸热还是放热与反应条件无必然的联系。
3.常见的放热反应和吸热反应 放热反应„①物质的燃烧;②金属与酸(水)的反应;③中 | 和反应;④绝大多数化合反应;⑤铝热反应等 2CO; 吸热反应„①绝大多数分解反应;②C+CO2 ③C+H2O(g) CO+H2量的反应,如电解
Δ H=+131.3 kJ·mol
-1
2.吸热反应与放热反应判断
(1)必须是化学反应,不是一般物理吸热、放热过程。 (2)比较反应物、生成物总能量高低、大小。 (3)比较反应物、生成物总键能大小。 (4)对照常见的吸热反应、放热反应分析。
【典例1】 下列说法正确的是( ②放热反应在常温下一定很易发生
应热:ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和。
2.ΔH=E(生成物具有的总能量)-E(反应物具有的总能量)。
备选例题
肼(H2NNH2)是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如图所示。已知断裂 1 mol 化学键所需的能量(kJ): N—H 键所需能量(kJ)是(
B
942、 )
500、 N—N 154,则断裂 1 mol
(4)若形成新化学键释放的能量小于断裂旧化学键所需要吸收的能量,则反
2.由图分析,下列说法正确的是(
D
)
A.A B.A D.A
B+C 和 B+C B+C Δ H<0
A 两个反应吸收或放出的能量不等
C.A 具有的焓高于 B 和 C 具有的焓总和 B+C Δ H>0,则 B+C A Δ H<0
课堂探究
【跟踪训练】 1.已知 1 g 氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量 121 kJ,且氧气中 1 mol 键完全断裂时吸收热量 496 kJ,水蒸气中 1 mol H —O 键形成时放出 热量 463 kJ, 则氢气中 1 mol H—H 键断裂时吸收热量为( C A.920 kJ B.557 kJ C.436 kJ D.188 kJ )
(2)实例:1 mol H2与0.5 mol O2完全反应生成1 mol液态水时放出285.8 kJ 的热量,则该反应的焓变Δ H= -285.8 kJ/mol 。
【自我检测】 1.“焓”是指( A B.反应热的变化 C.化学键所具有的能量 ) A.物质所具有的能量
D.物质的一种化学性质
2.已知某反应的焓变小于零,下列说法正确的是( A A.该反应为放热反应 )
第一章 化学反应与能量 第一节 化学反应与能量的变化 第1课时 焓变 反应热
自主学习
课堂探究
教师参考
新课导入 导入一: 自动加热饭盒,在需要加热时,取一包发热粉倒入加热盒内,把饭盒按入加热盒, 从旁边的缝中注入少量清水,在几分钟内可使食品达到80摄氏度。同学们你能解 释其中的原理吗?你能设计实验检验发热粉是什么吗? 导入二: 同学们,通过我们前面必修1和必修2的学习,你能回答这些问题吗? (1)什么是放热反应?什么是吸热反应? (反应过程中,有热量放出的反应叫放热反应,反应过程中需要吸收热量的反应叫 做吸热反应。) (2)你已经学过哪些放热反应?哪些吸热反应? (物质的燃烧、酸碱中和反应、铝热反应等都是放热反应;碳与水蒸气的反应等 属于吸热反应。) (3)化学反应的实质是什么? (化学反应的本质是旧化学键的断裂、新化学键的生成过程。) 那么化学键与化学反应中能量变化又有怎样的关系呢?让我们带着这些疑问走进 今天的课堂吧。
借题发挥 放热反应、吸热反应判断的依据与误区 1.吸热反应、放热反应判断的“两大依据” 理论依据:反应物与生成物总能量的相对大小。
计算依据:断裂化学键吸收总能量与形成化学键放出总能量的相对大小。
2.吸热反应、放热反应判断的“两大误区” 误区一:与反应条件有关,只要加热就是吸热反应,如木炭点燃需加热。 误区二:只要吸热就是吸热反应,只要放热就是放热反应。如水蒸气液化、浓 硫酸溶解放出热量,水汽化吸收热量。
影响焓变大小的因素:①参加反应的物质的物质的量的多少;②反应体系中
物质的聚集状态;③物质的温度和压强。
【自我检测】 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”): (1)化学反应旧化学键断裂时吸收能量,新化学键形成时释放能量。( (2)当反应放热时,Q>0。( ) ) (3)NaOH固体溶于水时放出的热量也属于反应热。( 应放热。( 答案: (1)√ ) (2)× (3)× (4)× )