化學反應熱效應

第一節(jié)化學反應和能量變化【重難點】：反應熱與鍵能，熱化學方程式的書寫和反應熱與鍵能【知識點】一、反應熱、焓變反應熱：當反應物和生成物的溫度相同時，化學反應過程中所釋放或吸收的熱量，叫做化學反應的熱效應，化學反應的熱效應一般稱為反應熱。焓與焓變的含義焓的意義：焓是一個物理量，用來表示物質所具有的能量，符號為H,用焓的變化來描述與反應熱有關的能量變化。焓變：表示反應產物的總焓與反應物的總焓之差，符號用AH表示。a、數(shù)學表達式：AH=H（反應產物）-H（反應物）b、單位：kJ/mol或（kJ?mo|T）c、意義：在一定條件下，可以通過焓變（AH）來確定一個反應是吸熱反應還是放熱反應。影響焓變的因素a、發(fā)生變化的物質的焓變，在其他條件一定時與變化物質的物質的量成正比。b、焓變與反應物、生成物之間的溫度、壓強有關。c、物質在固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之間進行轉換時也伴隨能量的變化，所以焓變與物質的聚集狀態(tài)有關。反應熱與焓變的關系：AH是化學反應在恒定壓強下且不與外界進行電能、光能等其他能量的轉化時的反應熱，即恒壓條件下進行的反應的反應熱Q就是焓變。高中階段二者通用。二、化學反應過程中的能量變化化學反應過程中能量變化的表現(xiàn)形式化學反應過程中，不僅有物質的變化，還有能量的變化。這種能量的變化常以熱能、電能、光能等形式表現(xiàn)出來。2、化學反應中的能量變化⑴從鍵能的角度分析化學反應中能量的變化（微觀角度）以1molH2與1molCl2反應生成2molHCl時放出184.6kJ的熱量為例，從微觀角度解釋化學反應過程中的能量變化。解答此反應過程的能量變化可表示如下：A、化學鍵斷裂時需要吸收能量，吸收的總能量為679kJ。B、化學鍵形成時需要釋放能量釋放的總能量為862kJ。C、反應熱的計算：862kJ—679kJ=183kJ,即放出183kJ的能量。顯然，分析結果與實驗測得的該反應的反應熱184.6kJ?mo|T很接近（一般用實驗數(shù)據(jù)來表示反應熱）?！拘〗Y】1、化學反應過程中能量變化的微觀本質是：化學鍵的斷鏈和形成時的能量差別是化學反應伴隨能量變化的本質原因。由鍵能求焓變的公式：AH=E（反應物的總鍵能）-E（產物的總鍵能）2、AH的正負和吸放熱反應的關系放熱反應：反應完成時，生成生成物釋放的總能量大于反應物吸收的總能量。由于反應后放出熱量（釋放給環(huán)境）而使反應體系的能量降低，故AH<0或AH為“一”。吸熱反應：反應完成時，生成物釋放的總能量小于反應物吸收的總能量。由于反應后吸收環(huán)境熱量而使反應體系的能量升高，故AH>0或AH為"+”。（2）、從物質所具有的能量角度分析化學反應中能量的變化（宏觀角度）如果反應物所具有的總能量大于生成物所具有的總能量，那么由反應物轉化成生成物時能量主要轉變成熱量形式放出，這是放熱反應。反之，如果反應物所具有的總能量小于生成物所具有的總能量，反應物就需要吸收熱量才能轉化為生成物，這是吸熱反應。（如下圖）

放熱反應吸熱過程②由物質的能量求焓變的公式：AH=E（產物的總能量）-E（反應物的總能量）3）放熱反應和吸熱反應的比較''比較＜型放熱反應吸熱反應定義釋放熱量的化學反應吸收熱量的化學反應形成原因反應物具有的總能量大于生成物具有的總能量反應物具有的總能量小于生成物具有的總能量與化學鍵強弱的關系生成物分子成鍵時釋放的總能量大于反應物分子斷鍵時吸收的總能量生成物分子成鍵時釋放的總能量小于反應物分子斷鍵時吸收的總能量表示方法AHvOAH>0圖示能量f反應物、籍冊為“一”弋弋或酗＜0生成物反應過趙能量］生成物吸收丿鮎為“+”熱量/或冊＞0|反應物反應過翟實例H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)AH=—184.6kJ?mol-1C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)AH=+131.3kJ-mol—1［特別提醒］比較AH的大小時，要連同“+”、“一”包含在內，類似于數(shù)學上的正負數(shù)比較。如果只比較反應放出熱量的多少，則只須比較數(shù)值大小，與“＋”、“－”無關。(4)常見的放熱反應和吸熱反應1．放熱反應：燃燒、中和反應、金屬的氧化、金屬與酸或水的反應、由不穩(wěn)定物質轉變?yōu)榉€(wěn)定物質的反應等。2.吸熱反應：鹽類的水解、C與CO2或H2O的反應、CaCO3的分解、Ba(OH)2?8H2O與NH4CI的反應、由穩(wěn)定物質轉變成不穩(wěn)定物質的反應等。［特別提醒］化學反應總體遵循“分吸合放”規(guī)律，即大多數(shù)分解反應吸熱，大多數(shù)化合反應放熱，且化學反應中吸熱反應占少數(shù)，所以務必記住常見的吸熱反應。放熱反應或吸熱反應必須屬于化學變化。如醋酸的電離雖然要吸熱，但不能稱為吸熱反應，只能稱為吸熱過程；同樣，水蒸氣轉變成液態(tài)水，也不能稱為放熱反應。不同化學反應發(fā)生的條件不同，有的常溫下就可以發(fā)生，有的則需要加熱。因此往往容易把在加熱條件下進行的反應認為是吸熱反應，而在常溫下進行的反應認為是放熱反應。其實兩者之間無必然聯(lián)系，常溫下進行的反應可能是放熱反應，如中和反應；也可能是吸熱反應，如NH4Cl與Ba(OH)2?8H2O的反應。加熱條件下進行的反應，可能是吸熱反應，如C+CO2==2CO；也可能是放熱反應，如C+O2==C02。兩者的區(qū)別是放熱反應撤去熱源后仍能進行，吸熱反應必須持續(xù)加熱才能繼續(xù)進行。由上可見，反應吸熱還是放熱與反應條件無關，而是由反應物總能量與生成物總能量的高低決定的。三、熱化學方程式概念：能表示參加反應物質的量和反應熱的關系的化學方程式，叫做熱化學方程式。表示意義：熱化學方程式不僅表明了化學反應中的物質變化，也表明了化學反應中的能量變化。熱化學方程式與普通化學方程式的區(qū)別化學方程式熱化學方程式化學是整數(shù)，既可表示粒子個數(shù)，既可以是整數(shù)，也可以是分數(shù)，只表計量數(shù)又可表示該物質的物質的量示該物質的物質的量狀態(tài)不要求注明必須在化學式后注明正負號及單位無必須注明意義表明了化學反應中的物質變化不僅表明了化學反應中的物質變化，也表明了化學反應中的能量變化4、書寫熱化學方程式的注意事項.AH只能寫在標有反應物和生成物狀態(tài)的化學方程式的右邊，并用“空格”隔開。若為放熱反應，AH為"一”；若為吸熱反應，AH為"+”。AH的單位一般為kJ?mol--.注意反應物和產物的聚集狀態(tài)不同，反應熱數(shù)值不同。物質的氣、液、固三態(tài)的變化與反應熱的關系如下圖，因此，必須注明物質的聚集狀態(tài)(s、I、g)才能完整地體現(xiàn)出熱化學方程式的意義。熱化學方程式中不用標“個”或“①吸熱驚*液體輕弩>U體放熱放熱丨放熱.AH的單位"kJmol-1”的含義。并不是指每摩爾具體物質反應時伴隨的能量變化是多少千焦，而是指給定形式的具體反應以各物質的化學計量數(shù)來計量其物質的量時伴隨的能量變化。如2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)AH=-483.6kJmol-1中的反應熱是指每摩爾反應，放出的熱量為483.6kJ。因此AH與化學方程式的寫法有關，如果化學計量數(shù)加倍，則AH也要加倍。當反應逆向進行時，其反應熱與正反應的反應熱數(shù)值相等，符號相反。例如：已知H2(g)+O2(g)=H2O(I)AH=-285.8kbmol-1,則2H2(g)+O2(g)=2H2O(I)AH=-571.6kJ?moI-i；H2O(I)=H2(g)+O2(g)AH=+285.8kj?mol-四、中和熱的測定與計算中和熱測定實驗的注意事項整個實驗過程中應把好兩關：①隔熱關。如量熱計保溫層內隔熱填充材料要填滿；蓋板上的兩孔只需要正好使溫度計和環(huán)形玻璃棒通過即可；倒入NaOH溶液要迅速，盡可能減少實驗過程中的熱量損失。②準確關。如配制溶液的濃度要準確；NaOH溶液要新制；量取溶液體積時讀數(shù)要準確；對溫度計的讀數(shù)要讀到最高點。中和熱的計算由50mL0.50moM-1鹽酸與50mL0.55moM-1NaOH溶液進行實驗，根據(jù)所測結果,計算中和反應的中和熱為：

岀=Cx岀=CxAtx10-30025—kJ?mol-1（C為生成溶液的比熱容）［特別提醒］中和熱的測量中堿稍過量的原因是保證酸能完全反應，計算時應以不足的酸作