新人教版高中化学选修4第一章化学反应与能量第一节第1课时焓变反应热学案
- 格式:doc
- 大小:685.50 KB
- 文档页数:12
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[学习目标定位] 1.熟知能量转化形式及反应热和焓变的含义、吸热反应和放热反应的本质。
2.学会热化学方程式的书写与应用。
一焓变反应热1.化学反应的基本特征:一是物质发生了变化,二是能量发生了变化。
2.H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)反应的能量变化如图所示:由图可知,1 mol H2分子中的化学键断裂吸收的能量是436 kJ,1 mol Cl2分子中的化学键断裂吸收的能量是243 kJ,2 mol HCl分子中的化学键形成释放的能量是862 kJ,则H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的反应放出的热量为183 kJ。
3.反应热、焓变的概念(1)反应热是化学反应在一定条件下所释放或吸收的热量,符号是ΔH,单位是kJ·mol-1或kJ/mol。
(2)焓(H)是与内能有关的物理量,焓变(ΔH)是生成物与反应物的焓值差。
4.ΔH的正、负和吸热、放热反应的关系(1)放热反应是反应完成时,生成物释放的总能量大于反应物吸收的总能量的反应。
由于反应后放出热量(释放给环境)而使反应体系的能量降低,故ΔH<(填“<”或“>”)0,即ΔH 为-(填“+”或“-”)。
(2)吸热反应是反应完成时,生成物释放的总能量小于反应物吸收的总能量的反应。
由于反应时吸收环境能量而使反应体系的能量升高,故ΔH>(填“<”或“>”)0,即ΔH为+(填“+”或“-”)。
5.有下列反应:①氧化钙与水反应②碳酸氢钠受热分解③硫酸与氢氧化钠溶液混合④燃烧煤炭取暖⑤钠与水反应⑥胆矾受热失去结晶水,其中为吸热反应的是②⑥,放热反应的是①③④⑤。
归纳总结1.反应热与焓变的关系2.焓变与物质化学键断裂与形成的关系ΔH=反应物总键能-生成物总键能。
3.焓变与反应物、生成物能量的关系ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量。
1.化学反应A2(g)+B2(g)===2AB(g)的能量变化如图所示。
第一节化学反应与能量的变化第1课时焓变反应热班级姓名学号【学习目标】1.能够指出反应热焓变的定义;2.能够根据焓变的正负判断反应是吸热还是放热;3.能够说出反应热与键能及反应热与物质总能量之间的关系,并根据键能和物质总能量计算反应热。
预习案:【教材助读】1.阅读教材第一章导读部分填空:化学反应,不仅有___变化,还伴随___变化,其变化形式有。
2.想想必修二学过的知识填空:常见的放热反应有常见的吸热反应有3.阅读教材P2或P15,指出反应热的定义:(1)焓变:①概述:焓(H)是与内能有关的。
在一定条件下,某一化学反应是吸热反应还是放热反应,由生成物与反应物的即焓变(ΔH)决定。
②常用单位: (或 )。
(2)焓变与反应热的关系恒压条件下,反应的热效应等于焓变。
因此,我们常用表示反应热。
4.ΔH的正、负和吸热、放热反应的关系(1)放热反应:反应完成时,生成物释放的总能量反应物吸收的总能量的反应。
由于反应后放出热量(释放给环境)能使反应体系的能量,故ΔH_0(填“<”或“>”),即ΔH为 (填“正”或“负”)。
(2)吸热反应:反应完成时,生成物释放的总能量反应物吸收的总能量的反应。
由于反应时吸收环境能量而使反应体系的能量,故ΔH 0(填“<”或“>”),即ΔH为 (填“正”或“负”)。
【预习自测】1.下列各图中,表示正反应是吸热反应的图象是( )2.下列变化为放热反应的是()A.浓硫酸稀释B.形成化学键时共放出能量862KJ的化学反应C.H 2O(g)=H 2O(l) △H =—44.0kJ /molD. 2H 2(g)+O 2(g)===2H 2O(l) ΔH =-571.6 kJ/mol探究案:【学始于疑】1.反应热与物质所具有的总能量有什么关系,如何用总能量判断反应是吸热反应还是放热反应? 2反应热与键能有什么关系,如何用键能判断某反应是吸热反应还是放热反应?【质疑探究】探究一 反应热与物质总能量的关系若用E (反应物)表示反应物所具有的总能量,若用E (生成物)表示生成物所具有的总能量,则计算反应热的公式为ΔH =探究二 反应热与键能的关系1.从化学键的角度理解,化学反应为2.化学键断裂需要 能量,形成新的化学键需要 能量。
(人教版选修4)第一章《化学与能量》教学设计第一节《化学反应与能量变化》(第一课时:焓变反应热)本章包含“化学反应与能量的变化”、“燃烧热能源”以及“化学反应热的计算”三节内容,属于热化学基础知识。
热化学是研究化学反应热现象的一种科学,曾为建立热力学第一定律(能量守恒和转换定律)提供了实验依据,反之,它又是热力学第一定律在化学反应中的一种具体应用。
它主要解决各种热效应的测量和计算问题。
在必修2中,学生初步的学习了化学能以及热能的知识,对于化学键以及化学反应中能量变化的关系、化学能与热能的相互转化有了一定的认识,本章是在此基础上的扩展与提高。
1molH2与1molCl2反应的反应热的推导是本节教学的一个关键。
可以采用电化教学的手段,利用多媒体软件进行形象化的教学,也可以利用教材中的图示分析化学反应前后反应物和生成物中化学键的断裂和生成情况,并与反应物的总能量、生成物的总能量及能量差联系起来,从而使学生理解△H的涵义及与放热反应、吸热反应的关系。
探讨化学反应放热、吸热本质之时,要强调三点:①化学反应的特点是有新物质生成,新物质和反应物总能量不同;②反应中能量守恒;③反应物与生成物的能量差若以热能形式表现即为放热和吸热,如果两者能量比较接近,则放热和吸热不明显。
可采用对比的方法,说明化学方程式与热化学方程式的联系与区别,使学生理解书写热化学方程式时,为什么要注明物质的聚集状态、ΔH的“+”与“-”以及为什么各物质前的化学计量数可以用分数等,使学生在理解的基础上正确书写热化学方程式。
重视对学生分析推理能力的培养以及热化学方程式书写技能的训练,注意热化学方程式书写的规范化。
金属氧化物的还原反应等。
【质疑】为什么化学反应过程中有的放热、有的吸热?为什么说“化学反应过程中能量的变化是以物质的变化为基础的”?【回忆】我们知道化学反应的实质就是旧的化学键断裂和新的化学键形成的过程,那么化学键断裂的过程中能量是如何变化的?【提问】当水从液态变成气态的时候能量是如何变化的?能否从微观的角度解释能量变化的原因?【回答】水分子之间存在分子间作用力,当水从液态变成气态时,分子间距离增大,所以要吸收能量。
第一节 化学反应与能量变化第一课时学习目标1、了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式;2、了解反应热和焓变的含义重 点、难 点△H 与化学键键能之间的关系【思考】1、氢原子和氢原子分开时,化学键怎么变?能量怎么变化?多了?少了?从哪来?到哪去?化学键的变化与能量的变化有什么关系?2、氢原子和氢原子靠近时,化学键怎么变?能量怎么变化?多了?少了?从哪来?到哪去?化学键的变化与能量的变化有什么关系?观察H 2(g )+Cl 2(g )=2HCl 反应的能量变化示意图:请分析图中包含的信息:1)、2)、3)、化学反应的本质是 。
一、焓变 反应热1、定义:化学反应过程中所 或 的能量,叫反应热,又称为 ,符号用 表示,其单位常采用 。
许多化学反应的反应热可以通过 直接测量。
2、 化学反应中能量变化的原因1)任何一个化学反应中,反应物所具有的总能量与生成物所具有的总能量是 等的,物质本身所具有的能量可以用H (焓)来衡量,当生成物的总能量 反应物的总能量,即ΔH (焓变)小于零,则该反应时放热的,当生成物的总能量 反应物的总能量,即ΔH (焓变)大于零,则该反应是吸热的。
计算公式:ΔH = (用物质具有的能量表示)2)任何化学反应都有反应热,在化学反应过程中,当反应物化学键 时,需要 _的相互作用,需要 能量;当 ,即新化学键 时,又要 能量 。
当反应完成时,释放的总能量比吸收的总能量 ,这是放热反应。
对于放热反应,由于反应后放出能量(释放给环境)而使反应体系的能量 。
因此,规定放热反应的ΔH 为“_ ”。
反之,对于吸热反应,由于反应通过 、 等吸收能量(能量来自环境)而使反应体系的能量 。
因此,规定吸热反应的ΔH 为“ ”。
计算公式:ΔH = (用键能表示)当ΔH 为“_ _”或ΔH 0时,为放热反应;当ΔH 为“_ _”或ΔH _ __0时,为吸热反应。
合作探究1、(1)常见的放热反应HH(2)常见的吸热反应2、吸热反应与放热反应的比较类型放热反应吸热反应比较定义与化学键的关系焓变能量变化图示3、△H与化学键键能之间的关系断开1molH-H键需要吸收436kJ的能量;断开1molCl-Cl键需要吸收243kJ的能量;形成1molH-Cl键能放出431kJ的能量;1molH2和1molCl2反应得到2molHCl要放出的热量的计算过程:△H=;上述反应H2(g)+Cl2(g) = 2HCl(g),反应热测量的实验数据为184.6 kJ/mol,与计算数据很接近,一般用表示,规定放热反应的ΔH为“_ ”。
《选修四第一章第一节 焓变 反应热》导学案高二 班 姓名【课标要求】1、了解化学反应中能量变化的原因和能量转化形式。
2、了解化学能与热能的相互转化,反应热和焓变的含义。
3、理解吸热反应、放热反应的实质;【难点重点】1、焓变、反应热的概念;2、从化学键角度认识化学反应能量变化的原因 【新课导学】(自主学习教材 独立思考问题)P 2-31.焓变 (1)焓变①概念:焓(H )是与 有关的物理量。
在一定条件下,某一化学反应是吸热反应还是放热反应,由生成物与反应物的 即焓变(ΔH )决定。
②常用单位: (或 )。
(2)焓变与反应热的关系恒压条件下,反应的热效应等于焓变。
因此,我们常用 表示反应热。
2.1 mol H 2分子中的化学键断裂吸收436 kJ 的能量,1 mol Cl 2分子中的化学键断裂吸收243 kJ 的能量,2 mol HCl 分子中的化学键形成释放862 kJ 的能量,则H 2(g)+Cl 2(g)===2HCl(g)的反应放出的热量为 。
3.【资料】体系与环境体系: 环境: 例如:研究物质在水溶液中的反应, 就是体系,而 便是环境。
4.浓硫酸溶于水放出热量,是放热反应吗?5.下列反应属于放热反应的是( )A .Al 与稀盐酸反应B .C +CO 2=====△2CO C .KClO 3受热分解 D .NaOH 溶于水课堂活动区 (合作探究重点 互动撞击思维)一、放热反应与吸热反应的比较【典例1】 已知H 2(g)+2O 2(g)===H 2O(g)反应过程中能量变化如图所示,请问:(1)a 、b 、c 分别代表什么意义? (2)该反应是放热反应还是吸热反应? (3)ΔH 大于零还是小于零? 【变式训练1】 下列说法正确的是( )A .需要加热才能发生的反应一定是吸热反应B .化学反应中的能量变化都表现为热量变化C .任何放热反应在常温下一定能发生D .反应物和生成物所具有的总能量决定了反应是放热还是吸热 【变式训练2】 由右图分析,有关叙述正确的是( )A.A―→B+C和B+C―→A两个反应吸收或放出的能量不等B.A―→B+C是放热反应C.A具有的能量高于B和C具有的能量总和D.A―→B+C是吸热反应,则B+C―→A必然是放热反应二、ΔH的计算方法从不同角度解释反应热,其计算方式也不同,ΔH可表示为:(1)ΔH=-。
高二化学导学案:选修四第一章化学反应与能量第一节化学反应与能量变化【学习目标】1、了解化学反应中能量变化;了解反应热和焓变的涵义。
2、认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式。
【学习重难点】化学反应中的能量变化,热化学方程式的书写。
【学习过程】〖自主学习〗阅读课本第一章引言及P2-4的内容一、焓变、反应热1、焓和焓变(1)焓(H):与内能有关的物理量。
(2)焓变(ΔH):ΔH=H(生成物)-H(反应物)。
2、反应热(ΔH)(1)定义:化学反应过程中所释放或吸收的能量(数值上等于恒压条件下的焓变)。
(2)单位:KJ/mol(KJ·mol-1)【回顾整理】化学反应的本质:旧化学键的断裂(吸收能量)和新化学键的形成(放出能量)。
(3)计算:ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量=化学键断裂所吸收的总能量-化学键生成所释放的总能量=反应物的键能之和-生成物的键能之和3、放热反应和吸热反应(1)常见的放热反应和吸热反应【趁热打铁】下列变化属于放热还是吸热反应或过程:①液态水汽化②氢气在氧气中燃烧③浓硫酸稀释④氯酸钾分解⑤生石灰跟水反应⑥氢氧化钾和硫酸中和⑦Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应⑧二氧化碳与赤热的碳反应生成一氧化碳⑨碳酸钙高温分解成氧化钙和二氧化碳⑩葡萄糖在人体内氧化分解(2)表示方法放热反应:ΔH为“-”或△H<0;吸热反应:ΔH为“+”或△H>0。
二、热化学方程式1、定义:能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。
例:H2(g)+I2(g) 2HI(g) ΔH=-14.9 kJ/mol2、书写热化学方程式的注意事项:(1)要指明反应的温度和压强(对于25℃、101KPa时进行的反应,可以不注明)。
因反应的温度和压强不同时,其ΔH不同。
(2)要注明所有反应物和生成物在反应时的状态,表示方法:固体—s,液体—l,气体—g,稀溶液—aq。
物质的聚集状态,与它们所具有的能量有关。
课题名称化学反应与能量变化教师姓名于艳伟课题来源□适用年级:高中□教材版本:人教版□教材册(模块)名称:选修4□所属单元章节:第一章第一节核心素养认识化学变化的过程伴随有能量的变化,并从微观的角度理解化学反应教学目标1.知识与技能(1) 了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式;(2) 认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的关系;(3) 理解反应热和焓变的涵义。
2.过程与方法(1) 通过化学反应的实质的回顾,引起学生在学习过程中主动探索化学原理的学习方法。
(2) 通过从化学键的角度分析化学反应,引导学生分析引起反应热的本质。
3.情感态度与价值观(1) 通过实验激发学生学习化学的兴趣和情感;(2) 培养学生从微观的角度理解化学反应。
(3) 激发研究物质和理论的兴趣,在探究过程中培养一丝不苟、实事求是的科学态度。
教学重点难点重点:化学反应中的能量变化及其微观原因;难点:焓变,△H的“+”与“-”及计算教学策略演示法讲授法讲练结合教学过程教师活动学生活动设计意图发布预习任务,及时查看预习反馈.完成本节预习任务,反馈预习中存在的问题。
让学生初步了解本节课学习内容,发现自身的薄弱点;老师更全面地把握学情。
(创设情景) 投影生活中“暖贴”及铵盐和碱的吸热反应图片思考交流,提出问题:暖贴和吸热反应的原理?通过“冷”“热”两个实验激发学生的兴趣,营造探究学习情境。
通过观察思考,有主动提出问题的能力,明确问题研究的方向。
组织学生进行演示实验开始进行演示实验,观察实验现象,并思考,提出问题提高学生动手操作能力,并从实验中得出吸热、放热反应(问题引导)怎样被人类利用的,它的构造和发热原理是什么?在人们研究防止钢铁生锈的过程中,有人就注意到钢铁在生锈的过程中,伴随着一个极其普遍的化学反应现象—放热。
利用这个化学反应放出的热量作为热源而发明了一种发热剂。
这种发热剂的主要成分是铁粉、活性炭、食盐水、木屑等。
发热剂和空气接触时,铁屑就要发生一系列复杂的化学反应而生锈,同时放出大量的热。
第一节化学反应与能量的变化第1课时焓变反应热班级姓名学号【学习目标】1.能够指出反应热焓变的定义;2.能够根据焓变的正负判断反应是吸热还是放热;3.能够说出反应热与键能及反应热与物质总能量之间的关系,并根据键能和物质总能量计算反应热。
预习案:【教材助读】1.阅读教材第一章导读部分填空:化学反应,不仅有___变化,还伴随___变化,其变化形式有。
2.想想必修二学过的知识填空:常见的放热反应有常见的吸热反应有3.阅读教材P2或P15,指出反应热的定义:(1)焓变:①概述:焓(H)是与内能有关的。
在一定条件下,某一化学反应是吸热反应还是放热反应,由生成物与反应物的即焓变(ΔH)决定。
②常用单位: (或 )。
(2)焓变与反应热的关系恒压条件下,反应的热效应等于焓变。
因此,我们常用表示反应热。
4.ΔH的正、负和吸热、放热反应的关系(1)放热反应:反应完成时,生成物释放的总能量反应物吸收的总能量的反应。
由于反应后放出热量(释放给环境)能使反应体系的能量,故ΔH_0(填“<”或“>”),即ΔH为 (填“正”或“负”)。
(2)吸热反应:反应完成时,生成物释放的总能量反应物吸收的总能量的反应。
由于反应时吸收环境能量而使反应体系的能量,故ΔH 0(填“<”或“>”),即ΔH为(填“正”或“负”)。
【预习自测】1.下列各图中,表示正反应是吸热反应的图象是( )2.下列变化为放热反应的是()A.浓硫酸稀释B.形成化学键时共放出能量862KJ的化学反应C.H2O(g)=H2O(l) △H=—44.0kJ/molD. 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ/mol探究案:【学始于疑】1.反应热与物质所具有的总能量有什么关系,如何用总能量判断反应是吸热反应还是放热反应?2反应热与键能有什么关系,如何用键能判断某反应是吸热反应还是放热反应?【质疑探究】探究一 反应热与物质总能量的关系若用E (反应物)表示反应物所具有的总能量,若用E (生成物)表示生成物所具有的总能量,则计算反应热的公式为ΔH =探究二 反应热与键能的关系1.从化学键的角度理解,化学反应为2.化学键断裂需要 能量,形成新的化学键需要 能量。
课时1 焓变反应热目标与素养: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。
(变化观念与微观探析)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。
(宏观辨识与变化观念)3.从微观化学键的变化进行ΔH的有关计算。
(微观探析)一、化学反应的实质与特征1.实质反应物中化学键断裂和生成物中化学键形成。
2.特征既有物质变化,又伴有能量变化;能量转化主要表现为热量的变化。
二、焓变反应热1.焓与焓变2.反应热和焓变的关系反应热焓变含义化学反应中放出或吸收的热量化学反应中生成物所具有的焓与反应物所具有的焓之差二者的相互联系ΔH是化学反应在恒定压强下(即敞口容器中进行的化学反应)且不与外界进行电能、光能等其他能量的转化时的反应热,即恒定条件下进行的反应的反应热等于焓变ΔHΔH≠0。
3.吸热反应与放热反应(1)图示(2)结论反应物的总能量大于生成物的总能量为放热反应;反应物的总能量小于生成物的总能量为吸热反应。
(3)常见的放热反应、吸热反应放热反应吸热反应①大多数化合反应②所有燃烧反应③酸碱中和反应④金属与水或酸的置换反应①大多数分解反应②盐的水解③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应④C和CO2或H2O(g)的反应[答案] 都不一定。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)所有的化学反应都伴有能量的变化,伴有能量变化的一定是化学反应。
( )(2)化学反应的反应热一定是化学反应的焓变。
( )(3)不需加热的反应一定是放热反应。
( )(4)在一个化学反应中,当反应物的能量大于生成物的能量时,反应放热,ΔH为“-”。
( )[答案] (1)×(2)×(3)×(4)√2.下列说法正确的是( )A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应B.放热反应在常温下一定很容易发生C.反应是放热还是吸热,可根据反应物和生成物所具有的总能量的相对大小判断D.吸热反应在常温下一定不能发生C [A项,放热反应也可能需要加热才能发生,如铝热反应;B项,放热反应在常温下不一定容易发生,如C(s)与O2(g)在点燃条件下才能发生;D项,吸热反应在常温下也能发生,如NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O晶体的反应。
第1课时焓变反应热[明确学习目标] 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。
一、焓变反应热1.焓与焓变(1)焓(H):与□01内能有关的物理量。
(2)焓变(ΔH):生成物与反应物的□02焓值差,决定了某一化学反应是吸热反应还是放热反应。
2.反应热(1)概念:化学反应过程中所□03放出或吸收的能量。
(2)与焓变的关系:□04恒压条件下的反应热等于焓变。
(3)单位:□05kJ·mol-1。
二、化学反应过程中能量变化的原因1.微观角度(1)化学反应的本质:(2)以H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)反应的能量变化为例:2.宏观角度1.化学反应都伴随能量变化吗?提示:所有化学反应都伴随着能量变化,因为旧化学键断裂所吸收的能量和新化学键形成所放出的能量不可能完全相同。
2.从微观和宏观两个角度怎样理解H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-183 kJ·mol-1中的“183 kJ”?提示:从微观上看,断裂1 mol氢氢键和1 mol氯氯键所吸收的能量比形成2 mol氢氯键释放的能量少183 kJ。
从宏观上看1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)所具有的总能量比2 mol HCl(g)所具有的总能量多183 kJ。
3.H2(g)和Cl2(g)在光照条件下也可以发生上述反应,那么该反应的ΔH是否发生变化?提示:焓变不发生变化,ΔH仍为-183 kJ·mol-1;因为化学反应的焓变与反应条件无关。
一、焓变反应热1.ΔH=H生成物-H反应物。
2.影响ΔH大小的因素有:参加反应的物质的物质的量的多少;反应体系的温度和压强;反应体系中物质的聚集状态。
[即时练]1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”):(1)反应热即化学反应过程中所放出的热量。
( )(2)焓是用来描述物质所具有能量高低的物理量。
第1课时焓变反应热学习目标核心素养1.知道化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式。
2.记住常见的放热反应和吸热反应。
3.理解反应热和焓变的含义,会用反应热的表达式进行计算。
4.能结合能量变化图像分析放热反应和吸热反应。
1.宏观辨识与微观探析:能从宏观和微观的角度理解化学反应中能量变化的本质。
2.变化观念与平衡思想:能辨识化学反应中的能量转化形式,形成能量是可以相互转化的观念,体会引入焓变概念的价值。
一、焓变反应热1.焓变①焓(H):与内能有关的物理量。
②焓变(ΔH):生成物与反应物的焓值差,决定了某一化学反应是吸热反应还是放热反应。
2.反应热①概念:化学反应过程中所放出或吸收的能量。
②与焓变的关系:恒压条件下的反应热等于焓变,单位kJ·mol-1。
二、化学反应过程中能量变化的原因1.微观角度①化学反应的本质及特点②举例(以H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)反应的能量变化为例)2.宏观角度3.结论:ΔH=生成物总能量-反应物总能量=反应物键能总和-生成物键能总和三、化学反应过程中能量变化的表示2.举例1 mol C和1 mol H2O(g)反应生成1 mol CO和1 mol H2,需吸收131.5 kJ的热量,则该反应的反应热ΔH=+131.5_kJ·mol-1。
探究点一吸热反应和放热反应1.放热反应与吸热反应的比较放热反应吸热反应定义放出热量的化学反应吸收热量的化学反应形成原因反应物的总能量大于生成物的总能量反应物的总能量小于生成物的总能量与化学键强弱的关系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表示方法ΔH<0 ΔH>0 图像表示说明1.(1)对于放热反应,由于反应后放出热量(释放给环境)而使反应体系的能量降低,故ΔH<0,即ΔH为“-”。
(2)对于吸热反应,由于反应吸收来自环境的能量而使反应体系的能量升高,故ΔH>0,即ΔH为“+”。
2.同一个反应向正逆两个方向进行时,一个方向释放能量,另一个方向必然吸收能量,但能量的绝对值相等。
(1)常见的放热反应①所有的燃烧反应:木炭、H2、CH4等在O2中的燃烧,H2在Cl2中的燃烧。
②酸碱中和反应:H ++OH -===H 2O 。
③大多数化合反应。
特例:C +CO 2=====高温2CO(吸热反应)。
④铝热反应:如2Al +Fe 2O 3=====高温Al 2O 3+2Fe 。
⑤金属与酸的反应:如Mg +2H +===Mg 2++H 2↑。
(2)常见的吸热反应①大多数分解反应:如NH 4Cl=====△NH 3↑+HCl↑。
②以C 、H 2、CO 为还原剂的氧化还原反应:如C +H 2O(g)=====高温CO +H 2;CO +CuO=====△Cu +CO 2。
③某些晶体间的反应:如Ba(OH)2·8H 2O +2NH 4Cl===BaCl 2+2NH 3↑+10H 2O 。
3.吸热反应和放热反应的判断 (1)理论分析判断法①ΔH =化学键断裂吸收的能量-化学键生成释放的能量,当ΔH >0时,反应吸热,当ΔH <0时,反应放热。
②ΔH =生成物具有的总能量-反应物具有的总能量,当ΔH >0时,反应吸热,当ΔH <0时,反应放热。
③ΔH =反应物的键能之和-生成物的键能之和。
反应物的键能越小,稳定性越弱,破坏它需要的能量就越小;生成物的键能越大,稳定性越强,形成它释放的能量就越大,所以当ΔH >0时,反应吸热,当ΔH <0时,反应放热。
④根据反应物和生成物的相对稳定性判断:由稳定的物质生成不稳定的物质的反应为吸热反应,反之为放热反应。
(2)反应条件判断法一个化学反应开始需要加热,而停止加热后,反应亦可进行,则为放热反应;若反应需要持续不断地加热才能进行,则为吸热反应。
(3)根据规律判断法①常见的放热反应类型有:a.金属与H 2O 或酸的反应;b.酸碱中和反应;c.燃烧反应;d.多数化合反应。
②常见的吸热反应类型有:a.多数分解反应;b.C 参与的一些反应,如C +H 2O=====高温CO +H 2、CO 2+C=====高温2CO ;c.NH 4Cl 与Ba(OH)2·8H 2O 的反应。
1.有能量变化的过程不是发生吸热反应就是发生放热反应吗?提示:不能将反应类型(放热反应或吸热反应)与能量变化过程等同起来。
化学反应中必然有能量的变化,但发生能量变化的却不一定是化学反应。
如NaOH 固体溶于水、水蒸气转化为液态水时放出能量,但以上过程是放热的物理变化过程而不是发生放热反应;NH 4NO 3固体溶于水、碘升华、水蒸发时吸收能量,但以上过程是吸热的物理变化过程而不是发生吸热反应。
2.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应,放热反应在常温条件下一定很容易发生吗?提示:反应的热效应与反应的条件无必然联系。
常温下能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NH 4Cl 与Ba(OH)2·8H 2O 的反应]。
加热条件下进行的反应,可能是吸热反应,如C +CO 2=====高温2CO ;也可能是放热反应,如C +O 2=====点燃CO 2(移去热源后仍能进行)。
持续加热才能继续进行的反应是吸热反应。
所以,反应吸热还是放热是由反应物总能量与生成物总能量的相对大小决定的。
【例1】 化学反应A 2+B 2===2AB 的能量变化如图所示,则下列说法正确的是( )A .该反应是吸热反应B .断裂1 mol A —A 键和1 mol B —B 键能放出x kJ 能量C .形成2 mol A —B 键需要放出y kJ 的能量D .2 mol AB 的总能量高于1 mol A 2和1 mol B 2的总能量【思路分析】 判断反应吸热还是放热时,只需比较起始和终了状态的能量高低,起始时能量高于结束时的能量,反应放热,反之吸热。
图中最高处并不是反应结束,而是反应的过渡阶段。
【解析】从能量变化图上可以看出,反应物总能量高于生成物总能量,该反应是放热反应,A、D错;反应物断键时要吸收能量,B错;形成化学键要放出能量,C正确。
【答案】C根据下图提供的信息,下列所得结论不正确的是( D)A.该反应为吸热反应B.该图可以表示石灰石高温分解C.反应物比生成物稳定D.因为生成物的总能量高于反应物的总能量,所以该反应一定需要加热解析:A.反应物总能量低于生成物总能量,该反应为吸热反应,A正确;B.石灰石高温分解是吸热反应,该图可以表示石灰石高温分解,B正确;C.能量越低越稳定,反应物比生成物稳定,C正确;D.反应条件与反应是放热反应或吸热反应没有关系,D错误,答案选D。
探究点二ΔH的含义和简单计算1.反应热与物质固有能量、化学稳定性、键能之间的关系(1)化学性质越活泼稳定物质本身固有能量越高低化学键总键能越小大生成时释放或破坏时吸收能量越小大(2)同一种物质在不同状态本身固有能量:气态>液态>固态(3)总键能大、能量低、化学性质稳定吸热放热总键能小、能量高、化学性质不稳定2.反应热的单位kJ/mol 或kJ·mol -1的含义并不是指每1 mol 具体物质反应时伴随的能量变化是多少kJ ,而是指给定形式的具体反应以各物质的化学计量数来计量其物质的量时伴随的能量变化。
式中的“mol -1”不能理解为每摩尔反应物或生成物,可以理解为“每摩尔反应”。
例如,反应2H 2(g)+O 2(g)===2H 2O(l)的ΔH =-571.6 kJ·mol -1,是指每摩尔反应——“2 mol H 2(g)与1 mol O 2(g)反应生成2 mol H 2O(l)”的焓变,而H 2(g)+12O 2(g)===H 2O(l)的ΔH =-285.8 kJ·mol -1是指每摩尔反应——“1 mol H 2(g)与12mol O 2(g)反应生成1 mol H 2O(l)”的焓变。
3.ΔH 的简单计算(1)由反应物、生成物的能量计算ΔH ΔH =E (生成物)-E (反应物)若E (生成物)<E (反应物),ΔH <0,为放热反应。
若E (生成物)>E (反应物),ΔH >0,为吸热反应。
(2)由键能计算ΔHΔH =断裂化学键吸收的总能量-形成化学键所释放的总能量 ΔH =反应物的键能总和-生成物的键能总和反应物的键能总和>生成物的键能总和,反应吸热;反应物的键能总和<生成物的键能总和,反应放热。
1.“任何化学反应均伴随旧化学键的断裂和新化学键的形成,所以任何化学反应均有反应热”。
这句话正确吗?提示:正确。
能量的变化与键能有关,反应物的键能之和与生成物的键能之和是不相等的。
另外,从能量的角度分析,反应物和生成物所具有的能量不同,根据能量守恒定律,在任何化学反应中都会伴随能量的变化。
2.反应的焓变与反应热有什么关系,二者一定相等吗?提示:(1)我们可以借助于反应焓变示意图理解反应焓变与反应热之间的关系。
ΔH=E(生成物)-E(反应物)(2)对于等压条件下的化学反应,若只存在化学能与热能之间的相互转化,则该反应的反应热等于焓变,表示为Q p=ΔH(Q p为等压反应热)。
【例2】已知某化学反应A2(g)+2B2(g)===2AB2(g)(AB2的分子结构为B—A—B)的能量变化如图所示。
下列有关叙述中正确的是( )A.该反应的进行一定需要加热B.该反应的ΔH=-(E1-E2)kJ/molC.该反应中反应物的键能总和大于生成物的键能总和D.断裂1 mol A—A键和2 mol B—B键放出E1 kJ能量【思路分析】对于放热反应,反应物的总能量高于生成物的总能量,吸热反应则反之;焓变等于反应物的总键能减去生成物的总键能,或者生成物的总能量减去反应物的总能量。
【解析】由图可知该反应是吸热反应,但吸热反应不一定需要加热,A错误。
该反应的发生需要先破坏反应物中的化学键,吸收E1 kJ的能量,再形成生成物中的化学键,释放E2 kJ的能量,则反应的ΔH=(E1-E2) kJ/mol,B错误。
焓变等于反应物的总键能与生成物的总键能之差,又由于该反应是吸热反应,即焓变ΔH>0,所以反应物的总键能大于生成物的总键能,C正确。
断裂化学键需要吸热,D错误。
【答案】 C根据下图所示的N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中能量变化情况,判断下列说法错误的是( D )A.直观看,该反应中反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量B.2 mol气态氧原子结合生成O2(g)时,能放出498 kJ能量C.断裂1 mol NO分子中的化学键,需要吸收632 kJ能量D.反应N2+O2===2NO的反应热ΔH=+180 kJ·mol-1解析:A.直观看,该反应中反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量,故A正确;B.互逆过程的热量变化,ΔH数值相等,正、负相反,故B、C正确;D.热化学方程式中的物质需要标明状态,故D错误。