化学变化的特征.docx
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化学变化的特征
化学变化的特征:
化学变化中除有新物质生成外,常伴随着放热、发光、变色、放出气体、生成沉淀等现象发
生。
利用化学反应:
一是制取新物质;
二是利用反应中的能量•
物质发生化学反应的同时还伴随着能量的变化,而这种能量变化又通常表现为热能变化。
化学上把有热量放出的化学反应叫做放热反应。
吸收热量的化学反应叫做吸热反应。
常见的放热反应:
1燃烧反应②仅属于酸反应③中和反应④大部分化合反应⑤物质的缓慢氧化
⑥铝热反应
常见的吸热反应:
Ba(OH)28H2O+2NH4CI=BaCI2+2NH3f+10H2O
①大部分分解反应②强碱与铵盐反应③以C、CO、H2为还原剂的氧化还原反应
④盐类水解⑤断裂化学键⑥部分化合反应:
如氮气与氧气化合
CO2+C=2CO⑦C+H2O=CO+H2
一、反应热、焓变
1概念
(1)反应过程中放出或吸收的热量叫反应热或热效应。
(2)用△H表示,单位常用kJ/mol(或KJ•mol-1)
(3)焓(H)是与内能有关的物理量
焓变△H=EH(生成物)-刀H(反应物)
(4)恒压条件下,反应的热效应等于焓变
2•从化学键角度分析化学反应中
的能量变化
化学反应的本质:
旧键的断裂与新键的生成
2.从化学键角度分析化学反应中的能量变化
H2
H—H
化吸学收键能断汕
H-+
CI2
Cl—Cl
化n
学吸键收断能裂量
♦♦
•Cl:
点燃
=2HCI
H—Cl
放出能量
■形成.b.
H6
化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。
436kJ的能量
243kJ的能量
431kJ/moIx2=862kJ的能量化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因
旧化学键
断裂
新化学键
形成
吸收能量
反应物
Ei
化学反应
释放能量E2
台匕旦
冃匕量
守恒
当E1>E2
当Ei 为吸热反应 为放热反应 反应物的总能量高 生成物的总能量高 生成物的总能量低 反应物的总能量低 化学反应的过程,可以看成是能 量的“贮存”或“释放”的过程。 结论: 各种物质都储存有化学能, 只是相对大小不同. 化学反应的过程,可以看成 是能量的—匚存或―! 放的过程 确定一个化学反应在发生过程中 是吸收能量还是放出能量,取于反应物的总能量(或总键能)与生成物的总能量(或总键能)的 相对大小。 与反应条件无关 化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。 确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量,取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。 3.焓变的表示 4、焓变的计算 △H=刀E(生成物能量)-刀E(反应物能量) △H=刀H(反应物键能)-刀H(生成物键能) 某些键的键能(kJ/mol) 键 键能 键 键能 H-H 436 C-H 415.0 Cl-Cl 242.7 O—H 462.8 Br—Br 193.7 N—H 390.8 I—I 152.7 H-Cl 431.8 C—C 347.7 H-I 298.7 键能越大f化学键越牢固i分子越稳定=分子具有的能量越低 1.化学反应分类: 」 • 放热反应 小结 1 吸热反应 2.化学反应有能量变化的原因: | 化学键的断裂和形成1 甲烷燃烧要放出热量,水的分解要吸收能量,试从化学键变化的角度分析其原因? 形成4molH—O键和2molC=O键释放的能量比断裂4molC—H键和2molO=O键所吸收的能量高,因此放出热量。 断裂4molH—O键所吸收的能量比形成2molH—H键和ImolO=O键放出的能量高,因此要吸收能量。 二、热化学方程式 1.定义: 表示反应所放出或吸收的热量的化学方程式。 表示参加反应物质的量和反应热关系的化学方程式。 2.意义: 既表示物质变化,又表示能量变化 △H=-57.3kJ/mol △H=-483.6kJ/mol NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H=-571.6kJ/mol △H=-241.8kJ/mol 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) 3、书写注意事项: 1注明反应的温度和压强(不注明则默认为1O1kPa和25C) 2△H写在右边,单位为kJ/mol,放热为"―”,吸热为"+” 3聚集状态(固s液l、气g),不写“V和反应条件。 4计量数表示物质的量,可用分数,△H要与计量数对应,正、逆反应数值相等,符号相 反 5kJ/mol中的-—mol”不是指每摩尔物质,而是指每摩尔反应 6可逆反应中的△H表示完全转化时的热量变化 7对放热反应来说: 反应放出热量数值与厶H成反比 8反应放出的热量越多,则物质越活泼 9厶H与方程式系数有关,与投入或反应的量无关 第二节化学反应的热计算 盖斯定律 1内容: 不管化学反应是一步完成还是几步完成,其反应热都是相同的。 即化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,与反应的途径无关。 2、图示 △H=△H1+△H2 C(石墨,s)=C(金刚石,s)△H=+1.5kJ/mol N2、液态H2O。 已知: 发射火箭时用N2H4(肼)在NO2中燃烧提供能量,反应生成 1N2(g)+2O2(g)==2NO2(g)△H1=+67.2kJ/mol 2N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l)△H2=-534kJ/mol 假如都在相同状态下,请写出发射火箭反应的热化学方程式。 2N2H4(g)+2NO2(g)==3N2(g)+4H2O(l) ②X2—①△H=△H2X2-AH1=-1135.2kJ/mol 已知 1CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)AH1=—283.0kJ/mol 2H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)AH2=—285.8kJ/mol 3C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)AH3=-1370kJ/mol 求CO和H2生成液态水和乙醇的热化学方程式 【解】: ④2CO(g)+4H2(g)=H2O(l)+C2H5OH(l) ④=①乂2+②X4-③ AH=AH1X2+AH2X4—AH3 =—283.2X2—285.8X4+1370=—339.2kJ/mol 三、燃烧热 1定义: 101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量。 2、说明: (1)条件: 101KPa(如未注明则默认) (2)1mol纯物质指纯净物 (3)生成物要求: a、完全燃烧(生成物不能再燃烧) b、状态稳定 一般指: C--C02(g)S-S02(g) H2-H20(l)NH3-N2(g) (3)表示的意义 如: CH4的燃烧热为890.3KJ/mol。 含义: 在25C、101KPa时,1molCH4完全燃烧时,放出890.3KJ的热量。 (4)表示燃烧热的热化学方程式的书写 以1mol物质的标准来配平其余物质的化学计量数(常出现分数) (5)求一定量可燃物完全燃烧时放出的热量 Q放=n(可燃物)%△H 已知C(s)的燃烧热是393.5kJ/mol,CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol,如何求出以下反应的反应热: C(s)+1/2O2(g)==CO(g)△H1=? CO(g)+1/2O2(g) Hi C(s)+O2(g) —△H1+△H2=△H3 H2 CO®| ①C(s)+1/2O2(g)=CO(g)△H1=? +)②CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H2=-283.0kJ/mol ③C(s)+O2(g)=CO2(g)△H3=-393.5kJ/mol •.•①+②=③•••△H1=△H3-△H2 =-393.5kJ/mol—(-283.0kJ/mol) =-110.5kJ/mol 四、中和热 1、定义 在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应生成1molH20所释放的热量 2、说明 1中学主要研究强酸强碱反应的中和热,数值57.3KJ/mol H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3KJ/mol 2一般,溶液C<1mol/L(浓溶液互相混合时有热效应) 3强酸与强碱反应产生可溶性盐的中和热数值与酸碱种类和用量无关 4有弱酸或弱碱参加的中和热数值小于57.3(弱电解质电离吸热),浓硫酸或氢氧化钠固体 参加反应的中和热数值大于57.3(溶解放热) 3、中和热的测定实验 捽电澡耶料 (1)实验用品 大烧杯(500mL)、小烧杯(100mL)、温度计、量筒(50mL)两个、环形玻璃搅拌棒、碎泡沫塑料、硬纸板(中心有两个小孔)、 0.5mol/L盐酸、0.55mol/L氢氧化钠 (2)步骤及注意 1组装量热装置 尽量减少热量损失: 两烧杯缝隙放隔热材料,大小烧杯杯口相平,也可使用保温杯 2量取50mL盐酸(0.5mol/L)倒入小烧杯并测定温度 盐酸体积量取要准确,其浓度不宜过大,温度计上的酸用水冲洗干净并转移到小烧杯中 3用另一个量筒量取NaOH50ml(0.55mol/L),用温度计测定温度 NaOH要稍过量以确保盐酸被中和完全 4把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯中,再倒入NaOH,轻轻搅拌记下混合液的最高 温度。 重复测定3次 NaOH要一次性快速倒入,不能洒到外面 5处理实验数据,求△H a.取三次测量数据的平均值作为计算依据. b.计算反应热: Q=Cm△t =C•(m1+m2)-(t2-t1) 生成1mol水的反应热: △H=0.418(t2-t1)/0.025kJ/mol 操作时动作要快,尽量减少热量的散失. 溶液体积量取要准且浓度不宜过大(稀) 若用弱酸代替强酸(或用弱碱代替强碱)因电离吸热,会使测得中和热的数值偏低实验时碱的浓度一般大于酸 三、化学能与热能的应用 1社会发展与能源利用 2、人类利用能源的三个阶段 (1)柴草能源时代 (2)化石能源时代 (3)多能源结构时代 这是即将到来的新能源时代,核能、太阳能、氢能等将成为这个时代的主要能源,生产力将得到极大发展。
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- 化学变化 特征