化学反应与能量变化 知识导学（提高）

1 化学反应与能量变化 【学习目标】 　　1、了解有效碰撞、活化分子和活化能的概念模型。 　　2、了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式；知道反应热和焓变的含义。 　　3、掌握热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式。 【要点梳理】 要点一、几个概念模型 1、有效碰撞：引起分子间发生化学反应的碰撞 　　说明：（1）分子间的碰撞是发生化学反应的必要条件 　　（2）有效碰撞是发生化学反应的充分条件 　　（3）单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应进行的越快 2、活化分子：具有较高能量，能够发生有效碰撞的分子 　　说明：（1）发生有效碰撞的分子一定是活化分子，但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞，这还决定于分 子运动的取向问题。 　　（2）有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物中活化分子的多少有关 3、活化能：活化分子高出反应物分子平均能量的部分 　　说明：（1）活化能的大小是由反应物分子的性质决定的 　　（2）活化能越小则一般分子成为活化分子越容易，则活化分子越多，则单位时间内有效碰撞越多，则反 应速率越快。 　　（3）活化能的大小虽然意味着一般分子成为活化分子的难易，但是却对这个化学反应前后的能量变化并 不产生任何影响。如图所示： 　　　　 E1 ：活化能 　　　　 E2 ：活化分子变成生成物分子放出的能量 　　　　 E2-E1：化学反应前后的能量变化 　　　　　　　　　　　 　　4、催化剂 2 　　　　　　　　　　　 　　说明：如图所示，催化剂改变了反应过程 要点二、反应热 焓变等相关概念 1、反应热 　　定义：在化学反应过程中放出或吸收的热量 　　符号：用 Q 表示 　　单位： kJ/mol 2、焓变 　　含义：焓是表述物质所具备的能量大小的物理量，符号为 H。△H 为生成物的总焓与反应物的总焓之差， 称为化学反应的焓变。△H＝H（生成物）－H（反应物） 　　说明： 　　（1）反应热与焓变的关系 　　热化学研究表明，对于等压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化只转化成热能，而没有转 化为电能、光能等其他形式的能，则该反应的反应热就等于反应前后物质的焓的改变。数学表达式：QP=∆H， 其中：Qp 表示在压强不变的条件下化学反应的反应热。 　　（2）△H 的正负与吸放热的关系 　　　 　当△H 为“－”或小于 0，为放热反应；当△H 为“+”或大于 0，为吸热反应。 　　（3）吸放热与物质能量的关系 　　　 　放热反应中：反应物总能量大于生成物总能量，反应后体系能量降低；即△H＜0。 　　　 　吸热反应中：反应物总能量小于生成物总能量，反应后体系能量升高；即△H＞0。 　　（4）吸放热与化学键的关系 　 　　　反应物分子断键时吸收的能量＞生成物分子成键时释放的能量，则化学反应为吸热反应。 　　　　 反应物分子断键时吸收的能量＜生成物分子成键时释放的能量，则化学反应为放热反应。 要点三、热化学方程式 　　1、概念：能够表示反应热的化学方程式叫做热化学方程式。 　 　　例如： H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)；△H= -184.6 kJ/mol 　　2、意义：既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。 要点诠释： 　　（1）热化学方程式必须标出能量变化。 　　（2）热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态，因为反应热除跟物质的量有关外，还与反应 物和生成物的聚集状态有关。 　　（3）热化学方程式中各物质的化学计量数只表示物质的量，因此可以用分数，但要注意反应热也发生相 应变化。3 【高清课堂：化学反应与能量变化】 要点四、正确理解和应用热化学方程式的注意事项 　　1、普通化学方程式只表明了化学反应中的物质变化；热化学方程式是表示反应所放出或吸收热量的化学 方程式，它既表明了化学反应中的物质变化，又表明了化学反应中的能量变化。 　　2、△H 只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右（后）边，即只有在热化学方程式中出现。 若为放热反应，△H 为“－”；若为吸热反应，△H 为“＋”。△H 的单位一般为 kJ/mol。 　　3、反应热△H 与测定条件（温度、压强等）有关。书写热化学方程式时，应注明△H 的测定条件（温度、 压强），未指明温度和压强的反应热△H，指 25℃（298K）、101kPa 时的反应热△H（绝大多数反应热△H 是 在 25℃、101kPa 时测定的）。 　　4、物质本身具有的能量与物质的聚集状态有关。反应物和生成物的聚集状态不同，反应热△H 的数值以 及符号都可能不同。因此，必须注明物质（反应物和生成物）的聚集状态（气体：g　 液体：l　 固体：s　 稀溶液：aq），才能完整地体现出热化学方程式的意义。热化学方程式中，不用“↑”和“↓”。 　　5、普通化学方程式中，各物质化学式前的化学计量数可以表示物质的分子数、物质的量等含义；但是在 热化学方程式中，只表示该物质的物质的量，所以可以是整数、分数、或小数。对相同化学反应，化学计量数 不同，反应热△H 也不同。如： 　　　　 　　　　 。 　　6、相同条件（温度、压强），相同物质的化学反应（互逆反应，不一定是可逆反应），正向进行的反应 和逆向进行的反应，其反应热△H 数值相等，符号相反。如： 　　　　 　　　　 　　7、反应热△H 的单位 kJ/mol 中的“/mol”是指化学反应整个体系（即指“每摩化学反应”），而不是具 体指该反应中的哪一种物质。如 　 　 指 “ 每 摩 反 应 ” ， 放 出 571.6kJ 的能量，而不是指反应中各物质的物质的量。 　　8、不论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热△H 表示反应进行到底（完全转化）时的能量变化。 　　如： 是指 2mol SO2(g)和 1mol O2(g)完全转化为 2mol SO3(g)时放出的能量。若在相同的温度和压强时，向某容器中加入 2mol SO2(g)和 1mol O2(g)反应达到平衡时， 放出的能量为 Q，因反应不能完全转化生成 2mol SO3(g)，故 Q＜197kJ。 　　9、关于反应热的大小比较问题，注意理解：有两种情况，其一是比较 Q（热量值），那么就只与反应热 的数值有关，与“＋”“－”符号无关，“＋”“－”只表示吸热或放热；其二是比较△H，那么就与“＋”4 “－”符号有关。 　　　　如 　 　　　　 　　　　两反应的反应热的关系为 a