选修4-第一单元-化学反应与能量.doc

1.1---化学反应与能量的变化 一、 1.焓变：焓(H)与内能有关的物理量，生成物与反应物的焓值差即焓变(ΔH)，单位kJmol； ΔH=生成物的焓－反应物的焓 =反应物总键能－ 2.来源：旧化学键的断裂和新化学键形成所发生的能量变化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总不会相等 3.反应热：当反应在恒压条件下进行时，反应的热效应=焓变，即反应热=ΔH； 4.反应热的分类：燃烧热和中和热 5.放热反应和吸热反应吸热反应exothermic reaction endothermic reaction 定义 有热量放出的化学反应吸收热量的化学反应反应物总能量生成物总能量反应物总能量生成物总能量与化学键强弱关系生成物分子成时释放的总能量反应物分子断裂时吸收的总能量生成物分子成时释放的总能量反应物分子断裂时吸收的总能量表示方法ΔH=生成物总能量反应物总能量0ΔH=生成物总能量反应物总能量0图示 举例 所有燃烧反应、中和反应、活泼金属与酸或水反应生成H2、缓慢氧化、自发进行的氧化还原反应… 弱电解质电离反应、大多数盐的分解反应、水解反应、Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl晶体反应H2O的反应… 6.常见的能量转化形式 ①通常情况下，化学反应中的能量变化表现为变化时，即为吸热和放热，如果反应物与 生成物的能量差较小，则放热和吸热不明显②在一定条件下，化学反应中的能量变化还可以电能、光能等形式变化 ③在原电池反应中，主要转化为电能；在电解过程中电能主要转化为化学能 【Remark】 ①有的放热反应不需要加热，如氢气与氟气在黑暗、常温下混合时能发生爆炸，白磷能在空 气中自燃；有的放热反应需要加热或点燃，如铁粉与硫粉在加热的条件下反应生成硫化亚 铁，氢气在空气中在点燃的条件下反应生成水 ②吸热反应也不一定需要加热，如晶体与晶体的反应是吸热反应，但不需要 加热反应就能进行；分解为和也是吸热反应，需要持续高温煅烧才能维持 反应的不断进行 ③化学反应是吸热还是放热，是从反应物总能量与产物总能量的大小进行比较，个别反应物 与个别产物之间能量大小不能直接比较 二、热化学方程式 thermochemcal equation concept：化学方程式 2.意义：不仅表明化学反应中物质的变化，同时也表明了化学反应中的能量变化 3.书写 注明反应的温度和压强若在101kPa和25℃时可以不注明，注明ΔH的+、； 注明反应物和生成物的聚集状态l、g、s，若为同素异形体要注明名称； 各物质前的化学计量数不表示分子个数，只表示物质的量，它可以是整数也可以是分数； 对于相同物质的反应，化学计量数不同时，ΔH也不同；聚集状态不同时，ΔH也不同， 因此在书写热化学方程式时首先要注明聚集状态，然后在根据化学方程式中化学计量数 确定出ΔH的值 ⑤对于可逆反应来说，如果正反应是放热反应，则其逆反应必然是吸热反应，且物质的变 化量相同时，正逆反应放出和吸收的热量是相同ΔH=-14.9kJ/mol； H+(aq)+OH－(aq)=H2O(l)，ΔH=-57.3kJ/mol. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)，ΔH=-483.6kJ/mol； H2O(l)=H2O(g)，ΔH=+44.0kJ/mol； H2(g)+O2(g)=H2O(g)，ΔH=-241.8kJ/mol； H2(g)+O2(g)=H2O(l)，ΔH=-285.8kJ/mol； ※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※ 【活化分子与反应活化能】 1.活化分子(activated molecule)：在相同温度下，分子的能量并不完全相同，有些分子的能量 高于分子的平均能量，称为活化分子；能够发生有效碰撞的一定是活化分子，但是活化分子 不一定发生有效碰撞；不是反应物分子之间的任何一次直接作用都能发生反应，只有那些能 量相当高的分子之间的直接作用才能发生反应；在一定温度下，某反应具有的活化分子数由 该反应的活化能Ea决定. 2.有效碰撞(effective collision)：在化学反应中，反应物分子不断发生碰撞，在千百万次碰撞中， 大多数碰撞不发生反应，只有少数分子的碰撞才能发生化学反应，能发生有效碰撞的分子 是活化分子；而活化分子的碰撞也不一定都能发生有效碰撞.发生有效碰撞的分子有能量 的因素，还有空间因素，只有同时满足这两者的要求才能发生有效碰撞. ※发生有效碰撞的条件： ①反应物的分子必须相互碰撞； ②活化分子碰撞时，取向合适； ③分子有一定能量，也就是说，必须是活