3.化学反应中的能量变化
[放热反应] 放出热量的化学反应.在放热反应中,反应物的总能量大于生成物的总能量:
反应物的总能量=生成物的总能量 热量 其他形式的能量
放热反应可以看成是“贮存”在反应物内部的能量转化并释放为热能及其他形式的能量的反应过程.
[吸热反应] 吸收热量的化学反应.在吸热反应中,反应物的总能量小于生成物的总能量:
生成物的总能量=反应物的总能量 热量 其他形式的能量
吸热反应也可以看成是热能及其他形式的能量转化并“贮存”为生成物内部能量的反应过程.
*[反应热]
(1)反应热的概念:在化学反应过程中,放出或吸收的热量,统称为反应热.反应热用符号△H表示,单位一般采用kJ·mol-1.
(2)反应热与反应物、生成物的键能关系:△H=生成物键能的总和 -反应物键能的总和
(3)放热反应与吸热反应的比较.
反应热 放热反应 吸热反应
含义 反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量,反应物转化为生成物时放出热量 反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量,反应物转化为生成物时吸收热量
反应本身的
能量变化 反应放出热量后使反应本身的能量降低 反应吸收热量后使反应本身的能量升高
表示符号或ΔH值 “-” ΔH<0 “ ” ΔH>0
说明:放热反应和吸热反应过程中的能量变化示意图如图3—1—2所示.
[热化学方程式]
(1)热化学方程式的概念:表明反应所放出或吸收热量的化学方程式,叫做热化学方程式.
(2)书写热化学方程式时应注意的问题:
①需注明反应的温度和压强.因为反应的温度和压强不同时,其△H也不同.若不注明时,则是指在101kPa和25℃时的数据.
②反应物、生成物的聚集状态要注明.同一化学反应,若物质的聚集状态不同,则反应热就不同.例如:
H2(g) 1/2O2(g)=H2O(g) △H=-241.8kJ·mol—1
H2(g) 1/2O2(g)=H2O(l) △H=-285.8kJ·mol—1
比较上述两个反应可知,由H2与O2反应生成1 mol H2O(l)比生成1 mol H2O(g)多放出44 kJ·mol—1的热量.
③反应热写在化学方程式的右边.放热时△H用“-”,吸热时△H用“+”.
例如: H2(g) 1/2O2(g)=H2O(g) -241.8kJ·mol—1
④热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数,而只表示物质的量(mol),因此,它可用分数表示.对于相同物质的反应,当化学计量数不同时,其△H也不同.例如:
2H2(g) O2(g)=2H2O(g) △Hl=-483.6 kJ·mol—1
H2(g) 1/2O2(g)=H2O(g) △H2=-241.8kJ·mol—1
显然,△Hl=2△H2.
*[盖斯定律] 对于任何一个化学反应,不管是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的.也就是说,化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与具体反应进行的途径无关.如果一个反应可以分几步进行,则各步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的.