化學(xué)反應(yīng)與能量變化
1、有效碰撞理論
(1)有效碰撞:使分子間發(fā)生反應(yīng)的碰撞.
(2)活化分子:具有較高能量,能夠發(fā)生有效碰撞的分子.
(3)活化能:活化分子高出反應(yīng)物分子平均能量的那部分能量
E1--正反應(yīng)活化能;E2--逆反應(yīng)活化能;
化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)就是反應(yīng)物分子中化學(xué)鍵斷裂,形成新的化學(xué)鍵的過程.舊鍵斷裂需要吸收能量,新鍵形成需要放出能量.而一般化學(xué)反應(yīng)中,舊鍵的斷裂所吸收的總能量與新鍵形成所放出的總能量是不相等的,而這個差值就是反應(yīng)中能量的變化,所以化學(xué)反應(yīng)過程中會有能量的變化.
3、反應(yīng)熱和焓變的概念
(1)反應(yīng)熱:在化學(xué)反應(yīng)過程中,當(dāng)反應(yīng)物和生成物具有相同溫度時,所吸收或放出的熱量成為化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱
(2)焓變:焓是與內(nèi)能有關(guān)的物理量,符號用H表示,反應(yīng)在一定條件下是吸熱還是放熱由生成物和反應(yīng)物的焓值差即焓變(△H)決定的,恒壓條件下的反應(yīng)熱等于焓變。單位一般采用kJ/mol
4、吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)
(1)吸熱反應(yīng)的概念:反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量的化學(xué)反應(yīng).
常見的吸熱反應(yīng)或部分物質(zhì)的溶解過程:
大部分分解反應(yīng),NH4Cl固體與Ba(OH)2·8H2O固體的反應(yīng),炭與二氧化碳反應(yīng)生成一氧化碳,炭與水蒸氣的反應(yīng),一些物質(zhì)的溶解(如硝酸銨的溶解),弱電解質(zhì)的電離,水解反應(yīng)等.
(2)放熱反應(yīng)的概念:反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量的化學(xué)反應(yīng).
常見的放熱反應(yīng):
①燃燒反應(yīng);②中和反應(yīng);③物質(zhì)的緩慢氧化;④金屬與水或酸反應(yīng);⑤部分化合反應(yīng).
吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的能量變化圖如圖所示:
(1)反應(yīng)放熱還是吸熱主要取決于反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對大小;
(2)放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)與反應(yīng)條件無關(guān)
5、熱化學(xué)反應(yīng)方程式
(1)定義:表明反應(yīng)放出或吸收的熱量的化學(xué)方程式叫做熱化學(xué)方程式.
(2)意義:熱化學(xué)方程式不僅表示了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化,也表明了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化.
(3)熱化學(xué)方程式的書寫
①要注明溫度、壓強(qiáng),但中學(xué)化學(xué)中所用的△H數(shù)據(jù)一般都是25℃、101kPa下的數(shù)據(jù),因此可不特別注明.
②必須注明△H的“+”與“-”
③要注明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài).g表示氣體,l表示液體,s表示固體,熱化學(xué)方程式中不用氣體符號或沉淀符號.
④熱化學(xué)方程式各物質(zhì)化學(xué)式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量,并不表示物質(zhì)的分子或原子數(shù).因此熱化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù)也可以是分?jǐn)?shù).
⑤熱化學(xué)方程式的數(shù)值與化學(xué)計(jì)量數(shù)有關(guān),對于相同的物質(zhì)反應(yīng),當(dāng)化學(xué)計(jì)量數(shù)不同,其△H也不同.當(dāng)化學(xué)計(jì)量數(shù)加倍時,△H也加倍.當(dāng)反應(yīng)逆向進(jìn)行時,其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等,符號相反.
⑥對于化學(xué)式形式相同的同素異形體,還必須在化學(xué)是后面標(biāo)明其名稱.如C(s,石墨)
⑦可逆反應(yīng)的反應(yīng)熱指的是反應(yīng)物完全反應(yīng)后放出或吸收的熱量,不是達(dá)到平衡時的.
6、中和反應(yīng)反應(yīng)熱測定
(1)實(shí)驗(yàn)原理:在稀溶液中,酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol水時的反應(yīng)熱叫做中和熱
(2)計(jì)算方法:(強(qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng)) Q=mC△t
(3)注意事項(xiàng)
①大小燒杯杯口相平,可使蓋板把杯口盡量蓋嚴(yán),從而減少熱量損失;填碎紙條的作用是為了達(dá)到保溫隔熱、減少實(shí)驗(yàn)過程中熱量損失的目的.
②溫度計(jì)上的酸要用水沖洗干凈,沖洗后的溶液不能倒入小燒杯
③酸、堿混合時,要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯而不能緩緩倒入
④實(shí)驗(yàn)中所用HCl和NaOH的物質(zhì)的量比不是1:1,而是NaOH過量
知識點(diǎn)小結(jié)
1、熟記反應(yīng)熱ΔH 的基本計(jì)算公式
ΔH=生成物的總能量-反應(yīng)物的總能量
ΔH=反應(yīng)物的總鍵能之和-生成物的總鍵能之和
2、規(guī)避兩個易失分點(diǎn):舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成是同時進(jìn)行的,缺少任何一個過程都不是化學(xué)變化。
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