能量—化学反应与能量
第一节 化学能与热能
考点一 焓变与反应热/ 理清概念基础需抓牢
知识·再认再现 1.反应热与焓变
当化学反应在一定温度下进行时,反应所放出或吸收的热量,通常用符号Q表示,单位kJ·mol1。而焓变ΔH=H(生成物)-H(反应物),单位kJ·mol1。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全部转化为热能,则有ΔH=Qp。
2.反应热与活化能的关系
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(1)在无催化剂的情况下,E1为正反应的活化能,E2为逆反应的活化能,ΔH=E1-E2。 (2)催化剂能降低反应的活化能,但不影响焓变的大小。 3.吸热反应与放热反应 (1)从能量高低角度理解
放热反应 吸热反应 图示 能量 高低 反应物的总能量大于生成物的总能量,ΔH<0 反应物的总能量小于生成物的总能量,ΔH>0 ①a表示断裂旧化学键吸收的能量,也可以表示反应的活化能。 说明 ②b表示形成新化学键放出的能量,也可以表示活化分子结合成生成物分子所释放的能量。 ③c表示反应的反应热,可通过计算焓变值求得。
(2)从化学键角度理解
(3)常见的放热反应与吸热反应
放热反应 吸热反应 ①弱电解质的电离 ②盐类的水解反应 ③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应 ④C和H2O(g)、C和CO2的反应 ⑤大多数的分解反应 ①可燃物的燃烧 ②酸碱中和反应 常见 反应 ③金属与酸的置换反应 ④物质的缓慢氧化 ⑤铝热反应 ⑥大多数化合反应
[注意] ①化学反应的能量变化主要表现为放热或吸热,但这并不是唯一的表现形式,其他的还有发光、放电等。
②化学反应表现为吸热或放热,与反应的条件没有必然关系,而是取决于反应物和生成物具有的总能量(或焓)的相对大小。
③化学反应表现为吸热或放热,与反应开始时是否需要加热无关。需要加热的反应不一定是吸热反应,如C+O2=====CO2为放热反应;不需要加热的反应也不一定是放热反应,如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应为吸热反应。
点燃
题组·跟进训练
1.(2020·湖北八校一联)炭黑是雾霾中的重要颗粒物,研究发现它可以活化氧分子,生成活化氧,活化过程的能量变化模拟计算结果如图所示,活化氧可以快速氧化二氧化硫。
下列说法错误的是( )
A.氧分子的活化包括O—O键的断裂与C—O键的生成 B.每活化一个氧分子放出0.29 eV的能量 C.水可使氧分子活化反应的活化能降低0.42 eV D.炭黑颗粒是大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂
解析:选C 由图可知,氧分子的活化是O—O键的断裂与C—O键的生成过程,故A正确;反应物的总能量高于生成物的总能量,因此每活化一个氧分子放出0.29 eV的能量,故B正确;水可使氧分子活化反应的活化能降低0.18 eV,故C错误;活化氧可以快速氧化二氧化硫,而炭黑颗粒可以活化氧分子,因此炭黑颗粒可以看作大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂,故D正确。
2.(2020·山东新高考联盟10月考试)某反应使用催化剂后,其反应过程中能量变化如图。下列说法不正确的是( )
A.反应②为放热反应 B.ΔH=ΔH2-ΔH1
C.反应①旧键断裂吸收的能量大于新键形成释放的能量 D.使用催化剂后,活化能降低 答案:B
3.[双选](2020·山东新高考模拟)热催化合成氨面临的两难问题是:采用高温增大反应