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1.2 反应热(ΔH)

化学反应与能量变化 · 高一
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 化学反应中释放或吸收的热量,数值上等于生成物总能量与反应物总能量之差。

从哪来 建立在 3.1 键能 之上。理解化学键断裂吸热、形成放热的微观机制,是推导宏观反应热(ΔH)计算逻辑(ΔH = 反应物键能总和 - 生成物键能总和)的基础。

为什么 化学反应的本质是旧键断裂和新键形成。断键需要吸收能量,成键会释放能量。 1. 若断键吸收的总能量 < 成键释放的总能量,多余的能量以热能形式释放,反应放热(ΔH < 0)。 2. 若断键吸收的总能量 > 成键释放的总能量,需从环境吸收能量,反应吸热(ΔH > 0)。 因此,ΔH 本质上是微观粒子能量变化的宏观体现,遵循能量守恒定律。

适合:形象思维强、喜欢直观类比的学生** **比喻法
把化学键比作“弹簧”。断开弹簧(断键)需要用力(吸热),弹簧恢复原状或连接新物体(成键)会释放弹力(放热)。 * 放热反应:像把一根紧绷的弹簧松开,它弹出去做了功(释放能量),系统能量降低。 * 吸热反应:像用力把一根松弛的弹簧拉长,你付出了力气(吸收能量),系统能量升高。 * 核心:ΔH 就是“你付出的力气”减去“弹簧弹回来的力气”。
适合:逻辑严密、偏好数学推导的学生** **代数推导法
设定反应物总能量为 $E_{reactants}$,生成物总能量为 $E_{products}$。 根据能量守恒:$E_{reactants} + Q_{absorbed} = E_{products} + Q_{released}$。 定义 $\Delta H = E_{products} - E_{reactants}$。 * 若 $\Delta H < 0$,即 $E_{products} < E_{reactants}$,能量差值以热量形式释放(放热)。 * 若 $\Delta H > 0$,即 $E_{products} > E_{reactants}$,需从外界补充能量差(吸热)。 * 强调:ΔH 是状态函数,只与始态和终态有关,与路径无关。
适合:动手能力强、喜欢实验观察的学生** **实验现象反推法
1. 镁条燃烧:剧烈发光发热,摸试管壁烫手。说明反应物(Mg + O₂)能量高,生成物(MgO)能量低,差值跑出来了 → 放热,ΔH < 0。 2. 氢氧化钡晶体与氯化铵晶体混合:搅拌后烧杯壁变凉,甚至结冰。说明生成物能量比反应物高,能量被“锁”在物质里了 → 吸热,ΔH > 0。 * 结论:看温度变化定符号,看能量高低定大小。
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练一道
基础题
已知 H-H 键能为 436 kJ/mol,Cl-Cl 键能为 243 kJ/mol,H-Cl 键能为 431 kJ/mol。计算反应 $H_2(g) + Cl_2(g) \rightarrow 2HCl(g)$ 的 $\Delta H$。
变式
已知 $C(s) + O_2(g) \rightarrow CO_2(g) \quad \Delta H_1 = -393.5 \text{ kJ/mol}$ $C(s) + \frac{1}{2}O_2(g) \rightarrow CO(g) \quad \Delta H_2 = -110.5 \text{ kJ/mol}$ 求 $CO(g) + \frac{1}{2}O_2(g) \rightarrow CO_2(g)$ 的 $\Delta H$。
试试手自己判
检测题
已知 $2H_2(g) + O_2(g) \rightarrow 2H_2O(l) \quad \Delta H = -571.6 \text{ kJ/mol}$。 若反应生成 1 mol $H_2O(l)$,其 $\Delta H$ 为多少?若生成 1 mol $H_2O(g)$,其 $\Delta H$ 数值会变大还是变小(绝对值)?
看答案和判分标准
答案:1. 生成 1 mol $H_2O(l)$ 的 $\Delta H = -285.8 \text{ kJ/mol}$。 2. 生成 1 mol $H_2O(g)$ 的 $\Delta H$ 绝对值会变小(即 $\Delta H$ 数值变大,更接近 0,例如 -241.8 kJ/mol)。
判对标准:
1. 第一问数值正确且符号为负(-285.8)。
2. 第二问判断正确(绝对值变小/放热更少)。
3. 若能解释原因(水蒸气液化放热,故生成水蒸气放出的总热量少于生成液态水),则完全掌握。
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