第一节化学反应与能量变化

1、第一节 化学反应与能量变化,第一单元化学反应与能量,一、反应热 焓变,1、定义：,2、符号：H,3、单位：kJmol-1,在恒温、恒压的条件下，化学反应过程中所吸收或释放的热量称为反应的焓变。,化学反应过程中放出或吸收的热量叫做化学反应的反应热.,4、规定：吸热反应:H 0 或者值为“+” 放热反应:H 0 或者值为“-”,1.吸热反应,2.放热反应,化学反应中 热量的反应,化学反应中 热量的反应,二、放热反应和吸热反应,吸收,放出,放热反应,吸热反应,燃料的燃烧 酸碱中和反应 金属与酸 大多数化合反应,C+CO2 , H2+CuO C+H2O Ba(OH)2.8H2O+NH4Cl CaCO3

2、高温分解 大多数分解反应,常见的放热反应和吸热反应,为什么有的反应会放出热量有的需要吸收热量呢？,一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量，决定于,反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。,问题探究一,生成物,反应过程中能量变化曲线图：,生成物,反应物的能量之和 Q反,生成物的能量之和 Q生,（1）若Q反 Q生，,（2）若Q反 Q生，,放出能量,吸收能量,放热反应,吸热反应,规律总结:,规律总结: H =Q(生成物) - Q(反应物),概念辨析,下列说法正确的是:( ) A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应; B.任何放热反应在常温条件下一定能发生反应; C.反应物和生成物所

3、具有的总能量决定了是放热还是吸热; D.吸热反应在一定条件下(如常温、加热等)也能发生反应.,CD,2、下列变化中，属于吸热反应的是( ) A.氮气与氢气合成氨 B.酸碱中和 C.二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫 D.焦炭与高温水蒸气反应,D,练习 1、下列变化中，属于放热反应的是( ) A.Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应 B.点燃的镁条在二氧化碳中继续燃烧 C.灼热的碳与二氧化碳的反应 D.氯化铝的水解,B,观察下列示意图：,1、从该图你获得什么信息？,2、你能计算出该反应过程中能量的变化为多少吗？,化学反应的本质是什么？,化学键的断裂和形成,旧键断裂需要 能量，新键形成会 能量。,

4、放 出,吸 收,问题探究二,所以：一个化学反应是放热还是吸热,取决于所有断键吸收的总能量与所有 形成新键放出的总能量的相对大小,规律总结: H =E(反应物) - E(生成物),反馈巩固,通常人们把拆开1mol 某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可用于估算化学反应的反应热（H），化学反应的H等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。,请回答下列问题： 比较下列两组物质的熔点高低 （填或） SiC_ Si； SiCl4 _ SiO2 右图立方体中心的“”表 示硅晶体中的一个原子，请 在立方体的顶点用“”表示 出与之紧邻的硅原子。

5、工业上高纯硅可通过 下列反应制取： SiCl4 (g) + 2H2(g) Si(s) + 4HCl(g) 该反应的反应热H = _KJ/mol,+236,1.概念:表示化学反应中放出或 吸收的热量的化学方程式.,三、热化学方程式,2.意义:既能表示化学反应中的物质变化,又能表示化学反应中的能量变化.,2H2（g）+ O2(g)=2H2O(l) H=571.6KJ/mol,H2（g)+1/2 O2(g)=H2O(l) H=285.8KJ/mol,请观察下列表示氢气在氧气中燃烧生成水的反应热效应的化学方程式，在第二个热化学方程式中，O2前的计量数为什么可以用分数表示呢？相同条件下的同一个反应H的数

6、值与化学计量数有何关系呢?,问题探究三,原因:,(1)热化学方程式中各物质前面的化学计量数仅表示反应过程中物质的物质的量,并不表示物质的分子或原子数.因此可以是整数或分数. （2）反应的焓变与物质前的计量数有关;同一化学反应，热化学方程式中同一物质的化学计量数和H成正比.,继续观察下列表示氢气在氧气中燃烧生成水的反应热效应的化学方程式，在热化学方程式中，各物质的后面为什么要标明该物质的聚集状态呢？,2H2（g)+O2(g)=2H2O(l) H=571.6KJ/mol,2H2（g)+O2(g)=2H2O(g) H=483.6KJ/mol,问题探究四,(3)反应的焓变与反应物及生成物的聚集状态有关

7、; 此外,反应的焓变还与反应温度、压强有关(若不注明则表示在298K、101kPa下).,原因:,(1)正确写出配平的化学方程式; (2)注明反应物和生成物的状态; (3)标明反应的焓变H(注意单位和+、-）; (4)注明反应的温度和压强(若不注明则表示在298K、101kPa下) ;,3.书写步骤:,交流讨论:,反应放出或吸收的热量的多少与外界的温度和压强有关，需要注明，不注明的指101kPa和25时的数据。,因为物质的聚集状态不同所含的能量也不同。,固态,液态,吸热,气态,吸热,吸热,1）要注明温度和压强:,2）反应物和生成物要注明聚集状态:,书写热化学方程式应注意以下几点,H2（g)+

8、O2(g)=H2O(l)；H=285.8KJ/mol,H2（g)+ O2(g)=H2O(g)；H=241.8KJ/mol,H2O(l)H2O(g)；H=+44KJ/mol,3）热化学方程式中各物质前的化学计量数表示物质的量不表示分子数,因而必要时可用简单分数。一般出现分数时是以某一反应物或生成物为“1mol”时其它物质才出现的。,H2（g）+Cl2(g)=2HCl(g)；H=184.6KJ/mol,H2（g）+ Cl2(g)=HCl(g)；H=92.3KJ/mol,2H2（g)+O2(g)=2H2O(l)；H=571.6KJ/mol,H2（g)+ O2(g)=H2O(l)；H=285.8KJ/

9、mol,4） H的表示： 热化学方程式中的H的“”与“”一定要注明， “”代表吸热， “”代表放热 无论热化学方程式中化学计量数为多少，H的单位总是KJ/mol，但H的数值与反应式中的系数成比例,问题解决写出下列反应的热化学方程式： 1、N2 (g)与H2 (g)反应生成1molNH3 (g) ，放出46.1KJ热量。 2、1molC2H5OH (l)完全 燃烧生成CO2 (g) 和H2O (l) ，放出1366.8KJ热量。 3、2molC2H2 (g)在O2 (g)中完全燃烧生成CO2 (g)和H2O (l) ，放出2598.8KJ热量 4、1molC（石墨）与适量H2O (g)反应生成C

10、O (g)和H2 (g) ，吸收131.3KJ热量。,总结书写热化学方程式注意事项: （1）反应物和生成物要标明其聚集状态，用g、l、s分别代表气态、液态、固态。 （2）方程式右端用H 标明恒压条件下反应放出或吸收的热量，放热为负，吸热为正。 （3）热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数，只表示物质的量，因此可以是整数或分数。 （4）对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其H 也不同，即H 的值与计量数成正比,当化学反应逆向进行时,数值不变,符号相反。,1、氢气在氧气中燃烧产生淡蓝色火焰，已知破坏1molH-H键消耗的能量为Q1kJ，破坏1molO=O键消耗的能量为Q2kJ，形成1

11、molH-O键释放的能量为Q3kJ。 下列关系式中正确的是（ ） A. 2Q1 + Q2 4Q3 B. 2Q1 + Q2 4Q3 C. Q1 + Q2 Q3 D. Q1 + Q2 = Q3,B,反馈练习,2在同温同压下，下列各组热化学方程式中Q2Q1(Q1Q2均大于零)的是（ ） A. H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) H=-Q1 1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g) H=-Q2 B. C(s)+1/2O2(g)=CO (g) H=-Q1 C(s)+O2(g)=CO2(g) H=-Q2 C. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=-Q1 2H2(g)+O2(g)=

12、2H2O(g) H=-Q2 D. S(g)+O2(g)=SO2 (g) H=-Q1 S(s)+O2(g)=SO2(g) H=-Q2,B,3.已知部分化学键键能如下:P-P: 198kJ/mol; P-O: 360kJ/mol;O=O: 498kJ/mol.试根据已 学过的P4和P4O6结构知识计算:P4+3O2=P4O6 的 焓变 ( ) A.+1638kJ/mol; B.-1638kJ/mol; C.-126kJ/mol; D.+126kJ/mol.,B,4、已知 （1）H2( g )1/2O2 ( g ) H2O ( g ) H1 = a kJ/mol （2）2H2( g )O2 ( g

13、) 2H2O ( g ) H2 = b kJ/mol （3） H2( g )1/2O2 ( g ) H2O ( l ) H3 = c kJ/mol （4） 2H2( g )O2 ( g ) 2H2O ( l ) H4 = d kJ/mol 则a、b、c、d的关系正确的是 。 A、ad0 C、2a=b0,C,5、(2003江苏)已知在25、101kPa下，1g C8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放 出48.40kJ 热量。表示上述反应的热化学方程 式正确的是 ( ) A、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g) +9H2O(g) H= - 48.40kJmol -1 B、C

14、8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2 (g) +9H2O(l) H= - 5518kJmol -1 C、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g) + 9H2O(l) H= + 5518kJmol -1 D、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2 (g)+ 9H2O(l) H= - 48.40kJmol -1,B,练习：,A. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=4b kJ/mol B. C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) H=+2b kJ/mol C. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2

15、O(l) H=2b kJ/mol D. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=+b kJ/mol,（05全国卷I 第13题 ）已知充分燃烧a g 乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量bkJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是,A,实验：中和热的测定,整个装置： 量热计,主要仪器： 温度计 环形玻璃搅拌棒 大小烧杯,辅助用品： 碎泡沫塑料泡沫塑料板,录像,实验注意事项：,保温效果一定要好,小烧杯和大烧杯的杯口要相平. 盐酸和氢氧化钠溶液的浓度要准确.所用NaOH溶液稍过量 宜用有0.1分度的温度计,温度计水解球应浸没在溶液中 测量完盐酸的温度后,应将

16、温度计用蒸馏水洗后,再去测NaOH溶液的温度. 每次实验仅可能测得反应混合液的最高温度;平行做次实验，其温度采用平均值进行计算； 计算式： H=-0.418(T2-T1)/(cV) kJ/mol,3、50ml0.50molL-1盐酸与50mL0.55molL-1NaOH溶液在 如下图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程 中放出的热量可计算中和热。回答下列问题： （1）从实验装置上看，图中伤缺少的一种玻璃仪器 是 。 （2）烧杯间填满碎纸条的作用是 。 。 （3）若大烧杯上不盖硬纸板，求得的反应热数值 （填“偏大”“偏小”或“无影响”）。 （4）实验中该用60mL0.50molL-1盐酸跟

17、50mL0.55molL-1NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量 （填“相等”或“不相等”），所求中和热 （填“相等”或“不相等”），简述理由： （5）用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热数值会 ；用50mL0.50mol/LNaOH溶液进行上述实验，测得的中和热数值可能会 （填“偏大”“偏小”或“无影响”）。,反应热,含义,与键能或本身能量的关系,表示 方法,种类,单位：kJ/mol,符号：H,燃烧热,中和热及其测定,热化学方程式,意义,书写方法及盖斯定律.,有关计算(略),化学反应中的能量变化,小结,1. P4(s、白磷)+5O2(g) = P4O

18、10(s)；H=2983.2kJ/molP(s、红磷)+5/4O2(g) = P4O10(s)；H=738.5kJ/mol 那么，1 mol白磷转变成相应物质量的红磷时，应是( )A放出29.2 kJ热量 B吸收29.2 kJ热量C放出2244.7 kJ热量 D吸收2244.7 kJ热量,A,练习题,(2008年四川卷,化学)2 下列关于热化学反应的描述中正确的是 AHCl和NaOH反应的中和热H57.3kJ/mol，则H2SO4和 Ca(OH)2反应的中和热H2(57.3)kJ/mol BCO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol，则2CO2(g) 2CO(g)O2(g) 反应的H2283.

19、0kJ/mol C需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 D.1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷燃烧热,B,3.2003年10月15日我国成功发射了第一艘载人航天飞船“神州五号”。从此我国进入了航天大国和航天强国行列。发射“神五” 时用肼（N2H4）作为火箭发动机的燃料，NO2为氧化剂，反应生成 N2和水蒸气。已知： N2(g) + 2O2(g) = 2NO2(g)；H = + 67.7kJ/mol。 N2H4(g) + O2(g) = N2(g) + 2H2O(g)；H = 534kJ/mol。下列关于 肼和NO2反应的热化学方程式中，正确的是（ ）A.2N2H4(g) + 2NO2(g) = 3N2(g) + 4H2O(l)；H = 1135.7kJ/molB.2N2H4(g) + 2NO2(g) = 3N2(g) + 4H2O(g)；H = 1000.3kJ/molC.N2H4(g) + NO2(g) = 3/2N2(g) + 2H2O(l)；H = 1135.7kJ/molD.2N2H4(g) + 2NO2(g) = 3N2(g) + 4H2O(g)；H =