第一节 化学反应与能量的变化

选修4第一章化学反应与能量第一节化学反应与能量的变化1、下列变化中，属于放热反应的是()A.Ba(OH)2·8H2O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.碳酸钙高温分解复习回顾B2、下列关于1molH2在O2中完全燃烧生成水蒸气所放出的能量的产生原因的说法中正确的是（）

A、该反应点燃后不需继续加热仍可持续进行

B、该反应在常温很容易发生

C、H2和O2的总能量大于H2O的总能量

D、该反应条件下1molH2和0.5molO2的总能量大于1mol水蒸气的总能量D复习回顾3、实验测得常温常压下1molH2与Cl2完全反应时放出184.6kJ的热量，请解释其原因：［已知：拆开（或形成）1molH-H、Cl-Cl、

H-Cl所需的（或放出的）能量分别为436、

243、431（单位kJ/mol）］∴放出的能量＝862－679=183(kJ/mol)化学键断裂时吸收的总能量=436+243=679(kJ/mol)化学键形成时放出的总能量=431×2=862(kJ/mol)化学反应的实质是反应物分子中旧化学键的断裂和生成物分子中新化学键的形成的过程。化学反应过程产生能量变化的微观原因：断键吸收的总能量>成键放出的总能量吸热反应断键吸收的总能量<成键放出的总能量放热反应旧键断裂需要吸收能量，新键形成需要放出能量。goH－H断键Ｈ+Ｈ

++

Cl－

Cl

断键Cl+Cl

H－ClH－ClH2+Cl2

〓2HCl

放431kJ·mol-1吸246kJ·mol-1吸243kJ·mol-1放431kJ·mol-1△E=2×431-246-243=862-679=183假想的中间物质一、反应热和焓变4、单位：kJ/mol或kJ•mol-11、反应热：化学反应过程中吸收或放出的热量称为反应热。2、焓变：恒压条件下的反应热等于焓变。新知识3、符号：∆H∆H＝E生成物的总能量－E

反应物的总能量

∆H＝E

断键吸收的总能量－E

成键放出的总能量6、反应热产生的原因：5、规定：

放热反应：∆H为“－”或∆H<0

吸热反应：∆H为“＋”或∆H>0

E生-E反>0

吸热反应E生-E反<0

放热反应H为“-”或H<0H为“+”或H>0环境能量如何转换的，从哪里转移到哪里？体系的能量如何变化？规定放热反应的ΔH

为“－”、吸热反应的ΔH

为“＋”是站在谁的角度，体系还是环境？放热反应中体系＋－思考与交流从体系转移到环境降低体系1molC与1molH2O(g)反应生成

lmolCO(g)和1molH2(g)，需要吸收131.5kJ的热量，该反应的反应热△H=

。＋131.5kJ/mol巩固练习思考与交流例１∶在2000C、101KPa时，１molH2与碘蒸气作用生成HI的反应，科学文献上表示为∶H2（g）+I2（g）2HI（g）△H=一14.9KJ·mol-1200℃101kpa高温高压催化剂与我们熟悉的化学方程式有何不同？101KPa、250C时2molH2完全燃烧生成2mol水蒸气时放出483.6kJ的热量，生成液态水时放出571.6kJ的热量。其热化学方程式思考与交流2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)

△H=－483.6kJ/molH2(g)+O2(g)==H2O(g)

△H=-241.8kJ/mol12H2(g)+O2(g)==H2O(L)

△H=-285.8kJ/mol12H2O（g）=H2O（L）△H=-44kJ·mol-12H2(g)+O2(g)==2H2O(L)

△H=－571.6kJ/mol与我们熟悉的化学方程式有何不同？二、热化学方程式探索新知1、定义：表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式，叫做热化学方程式。能够表示化学反应热效应的化学方程式应怎样书写？2、热化学方程式的书写（3）注明反应的温度和压强；若为101KPa，250C时的数据，常常不注明（2）注明所有反应物和生成物的聚集状态；用S(固体)、l(液体)、g(气体)、aq(溶液)表示（1）写出反应热，并注明△H的“＋”、“－”号；（4）方程式中化学计量数可以整数也可以是分数。但化学计量数必须与△H成正比1、写出下列反应的热化学方程式1）1molN2与适量O2反应生成NO2，吸收68kJ的热量；课堂练习2）1molCu与适量O2反应生成CuO(s),放出157kJ热量；N2(g)+2O2(g)==2NO2(g)

△H=+68kJ/mol2Cu(s)+O2(g)==2CuO(s)

△H=-314kJ/molCu(s)+O2(g)==CuO(s)

△H=-157kJ/mol12课堂练习2、(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=-48.40kJ·mol-1B、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=-5518kJ·mol-1C、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=+5518kJ·mol-1D、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=-48.40kJ·mol-1BA.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=－4bkJ/molB.C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)△H=+2bkJ/molC.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=－2bkJ/molD.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=+bkJ/mol3、（05全国卷I第13题）．已知充分燃烧ag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课堂练习4、已知（1）H2(g)＋1/2O2

(g)

＝H2O(g)

ΔH1

=

akJ/mol（2）2H2(g)＋O2

(g)

＝2H2O(g)

ΔH2

=

bkJ/mol（3）H2(g)＋1/2O2

(g)

＝H2O(l)

ΔH3

=

ckJ/mol（4）2H2(g)＋O2

(g)

＝2H2O(l)

ΔH4

=

dkJ/mol则a、b、c、d的关系正确的是

。A、a<c<0B、b>d>0C、2a=b<0D、2c=d>0

C课堂练习高低物质所具有的总能量2A(g)+B(g)2C(g)5.分析右面的能量变化示意图，下列热化学方程式正确的是()A.2A（g）+B(g)=2C（g）；△H=a（a＞0）B.2A（g）+B(g)=2C（g）；△H=a（a＜0）C.2A+B=2C；△H=a（a＜0）D.2C=2A+B；△H=a（a＞0）B6、已知白磷和P4O6的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能（kJ·mol1）：P—P：

198P—O：360O=O：498则反应

P4(白磷)+3O2=P4O6的反应热△H为()A．-1638kJ·mol1

B．+1638kJ·mol1

C．-126kJ·mol1

D．+126kJ·mol1A课堂练习CO(g)+H2O(g)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)CO2(g)+H2(g)△H=+41

kJ/mol△H=-41

kJ/mol(1)(2)7、根据下列图式，写出反应的热化学方程式(1)CO(g)+H2O(g)＝CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ/mol(2)CO2(g)+H2(g)＝CO(g)+H2O(g)△H=＋41kJ/mol作业：1、教材P6:第3题、第4题

复习：热化学方程式的书写注意？（1）必须注明反应的温度和压强（若不指明则为25℃、101kPa)（2）必须注明反应物、生成物的聚集状态，不用标沉淀和气体符号（3）热化学方程式中的系数仅表示物质的量，因此可以为整数，也可以为分数。但反应热的值必须与系数成正比。（4）放热用“－”，吸热用“+”，单位kJ/mol（5）反应逆向进行，其反应热的数值与正反应相等、符号相反1.(08上海)已知：H2(g)＋F2(g)===2HF(g)△H=-270kJ/mol，下列说法正确的是()

A．2L氟化氢气体分解成1L的氢气和1L的氟气吸收270kJ热量

B．1mol氢气与1mol氟气反应生成2mol液态氟化氢放出的热量小于270kJ

C．在相同条件下，1mol氢气与1mol氟气的能量总和大于2mol氟化氢气体的能量

D．1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢分子放出270kJC课前热身2、在同温同压下，下列各组热化学方程式中Q2>Q1的是（）A.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=-Q11/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g)△H=-Q2B.C(s)+1/2O2(g)=CO(g)△H=-Q1C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-Q2C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-Q12H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-Q2D.S(g)+O2(g)=SO2(g)△H=-Q1S(s)+O2(g)=SO2(g)△H=-Q2B课前热身3.(08重庆)化学反应N2＋3H2

＝2NH3的能量变化如右图所示，该反应的热化学方程式是A、N2(g)＋3H2(g)＝2NH3(l)⊿H＝2(a-b-c)kJ/molB、N2(g)＋3H2(g)＝2NH3(g)⊿H＝2(b-a)kJ/molC、1/2N2(g)＋3/2H2(g)＝NH3(l)⊿H＝(b+c-a)kJ/mol

D、1/2N2(g)＋3/2H2(g)＝NH3(g)⊿H＝(a+b)kJ/mol

A课前热身

实验二中和热的测定●实验目的

测定强酸、强碱反应的中和热●学习重点中和热的测定原理和方法。●实验用品大烧杯（500mL）、小烧杯（100mL）

温度计、量筒（50mL）两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个小孔）、环形玻璃搅拌棒。0.50mol/L盐酸、0.55mol/L

NaOH溶液［问题］1.我们利用什么原理来测定酸、碱反应的中和热呢？

2.中和热与反应热是否相同？它们之间有什么区别和联系？不同;它们都是指化学反应放出的能量，但中和热仅指在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1mol水时的反应热。任何一个化学反应发生所放出的热量都叫反应热，但却不一定是中和热。本节课，我们取一定量的盐酸和氢氧化钠溶液发生中和反应，哪些数据可以帮助我们测出它们的反应热呢？请大家讨论回答。Q=mcΔt

①Q:中和反应放出的热量。m：反应混合液的质量。c：反应混合液的比热容。Δt：反应前后溶液温度的差值。我们如何得到上述数据呢？m的质量为所用酸、碱的质量和，测出参加反应的酸、碱质量相加即可；c需要查阅，Δt可用温度计测出反应前后的温度相减得到。［问］酸、碱反应时，我们用的是它的稀溶液，它们的质量应怎样得到？量出它们的体积，再乘以它们的密度即可。Q=（V酸ρ酸＋V碱ρ碱）·c·（t2－t1）

②

本实验中，我们所用一元酸、一元碱的体积均为50mL，它们的浓度分别为0.50mol/L和0.55mol/L。由于是稀溶液，且为了计算简便，我们近似地认为，所用酸、碱溶液的密度均为1g/cm3，且中和后所得溶液的比热容为4.18J/（g·℃)已知

V酸=V碱=50mL。

c酸=0.50mol/Lc碱=0.55mol/L。

ρ酸=ρ碱=1g/cm3c=4.18J/（g·℃）请把以上数据代入式②,得出Q的表示式。其中热量的单位用kJ。得出结果。

Q=0.418（t2－t1）kJ③思考：③式表示的是不是该反应的反应热？是中和热吗？为什么？③式不是该反应的反应热，因为反应热是有正负的，中和反应放热，故其ΔH为“－”。中和热是稀的酸、碱中和生成1mol水的反应热，而50mL0.50mol/L的盐酸与50mL0.55mol/L氢氧化钠反应后生成的水只有0.025mol，故③式表示的也不是中和热。

［问题］该反应的中和热应怎样表示呢？ΔH=

－0.418（t2－t1）0.025kJ/mol实验步骤：1.在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，如下图所示。中和热的测定大、小烧杯放置时，为何要使两杯口相平？填碎纸条的作用是什么？对此装置，你有何更好的建议？答案：.两杯口相平，可使盖板把杯口尽量盖严，从而减少热量损失；填碎纸条的作用是为了达到保温隔热、减少实验过程中热量损失的目的。若换用隔热、密封性能更好的装置（如保温杯）会使实验结果更准确。2.用一个量筒最取50mL0.50mol/L盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗后的溶液能否倒入小烧杯？为什么？

因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗，温度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失，故要冲洗干净；冲洗后的溶液不能倒入小烧杯，若倒入，会使总溶液的质量增加，而导致实验结果误差。3.用另一个量筒量取50mL0.55mol/LNaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。.酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？.

因为本实验的关键是测反应的反应热，若动作迟缓，将会使热量损失而使误差增大。4.把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯（注意不要洒到外面）。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记为终止温度，记入下表。

实验中所用HCl和NaOH的物质的量比为何不是1∶1而是NaOH过量？若用HCl过量行吗？为了保证0.50mol/L的盐酸完全被NaOH中和，采用0.55mol/LNaOH溶液，使碱稍稍过量。若使盐酸过量，亦可。5.重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。若其中有一次数据与其它相差太大，应删除。［议一议］你所测得的数据是否为57.3kJ/mol，若不是，分析产生误差的原因。可能的原因有：1.量取溶液的体积有误差（测量结果是按50mL的酸、碱进行计算，若实际量取时，多于50mL或小于50mL都会造成误差）2.温度计的读数有误。3.实验过程中有液体洒在外面。4.混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。5.隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。6.测了酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的温度，致使热量损失而引起误差。H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kJ·mol-1讨论下列问题1.本实验中若把50mL0.50mol/L的盐酸改为50mL0.50mol/L醋酸，所测结果是否会有所变化？为什么？2.若改用100mL0.50mol/L的盐酸和100mL0.55mol/L的NaOH溶液，所测中和热的数值是否约为本实验结果的二倍（假定各步操作没有失误）？答案：1.会有所变化。因为醋酸为弱电解质，其电离时要吸热，故将使测得结果偏小。2.否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成1molH2O时放出的热量，其数值与反应物的量的多少无关，故所测结果应基本和本次实验结果相同（若所有操作都准确无误，且无热量损失，则二者结果相同）。3、写出下列表示中和热的热化学方程式。稀盐酸与稀氢氧化钠溶液反应稀硫酸与稀氢氧化钾溶液反应AHCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ·mol-1