第一節化學反應與能量的變化 問題 化學反應過程中為什么會有能量的變化 用學過的知識回答 化學反應的實質 反應物分子中化學鍵斷裂 形成新的化學鍵 重新組合成生成物的分子的過程 舊鍵斷裂需要吸收能量 新鍵形成需要放出能量 而一般化學反應中 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中能量的變化 所以化學反應過程中都會有能量的變化 h2 g cl2 g 2hcl g 放熱183kj 例 拆開lmolh h鍵 lmoln h鍵 lmoln n鍵分別需要的能量是436kj 391kj 946kj 則1moln2生成nh3的反應熱為 92kj mol 反應物的總能量高 生成物的總能量低 生成物的總能量高 反應物的總能量低 放熱反應 吸熱反應 化學反應的過程 可以看成是能量的 貯存 或 釋放 的過程 宏觀 能量守恒作用 h 1 定義 化學反應過程中所釋放或吸收的熱量 叫做反應熱 又稱為 焓變 2 符號 h 3 單位 kj mol 4 規定 1 反應體系的能量降低 即放熱反應 則 h為 2 反應體系的能量升高 即吸熱反應 則 h為 即 當 h為 h 0 時 為放熱反應 當 h為 h 0 時 為吸熱反應 一 反應熱焓變 二 熱化學方程式 1 概念 能夠表示反應熱的化學方程式叫做熱化學方程式 我們已經認識了反應熱 那么如何在化學方程式中正確反映其熱量的變化 思考交流 與化學方程式相比 熱化學方程式有哪些不同 正確書寫熱化學方程式應注意哪幾點 請看以下幾個例子 再思考 h2 g i2 g 2hi g h 14 9kj mol 200 101kpa 熱化學方程式包含物質變化和能量變化兩個部分 二者缺一不可 普通化學方程式只包含物質變化一個部分 物質變化 能量變化 書寫熱化學方程式的注意事項 1 化學方程的右邊必須寫上 h 并用 空格 隔開 h 吸熱用 放熱用 單位是kj mol或j mol 注意 不能省寫 h2 g i2 g 2hi g h 14 9kj mol 200 101kpa 2 熱化學方程式需注明測定時的溫度和壓強 對于25 101kpa時進行的反應可不注明 普通化學方程式不需注明溫度和壓強 如不注明條件 即指 25 1 01 105pa 熱化學方程式的書寫要注意 3 熱化學方程式需注明各物質的狀態 普通化學方程式不需注明物質的狀態 注 物質后需標聚集狀態s 固體 l 液體 g 氣體 aq 稀溶液 熱化學方程式的書寫要注意 熱化學方程式的書寫要注意 4 熱化學方程式中化學計量數表示參加反應的各物質的物質的量 可為整數或分數 普通化學方程式中化學計量數宏觀上表示各物質的物質的量 微觀上表示原子分子數目 只能為整數 不能為分數 5 若化學方程式中各物質的系數加倍 則 h的數值也加倍 若反應逆向進行 則 h改變符號 但絕對值不變 1 當1mol氣態h2與1mol氣態cl2反應生成2mol氣態hcl 放出184 6kj的熱量 請寫出該反應的熱化學方程式 h2 g cl2 g 2hcl g h 184 6kj mol 練習 這些書寫也是對的 2h2 g 2cl2 g 4hcl g h 369 2kj mol 寫出下列反應的熱化學方程式 1 1molc 固態 與適量h2o 氣態 反應 生成co 氣態 和h2 氣態 吸收131 3kj的熱量 2 0 5molcu 固態 與適量o2 氣態 反應 生成cuo 固態 放出78 5kj的熱量 c s h2o g co g h2 g h 131 3kj mol 2cu s o2 g 2cuo s h 314kj mol 250c 1 01 105 pa下 4gco在氧氣中燃燒生成co2 放出9 6kj熱量 寫出co燃燒的熱化學反應方程式 2co g o2 g 2co2 g h 134 4kj mol 2co o2 2co2 2 28g mol h 9 6kj 4g 2 28g mol 4g h 9 6kj h 134 4kj mol 放熱 2c2h2 g 5o2 g 4co2 g 2h2o l h 4bkj2c2h2 g 5o2 g 4co2 g 2h2o l h 4bkj molc c2h2 g 5 2o2 g 2co2 g h2o g h 4bkj mold 2c2h2 g 5o2 g 4co2 g 2h2o l h 4bkj mole 2c2h2 g 5o2 g 4co2 g 2h2o l h bkj mol 已知充分燃燒ag乙炔氣體時生成1mol二氧化碳氣體和液態水 并放出熱量bkj 則乙炔燃燒的熱化學方程式正確的是 b 點撥 熱化學方程式書寫正誤的判斷可從 h的正負號 物質的聚集狀態 物質的量的大小 單位等主要方面入手 沼氣是一種能源 它的主要成分是ch4 0 5molch4完全燃燒生成co2和h2o時 放出445kj的熱量 則下列熱化學方程式中正確的是 a 2ch4 g 4o2 g 2co2 g 4h2o l h 890kj mol b ch4 2o2 co2 h2o h 890kj mol c ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o l h 890kj mol d 1 2ch4 g o2 g 1 2co2 g h2o l h 890kj mol c 已知在1 105pa 25 條件下 2mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484kj熱量 下列熱化學方程式正確的是 a h2o g h2 g 1 2o2 g h 242kj mol 1b 2h2 g o2 g 2h2o l h 484kj mol 1c h2 g 1 2o2 g h2o g h 242kj mol 1d 2h2 g o2 g 2h2o g h 484kj mol 1 a 在同溫同壓下 下列各組熱化學方程式中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 q2 b 已知 1 h2 g 1 2o2 g h2o g h1 akj mol 2 2h2 g o2 g 2h2o g h2 bkj mol 3 h2 g 1 2o2 g h2o l h3 ckj mol 4 2h2 g o2 g 2h2o l h4 dkj mol下列關系式中正確的是 a ad 0c 2a b0 c 二 中和熱1 定義 在稀溶液中 酸跟堿發生中和反應 生成1mol水時的反應熱叫做中和熱 2 中和熱的表示 h aq oh aq h2o 1 h 57 3kj mol 3 對中和熱的理解應注意以下幾點 1 定義中的 稀溶液 一般是指酸 堿的物質的量濃度均小于或等于1mol l的溶液 因為溶液混合時會產生溶解熱效應 而影響中和熱的測定 2 實驗測得生成1mol水放出57 3kj的熱量是指強酸強堿在稀溶液中發生中和反應時的中和熱 有弱酸或弱堿參加的中和反應 實驗測出的中和熱數值一般低于57 3kj 因為弱電解質反應時會繼續電離 電離時要吸熱 3 中和熱是以生成1molh2o所放出的熱量來定義的 因此在書寫中和熱的熱化學方程式時 就以生成1molh2o為標準來配平其余物質的化學計量數 如 根據化學反應的情況不同 反應熱種可分為 燃燒熱 中和熱 溶解熱等 木炭燃燒釋放熱能 什么是燃燒熱呢 是不是物質燃燒所釋放的熱量就是燃燒熱呢 三 燃燒熱 鎂條燃燒釋放熱能 定義 在101kpa時 lmol物質完全燃燒生成穩定的氧化物時所放出的熱量 叫做該物質的燃燒熱 單位是kj mol 1 燃燒熱 1 生成物一定要穩定 狀態要穩定 要完全燃燒 生成物不能再燃燒 例1 c完全燃燒應生成co2 g 而生成co g 屬于不完全燃燒 例2 h2燃燒生成液態h2o 而不是氣態水蒸氣 c co2 g h2 h2o l 在理解物質燃燒熱的定義時 要注意以下幾點 2 燃燒熱一般是由實驗測得 物質燃燒時放出的熱量多少與外界條件 如溫度 壓強 有關 如果未注明條件 就是指25 101kpa時的熱量 還與反應物和生成物的聚集狀態有關 3 定義中 1mol物質 是指1mol純凈物 單質或化合物 4 在書寫燃燒熱的熱化學方程式時 其他物質的計量數常以分數表示 h 285 8kj mol 例 h2 g 十o2 g h2o l 5 文字敘述燃燒熱時 用 正值 h 表示時為負值 例如 ch4的燃燒熱為890 31kj mol或 h 890 31kj mol 下列說法或表示方法正確的是 a 等質量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒 后者放出的熱量多b 由c 石墨 c 金剛石 h 1 19kj mol可知 金剛石比石墨穩定c 在稀溶液中 h aq oh aq h2o l h 57 3kj mol 若將含0 5molh2so4的濃硫酸與含1molnaoh的稀溶液混合 放出的熱量大于57 3kjd 在101kpa 25 時 2gh2完全燃燒生成液態水 放出285 8kj熱量 氫氣燃燒的熱化學方程式表示為 2h2 g o2 g 2h2o l h 285 8kj mol c 已知h aq oh aq h2o l h 57 3kj mol 若向三份等體積 等物質的量濃度的naoh溶液中分別加入 稀醋酸 濃硫酸 稀硝酸至恰好完全反應 并將上述過程中放出的熱量分別記為q1 q2 q3 下列關系式中正確的是 a q1 q3 q2b q1 q2 q3c q1 q2 q3d q1 q2 q3 a 已知1g氫氣燃燒生成液態水放出142 9kj的熱量 則氫氣燃燒熱的熱化學方程式為 a 2h2 g o2 g 2h2o l h 142 9kj molb 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj molc 2h2 1 2o2 2h2o h 571 6kj mold h2 g 1 2o2 g h2o l h 285 8kj mol d 下列關于熱化學反應的描述中正確的是 a hcl和naoh反應的中和熱 h 57 3kj mol 則h2so4和ca oh 2反應的中和熱為2 57 3 kj molb co g 的燃燒熱是283 0kj mol 則表示co燃燒熱的熱化學方程式為co g 1 2o2 g co2 g h 283 0kj molc 需要加熱才能發生的反應一定是吸熱反應d 1mol硫燃燒生成氣態三氧化硫所放出的熱量是硫磺的燃燒熱 b 下列熱化學方程式書寫正確的是 h的絕對值均正確 a c2h5oh l 3o2 g 2co2 g 3h2o g h 1367 0kj mol 燃燒熱 b naoh aq hcl aq nacl aq h2o l h 57 3kj mol 中和熱 c s s o2 g so2 g h 296 8kj mol 反應熱 d 2no2 o2 2no h 116 2kj mol 反應熱 c 25 101kpa時 強酸與強堿的稀溶液發生中和反應的中和熱為57 3kj mol 辛烷的燃燒熱為5518kj mol 下列熱化學方程式書寫正確的是 a 2h aq so42 aq ba2 aq 2oh aq baso4 s 2h2o l h 57 3kj molb koh aq 1 2h2so4 aq 1 2k2so4 aq h2o l h 57 3kj molc c8h18 l 25 2o2 g 8co2 g 9h2o g h 5518kj mold 2c8h18 g 25o2 g 16co2 g 18h2o l h 5518kj mol b 1 許多化學反應的反應熱可以直接測量 其測量的儀器叫做 2 下列 h表示物質燃燒熱的是 表示物質中和熱的是 a 2h2 g o2 g h2o l h1b c s 1 2o2 g co g h2c ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o g h3d c s o2 g co2 g h4e c6h12o6 s 6o2 g 6co2 g 6h2o l h5f naoh aq hcl aq nacl aq h2o l h6g 2naoh aq h2so4 aq na2so4 aq 2h2o l h7h ch3cooh aq naoh aq ch3coona aq h2o l h8 量熱計 de