1、第一節第一節 化學反應與能量的變化化學反應與能量的變化第一章第一章 化學反應與能量化學反應與能量21. 你你所知道的化學反應中有哪些是放熱反應？所知道的化學反應中有哪些是放熱反應？ 活潑金屬與水或酸的反應、酸堿中和反應、活潑金屬與水或酸的反應、酸堿中和反應、燃燒反應、多數化合反應燃燒反應、多數化合反應2. 你你所知道的化學反應中有哪些是吸熱反應？所知道的化學反應中有哪些是吸熱反應？ 多數的分解反應、氯化銨固體與氫氧化鋇多數的分解反應、氯化銨固體與氫氧化鋇晶體的反應晶體的反應、以以C、H2、 CO為還原劑的氧化為還原劑的氧化還原還原反應反應、炭與二氧化碳生成一氧化碳炭與二氧化碳生成一氧化碳思考與

2、交流思考與交流特別提醒特別提醒化學反應總體遵循化學反應總體遵循“分吸合放分吸合放”規律，規律，即大多數分解反應吸熱，大多數化合反應放熱，即大多數分解反應吸熱，大多數化合反應放熱，且化學反應中吸熱反應占少數，所以務必記住且化學反應中吸熱反應占少數，所以務必記住常見的吸熱反應。常見的吸熱反應。放熱反應或吸熱反應必須屬于化學變化放熱反應或吸熱反應必須屬于化學變化。如醋酸的電離雖然要吸熱，但不能稱為吸熱反如醋酸的電離雖然要吸熱，但不能稱為吸熱反應，只能稱為吸熱過程；同樣，水蒸氣轉變成應，只能稱為吸熱過程；同樣，水蒸氣轉變成液態水，也不能稱為放熱反應。液態水，也不能稱為放熱反應。化學反應中存在能量變化的

3、主要原因是：化學反應中存在能量變化的主要原因是：1.從化學鍵的角度加以分析從化學鍵的角度加以分析2.從能量守恒的角度加以分析從能量守恒的角度加以分析從化學鍵角從化學鍵角度（微觀）：度（微觀）：Q1Q2,Q1E2E1E2反應放熱反應放熱反應吸熱反應吸熱一、焓變一、焓變 反應熱反應熱1、反應熱、反應熱 恒恒(等等)壓過程：反應前后壓強不變，體積改變壓過程：反應前后壓強不變，體積改變 敞口、針筒、活塞敞口、針筒、活塞在化學反應過程中放出或吸收的熱量在化學反應過程中放出或吸收的熱量恒恒(等等)容過程：反應前后體積不變，壓強改變容過程：反應前后體積不變，壓強改變 密閉容器、體積不變容器密閉容器、體積不變

4、容器2、焓變、焓變 焓焓(H)：熱力學狀態熱力學狀態函數，與內能有關的物理量。函數，與內能有關的物理量。 焓變：在一定條件下（恒壓）的反應熱焓變：在一定條件下（恒壓）的反應熱 生成物與反應物的焓值差生成物與反應物的焓值差符號符號：H單位單位：kJ/mol 測量條件測量條件：恒壓下，一般為敞口容器中恒壓下，一般為敞口容器中意義：意義： “+”：吸熱：吸熱，環境對體系，環境對體系做功，體系能量做功，體系能量增加增加 “-”：放熱：放熱，體系對環境，體系對環境做功，體系能量做功，體系能量減少減少影響焓變的因素影響焓變的因素 a. 反應物的用量反應物的用量 b. 反應的條件（溫度、壓強）反應的條件（溫

5、度、壓強） c. 反應體系中物質的聚集狀態反應體系中物質的聚集狀態焓變的計算焓變的計算H生成物能量反應物能量（宏觀）生成物能量反應物能量（宏觀）H反應物總鍵能生成物總鍵能（微觀）反應物總鍵能生成物總鍵能（微觀）放熱放熱反應物反應物生成物生成物能量能量反應反應過程過程H0H生成物能量反應物能量（宏觀）生成物能量反應物能量（宏觀）吸熱吸熱反應物反應物生成物生成物能量能量反應反應過程過程 H0反應體系的能量降低反應體系的能量降低H 0H2+Cl2=2HClH反應物總鍵能生成物總鍵能（微觀）反應物總鍵能生成物總鍵能（微觀）H436 kJ/mol243 kJ/mol 431 kJ/mol2 183kJ/

6、mol小結小結HE（生成物）（生成物） E（反應物）（反應物）從能量的從能量的角度：角度：從鍵能的角度：從鍵能的角度： H（生成物）（生成物） H（反應物）（反應物）焓焓變變：恒壓條件下反應過程中所釋放或吸收的恒壓條件下反應過程中所釋放或吸收的能量。能量。HE（反應（反應物化學鍵物化學鍵斷裂時斷裂時所吸收所吸收的總能量的總能量）- E （生成物化學鍵生成物化學鍵形成時形成時所釋放所釋放的總能量）的總能量） 放熱反應：放熱反應：H為為“-”或或H0 吸熱反應：吸熱反應：H為為“+” 或或H01. 下列下列說法中不正確的是說法中不正確的是()A化學變化過程是原子的重新組合過程化學變化過程是原子的重

7、新組合過程B化學反應可分為吸熱反應和放熱反應化學反應可分為吸熱反應和放熱反應C化學反應中能量變化的多少與其反應物的化學反應中能量變化的多少與其反應物的質量有關質量有關D化學變化中的能量變化都是以熱能形式表化學變化中的能量變化都是以熱能形式表現出來的現出來的答案答案D思考題思考題2. 下列下列說法中正確的是說法中正確的是()A焓變是指焓變是指1 mol物質參加反應時的能量變化物質參加反應時的能量變化B當反應放熱時當反應放熱時H0，當反應吸熱時，當反應吸熱時H0C在加熱條件下發生的反應均為吸熱反應在加熱條件下發生的反應均為吸熱反應D一個化學反應中，當反應物能量大于生成物一個化學反應中，當反應物能量

8、大于生成物能量時，反應放熱，能量時，反應放熱，H為為“”答案答案D 1. 1mol C與與 1mol H2O(g) 反應生成反應生成 lmol CO(g) 和和1mol H2(g)，需要吸收，需要吸收131.5kJ的熱量，該反應的的熱量，該反應的H = kJ/mol。 2. 已知鍵能已知鍵能 HH、 NH、 NN分別是分別是436kJ/mol、 391kJ/mol、946kJ/mol，則恒壓下則恒壓下1mol N2生成生成NH3的反應熱的反應熱 ，則恒壓下則恒壓下1mol H2生成生成NH3的反應熱為的反應熱為 。 131.592.0 kJ/mol30.67 kJ/mol練習練習3.下下表中的

9、數據是破壞表中的數據是破壞1 mol化學鍵所消耗的能量（化學鍵所消耗的能量（kJ）：）： 根據上述數據根據上述數據回答下列問題：回答下列問題： (1)下列下列物質本身具有的能量最低的是（）物質本身具有的能量最低的是（） A. H2 B. Cl2 C. Br2 D. I2(2)下列下列氫化物中，最穩定的是（）氫化物中，最穩定的是（） A. HCl B. HBr C. HI(3) 相同相同條件下條件下，X2 （X代表代表Cl, Br ,I）分別與分別與氫氣氫氣反應，反應，若消耗等物質的量的氫氣時，放出或吸收熱量最多的若消耗等物質的量的氫氣時，放出或吸收熱量最多的是是?焓變最大的是焓變最大的是? 物

10、質物質 Cl2 Br2 I2 HCl HBr HI H2能量（能量（ kJ）243193151432366298436AA Cl2I2特別提醒特別提醒比較比較H的大小時，要連同的大小時，要連同“”、“”包含在內，類似于數學上的正負數包含在內，類似于數學上的正負數比較。如果只比較反應放出熱量的多少，比較。如果只比較反應放出熱量的多少，則只須比較數值大小，與則只須比較數值大小，與“”、“”無關。無關。 任何一個化學反應都包括物質任何一個化學反應都包括物質的變化和能量的變化。的變化和能量的變化。 那么，有什么表達式能把這兩種那么，有什么表達式能把這兩種變化都表示出來？變化都表示出來？H2 + I2

11、= 2HI只表示物質變化只表示物質變化二、熱化學方程式：二、熱化學方程式： 能表示參加反應物質的量和反能表示參加反應物質的量和反應熱關系的化學方程式。應熱關系的化學方程式。定義：定義：200101kPa 熱化學方程式熱化學方程式包含物質變化和能量包含物質變化和能量變化兩個部分，二者缺一不可。變化兩個部分，二者缺一不可。 物質變化物質變化能量變化能量變化H2(g)+I2(g) 2HI(g) H= -14.9kJ/mol（熱化學方程式的意義）表示表示: 200 , 101kPa下下, 1mol氣態氣態H2與與1mol氣氣態碘完全反應，生成態碘完全反應，生成2mol氣態氣態HI時，放時，放出出14.

12、9kJ的熱量。的熱量。H2(g)+I2(g) 2HI(g) H= -14.9kJ/mol200101kPa2、書寫熱化學方程式的注意事項、書寫熱化學方程式的注意事項(2) 熱化學方程式熱化學方程式需注明反應時的溫度和壓需注明反應時的溫度和壓強。強。對于對于 25 101kPa時進行的反應可不注時進行的反應可不注明。明。(1)化學方程化學方程式式的的右邊右邊必須寫上必須寫上H，并并 用用“空格空格”隔開隔開， H：吸熱用：吸熱用“+”，放熱用：，放熱用：“-”， 單位單位是是kJ/mol200101kPaH2(g)+ O2(g) = H2O(l) H= -285.8kJ/mol12H2(g)+I

13、2(g) 2HI(g) H= -14.9kJ/mol(3)反應物和產物的聚集狀態不同，反應熱反應物和產物的聚集狀態不同，反應熱數值數值不同，因此不同，因此熱化學方程式熱化學方程式需需注明各注明各物質的聚集物質的聚集狀態狀態。 （s、l、g、aq）H2(g) + O2(g) = H2O(g) H= -241.8kJ/mol12物質的氣、液、固三態的變化與反應熱的物質的氣、液、固三態的變化與反應熱的關系：關系：H2(g) + O2(g) = H2O(l) H= -285.8kJ/mol12(4) 若若熱化學方程式中各物質熱化學方程式中各物質的的化學計量化學計量數數加倍加倍，則，則H的的數值也加倍數

14、值也加倍；若反應逆向進行，則若反應逆向進行，則H改變符號，但數改變符號，但數值不變值不變H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) H= -183kJ/molH2(g) + Cl2(g) = HCl(g) H= -91.5kJ/mol12122HCl(g) = H2(g) + Cl2(g) H= +183kJ/mol(5)(5)熱化學方程式熱化學方程式中化學計量數中化學計量數表示參加反表示參加反應的各物質的物質的量，可為整數或應的各物質的物質的量，可為整數或分數。分數。H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) H= -183kJ/molH2(g) + Cl2(g) = HCl(g

15、) H= -91.5kJ/mol1212(6) 熱化學方程式熱化學方程式還可以表示理論可進行實際還可以表示理論可進行實際難難 進行進行的化學反應的化學反應，一般一般不寫反應條件不寫反應條件也不用標也不用標“ ”“ ”和和 “ ” “ ”(7) 若是若是可逆反應，則可逆反應，則H是是完全完全反應反應測得的測得的2SO2(g) O2(g) 2SO3(g) H= -197kJ/mol2SO3(g) 2SO2(g) O2(g) H= +197kJ/mol其反應熱是指反應物完全轉變成生成物放出或其反應熱是指反應物完全轉變成生成物放出或吸收的熱量吸收的熱量。當反應逆向進行時，其反應熱與正反應的數值當反應逆

16、向進行時，其反應熱與正反應的數值相等，符號相反。相等，符號相反。(8) H的單位的單位是是 kJ/mol，指的是每，指的是每mol反應的焓反應的焓變（熱效應）變（熱效應）即每即每mol特定組合完全反應的熱效應特定組合完全反應的熱效應H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) H= -183kJ/molH2(g) + Cl2(g) = HCl(g) H= -91.5kJ/mol1212【例例】 25 101kPa下，下， 1g 辛烷燃燒生成辛烷燃燒生成CO2和和H2O時時, 放出放出48.4kJ的熱量，請寫出其熱化學方程的熱量，請寫出其熱化學方程式。式。3. 應用應用(1)書寫熱化學方程式

17、書寫熱化學方程式步驟：步驟： 寫出反應物、生成物及其聚集狀態寫出反應物、生成物及其聚集狀態 找找H2C8H18(l)+25O2(g)=16 CO2(g) + 18H2O (l) H= -11036kJ/molC8H18(l)+25/2 O2(g)=8CO2(g) + 9H2O (l) H= -5518kJ/mol1. 寫出寫出下列反應的熱化學方程式下列反應的熱化學方程式（1）1molC(固態固態)與適量與適量H2O(氣態氣態) 反應反應,生成生成CO(氣態氣態)和和H2(氣態氣態),吸收吸收131.3kJ的熱量的熱量（2）0.5molCu(固態固態) 與適量與適量O2(氣態氣態) 反應反應,

18、生生成成CuO(固態固態), 放出放出78.5 kJ的熱量的熱量C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) H= +131.3kJ/mol2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s) H= -314kJ/mol練一練練一練（3）50ml 1mol/L的的NaOH和和 50ml 0.5mol/L的的H2SO4完全反應，放出熱量完全反應，放出熱量2.865kJ，請寫出熱，請寫出熱化學方程式化學方程式2 NaOH(aq)+ H2SO4(aq) = Na2SO4(aq)+2 H2O(l) H=-114.6kJ/mol NaOH(aq)+1/2 H2SO4(aq) = 1/2Na2SO4(aq)+ H2

19、O(l) H=-57.3kJ/mol 2. 已知已知： H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) H= 184.6kJ/mol 則則反應反應 HCl(g) = 1/2 H2(g) + 1/2 Cl2(g) 的的H為為（ ）DA. +184.6 kJ/mol B. -92.3 kJ/molC. -369.2 kJ/mol D. +92.3 kJ/mol【例例】判斷判斷下列熱化學方程式是否正確，并說明原因。下列熱化學方程式是否正確，并說明原因。1. C + H2O = CO + H2 H=+131.3kJ/mol 2.3. 4. C(s) + O2 (g) = CO2(g) H = + 3

20、93.5kJ/mol歸納：（四看）歸納：（四看） 物質聚集物質聚集狀態狀態 H的正負號和的正負號和單位單位 H與化學計量數是否與化學計量數是否對應對應 化學方程式是否正確化學方程式是否正確 (2) 熱化學方程式的正誤熱化學方程式的正誤判斷判斷H2(g) + O2(g) = H2O(l) H= -285.8kJ/mol2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) H= -571.6kJ1. 沼氣沼氣的主要成分是甲烷。的主要成分是甲烷。0.5 mol CH4完全燃燒完全燃燒生成生成CO2和和H2O時，放出時，放出445 kJ的熱量。則下列熱化學的熱量。則下列熱化學方程式中正確的是（方程式中正確

21、的是（ ）A、2CH4(g) 4O2(g) 2CO2(g) 4H2O (l) H = + 890 kJ/mol B、CH4 2O2 CO2 H2O H = 890 kJ/mol C、CH4 (g) 2O2 (g) CO2(g)2H2O (l) H = 890 kJ/mol D、 1/2CH4 (g) O2 (g) 1/2CO2 (g) H2O (l) H = 890 kJ/mol C狀態狀態H = 445 kJ/mol試一試試一試4、比較比較H的大小的大小（1）方程式計量數相同，反應物或生成物的）方程式計量數相同，反應物或生成物的聚聚 集集狀態不同狀態不同物質的氣、液、固三態的變化與反應熱的物

22、質的氣、液、固三態的變化與反應熱的關系：關系：放熱反應：放熱反應：生成固體放出的熱量生成固體放出的熱量_生成液體放出的熱量生成液體放出的熱量_生成氣體放出的熱量生成氣體放出的熱量吸熱反應：吸熱反應：生成固體吸收的熱量生成固體吸收的熱量_生成液體吸收的熱量生成液體吸收的熱量_生成氣體吸收的熱量生成氣體吸收的熱量Q2H1 H2比較比較H的大小時，要連同的大小時，要連同“+”、“-”包含包含在內，類似于數學上的正負數比較在內，類似于數學上的正負數比較。如果如果只比較反應放出熱量的多少，則只須比只比較反應放出熱量的多少，則只須比較數值大小，與較數值大小，與“+”、“-”無關。無關。(2)反應反應物或生成物的物或生成物的狀態相同狀態相同，計量數不同計量數不同若一反應的化學計量數是另一反應化學計量若一反應的化學計量數是另一反應化學計量數的數的n倍，則其反應熱是另一反應的反應熱