第一節化學反應與能量的變化第一章化學反應與能量2化學反應中的能量變化——反應熱微觀解釋符號表達宏觀解釋實驗測定鍵能焓變中和熱熱化學方程式定量計算蓋斯定律實際應用燃燒熱第一章知識體系1.你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、燃燒反應、多數化合反應2.你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晶體的反應、以C、H2、CO為還原劑的氧化還原反應、炭與二氧化碳生成一氧化碳思考與交流［特別提醒］

①化學反應總體遵循“分吸合放”規律，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，所以務必記住常見的吸熱反應。②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。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

2.從能量守恒的角度加以分析從化學鍵角度（微觀）：Q1>Q2,Q1<Q2,反應吸熱反應放熱1.從化學鍵的角度加以分析能量能量反應物反應物生成物生成物反應過程（I）反應過程（II）E1E2E1E22.從能量守恒的角度加以分析從物質總能量守恒角度（宏觀）：E1>E2E1<E2反應放熱反應吸熱一、焓變反應熱1、反應熱恒(等)壓過程：反應前后壓強不變，體積改變敞口、針筒、活塞在化學反應過程中放出或吸收的熱量恒(等)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2、焓變焓(H)：熱力學狀態函數，與內能有關的物理量。焓變：在一定條件下（恒壓）的反應熱生成物與反應物的焓值差①符號：△H②單位：kJ/mol

③測量條件：恒壓下，一般為敞口容器中④意義：“+”：吸熱，環境對體系做功，體系能量增加

“-”：放熱，體系對環境做功，體系能量減少⑤影響焓變的因素a.反應物的用量b.反應的條件（溫度、壓強）c.反應體系中物質的聚集狀態⑥焓變的計算ΔH＝生成物能量－反應物能量（宏觀）ΔH＝反應物總鍵能－生成物總鍵能（微觀）放熱反應物生成物能量反應過程Ⅰ△H＜0ΔH＝生成物能量－反應物能量（宏觀）吸熱反應物生成物能量反應過程

Ⅱ△H＞0反應體系的能量降低ΔH<0反應體系的能量升高ΔH>0H2+Cl2=2HClΔH＝反應物總鍵能－生成物總鍵能（微觀）ΔH＝[436kJ/mol＋243kJ/mol]－431kJ/mol×2

＝－183kJ/mol小結?H＝E（生成物）－E（反應物）從能量的角度：從鍵能的角度：＝H（生成物）－H（反應物）焓變：恒壓條件下反應過程中所釋放或吸收的能量。?H＝E（反應物化學鍵斷裂時所吸收的總能量）-

E

（生成物化學鍵形成時所釋放的總能量）放熱反應：△H為“-”或△H＜0吸熱反應：△H為“+”或△H＞01.下列說法中不正確的是(

)A．化學變化過程是原子的重新組合過程B．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質量有關D．化學變化中的能量變化都是以熱能形式表現出來的

答案D思考題2.下列說法中正確的是(

)A．焓變是指1mol物質參加反應時的能量變化B．當反應放熱時ΔH＞0，當反應吸熱時ΔH＜0C．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能量時，反應放熱，ΔH為“－”答案D

1.1molC與1molH2O(g)反應生成lmolCO(g)和1molH2(g)，需要吸收131.5kJ的熱量，該反應的△H=

kJ/mol。

2.已知鍵能H－H、N－H、N≡N分別是436kJ/mol、391kJ/mol、946kJ/mol，則恒壓下1molN2生成NH3的反應熱

，則恒壓下1molH2生成NH3的反應熱為

。＋131.5－92.0kJ/mol－30.67kJ/mol練習3.下表中的數據是破壞1mol化學鍵所消耗的能量（kJ）：

根據上述數據回答下列問題：(1)下列物質本身具有的能量最低的是（）

A.H2B.Cl2C.Br2D.I2(2)下列氫化物中，最穩定的是（）

A.HClB.HBrC.HI(3)相同條件下，X2（X代表Cl,Br,I）分別與氫氣反應，若消耗等物質的量的氫氣時，放出或吸收熱量最多的是?焓變最大的是?

物質Cl2Br2I2HClHBrHIH2能量（kJ）243193151432366298436AACl2I2［特別提醒］

比較ΔH的大小時，要連同“＋”、“－”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，則只須比較數值大小，與“＋”、“－”無關。

任何一個化學反應都包括物質的變化和能量的變化。那么，有什么表達式能把這兩種變化都表示出來？H2+I2

=2HI只表示物質變化思考二、熱化學方程式：

能表示參加反應物質的量和反應熱關系的化學方程式。定義：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。

物質變化能量變化H2(g)+I2(g)2HI(g)△H=-14.9kJ/mol（熱化學方程式的意義）表示:200℃,101kPa下,1mol氣態H2與1mol氣態碘完全反應，生成2mol氣態HI時，放出14.9kJ的熱量。H2(g)+I2(g)2HI(g)△H=-14.9kJ/mol200℃101kPa2、書寫熱化學方程式的注意事項(2)熱化學方程式需注明反應時的溫度和壓強。對于25℃101kPa時進行的反應可不注明。(1)化學方程式的右邊必須寫上△H，并用“空格”隔開，

△H：吸熱用“+”，放熱用：“-”，

單位是kJ/mol200℃101kPaH2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol12H2(g)+I2(g)2HI(g)△H=-14.9kJ/mol(3)反應物和產物的聚集狀態不同，反應熱數值不同，因此熱化學方程式需注明各物質的聚集狀態。

（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關系：H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol12(4)若熱化學方程式中各物質的化學計量數加倍，則△H的數值也加倍；若反應逆向進行，則△H改變符號，但數值不變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)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。H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=-183kJ/molH2(g)+Cl2(g)=HCl(g)△H=-91.5kJ/mol1212(6)熱化學方程式還可以表示理論可進行實際難

進行的化學反應，一般不寫反應條件也不用標“”和“”(7)若是可逆反應，則△H是完全反應測得的2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)

△H=-197kJ/mol2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)

△H=+197kJ/mol①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。②當反應逆向進行時，其反應熱與正反應的數值相等，符號相反。(8)

△H的單位是kJ/mol，指的是每mol反應的焓變（熱效應）即每mol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】

25℃101kPa下，1g辛烷燃燒生成CO2和H2O時,放出48.4kJ的熱量，請寫出其熱化學方程式。3.應用(1)書寫熱化學方程式步驟：①寫出反應物、生成物及其聚集狀態②找ΔH2C8H18(l)+25O2(g)=16CO2(g)+

18H2O(l)

△H=-11036kJ/molC8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+

9H2O(l)

△H=-5518kJ/mol1.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/mol2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s)△H=-314kJ/mol練一練（3）50ml1mol/L的NaOH和50ml0.5mol/L的H2SO4完全反應，放出熱量2.865kJ，請寫出熱化學方程式2NaOH(aq)+H2SO4(aq)

=Na2SO4(aq)+2H2O(l)△H=-114.6kJ/molNaOH(aq)+1/2H2SO4(aq)

=1/2Na2SO4(aq)+H2O(l)

△H=-57.3kJ/mol

2.已知：

H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=–184.6kJ/mol

則反應HCl(g)=1/2H2(g)+1/2Cl2(g)的△H為（）DA.

+184.6kJ/molB.

-92.3kJ/molC.

-369.2kJ/molD.

+92.3kJ/mol【例】判斷下列熱化學方程式是否正確，并說明原因。1.C+H2O=CO+H2

ΔH=+131.3kJ/mol

2.3.

4.C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=

+

393.5kJ/mol歸納：（四看）①物質聚集狀態②ΔH的正負號和單位③ΔH與化學計量數是否對應④化學方程式是否正確

(2)熱化學方程式的正誤判斷H2(g)+O2(g)=H2O(l)ΔH=-285.8kJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=-571.6kJ1.沼氣的主要成分是甲烷。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)

ΔH=+890kJ/molB、CH4

＋2O2

＝CO2

＋H2OΔH=–890kJ/molC、CH4

(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)

ΔH=–

890kJ/molD、1/2CH4

(g)＋O2

(g)＝1/2CO2

(g)＋H2O(l)

ΔH=–890kJ/molC狀態ΔH=–445kJ/mol試一試4、比較ΔH的大小（1）方程式計量數相同，反應物或生成物的聚

集狀態不同物質的氣、液、固三態的變化與反應熱的關系：放熱反應：生成固體放出的熱量___生成液體放出的熱量____生成氣體放出的熱量吸熱反應：生成固體吸收的熱量___生成液體吸收的熱量___生成氣體吸收的熱量>><<例:比較Q1

Q2的大小、ΔH1

ΔH2的大小S(g)+O2(g)=SO2(g)

ΔH1=-Q1kJ/molS(s)+O2(g)=SO2(g)

ΔH2=-Q2kJ/molQ1>Q2ΔH1

<ΔH2比較ΔH的大小時，要連同“+”、“-”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，則只須比較數值大小，與“+”、“-”無關。(2)反應物或生成物的狀態相同，計量數不同若一反應的化學計量數是另一反應化學計量數的n倍，則其反應熱是另一反應的反應熱的n倍。(3)可逆反應中的ΔH是指完全反應時的反應熱。因此要考慮反應進行的程度，當反應進行的程度越大，則反應放出或吸熱的熱量越多。已知：①H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)ΔH1=akJ/mol②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH2=bkJ/mol③H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH3=ckJ/mol④2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH4=dkJ/mol下列關系中正確的是（）A.a＜c＜0B.b＞d＞0

C.2a=b＜0D.c=2d<0C試一試小結注意符號物質聚集狀態化學計量數反應物和生成物的情況ΔH比較Q比較：直接比數值1.在同溫、同壓下，比較下列反應ΔH1

、ΔH2,Q1

、Q2的大小

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)Q2＞Q1ΔH1=-Q1

kJ/molΔH2=-Q2

kJ/mol

ΔH2ΔH1＜隨堂練習

C(s)+1/2O2(g)=CO(g)

C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=-Q1

kJ/molΔH2<ΔH1ΔH2=-Q2kJ/molQ2＞Q12.在同溫、同壓下，比較下列反應ΔH1

、ΔH2,Q1

、Q2的大小H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g)ΔH2

>ΔH1ΔH1=-Q1

kJ/molΔH2=-Q2

kJ/mol

3.在同溫、同壓下，比較下列反應ΔH1

、ΔH2,Q1

、Q2的大小Q2<Q1化學方程式熱化學方程式化學計量數是整數，既可表示粒子個數，又可表示該物質的物質的量既可以是整數，也可以是分數，只表示該物質的物質的量物質聚集狀態不要求注明必須在化學式后注明正負號及單位無必須注明意義表明了化學反應中的物質變化不僅表明了化學反應中的物質變化，也表明了化學反應中的能量變化※※熱化學方程式與普通化學方程式的區別※※三、中和熱

(1)反應條件：稀溶液

(3)生成物必須為1molH2O在稀溶液中，酸跟堿發生中和反應生成1molH2O，這時的反應熱叫做中和熱。1、定義：(2)反應物：中學階段只研究強酸和強堿。注意(4)中和熱不包括物質溶解、電離等熱效應下列四個方程式，反應熱就是中和熱的是哪個？NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)

ΔH=-57.3kJ/mol

2NaOH(aq)+H2SO4

(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l)

ΔH=-114.6kJ/mol

NaOH(aq)+1/2H2SO4

(aq)=1/2Na2SO4(aq)+H2O(l)

ΔH

=-57.3kJ/molOH-(aq)+H+(aq)=H2O(l)ΔH

=-57.3kJ/mol(1)原理：Q=cm△t

2.中和熱的測定(2)實驗用品(3)實驗步驟2.利用已知酸堿的物質的量計算出生成水的量，然后寫出放出的熱量的表達式；如：50mL鹽酸，0.55mol/L；50mLNaOH溶液,0.5mol/L；那么生成水0.025mol.若反應熱為△H，則Q放=-0.025△H3.Q吸＝Q放，注意單位換算！！實驗用品：儀器：大燒杯（500ml）、小燒杯（100ml）、量筒、環形玻璃攪拌棒、溫度計、碎泡沫塑料或紙條、泡沫塑料板或硬紙板；藥品：鹽酸（0.50mol/L）NaOH(aq)(0.55mol/L)實驗步驟1.制作簡易量熱器2.以量筒準確量取反應溶液，測定初始溫度（精確到0.1oC）3.混合溶液，記錄最高溫度。4.重復步驟2、3三次。5.計算。1.整個實驗過程中應把好兩關：①隔熱關:如量熱計保溫層內隔熱填充材料要填滿；蓋板上的兩孔只需要正好使溫度計和環形玻璃棒