化學反應與能量的變化[回憶]化學反應的特征

物質的變化(質量守恒）

能量的變化（能量守恒）熱能電能光能其它形式的能量

當能量變化以熱能的形式表現時，化學反應可

以分為放熱反應與吸熱反應。①所有的燃燒反應;

②所有的酸堿中和反應;③大多數化合反應;④活潑金屬跟水或酸的置換反應.常見放熱反應①大多數分解反應;②Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應;③以C、H2、CO為還原劑的氧化還原反應;④鹽的水解和弱電解質的電離.常見吸熱反應一、反應熱焓變

1、在一定的溫度下進行的化學反應所釋放或吸收的熱量稱為該反應在此溫度下的熱效應，簡稱為反應熱，單位：kJ/mol符號：ΔH，單位：kJ/mol或kJ?mol-1

焓（H）是與內能有關的物理量。生成物與反應物的焓值差叫焓變（ΔH）恒壓條件下的反應熱等于焓變,所以我們用ΔH表示反應熱(ΔH=H生-H反)注意：單位中的每mol是與整個反應對應的，即反應

熱表示每mol反應放出或吸收的熱量。1、宏觀：(能量守恒）能量反應過程反應過程反應物生成物能量放熱反應吸熱反應反應物生成物①E反>E生放熱反應（E反=E生+Q放）②E反<E生吸熱反應（E生=E反+Q吸）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反應物的總能量=生成物的總能量+放出的熱量生成物的總能量=反應物的總能量+吸收的熱量化學反應的過程,可以看成是能量的“貯存”或“釋放”的過程△H=E(生成物總能量)

－E(反應物總能量)宏觀:思考與交流：放熱反應中，體系能量如何變化，環境能量

如何變化？當?H為“－”（?H<0）時，為放熱反應；當?H為“＋”（?H>0）時，為吸熱反應。規定：二、熱化學方程式如何用化學方程式表示反應熱？如何準確地描述物質間的化學反應及其能量變化？下面我們來學習熱化學方程式。1．定義：表明反應所放出或吸收的熱量的化學方程式，叫做熱化學方程式例1：H2(g)＋I2(g)2HI(g)△H=－14.9kJ/mol表示意義：表示以化學計量數所指的物質的量的物質反應時放出或吸收的熱量例2∶在250C、101KPa時，由氫氣和氧氣化合成1mol水的反應有兩個，一個生成氣態水，一個生成液態水，其化學方程式可表示∶H2（ｇ）+1/2O2（ｇ）=H2O（g）△H=一241.8KJ/mol

H2（ｇ）+1/2O2（ｇ）=H2O（l）△H=-285.8KJ/mol請同學們分析為什么二者的產物同樣是水，而釋出的能量卻不同？2．書寫熱化學方程式的注意事項：(1)需注明反應的溫度和壓強。因反應的溫度和壓強不同時，其△H不同。（常溫25℃常壓101kpa下，可不注明溫度和壓強的條件）(2)要注明反應物和生成物的狀態。物質的聚集狀態，與它們所具有的能量有關。（分別用s、l、g表示固體、液體、氣體；不用↑和↓）(3)熱化學方程式各物質前的化學計量數不表示分子個數，它可以是整數也可以是分數。對于相同物質的反應，當化學計量數不同時，其△H也不同，熱化學方程式具有加和性，化學式前面的計量數必須與△H相對應；反應逆向進行時，△H值不變，符號相反。（4）在方程式右端要注明△H為多少，“+”或“－”，kJ·mol-1。（練習與鞏固）依據事實，寫出下列反應的熱化學方程式∶（１）1mol氯氣和水蒸氣通過灼熱的炭層反應，生成氯化氫和二氧化碳放出145KJ的熱量。

例3、已知在25℃，101kPa下，1.3g乙炔燃燒生成二氧化碳和液態水時放出65kJ熱量．寫出上述反應的熱化學方程式（練習與鞏固）2、沼氣是一種能源，它的主要成分是CH4。0.5molCH4完全燃燒生成CO2和液態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/molC3、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=-Q2B

思考1、H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)+Q11/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g)+Q2狀態相同，但數量后式僅是前式的一半，釋放的熱量也應是前式的一半，Q2＜Q1

C(S)+1/2O2(g)=CO(g)+Q1C(S)+O2(g)=CO2(g)+Q2思考2、在同溫、同壓下，比較下列反應放出熱量Q1、Q2的大小固態C氧化為CO，釋放出熱量Q1，CO是氣體燃料，和O2反應生成CO2，又釋放熱量Q3，兩次釋放熱量的總和Q1+Q3，等于固態C氧化為氣態CO2釋放的熱量Q2，∴Q2＞Q1思考3、在同溫、同壓下，比較下列反應放出熱量Q1、Q2的大小A：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)+Q1

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)+Q2數量的分析：反應物的狀態，數量和生成物的數量都相同，但由于氣態水轉化為液態要放出一定熱量∴Q2＞Q1B:S(g)+O2(g)=SO2(g)+Q1S(S)+O2(g)=SO2(g)+Q2思考4、在同溫、同壓下，比較下列反應放出熱量Q1、Q2的大小兩式數量相同，S由固態吸收熱量轉化為氣態，在氧化燃燒生成SO2。其放出熱量的總和小于由氣態S直接燃燒所放出的熱量，Q1<Q2。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則a、b、c、d的關系正確的是

。A、a<c<0B、b>d>0C、2a=b<0D、2c=d>0C小結∶熱化學方程式不單表示了反應物和生成物的關系，而且表示了反應的熱效應。書寫熱化學方程式應注意∶１、需注明反應的溫度和壓強。如在常溫（250c）、常壓（101kpa）下，可不注明溫度和壓強的條件；２、應注明反應物和生成物的狀態；固體一s，液體一l，氣體一g；３、熱化學方程式中各物質前的化學計量數不表示分子個數?；瘜W計量數可以是整數，也可以是分數。對于相同的反應，當計量數不同時，其△H不同。４、在方程式右端要注明△H為多少，“+”或“一”，kJ/mol。[回憶]1、化學鍵在形成和斷裂的過程中能量的變化化學鍵形成的時候放出能量，斷裂的時候吸收能量；就是形成作用力時要放出能量；破壞作用力時要吸收能量，即物質的變化常常伴隨能量的變化［提示］從化學鍵的角度看化學反應是怎樣發生的？與能量有什么關系？思考：（微觀）為什么化學反應過程中會有能量的變化？從化學鍵的角度看化學反應包含兩個過程：舊的化學鍵斷裂和新的化學鍵形成。斷裂化學鍵需要吸收能量，形成化學鍵要釋放出能量，斷開化學鍵吸收的能量和形成化學鍵釋放的能量通常不相等；

3、?H與鍵能的關系(1)△H==化學鍵斷裂所吸收的總能量—化學鍵生成所釋放的總能量(2)△H==反應物的鍵能之和–生成物的鍵能之和比較：△H==生成的總能量–反應物的總能量=（E生-E反）△H=（436×2+496）-463×4=-484kJ/mol1.已知拆開1molH2中的化學鍵要吸收436kJ的能量，拆開1molO2中的化學鍵要吸收496kJ的能量，形成水分子中的1molH—O鍵要放出463kJ的能量，試說明2H2（g)+O2(g)=2H2O(g)中的能量變化。2、1molC與1molH2O(g)反應生成lmolCO(g)和1molH2(g)，需要吸收131.5kJ的熱量，該反應的反應熱△H=_________kJ/mol。＋131.53、H—H鍵、N－H鍵、N≡N鍵的鍵能分別是436kJ/mol、391kJ/mol、946kJ/mol，則1molN2生成NH3的反應熱為

，1molH2生成NH3的反應熱為

。－92KJ/mol－30.7KJ/mol436×3+946-391×6=-92KJ/mol-92KJ/mol÷3=-30.7KJ/mol放熱反應吸熱反應定義形成原因與化學鍵強弱關系表示方法圖示有熱量放出的化學反應反應物具有的總能量大于生成物具有的總能量吸收熱量的化學反應反應物具有的總能量小于生成物具有的總能量生成物分子成鍵時釋放出的總能量大于反應物分子斷裂時吸收的總能量生成物分子成鍵時釋放出的總能量小于反應物分子斷裂時吸收的總能量ΔH<0ΔH>0放熱反應與吸熱反應的比較1）1L1mol/L稀鹽酸和1L1mol/LNaOH溶液發生中和反應放出的熱量為57.3kJ。2）1L1mol/LH2SO4和2L1mol/LNaOH溶液發生中和反應放出的熱量為114.6kJ。三、中和熱1、定義：在稀溶液中，酸與堿發生中和反應，每生成1molH2O(l)時放出的熱量。強酸與強堿的稀溶液反應，它們的中和熱是相同的。

H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)；△H=―57.3kJ／molHCl(aq)+NaOH(aq)==NaCl(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ/molH2SO4(aq)+2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l)△H=-114.6kJ/mol

已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kJ/mol，計算下列反應中放出的熱量。（1）用20gNaOH配成稀溶液跟足量稀鹽酸反應，放出熱

量為

kJ。（2）用0.1molBa(OH)2配成稀溶液跟足量稀硝酸反應，放

出熱量為

kJ。（3）用1mol醋酸稀溶液和足量NaOH溶液反應，放出的熱

量

（大于、小于、等于）57.3kJ。（4）100ml0.1mol/L的Ba(OH)2溶液與100ml0.1mol/L的H2SO4溶液反應，放出的熱量是否為1.146kJ？為什么？28.6511.46小于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／mol3.要點：

Ⅰ、條件：稀溶液。

Ⅱ、反應物：（強）酸與（強）堿。中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、電解質電離的吸熱所伴隨的熱效應

Ⅲ、生成1mol水。中和反應的實質是H+和OH-化合生成H20，若反應過程中有其他物質生成，這部分反應熱也不在中和熱之內

Ⅳ、放出的熱量：57.3kJ/mol中和熱2、中和熱的測定（1）實驗原理：根據強酸與強堿溶液反應前后溶液溫度的變化，利用公式：(m1+m2)·c·(t2-t1)計算出生成1molH2O放出的熱量。（2）實驗用品：大燒杯（500ml）、小燒杯（100ml）、溫度計、量筒（50ml)兩個、泡沫塑料或紙條、泡沫塑料板或硬紙板（中心有兩個小孔）、環形玻璃攪拌棒、

0.50mol/L鹽酸、0.55mol/LNaOH溶液。

（3）實驗步驟①保溫裝置的裝備。②量取鹽酸倒入小燒杯并測量其溫度。③另取一量筒量取NaOH溶液并測其溫度。④將量筒中NaOH溶液倒入盛鹽酸的

小燒杯中，用玻璃棒輕輕攪動溶

液，記錄混合溶液的最高溫度。⑤重復實驗三次，取測量所得數據的平均值進行計算。思考1：大、小燒杯放置時，為何要使兩杯口相平？填碎泡沫塑料（或碎紙條）的作用是什么？對此裝置，你有何更好的建議？思考2：為什么不用環形鐵攪拌棒？思考3：溫度計上的酸為何要用水沖洗干凈？沖洗后的溶液能否倒入小燒杯？為什么？

思考4：實驗中所用HCl和NaOH的物質的量比為何不是1∶1而是NaOH過量？思考5：酸、堿混合時，為何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯而不能緩緩倒入？

兩杯口相平，可使蓋板把杯口盡量蓋嚴，從而減少熱量損失；填碎條的作用是為了達到保溫隔熱、減少實驗過程中熱量損失的目的。若換用隔熱、密封性能更好的裝置（如保溫杯）會使實驗結果更準確。思考1：大、小燒杯放置時，為何要使兩杯口相平？填碎泡沫塑料（或碎紙條）的作用是什么？對此裝置，你有何更好的建議？思考2：為什么不用環形鐵攪拌棒？

鐵與鹽酸之間會發生反應，另外鐵的導熱性好，這樣都會造成熱量的損失。思考3：溫度計上的酸為何要用水沖洗干凈？沖洗后的溶液能否倒入小燒杯？為什么？

因為該溫度計還要用來測堿液的溫度，若不沖洗，溫度計上的酸會和堿發生中和反應而使熱量散失，故要沖洗干凈；沖洗后的溶液不能倒入小燒杯，若倒入，會使溶液的總質量增加，而導致實驗結果誤差。思考4：實驗中所用HCl和NaOH的物質的量比為何不是1∶1而是NaOH過量？

為了保證0.50mol/L的鹽酸完全被NaOH中和，采用0.55mol/LNaOH溶液，使堿稍稍過量。思考5：酸、堿混合時，為何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯而不能緩緩倒入？

因為本實驗的關鍵是測反應的反應熱，若動作遲緩，將會使熱量損失而使誤差增大。50mL0.50mol/L的鹽酸的質量：m1=50g50mL0.55mol/L的氫氧化鈉溶液