高中化学 （大纲版）第三册 第三单元化学反应中的物质变化和能量变化 第三节化学反应中的能量变化(备课资料)

1 高中化学高中化学 大纲版 第三册 大纲版 第三册 第三单元第三单元 化学反应中的物质变化学反应中的物质变 化和能量变化化和能量变化 第三节化学反应中的能量变化第三节化学反应中的能量变化 备课资料备课资料 备课资料 1 关于反应热的概念 在恒压或恒容而且不做其他功的条件下 当一个化学反应发生后 若使产物的温度恢 复到反应物的起始温度 这时体系放出或吸收的热量称为反应热 化学反应热是重要的热 力学数据 是通过实验测定的 恒容条件下的反应热 叫做恒容反应热 恒压条件下的反 应热 叫做恒压反应热 若无特别说明 中学化学所讲反应热 均指恒压反应热 2 化学反应的热效应和键能的关系 在化学反应中 从反应物分子改变为生成物分子 各原子内部并没有多少变化 但原 子间的结合方式发生了改变 在这个过程中 反应物分子中的化学键部分或全部遭到破坏 生成物分子中的新化学键形成了 在破坏旧化学键时 需要能量来克服原子间的相互作用 在形成新化学键时 由于原子间的相互作用而放出能量 化学反应的热效应来源于反应过 程中断裂旧化学键并形成新化学键时的能量变化 化学键键能的大小可粗略计算化学反应的热效应 化学反应的热效应 H 反应物的键能总和 生成物的键能总和 3 有关反应热的单位 反应热的单位是 kJ mol 1 其中 mol 的基本单元不是某一反应物或生成物的分子 或原子等 而是按该反应式所示的那些粒子的特定组合 反应热的数值是该特定组合的 基本单元数为 6 022 1023时反应的热效应 例如 C 石墨 O2 g CO2 g H 393 6 kJ mol 1 表示体系在 298 K 1 013 105 Pa 下 反应发生了 1 mol 的变化 即 1 mol 的 C 与 1 mol 的 O2生成 1 mol 的 CO2 时 相应的热效应为 393 6 kJ mol 1 即放出 393 6 kJ 的 热 2C 石墨 2CO2 g 2CO2 g H 787 2 kJ mol 1 表示体系中各物质在 298 K 1 013 105 Pa 下 反应发生了 1 mol 的变化 即 1 mol 的 2C 与 1 mol 的 2O2完全反应生成 1 mol 的 2CO2 时的热效应为 787 2 kJ mol 1 即 放出 787 2 kJ 的热 上述例子说明 当反应式中的化学计量数不同时 其摩尔的基本单元发生改变 此时 等压热效应的数值亦随之变化 再如 对于反应 H2 g O2 g H2O g H 241 8 kJ mol 1若氢与氧反应生 2 1 成的不是 H2O g 而是 H2O l 因粒子的物态发生变化 摩尔的基本单元为下式所示那 些粒子的特定组合 其等压热效应也随之改变如下 H2 g O2 g H2O l H 285 8 kJ mol 1 2 1 故不能离开相应的反应式去表示反应热为若干 4 关于吸热反应的实验 1 吸热反应实验可以用 20 g 氢氧化钡晶体 Ba OH 2 8H2O 粉末 与 10 g 氯 化铵 或硝酸铵或醋酸铵 晶体粉末混合搅拌反应 这个热化学反应方程式为 Ba OH 2 8H2O s 2NH4Cl s BaCl2 aq 2NH3 g 10H2O H 0 正反应为吸热反应 2 实验现象为 在玻璃棒搅拌过程中 原来无色的颗粒状晶体慢慢变成粘稠状 最后成 为糊状物质 实验过程中闻到有强烈的刺激性气味气体产生 插入温度计 可见温度计的 温度在下降 若铵盐用 NH4Cl 或 NH4NO3 温度可降低到 10 15 若铵盐用 CH3COONH4 混合物温度可降低到 0 2 解析 Ba OH 2 8H2O 是一个不稳定的结晶水合物 当把它与 NH4Cl 晶体混合 前者很容易失去结晶水 且以此作为溶剂 温度降低是由于 NH4Cl NH4NO3 CH3COONH4等铵盐溶解时产生吸热效应 起到的制冷效果 而不是 Ba OH 2与 NH4Cl 直接发生反应导致的吸热 2 吸热反应也可以用 20 g 碳酸氢铵粉末与 1 1 的 10 mL 醋酸 或盐酸 溶液反应 热化学方程式为 NH4HCO3 s CH3COOH aq CH3COONH4 aq CO2 g H2O H 0 正反应为吸热反应 实验步骤及现象 取一小块洁净的泡沫塑料 或玻璃片 在中间部位滴上 4 6 滴水 在水 上放一干净的盛有 20 g 碳酸氢铵粉末的小烧杯 另取 1 1 的醋酸溶液 10 mL 用温度计 测量溶液温度 将醋酸溶液迅速倒入小烧杯中 有大量气体产生 伸入燃烧的火柴棒 火 焰熄灭 用温度计