第一章 化学反应与能量

1、第一章 化学反应与能量 第一节 化学反应与能量的变化一：基本概念1、什么是有效碰撞？引起分子间的化学反应的碰撞是有效碰撞，分子间的碰撞是发生化学反应的必要条件，有效碰撞是发生化学反应的充分条件，某一化学反应的速率大小与，单位时间内有效碰撞的次数有关2、什么是活化分子？具有较高能量，能够发生有效碰撞的分子是活化分子，发生有效碰撞的分子一定是活化分子，但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞。有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物中活化分子的多少有关。3、什么是活化能？活化分子高出反应物分子平均能量的部分是活化能，如图活化分子的多少与该反应的活化能的大小有关，活化能的大小是由反应物分子的性质决定，（内因）活

2、化能越小则一般分子成为活化分子越容易，则活化分子越多，则单位时间内有效碰撞越多，则反应速率越快。4、什么是催化剂？催化剂是能改变化学反应的速率，但反应前后本身性质和质量都不改变的物质，催化剂作用:可以降低化学反应所需的活化能,也就等于提高了活化分子的百分数,从而提高了有效碰撞的频率.反应速率大幅提高.5、归纳总结：一个反应要发生一般要经历哪些过程？二：焓变 反应热1定义：化学反应过程中所释放或吸收的能量，都可以热量（或转换成相应的热量）来表示，称为焓变（H），单位：kJ/mol 或 kJmol-1在化学反应中，旧键的断裂需要吸收能量 ，而新键的形成则放出能量。总能量的变化取决于上述两个过程能量

3、变化的相对大小。任何一个化学反应中，反应物所具有的总能量与生成物所具有的总能量总不会相等的。在新物质产生的同时总是伴随着能量的变化。注意：(1)反应热和键能的关系例如：1molH2和1molCl2反应生成2molHCl的反应热的计算。1moLH2分子断裂开HH键需要吸收436kJ的能量；1molCl2分子断裂开ClCl键需要吸收243kJ的能量，而2molHCl分子形成2molHCl键放出431kJmol-12mol862kJ的能量，所以，该反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的反应热H生成物分子形成时释放的总能量反应物分子断裂时所需要吸收的总能量862kJmol-1436 kJmol

4、-1243 kJmol1183kJmol-1由于反应后放出的能量使反应本身的能量降低，故规定H反应物的键能总和生成物的键能总和(2)反应焓变与反应条件的关系焓是科学家们为了便于计算反应热而定义的一个物理量，它的数值与物质具有的能量有关。对于一定量的纯净物质，在一定的状态（如温度、压强）下，焓有确定的数值。在同样的条件下，不同的物质具有的能量也不同，焓的数值也就不同；同一物质所处的环境条件（温度、压强）不同，以及物质的聚集状态不同，焓的数值也不同。焓的数值的大小与物质的量有关，在相同的条件下，当物质的物质的量增加一倍时，焓的数值也增加一倍。因此，当一个化学放映在不同的条件下进行，尤其是物质的聚集

5、状态不同时，反应焓变是不同的。2放热反应和吸热反应(1)放热反应：即有热量放出的化学反应，其反应物的总能量大于生成物的总能量。(2)吸热反应：即吸收热量的化学反应，其反应物的总能量小于生成物的总能量。 3化学反应中的能量变化示意图对于该“示意图”可理解为下列形式：能量反应过程反应过程反应物生成物能量H0反应物生成物 由能量守恒可得： 反应物的总能量：生成物的总能量热量(放热反应)反应物的总能量：生成物的总能量热量(吸热反应)三：反应热与热化学方程式1、反应热：在化学实验和生产中，通常遇到的反应是在敞口容器中进行，反应系统的压力与外界压力(大气压)相等。也就是说，反应是在恒压下进行的。此时反应的

6、热效应等于焓变。化学反应都伴有能量的变化，常以热能的形式表现出来，有的反应放热，有的反应吸热。反应过程中放出或吸收的热叫做反应热。反应热用符号H表示，单位是kJ/mol或（kJmol1）。放热反应的H为“”，吸热反应的H为“”。反应热（H）的确定常常是通过实验测定的。注意：在进行反应热和H的大小比较中，反应热只比较数值的大小，没有正负之分；而比较H大小时，则要区别正与负。2H2(g)O2(g)=2H2O(g) H1a kJmol1 反应热：a kJmol1，H：a kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(l) H2b kJmol1 反应热：b kJmol1，H：b kJmol1a与b比较

7、和H1与H2的比较是不一样2、影响反应热大小的因素反应热与测定条件（温度、压强等）有关。不特别指明，即指25，1.01105Pa（101kPa）测定的。中学里热化学方程式里看到的条件（如：点燃）是反应发生的条件，不是测量条件。反应热的大小与物质的集聚状态有关。反应热的大小与物质的计量数有关。在反应：2H2(g)O2(g)2H2O(g)；H1a kJmol1中，2molH2燃烧生成气态水放出的热量a kJ，该反应的反应热是a kJmol1，该反应的H是a kJmol1。注意这三个单位。3、书写热化学方程式注意事项 热化学方程式同时表明了两个方面的问题，一是新旧物质之间的转化，二是化学能与热能之间

8、的转化。因此，热化学方程式必须同时符合质量守恒定律和能量守恒定律。书写热化学方程式应注意以下五点：1注意H的符号。H只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边，且中间留字空。若为放热反应，H为“”；若为吸热反应，H为“”。H的单位一般为kJ/mol。2注意测定条件。注意反应热H与测定条件(温度、压强等)有关。因此，书写热化学方程式时应注意H的测定条件。绝大多数H是在25、101 325Pa下测定的，可不注明温度和压强。3注意物质的聚集状态。注意反应物和生成物的聚集状态不同，反应热H也不同。因此，必须注明物质的聚集状态才能完整地体现出热化学方程式的意义。气体用“g”，液体用“l”，固体用“

9、s”，溶液用“aq”。热化学方程式中不用“”和“”。4注意化学计量数注意热化学方程式是表示反应已完成的数量。由于H与反应完成物质的量有关，所以方程式中化学式前面的化学计量数必须与H相对应，如果化学计量数加倍，则H也要加倍。当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。例如：已知H2(g)1/2O2(g)=H2O(l)H285.8 kJ/mol，则H2O(l)=H2(g)1/2O2(g)H285.8 kJ/mol，2H2(g)O2(g)2H2O(l)H571.6 kJ/mol。5注意H的单位关于H的单位“kJ/mol”并不是指每摩尔具体物质反应时伴随的能量变化是多少千焦，而是指给

10、定形式的具体反应以各物质的化学计量数来计量其物质的量时伴随的能量变化。四、典型例题例1已知H2(g)1/2O2(g)H2O(g)反应过程中能量变化如图，问：a、b、c分别代表什么意义？该反应是放热反应还是吸热反应，H大于零还是小于零？答案：a代表旧键断裂吸收的能量，b代表新键生成释放的能量，c代表反应热；该反应为放热反应，H0。解析：H2(g)和1/2O2(g)与2H(g)和O(g)之间的能量差是，H2(g)2H(g)和1/2O2(g)O(g)过程中断开HH和OO键吸收的能量，故a代表旧键断裂吸收的能量，b代表2H(g)O(g)结合成H2O(g)中化学键所放出的能量，c代表断键吸收的能量与成键

11、所释放的能量之差；由图可知该反应中反应物总能量大于生成物总能量，故该反应为放热反应，H0，则金刚石比石墨稳定C已知H(aq)OH(aq)H2O(l) H57.3 kJ/mol，则任何酸碱中和反应的热效应均为57.3 kJD已知2C(s)2O2(g)2CO2(g)H1， 2C(s)O2(g)2CO(g)H2，则H1H2答案D 解析A项中2 mol SO2和1 mol O2的总能量比2 mol SO3的能量，但不能说SO2的能量高于SO3的能量；B项中石墨转化为金刚石，吸收能量，即金刚石的能量高于石墨，能量越高越不稳定，B项错误；C项中酸碱中和反应的热效应不仅与生成H2O的物质的量有关，还与酸、碱

12、的浓度及强弱有关，C项错误；D项中，前者完全燃烧，后者未完全燃烧，故前者放出的能量多，但比较H时应带符号比较，数值越大，H越小，故H1H2 DCO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H0答案A解析由图像可知石墨、红磷、S(s)所含能量分别比金刚石、白磷、S(g)低，所以由石墨转变为金刚石需要吸收能量，是吸热反应，A正确，能量越低越稳定，故红磷比白磷稳定，B错误，由固体转化为气体需要吸收能量，故H1H2，C错误；由图像可知CO(g)和H2O(g)所含的总能量大于CO2(g)和H2(g)所具有的总能量，所以CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)为放热反应，H0，D错误。8以NA代表阿伏加

13、德罗常数，则关于热化学方程式：C2H2(g)5/2O2(g)2CO2(g)H2O(l)H1300 kJ/mol的说法中，正确的是()A当有10NA个电子转移时，该反应放出1 300 kJ的能量B当有1NA个水分子生成且为液体时，吸收1 300 kJ的能量C当有2NA个碳氧共用电子对生成时，放出1 300 kJ的能量D当有8NA个碳氧共用电子对生成时，放出1 300 kJ的能量答案AD解析C2H2(g)O2(g)2CO2(g)H2O(l)H1 300 kJ/mol，当有10 mol e转移时，生成1 mol液态水和2 mol CO2(OCO)，其含8 mol碳氧共用电子对时，放出1 300 kJ

14、的能量。9下列各图中，表示正反应是吸热反应的是( )A10已知在一定条件下，CO的燃烧热为283 kJ/mol,CH4的燃烧热为890 kJ/mol,由1 mol CO和3.从如右图所示的某气体反应的能量变化分析，以下判断错误的是( )A这是一个放热反应 B该反应可能需要加热C生成物的总能量低于反应物的总能量 D反应物比生成物更稳定11火箭推进器中盛有强还原剂液态肼（N2H4）和强氧化剂液态双氧水。当它们混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量的热。已知0.4mol液态肼与足量的液态双氧水反应，生成氮气和水蒸气，放出256.652KJ的热量。(1)反应的热化学方程式为N2H4(l)+2H

15、2O2(l)N2(g)+4H2O (g) H-641.63 KJ/mol。(2)又已知H2O(l)H2O(g) H+44kJ/mol。则16g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是408.815KJ。(3)此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是产物不会造成环境污染。第一节化学反应与能量的变化（第三课时）一学习目标：燃烧热，中和热，能源二学习过程1、燃烧热什么是燃烧热？是不是物质燃烧放出的热量就叫燃烧热呢？1）定义：在25,101 kPa时，1 mol 物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。燃烧热通常可由实验测得。2）在理解物质燃烧热的定义时，要注意以下几点：研究条件： 25 ,101 kPa反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物。燃烧物的物质的量：1 mol研究内容：放出的热量。（HQ1的是（B ）AH2(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