(2014最新)高二选修4—11化学反应与能量的变化

1、第一节第一节化学反应与能量的变化化学反应与能量的变化化学反应中的能量转化形式：化学反应中的能量转化形式：化学能化学能热能热能光能光能电能电能体系体系环境环境能量能量放热反应放热反应体系体系环境环境能量能量吸热反应吸热反应化学反应中的热效应化学反应中的热效应加热加热高温高温高温高温从从物质能量物质能量看反应中的热效应看反应中的热效应当生成物与反应物的温度相同时，化学反应过程中吸收或放当生成物与反应物的温度相同时，化学反应过程中吸收或放出的热量叫做化学反应的热效应，出的热量叫做化学反应的热效应，化学反应的热效应一般称化学反应的热效应一般称为反应热为反应热放热放热反应物反应物生成物生成物能量能量反应

2、过程反应过程吸热吸热反应物反应物生成物生成物能量能量反应过程反应过程反应热描述的是反应热描述的是化学反应前后化学反应前后的热量变化的热量变化反应热描述的是反应热描述的是一定温度下一定温度下的热量变化的热量变化任何化学反应都有反应热，表现为吸热反应或者放热反应任何化学反应都有反应热，表现为吸热反应或者放热反应从物质能量看反应中的热效应从物质能量看反应中的热效应反应物反应物生成物生成物能量能量反应过程反应过程对于反应对于反应A+B=C+DE反应物反应物H反应物反应物E生成物生成物H生成物生成物焓是一个与内能有关的物理量，用来描述物质所具焓是一个与内能有关的物理量，用来描述物质所具有的能量，符号为有

3、的能量，符号为H，用，用焓的变化（焓的变化（H，简称焓，简称焓变）变）来描述与反应热有关的能量变化。来描述与反应热有关的能量变化。在化学实验和生产中，通常遇到的反应是在敞口容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的，反应系统的压力与外界压力（大气压）器中进行的，反应系统的压力与外界压力（大气压）相等，即反应是在恒压条件下进行的。相等，即反应是在恒压条件下进行的。 恒压下反应的热效应即等于焓变（恒压下反应的热效应即等于焓变（ H ）。）。H = H生成物生成物 H反应物反应物= E生成物生成物 E反应物反应物化学反应的本质是什么？化学反应的本质是什么？化学键的断裂和形成化学键的断裂

4、和形成旧键断裂需要旧键断裂需要 能量，能量，新键形成会新键形成会 能量。能量。放出放出吸收吸收键能：键能：断开断开1mol某化学键所需要的能量或形成某化学键所需要的能量或形成1mol某某化学键所放出的能量。化学键所放出的能量。从从化学键化学键看反应中的热效应看反应中的热效应键能：通常指在标准状态下气态分子拆开成气态原子键能：通常指在标准状态下气态分子拆开成气态原子时，每种化学键所需能量的平均值。时，每种化学键所需能量的平均值。 化学反应中能量变化的原因化学反应中能量变化的原因旧键断裂旧键断裂 吸收能量吸收能量新键形成新键形成 放出能量放出能量=679kJ/mol862 kJ/molH =679

5、kJ/mol 862kJ/mol = 183kJ/mol反应物的键能总和反应物的键能总和 生成物的键能总和生成物的键能总和反应热反应热一个化学反应是放热还是吸热取决于一个化学反应是放热还是吸热取决于断键吸收的断键吸收的总总能量能量与与形成新键形成新键放出的放出的总总能量能量的相对大小的相对大小焓变与键能的关系焓变与键能的关系H = 反应物的反应物的键能键能总和总和生成物的生成物的键能键能总和总和H = 反应物的反应物的键能键能总和总和生成物的生成物的键能键能总和总和例例 1：1 mol C与与 1 mol H2O(g) 反应生成反应生成 l mol CO(g) 和和1 mol H2(g)，需要

6、吸收，需要吸收131.5 kJ的热量，的热量，该反应的反应热为该反应的反应热为H = kJ/mol。+131.5例例 2：拆开：拆开 1 mol HH键、键、1 mol NH键、键、1 mol NN键分别需要的能量是键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则则1mol N2生成生成NH3的反应热为的反应热为H= ，92.0 kJ/mol氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，已知破坏氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，已知破坏1mol 1mol H HH H键消耗的能量为键消耗的能量为Q Q1 1kJkJ，破坏，破坏1mol O=O1mol O=O键消耗键消耗的能量为的能量为Q Q2 2k

7、JkJ，形成，形成1mol H1mol HO O键释放的能量为键释放的能量为Q Q3 3kJkJ。下列关系式中正确的是（。下列关系式中正确的是（ ） A. 2QA. 2Q1 1+Q+Q2 24Q4Q3 3 B. 2QB. 2Q1 1+Q+Q2 2 4Q4Q3 3 C. QC. Q1 1+Q+Q2 2QQ3 3 D. QD. Q1 1+Q+Q2 2=Q=Q3 3B B放热反应放热反应吸热反应吸热反应表示表示方法方法键能键能变化变化能量能量变化变化联系联系HE（生成物生成物的总能量）的总能量） E（反应物反应物的总能量）的总能量）HE（反应物反应物分子化学键断裂时分子化学键断裂时所吸收所吸收的总能

8、量）的总能量） E（生成物生成物分子化学键形成时分子化学键形成时所释放所释放的总能量）的总能量）1.1.下列叙述正确的是（下列叙述正确的是（ ）A.A.化学反应一定伴随热量的变化化学反应一定伴随热量的变化B.B.凡是吸热或放热过程中热量的变化均为反应热凡是吸热或放热过程中热量的变化均为反应热C.C.若若H0H0H0，则反应物的能量高于生成物的能量，则反应物的能量高于生成物的能量C2下列过程中，需要吸收能量的是（下列过程中，需要吸收能量的是（ ） AH+H=H2 BH+Cl=HCl CI2I+I DS+O2=SO2C2.2.已知：已知：H + H H + H H H2 2； H = H = 43

9、6KJ/mol436KJ/mol，则下列叙述正，则下列叙述正确的是（确的是（ ） A. H A. H 原子的能量高于原子的能量高于 H H2 2 的能量的能量 B. H B. H 原子的能量低于原子的能量低于 H H2 2 的能量的能量 C. H C. H 原子比原子比 H H2 2分子稳定分子稳定 D. HD. H2 2分子比分子比 H H 原子稳定原子稳定A D我们认识了反应热，那么我们认识了反应热，那么怎样书写怎样书写表示化学反应热的化学方程式？表示化学反应热的化学方程式？二、热化学方程式二、热化学方程式H H2 2(g)+I(g)+I2 2(g)=2HI(g) (g)=2HI(g) H

10、=H=14.9kJ/mol14.9kJ/mol200200101kPa101kPa 热化学方程式包含物质变化和能量变化两个部热化学方程式包含物质变化和能量变化两个部分，二者缺一不可。分，二者缺一不可。 普通化学方程式只包含物质变化一个部分。普通化学方程式只包含物质变化一个部分。物质变化物质变化能量变化能量变化 能表示能表示参加反应物质的量参加反应物质的量和和反应热反应热的关系的关系的化学方程式叫做热化学方程式的化学方程式叫做热化学方程式书写热化学方程式的注意事项书写热化学方程式的注意事项1 1、化学方程的、化学方程的右边右边必须写上必须写上H H，并并用用“空格空格”隔开隔开， H H：吸热用

11、：吸热用“+”+”，放热用：，放热用：“”， 单位是单位是kJ/molkJ/molH H2 2(g)+I(g)+I2 2(g)=2HI(g) (g)=2HI(g) H=H=14.9kJ/mol14.9kJ/mol200200101kPa101kPaH H2 2(g)+I(g)+I2 2(g)=2HI(g) (g)=2HI(g) H=H=14.9kJ/mol14.9kJ/mol200200101kPa101kPa2、热化学方程式需注明反应时的温度和压强。、热化学方程式需注明反应时的温度和压强。对于对于 25 101kPa时进行的反应可不注明。时进行的反应可不注明。如不注明条件，即指如不注明条件，

12、即指: 25 1.01105Pa； 普通化学方程式不需注明温度和压强。普通化学方程式不需注明温度和压强。H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g) O(g) H=H=241.8kJ/mol241.8kJ/mol1 12 23、热化学方程式需注明各物质的状态。、热化学方程式需注明各物质的状态。物质后需标聚集状态（物质后需标聚集状态（s、l、g、aq） 普通化学方程式不需注明物质的状态。普通化学方程式不需注明物质的状态。H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g) O(g) H=H=241.8kJ/mol241.8kJ/mol1 1

13、2 2H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l) O(l) H=H=285.8kJ/mol285.8kJ/mol1 12 24 4、热化学方程式中化学计量数表示参加反应的、热化学方程式中化学计量数表示参加反应的各物质的物质的量，可为整数或分数各物质的物质的量，可为整数或分数, ,其其H H与系数对应成比例。与系数对应成比例。 普通化学方程式中化学计量数宏观上表示各物普通化学方程式中化学计量数宏观上表示各物质的物质的量，微观上表示原子分子数目，只能为质的物质的量，微观上表示原子分子数目，只能为整数，不能为分数。整数，不能为分数。H H2 2(g)+ O(g)+

14、O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g) O(g) H=H=241.8kJ/mol241.8kJ/mol1 12 22H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(g) O(g) H=H=483.6kJ/mol483.6kJ/mol例例1：当：当1mol气态气态H2与与1mol气态气态Cl2反应生成反应生成2 mol气态气态HCl，放出，放出184.6 kJ的热量，请写出该的热量，请写出该反应的热化学方程式。反应的热化学方程式。H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) H =184.6 kJ/mol2H2(g) + 2Cl2(g) = 4HCl(g) H =

15、369.2 kJ/mol H2(g) + Cl2(g) = HCl(g) H =92.3 kJ/mol1212例例2：1mol N2(g) 与适量与适量O2(g) 反应生成反应生成NO2 (g)，需吸收需吸收68kJ的热量；写出热化学方程式。的热量；写出热化学方程式。N2(g) + 2O2(g) = 2NO2 (g) H = + 68 kJ/mol书写热化学方程式的注意事项书写热化学方程式的注意事项1 1、化学方程的、化学方程的右边右边必须写上必须写上H H，并用并用“空格空格”隔开隔开， H H：吸热用：吸热用“+”+”，放热用：，放热用：“”，单位是，单位是kJ/molkJ/mol2 2、

16、需注明反应的温度和压强，如不注明条件，即指、需注明反应的温度和压强，如不注明条件，即指: : 25 1.0125 1.0110105 5PaPa；3 3、物质后需标聚集状态（、物质后需标聚集状态（s s、l l、g g、aqaq）4 4、热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表、热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示物质的量并不能表示物质的分子数或原子数，因此化示物质的量并不能表示物质的分子数或原子数，因此化学计量数可以是整数也可以是分数学计量数可以是整数也可以是分数5 5、根据焓的性质，若化学方程式中各物质的系数加倍，、根据焓的性质，若化学方程式中各物质的系数加倍，则则H H

17、的的数值也加倍数值也加倍；若反应逆向进行，则；若反应逆向进行，则H H改变符号，改变符号，但绝对值不变但绝对值不变热化学方程式表示的意义热化学方程式表示的意义1 1、反应物和生成物的种类、聚集状态、反应物和生成物的种类、聚集状态2 2、反应中各物质的物质的量比和质量比、反应中各物质的物质的量比和质量比3 3、反应中放出或吸收的热量。、反应中放出或吸收的热量。写出下列反应的热化学方程式写出下列反应的热化学方程式（1）1molC(固态固态)与适量与适量H2O(气态气态) 反应反应,生成生成CO(气态气态)和和H2(气态气态),吸收吸收131.3kJ的热量的热量（2）0.5molCu(固态固态) 与

18、适量与适量O2(气态气态) 反应反应, 生生成成CuO(固态固态), 放出放出78.5 kJ的热量的热量C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) H=+131.3KJ/mol2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s) H= 314KJ/mol 2.00gC2H2完全燃烧生成液态水和完全燃烧生成液态水和CO2放出的热量为放出的热量为99.6KJ，写出，写出C2H2燃烧的燃烧的热化学方程式。热化学方程式。 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=2589.6KJ/molA.A. 2C2C2 2H H2 2(g)+5O(g)+5O2 2(g)=4CO(g)=4CO2

19、2(g)+2H(g)+2H2 2O(l) O(l) H=-4b kJH=-4b kJB.B. 2C2C2 2H H2 2(g)+5O(g)+5O2 2(g)=4CO(g)=4CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l) O(l) H=-4b kJ/molH=-4b kJ/molC. CC. C2 2H H2 2(g)+5/2O(g)+5/2O2 2(g)=2CO(g)=2CO2 2(g)+H(g)+H2 2O(g) O(g) H=-4b kJ/molH=-4b kJ/molD. 2CD. 2C2 2H H2 2(g)+5O(g)+5O2 2(g)=4CO(g)=4CO2 2(g)+2H(g

20、)+2H2 2O(l) O(l) H=+4b kJ/molH=+4b kJ/molE. 2CE. 2C2 2H H2 2(g)+5O(g)+5O2 2(g)=4CO(g)=4CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l) O(l) H=-2b kJ/molH=-2b kJ/mol已知充分燃烧已知充分燃烧a g a g 乙炔气体时生成乙炔气体时生成1mol1mol二氧化碳二氧化碳气体和液态水，并放出热量气体和液态水，并放出热量bkJbkJ，则乙炔燃烧，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是的热化学方程式正确的是B B点拨：点拨：热化学方程式书写正误的判断可从物质热化学方程式书写正误的判断可从物质的的

21、聚集状态、聚集状态、H H的正负号、物质的量的大小、的正负号、物质的量的大小、单位单位等主要方面入手等主要方面入手焓是与内能有关的物理量。在一定条件下，某一焓是与内能有关的物理量。在一定条件下，某一化学反应是吸热反应还是放热反应，由生成物与化学反应是吸热反应还是放热反应，由生成物与反应物的焓值差即焓变（反应物的焓值差即焓变（ H ）决定。）决定。在化学实验和生产中，通常遇到的反应是在敞口容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的，反应系统的压力与外界压力（大气压）器中进行的，反应系统的压力与外界压力（大气压）相等，即反应是在恒压条件下进行的。相等，即反应是在恒压条件下进行的。 恒

22、压下反应的热效应即等于焓变（恒压下反应的热效应即等于焓变（ H ）。）。H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) H =184.6 kJ/molnH单位中单位中mol1(每摩尔每摩尔)的含义的含义n对于任一反应对于任一反应X：aA+bBcC+dDnH单位中的单位中的“每摩尔每摩尔”既不是指既不是指“每摩尔每摩尔A”（mol1A），也不是指每摩尔），也不是指每摩尔B、C或或D，而是而是指每摩尔反应（指每摩尔反应（mol1X)，即，即mol1（aA+bBcC+dD)。因此就不难理解同一反应，当两个化。因此就不难理解同一反应，当两个化学方程式的化学计量数不同时，学方程式的化学计量数不同时，

23、H的值不同。的值不同。H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) H =184.6 kJ/mol2H2(g) + 2Cl2(g) = 4HCl(g) H =369.2 kJ/mol已知在已知在1105Pa，298K条件下，条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸氢气燃烧生成水蒸气放出气放出484kJ热量，下列热化学方程式正确的是热量，下列热化学方程式正确的是 ( )A. H2O（g）H2（g）1/2O2（g） H242kJmol1B. 2H2（g）O2（g）2H2O （l） H484kJmol1C. H2（g）1/2O2（g）H2O（g） H242kJmol1D. 2H2（g）O2（g）2H2O

24、（g） H484kJmol1 A在同温同压下，下列各组热化学方程式中在同温同压下，下列各组热化学方程式中Q2Q1Q2Q1的是的是 （ ）A. HA. H2 2(g)+Cl(g)+Cl2 2(g)=2HCl(g) (g)=2HCl(g) H=-Q1H=-Q1 1/2H 1/2H2 2(g)+1/2Cl(g)+1/2Cl2 2(g)=HCl(g(g)=HCl(g) ) H=-Q2H=-Q2B. C(s)+1/2OB. C(s)+1/2O2 2(g)=CO (g) (g)=CO (g) H=-Q1H=-Q1 C(s)+O C(s)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H=-Q2H=

25、-Q2C. 2HC. 2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l) O(l) H=-Q1H=-Q1 2H 2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(g) O(g) H=-Q2H=-Q2D. S(g)+OD. S(g)+O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(g) (g) H=-Q1H=-Q1 S(s)+O S(s)+O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(g) (g) H=-Q2H=-Q2B B热化学方程式：热化学方程式： S(g)+OS(g)+O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(g) H=(g) H=297.3kJ/mol297.

26、3kJ/mol分析下列说法中正确的是（分析下列说法中正确的是（ ）A AS(g)+OS(g)+O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(l) H297.3KJ/mol (l) H297.3KJ/mol B BS(g)+OS(g)+O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(l) H297.3KJ/mol (l) H297.3KJ/mol C C1molSO1molSO2 2的键能总和大于的键能总和大于1molS1molS和和1molO1molO2 2键能之和键能之和D D1molSO1molSO2 2的键能总和小于的键能总和小于1molS1molS和和1molO1molO2 2键能之和键能之和B C

27、B C已知已知 （1）H2( g )1/2O2 ( g ) H2O ( g ) H1 = a kJ/mol（2）2H2( g )O2 ( g ) 2H2O ( g ) H2 = b kJ/mol（3） H2( g )1/2O2 ( g ) H2O ( l ) H3 = c kJ/mol（4） 2H2( g )O2 ( g ) 2H2O ( l ) H4 = d kJ/mol则则a、b、c、d的关系正确的是的关系正确的是 。A、acd0 C、2a=b0 C实验原理：实验原理：Q=cmt Q:中和反应放出的热量。中和反应放出的热量。 m:反应混合液的质量。反应混合液的质量。 c：反应混合液的比热容

28、。：反应混合液的比热容。 t：反应前后溶液温度的差值。：反应前后溶液温度的差值。 Q=（V酸酸酸酸V碱碱碱）碱）c（t2t1）实验名称实验名称 中和反应中和反应 反应热的测定反应热的测定中和热中和热:在稀溶液中在稀溶液中,强酸和强碱反应生成强酸和强碱反应生成1摩尔摩尔水放出的热量：水放出的热量： 57.3 kJ/mol57.3 kJ/mol实验步骤：阅读实验步骤：阅读P4-5并回答问题并回答问题议一议如果你所测得的数据不是议一议如果你所测得的数据不是57.3 kJ/mol57.3 kJ/mol，分析产生误差的原因可能有哪些？分析产生误差的原因可能有哪些？可能的原因有：可能的原因有：1.1.量取

29、溶液的体积有误差（测量结果是按量取溶液的体积有误差（测量结果是按50 mL50 mL的的酸、碱进行计算，若实际量取时，多于酸、碱进行计算，若实际量取时，多于50 mL50 mL或小或小于于50 mL50 mL都会造成误差）都会造成误差）2.2.温度计的读数有误。温度计的读数有误。3.3.实验过程中有液体洒在外面。实验过程中有液体洒在外面。4.4.混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。5.5.隔热装置不到位，致使实验过程中热量损失而导隔热装置不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。致误差。6.6.测了酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的测了酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的温度，致使热量损失而引起误差。温度，致使热量损失而引起误差。 在测定过程中应注意什么问题在测定过程中应注意什么问题(1)(1)用保温性能好的仪器测量。用保温性能好的仪器测量。 (2)(2)混合好后，迅速盖好装置盖子，减少热量的损失。混合好后，迅速盖好装置盖子，减少热量的损失。 (3)(3)所用药品浓度的配制须准确所用药品浓度的配制须准确, ,