化学反应原理第一章第一节

1、我们知道：一个化学反应过程中，除了我们知道：一个化学反应过程中，除了生成了新物质外，还有生成了新物质外，还有能量变化能量变化热能热能电能电能光能光能当能量变化以当能量变化以热能热能的形式表现时：的形式表现时：化学反应化学反应放热反应：例如放热反应：例如吸热反应：例如吸热反应：例如燃料的燃烧燃料的燃烧中和反应中和反应金属与酸反应金属与酸反应大多数化合反应大多数化合反应C+COC+CO2 , 2 , H H2 2+CuO+CuOC+HC+H2 2O OBa(OH)Ba(OH)2 28H8H2 2O+NHO+NH4 4ClClCaCOCaCO3 3高温分解高温分解大多数分解反应大多数分解反应我们知道

2、：我们知道：一个化学反应同时遵守质量守恒定一个化学反应同时遵守质量守恒定律和能量守恒，那么一个反应中的律和能量守恒，那么一个反应中的质量与能量有没有关系呢？质量与能量有没有关系呢？有有能量能量的释放或吸收是以发生变化的的释放或吸收是以发生变化的物质为物质为基础基础，二者密不可分，但以，二者密不可分，但以物质为主物质为主。能。能量的量的多少多少则以反应物和产物的则以反应物和产物的质量为基础质量为基础。那么化学反应中能量到底怎样变化那么化学反应中能量到底怎样变化?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问题：问题：化学反应过程中为什么会有能量的化学反应过程中为什么会有能量的变化？（用

3、学过的知识回答）变化？（用学过的知识回答） 化学反应中的能量变化的原因：化学反应中的能量变化的原因：化学反应中的能量变化遵循化学反应中的能量变化遵循 。化学反应中的能量变化与反应物和生成物化学反应中的能量变化与反应物和生成物所具有的总能量有关。如果反应物所具有的所具有的总能量有关。如果反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量，在发生总能量高于生成物所具有的总能量，在发生化学反应时化学反应时 热量；如果反应物所热量；如果反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量，具有的总能量低于生成物所具有的总能量，在发生化学反应时在发生化学反应时 热量。热量。能量守恒定律能量守恒定律放出放出吸收吸收(3

4、)(3)化学反应的实质就是反应物分子中化学化学反应的实质就是反应物分子中化学键断裂，形成新的化学键，从新组合成生键断裂，形成新的化学键，从新组合成生成成物的分子的过程。旧键断裂需要物的分子的过程。旧键断裂需要 ，新键形成需要新键形成需要 。而一般化学反应。而一般化学反应中，旧键的断裂所吸收的总能量与新键形中，旧键的断裂所吸收的总能量与新键形成所放出的总能量是不相等的，而这个差成所放出的总能量是不相等的，而这个差值就是反应中能量的变化。所以化学反应值就是反应中能量的变化。所以化学反应过程中会有能量的变化。过程中会有能量的变化。看下面的例子看下面的例子吸收能量吸收能量放出能量放出能量 你从图中发现

5、了什么？你从图中发现了什么？ 1、 2、 3、HClHClHHHHClClClCl+436 kJ/mol243kJ/mol431 kJ/mol观察下列示意图：观察下列示意图：H HCl ClClHClH 键断裂键断裂键断裂键断裂ClCl+HH+键键形形成成键键形形成成H HCl Cl吸收能量吸收能量436kJ/mol吸收能量吸收能量243kJ/mol共吸收总能量共吸收总能量679kJ/mol共放出总能量共放出总能量862kJ/mol【思考】该过程中反应体系总能量增加还【思考】该过程中反应体系总能量增加还是减少？是减少？（该过程中反应体系的总能量减少（该过程中反应体系的总能量减少183kJ/mo

6、l） 与实验值与实验值184.6kJ/mol接近。接近。HHClClClHClHClHClH思考：图思考：图1 1、图、图2 2过程中反应体系的总能量过程中反应体系的总能量增加还是减少？增加还是减少？生成物生成物反应物的反应物的总能量总能量生成物的生成物的总能量总能量能量能量能量能量生成物生成物反应物反应物图图1生生 成成 物物 的的 总能量总能量反应物反应物反反 应应 物物 的的总能量总能量图图2：一、焓变一、焓变 反应热反应热 1 1、焓和焓变、焓和焓变焓焓(H)： 。 焓变焓变(H)：H = H生成物生成物H反应物反应物 (宏观宏观)是一个与内能是一个与内能(U)有关的物理有关的物理量量

7、2 2、反应热、反应热定义：定义：特征定义特征定义: 、 。本质定义本质定义: 。 符号：符号： 。单位：单位：H的单位常用的单位常用 或或（ ）。）。测量：测量仪器叫测量：测量仪器叫量热计量热计(许多化学反应许多化学反应的反应热可以的反应热可以通过实验直接测得通过实验直接测得)化学反应过程中所释放或化学反应过程中所释放或吸收的能量吸收的能量恒压条件下的焓变恒压条件下的焓变HkJ/molkJmol-1反应热产生的宏观原因（宏观讨论）反应热产生的宏观原因（宏观讨论）能能量量能能量量反应物反应物反应物反应物生成物生成物生成物生成物反应过程（反应过程（I）反应过程（反应过程（II）思考：思考：I和和

8、II哪个是放热反应，哪个是吸热反应？哪个是放热反应，哪个是吸热反应？反应热产生的微观原因（微观讨论）反应热产生的微观原因（微观讨论）请观察请观察P2页图页图1-1 H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)反应反应的能量变化示意图，分析图中包含的信息：的能量变化示意图，分析图中包含的信息： 。 。 。结论：结论： 、 。化学反应的实质是旧键断裂和新键形成化学反应的实质是旧键断裂和新键形成断裂化学键吸收能量、形成化学键释放能量断裂化学键吸收能量、形成化学键释放能量任何化学反应都有吸热过程和放热过程任何化学反应都有吸热过程和放热过程反应是放热反应还是吸热反应要看吸收反应是放热反应还是吸热反应要看吸收

9、能量与放出能量的相对大小能量与放出能量的相对大小即：即：H = EH = E吸收吸收E E放出放出反应热表示方法：反应热表示方法：反应热是表示化学反应热是表示化学反应过程中整个体系的能量（即焓）增加或反应过程中整个体系的能量（即焓）增加或者减少的量值，者减少的量值，H =H生成物生成物H反应物反应物(宏观宏观)思考：焓增加思考：焓增加吸热吸热则用则用“ ”表示表示 焓减少焓减少放热放热则用则用“ ”表示表示 （填（填“+”或或“”）即：当即：当H为为“”或或H0时，为时，为 反应反应 放热放热吸热吸热我们可以发现：其实我们可以发现：其实HE（生生成物的总能量）成物的总能量） E（反反应物的总能

10、量）应物的总能量）H E（反反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量）应物分子化学键断裂时所吸收的总能量）E （生生成物分子化学键形成时所释放的总能量）成物分子化学键形成时所释放的总能量）从焓变角度看：从焓变角度看：从能量的角度看：从能量的角度看：HH（生成物的焓）（生成物的焓）H（反应物的焓）（反应物的焓）从键能的角度：从键能的角度：放热反应吸热反应表现行式H0或H为“”H0或H为“+”能量变化生成物释放的总能量大于反应物吸收的总能量生成物释放的总能量小于反应物吸收的总能量键能变化生成物总键能大于反应物总键能生成物总键能小于反应物总键能联系键能越大，物质能量越低，越稳定，反之键能越小，物质能量越

11、高，越不稳定。Q 0放热反应：放热反应：吸热反应：吸热反应：体系体系环境环境体系体系环境环境体系与环境体系与环境【资料资料】能量能量能量能量HHH 0H0为为“”【小 结】一、反应热 焓变从焓变角度看：从焓变角度看：H生成物的焓反应物的焓生成物的焓反应物的焓从反应热角度看：从反应热角度看：H生成物能量反应物能量生成物能量反应物能量从键能角度看：从键能角度看：H反应物总键能生成物总键能反应物总键能生成物总键能放热反应：放热反应：吸热反应：吸热反应：H0或或 H为为“”H0 或或H为为“”例例 1：1molC与与1molH2O(g)反应失成反应失成lmol CO(g)和和1mol H2(g)，需要

12、吸收，需要吸收131.5kJ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。例例 2：拆开：拆开 lmol H-H键、键、lmol N-H键、键、lmolNN键分别需要的能量是键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则，则1mol N2生成生成NH3的反应热为的反应热为，1mol H2生成生成NH3的反应热为的反应热为 。 131.5-92KJ/mol-30.6KJ/mol【课堂练习】【课堂练习】3 3反应反应 是吸热反应是吸热反应, ,由此可知由此可知（A A）石墨比金刚石更稳定）石墨比金刚石更稳定（B B）金刚石和石墨可以相互转化）金刚石和石墨可以相互转化

13、（C C）金刚石比石墨稳定）金刚石比石墨稳定（D D）金刚石和石墨不能相互转化）金刚石和石墨不能相互转化AB4、氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，在反应中，、氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，在反应中， 破坏破坏1molHH键消耗的能量为键消耗的能量为Q1kJ， 破坏破坏1molO = O键消耗的能量为键消耗的能量为Q2kJ， 形成形成1molHO键释放的能量为键释放的能量为Q3kJ。 下列关系式中正确的是（下列关系式中正确的是（ ） A. 2Q1 + Q2 4Q3 B. 2Q1 + Q24Q3 C. Q1+ Q2 Q3 D. Q1 + Q2 = Q3B第一节第一节 化学反应与能量的变化化学反应与能量

14、的变化（第二课时）（第二课时）二、热化学方程式二、热化学方程式能表示能表示参加反应物质的物质的量参加反应物质的物质的量和和反应热反应热的的关系的化学方程式关系的化学方程式H H2 2(g)+I(g)+I2 2(g)=2HI(g) (g)=2HI(g) H=H=14.9kJ/mol14.9kJ/mol200200101kPa101kPa 1 1、热化学方程式包含物质变化和能量变化两、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。个部分，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二、热化学方程式二、热化学

15、方程式H H2 2(g)+I(g)+I2 2(g)=2HI(g) (g)=2HI(g) H=H=14.9kJ/mol14.9kJ/mol200200101kPa101kPa2 2、热化学方程式需注明反应时的、热化学方程式需注明反应时的温度和压强温度和压强。对于对于2525、101kPa101kPa时进行的反应可不注明。时进行的反应可不注明。 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 2二、热化学方程式二、热化学方程式3

16、3、热化学方程式需注明各物质的、热化学方程式需注明各物质的聚集状态。聚集状态。 s s( (固态固态),),l l（液态）（液态）,g,g（气态）（气态）,aq,aq（溶液中）（溶液中） 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 12 2H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l) O(l) H=H=285.8kJ/mol285.8kJ/mol1 12 2固态固态 液态液态吸热吸热气态气态吸热吸

17、热吸热吸热二、热化学方程式二、热化学方程式 4 4、热化学方程式中化学计量数热化学方程式中化学计量数不表示分子个数，不表示分子个数，表示参加反应的各物质的物质的量表示参加反应的各物质的物质的量，可为，可为整数或分数整数或分数。对于相同的反应对于相同的反应, ,化学计量数不同时，其化学计量数不同时，其H H不同。不同。 普通化学方程式中化学计量数宏观上表示各物质的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，只能为整数，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。不能为分数。H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g)

18、 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书写热化学方程式应注意、需注明反应的温度和压强，一般不写反应条件（如加热、点燃等）。如在常温（250c）、常压（101kpa）下，可不注明温度和压强。、应注明反应物和生成物的状态：固体-s，液体-l，气体-g；溶液中-aq。、热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数。化学计量数可以是整数，也可以是分数。对于相同的反应，当计量数不同时，其H不同。、在方程式右端要注明H，标明“+”或“-”，kJ/mol。【小结】【小结