化学反应与能量的变化(最新)

1、引引 言言我们知道：一个化学反应过程中，我们知道：一个化学反应过程中，除了生成了新物质外，还有除了生成了新物质外，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物质为基础为基础，二者密不可分，但以，二者密不可分，但以物质为主物质为主。能量的能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质量为基础基础。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问题：问题：化学反应过程中为什么会有能量化学反应过程中为什么会有能量的变化？（用学过的知识回答）的变化？（用学过的知识回答）一、反应热一、反应热 焓变焓变氢原子和氢原

2、子分开时，氢原子和氢原子分开时，化学键怎么变？化学键怎么变？能量怎么变化？（多能量怎么变化？（多/少）少）从哪来？到哪去？从哪来？到哪去？稳定性怎样变化？稳定性怎样变化？化学键的变化与能量的变化有什么关系？化学键的变化与能量的变化有什么关系？回忆回忆HH HH回回忆忆氢原子和氢原子靠近时，氢原子和氢原子靠近时，化学键怎么变？化学键怎么变？能量怎么变化？多了？少了？能量怎么变化？多了？少了？从哪来？到哪去？从哪来？到哪去？化学键的变化与能量的变化有什么关系？化学键的变化与能量的变化有什么关系？思思考考H2O （l） H2O （g）物质的变化常伴随着能量变化物质的变化常伴随着能量变化结论结论液态水

3、变成气态水时，能量是如何液态水变成气态水时，能量是如何变化的？能否从微观角度解释能量变化的？能否从微观角度解释能量变化的原因？变化的原因？化学反应的化学反应的实质实质就是反应物分子中就是反应物分子中化学键化学键断裂断裂，形成新的化学键，从新组合成生成，形成新的化学键，从新组合成生成物的分子的过程。旧键断裂需要物的分子的过程。旧键断裂需要吸收能量吸收能量，新键形成需要新键形成需要放出能量放出能量。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

4、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。化学反应中能量产生的原因：化学反应中能量产生的原因：键能：键能：断开断开1mol某化学键所需要的能量某化学键所需要的能量或形成断开或形成断开1mol某化学键所放出某化学键所放出的能量。的能量。HClHClHHHHClClClCl+436 kJ/mol243kJ/mol431 kJ/mol观察下列示意图：观察下列示意图：试计算：吸收的能量和放出的能量试计算：吸收的能量和放出的能量相等吗？能量差到哪里去了？相等吗？能量差到哪里去了？实验测得实验测得1mol H2与与1mol Cl2反应生成反应生成2mol HC

5、l时放出时放出184.6kJ的热量，从微观角度应的热量，从微观角度应如何解释？如何解释？679kJ862kJ吸收总能量吸收总能量放出总能量放出总能量反应热的计算：反应热的计算：H = 679kJ/mol 862kJ/mol= 183kJ/mol1、定义：、定义： 化学反应过程中所释放或吸收的能量，化学反应过程中所释放或吸收的能量，都可以热量（或换算成相应的热量）来表都可以热量（或换算成相应的热量）来表述，叫做述，叫做反应热反应热，又称为，又称为“焓变焓变”。2、符号：、符号：H3、单位：、单位：KJ/mol（1）反应）反应体系体系的能量的能量降低降低（即放热反（即放热反应），则应），则H为为“

6、”；（2）反应）反应体系体系的能量的能量升高升高（即吸热反（即吸热反应），则应），则H为为“”；即：即：当当H为为“”（H0）时，为吸热反）时，为吸热反应应4、规定：、规定：通过此图大家还能发现这反应热，通过此图大家还能发现这反应热，H有什么规律有什么规律？我们可以发现：其实我们可以发现：其实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）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

7、学反应热的化学方程式？表示化学反应热的化学方程式？例例 1：1molC与与1molH2O(g)反应失成反应失成lmol CO(g)和和1mol H2(g)，需要吸收，需要吸收131.5kJ的的热量，该反应的反应热为热量，该反应的反应热为H=_ kJ/mol。 例例 2：拆开：拆开 lmol HH键、键、lmol NH键、键、l molNN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的反的反应热为应热为，1mol H2生成生成NH3的的反应热为反应热为。 131.5- -92KJ/mol- -30.6KJ/mol二、学会热化学方程式的

8、书写二、学会热化学方程式的书写什么是什么是热化学方程式？热化学方程式？表示参加反应表示参加反应物质的量物质的量和和反应热反应热的的关关系系的化学方程式，叫做的化学方程式，叫做热化学方程式热化学方程式请看以下请看以下两个例子两个例子，再思考！，再思考！问题：问题：热化学方程式不仅表明了化学反应热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。中的能量变化。意义：意义：通过以上两个例子，说明一下通过以上两个例子，说明一下热热化学方程式化学方程式与与一般的化学方程式一般的化学方程式的书写的书写有什么不同有什么不同？（1）书写热化学方程式要）书写热

9、化学方程式要注明反注明反应的温度和压强应的温度和压强，（，（为什么？为什么？）而常温、常压可以不注明，即不而常温、常压可以不注明，即不注明则是常温、常压。注明则是常温、常压。（2）标出了）标出了反应物与生成物的状反应物与生成物的状态态：固体固体s，液体，液体l，气体，气体g；（为什么为什么要标出？）要标出？）（3）写出了反应热，还注明了）写出了反应热，还注明了“”，“”（4）方程式中的）方程式中的计量系数计量系数可以可以是是整数整数也可以是也可以是分数分数。问题：问题：反应物和生成物前的反应物和生成物前的系数系数它它代表了什么代表了什么？在方程式中在方程式中H它表示了它表示了什么意义什么意义？

10、 H它的它的值与什么有关系值与什么有关系？热化学方程式中各物质前的热化学方程式中各物质前的化学计量数不化学计量数不表示表示分子个数分子个数，表示对应，表示对应物质的物质的量物质的物质的量。 H（kJ/mol）它表示）它表示每摩尔反应每摩尔反应所放出的所放出的热量热量， H它的值与方程式中的计量系数它的值与方程式中的计量系数有关，即对于相同的反应，当有关，即对于相同的反应，当化学计量数化学计量数不同时不同时，其，其H不同不同。例例 题题1、当、当1mol气态气态H2与与1mol气态气态Cl2反应反应生成生成2mol气态气态HCl，放出，放出184.6KJ的热的热量，请写出该反应的热化学方程式。量

11、，请写出该反应的热化学方程式。H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) H =- -184.6KJ/mol而这些书写也是对的而这些书写也是对的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、1molN2(g)与适量与适量O2(g)反应生成反应生成NO (g)，需吸收需吸收68kJ的热量；的热量；2、2molCu(s)与适量与适量O2(g)反应生成反应生成CuO(s)，放出，放出314kJ热量；热量；3、 1g 硫粉在氧气中充分燃烧放出硫粉在氧气中充分燃烧放出 9.36kJ热量，写出硫燃烧的热化学热量，写出硫燃烧的热化学方程式。方程式。4、 4g CO在氧气中燃烧生成在氧气中燃烧生成CO

12、2，放出放出 9. 6kJ热量，写出热量，写出CO燃烧的热燃烧的热化学方程式。化学方程式。5、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 C6、在一定条件下，氢气和甲烷燃烧的化学方、在一定

13、条件下，氢气和甲烷燃烧的化学方程式为：程式为： 2H2(g) + O2 (g) = 2H2O (l);H= 572 kJ /mol CH4(g) +2O2 (g) = CO2(g)+2H2O (l); H= 890 kJ/mol由由1mol 氢气和氢气和2mol甲烷组成的混合气体甲烷组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时放出的热量为多少。在上述条件下完全燃烧时放出的热量为多少。2066KJ 7. 在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为：学方程式为： 2H2( g ) + O2 ( g) = 2H2O ( l ) H=- -571.6 kJ/mol C3H8(

14、g ) +5O2 ( g ) = 3CO2(g) +4H2O ( l ) H=- -2220 kJ/mol 5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热热3847kJ，则氢气和甲烷的体积比为，则氢气和甲烷的体积比为 A、 1:3 B、 3:1 C、 1:4 D、 1:1解解 ：设：设H2、C3H8的物质的量分别为的物质的量分别为x，y答：氢气和丙烷的体积比为答：氢气和丙烷的体积比为 3：1x + y = 5 (571.6/2)(x) + 2220y = 3847 V(H2):V(C3H8) =n(H2):n(C3H8) = 3.75:1.25 = 3:1 x = 3

15、.75 moly = 1.25 mol实践活动实践活动中和反应反应热的测定中和反应反应热的测定中和热：中和热：稀稀的的强酸强酸与与强碱强碱发生中和生发生中和生成成1mol液态液态H2O时所放出的时所放出的热量。热量。本节课，我们取一定量的盐酸本节课，我们取一定量的盐酸和氢氧化钠溶液发生中和反应，和氢氧化钠溶液发生中和反应，哪些数据可以帮助我们测出它哪些数据可以帮助我们测出它们的反应热呢？请大家讨论回们的反应热呢？请大家讨论回答。答。Q =m c t 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。：反应混合液的比热容。t：反应前后

16、溶液温度的差值。：反应前后溶液温度的差值。我们如何得到上述数据呢？我们如何得到上述数据呢？m的质量为所用酸、碱的质量和，的质量为所用酸、碱的质量和，测出参加反应的酸、碱质量相加即测出参加反应的酸、碱质量相加即可；可；c 需要查阅，需要查阅，t可用温度计测可用温度计测出反应前后的温度相减得到。出反应前后的温度相减得到。问酸、碱反应时，我们用的是它的问酸、碱反应时，我们用的是它的稀溶液，它们的质量应怎样得到？稀溶液，它们的质量应怎样得到？量出它们的体积，再乘以它们的密量出它们的体积，再乘以它们的密度即可度即可Q =（V酸酸酸酸V碱碱碱碱）c（t2t1） 本实验中，我们所用一元酸、一元碱的体本实验中

17、，我们所用一元酸、一元碱的体积均为积均为50 mL，它，它 们的浓度分别为们的浓度分别为0.50 mol/L和和0.55 mol/L。由于是稀溶液，且。由于是稀溶液，且为了计算简便，我们近似地认为，所用酸、为了计算简便，我们近似地认为，所用酸、碱溶液的密度均为碱溶液的密度均为1 g/cm3，且中和后所，且中和后所得溶液的比热容为得溶液的比热容为 4.18 J/（g)已知已知 V酸酸=V碱碱=50 mL。 c酸酸=0.50 mol/L c碱碱=0.55 mol/L。 酸酸=碱碱=1 g/cm3 c=4.18 J/（g）请把以上数据代入式请把以上数据代入式,得出得出Q的表示式。的表示式。其中热量的

18、单位用其中热量的单位用kJ。 得出结果。得出结果。Q = 0.418（t2t1）kJ 思考：式表示的是不是该反应的反思考：式表示的是不是该反应的反应热？是中和热吗？为什么？应热？是中和热吗？为什么？式不是该反应的反应热，因为反应热是式不是该反应的反应热，因为反应热是有正负的，中和反应放热，故其有正负的，中和反应放热，故其H为为“”。中和热是稀的酸、碱中和生成。中和热是稀的酸、碱中和生成 1mol水的反应热，而水的反应热，而50 mL 0.50 mol/L的盐的盐酸与酸与50 mL 0.55 mol/L 氢氧化钠反应后生成氢氧化钠反应后生成的水只有的水只有0.025 mol，故式表示的也不是，故

19、式表示的也不是中和热。中和热。 问题该反应的中和热应怎样表示呢？问题该反应的中和热应怎样表示呢？H=0.418( (t2t1) )0.025KJ/mol实验步骤：实验步骤：1.在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。中和热的测定中和热的测定然后再在大、小烧杯之间填然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），满碎泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用泡沫塑料板（或大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间硬纸板）作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，

20、如和环形玻璃搅拌棒通过，如下图所示。下图所示。大、小烧杯放置大、小烧杯放置时，为何要使两时，为何要使两杯口相平？填碎杯口相平？填碎纸条的作用是什纸条的作用是什么？对此装置，么？对此装置，你有何更好的建你有何更好的建议？议？答案：两杯口相平，可使盖板把杯口尽答案：两杯口相平，可使盖板把杯口尽量盖严，从而减少热量损失；填碎纸条量盖严，从而减少热量损失；填碎纸条的作用是为了达到保温隔热、减少实验的作用是为了达到保温隔热、减少实验过程中热量损失的目的。若换用隔热、过程中热量损失的目的。若换用隔热、密封性能更好的装置（如保温杯）会使密封性能更好的装置（如保温杯）会使实验结果更准确。实验结果更准确。2.用

21、一个量筒最取用一个量筒最取50 mL 0.50 mol/L盐酸，盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。温度，记入下表。然后把温度计上的酸然后把温度计上的酸用水冲洗干净用水冲洗干净。温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗后的溶液能否倒入小烧杯？为什么？后的溶液能否倒入小烧杯？为什么？ 因为该温度计还要用来测碱液的温度，因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗，温度计上的酸会和碱发生中若不冲洗，温度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失，故要冲洗干净；和反应而使热量散失，故要冲洗干净；冲洗后的溶液不能倒入小烧杯

22、，若倒入，冲洗后的溶液不能倒入小烧杯，若倒入，会使总溶液的质量增加，而导致实验结会使总溶液的质量增加，而导致实验结果误差。果误差。3.用另一个量筒量取用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液，并用温度计测量溶液，并用温度计测量NaOH溶液溶液的温度，记入下表。的温度，记入下表。4.把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并烧杯的盐酸中，并把量筒中的把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯溶液一次倒入小烧杯（注意不要洒到（注意不要洒到外面）。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动外面）。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温溶液，并准确读取

23、混合溶液的最高温度，记为终止温度，记入下表。度，记为终止温度，记入下表。实验中所用实验中所用HCl和和NaOH的物质的量比的物质的量比为何不是为何不是1 1而是而是NaOH过量？若用过量？若用HCl过量行吗？过量行吗？酸、碱混合时，为何要把量筒中的酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？因为本实验的关键是测反应的反应因为本实验的关键是测反应的反应热，若动作迟缓，将会使热量损失热，若动作迟缓，将会使热量损失而使误差增大。而使误差增大。为了保证为了保证0.50 mol/L的盐酸完全被的盐酸完全被NaOH中和，采用中和，采用0.55

24、mol/L NaOH溶液，使碱稍稍过量。若使盐酸过溶液，使碱稍稍过量。若使盐酸过量，亦可。量，亦可。5.重复实验两次，取测量所得数据重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。的平均值作为计算依据。 议一议你所测得的数据是否为议一议你所测得的数据是否为57.3 kJ/mol，若不是，分析产生误，若不是，分析产生误差的原因。差的原因。可能的原因有：可能的原因有：1.量取溶液的体积有误差（测量结果量取溶液的体积有误差（测量结果是按是按50 mL的酸、碱进行计算，若实的酸、碱进行计算，若实际量取时，多于际量取时，多于50 mL或小于或小于50 mL都会造成误差）都会造成误差）2.温度计的读数有

25、误。温度计的读数有误。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.混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。致实验误差。5.隔热操作不到位，致使实验过程中隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。热量损失而导致误差。6.测了酸后的温度计未用水清洗而便测了酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的温度，致使热量损失立即去测碱的温度，致使热量损失而引起误差。而引起误差。 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。：反应混合液的比热容。 t：反应前后

26、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V酸酸=V碱碱=50 mL。c酸酸=0.50 mol/L c碱碱=0.55 mol/L酸酸=碱碱=1 g/cm3c=4.18 J/（g）Q=0.418（t2t1）kJ实验步骤实验步骤误差分析误差分析H=0.418( (t2t1) )0.025KJ/mol实验目的：实验目的：测定强酸与强碱反应的反应热测定强酸与强碱反应的反应热学习重点：学习重点：中和反应反应热的测定原理中和反应反应热的测定原理和方法和方法实验用品实验用品大烧杯（大烧杯（500 mL）、小烧杯（）、小烧杯（100 mL）温度计、量筒（温度计、量筒（50 mL）两个、泡沫塑）两个、泡沫塑料料 或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个小孔）、心有两个小孔）、环形玻璃搅拌棒环形玻璃搅拌棒。0.50 mol/L 盐酸、盐酸、0.55 mol/L NaOH溶液溶液1.我们利用什么原理来测定酸、碱反应的我们利用什么原理来测定酸、