《化学反应与能量的变化》

1、第一章第一章 化学反应与能量化学反应与能量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人教版新课程选修人教版新课程选修4化学反应原理化学反应原理(第一课时第一课时)思考与交流思考与交流1 1、你所知道的化学反应中有哪些是放热反应？、你所知道的化学反应中有哪些是放热反应？活泼金属与水或酸的反应、酸碱中和反应、活泼金属与水或酸的反应、酸碱中和反应、燃烧反应、多数化合反应燃烧反应、多数化合反应2 2、你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应？、你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应？多数的分解反应、氯化铵固体与氢氧化钡晶体多数的分解反应、氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应、水煤气的生成反应、炭与二氧化

2、碳生的反应、水煤气的生成反应、炭与二氧化碳生成一氧化碳成一氧化碳从化学键角度从化学键角度（微观）：（微观）：Q1Q2,反应吸热反应吸热Q1E2,E1E2,反应放热反应放热反应吸热反应吸热等压条件下的化学反应热等于等压条件下的化学反应热等于“焓变焓变”。焓变：焓变：1 1、符号：、符号：2 2、单位：、单位：HkJ/mol kJ/mol 或或 kJkJ molmol1 13 3、HH生成物生成物-H反应物反应物放热反应放热反应( (体系能量降低体系能量降低) )：H 0H 0H 0， H H为为“ + + ”注：单位中的每注：单位中的每molmol是与整个反应对应的，是与整个反应对应的，即反应热

3、表示每即反应热表示每molmol反应放出或吸收的热量。反应放出或吸收的热量。如：如：a A(g) + b B(g) p C(g);a A(g) + b B(g) p C(g);H = H = m kJ/molm kJ/mol放热放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H H0 0H生成物能量反应物能量（宏观）生成物能量反应物能量（宏观）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H H0 0从键能角度看：从键能角度看：H2+Cl2=2HClH反应物总键能生成物总键能（微观）反应物总键能生成物总键能（微观）从键能角度看：从键能角度看：H436 kJ/mol243 kJ/m

4、ol 431 kJ/mol2183kJ/mol 1、1mol C与与1mol H2O(g)反应生成反应生成lmol CO(g)和和1mol H2(g)，需要吸收，需要吸收131.5kJ的热量，该反应的反应热为的热量，该反应的反应热为H= kJ/mol。 2、拆开、拆开 lmol HH键、键、lmol NH键、键、lmolNN键分键分别需要的能量是别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则，则1mol N2生生成成NH3的反应热为的反应热为 ，1mol H2生成生成NH3的反的反应热为应热为 。 131.5-92KJ/mol-30.6KJ/mol3、下表中的数据是破坏、下表中的数据是破

5、坏1 mol化学键所消耗的能量化学键所消耗的能量（kJ）： 根据上述数据回答（）（根据上述数据回答（）（3）题）题 （1）下列物质本身具有的能量最低的是（）下列物质本身具有的能量最低的是（） l l2 r r2 （2）下列氢化物中，最稳定的是（）下列氢化物中，最稳定的是（） l l r r （3）相同条件下，）相同条件下， （代表（代表l l,r r,）分别与氢）分别与氢 气反应，若消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收热量最气反应，若消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收热量最多的是多的是 物质物质 Cl2 Br2 I2 HCl HBr HI H2能量（能量（ kJ） 243193151432366

6、2984361.下列说法正确的是下列说法正确的是（ ） A需要加热的化学反应都是吸热反应需要加热的化学反应都是吸热反应 B中和反应都是放热反应中和反应都是放热反应C原电池是将电能转化为化学能的一种原电池是将电能转化为化学能的一种装置装置 D水力发电是将化学能转化为电能的过水力发电是将化学能转化为电能的过程程B练习:2.已知反应已知反应ABCD为放热反应，对为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是（该反应的下列说法中正确的是（ ） A. A的能量一定高于的能量一定高于CB. B的能量一定高于的能量一定高于DC.A和和B的总能量一定高于的总能量一定高于C和和D的总能量的总能量D. 该反应为放热反应

7、，故不必加热就一该反应为放热反应，故不必加热就一定能发生定能发生C3.在反应在反应H2 （g）+ Cl2 （g） 2HCl（g）中，已知）中，已知HH 键能为键能为436kJ，ClCl键能为键能为247kJ，HCl键能为键能为431kJ，判断该反应是，判断该反应是（ ）A. 吸热反应吸热反应 B. 放热反应放热反应C. 吸收吸收179kJ热量热量 D.放出放出179kJ热量热量BDBD4.已知：已知：H + H H2 H = 436KJ/mol，则下列叙述正确的是（，则下列叙述正确的是（ ）A. 2个个H 原子的能量高于原子的能量高于 H2 的能量的能量 B. H 原子的能量低于原子的能量低于

8、 H2 的能量的能量C. H 原子比原子比 H2分子稳定分子稳定 D. H2分子比分子比 H 原子稳定原子稳定AD5下列过程中，需要吸收能量的下列过程中，需要吸收能量的是（是（ ） AH+H=H2 BH+Cl=HCl CI2I+I DS+O2=SO2C 6.已知键能已知键能: NN: 946KJ/mol, H-H :436KJ/mol, H-N :391KJ/mol N2（g) + 3H2(g) 2NH3(g), 从理论上计算从理论上计算H为（为（ ）A+1800KJ/mol B. + 92KJ/mol C. 92KJ/mol D. 46KJ/mol C7.已知已知299 K时，合成氨反应时，

9、合成氨反应 N2 (g ) + 3H2 ( g ) 2 2NH3 ( g ) H = -92.0 kJ/mol，将此温度，将此温度下的下的1 mol N2 和和3 mol H2 放在一密闭容器中，在放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，达到平衡时，反应放出催化剂存在时进行反应，达到平衡时，反应放出的热量为（忽略能量损失）的热量为（忽略能量损失）（ ）A. 一定大于一定大于92.0 kJ B. 一定等于一定等于92.0 kJ C. 不能确定不能确定 D. 一定小于一定小于92.0 kJD8.石墨和金刚石都是碳元素的单质，石墨石墨和金刚石都是碳元素的单质，石墨在一定条件下可转化为金刚石。已知在

10、一定条件下可转化为金刚石。已知12 g石墨石墨完全转化成金刚石时，要吸收完全转化成金刚石时，要吸收E kJ的能量，的能量，下列说法正确的是下列说法正确的是（ ）A石墨不如金刚石稳定石墨不如金刚石稳定 B金刚石不如石墨稳定金刚石不如石墨稳定C等质量的石墨与金刚石完全燃烧，金刚石放出等质量的石墨与金刚石完全燃烧，金刚石放出的能量多的能量多D等质量的石墨与金刚石完全燃烧，石墨放出的等质量的石墨与金刚石完全燃烧，石墨放出的能量多能量多BC 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（第二课时）（第二课时） 第一章 化学反应与能量人教版新课程选修人教版新课程选修4化学反应原理化学反应原理反应

11、物反应物生成物生成物能量能量反应过程反应过程反应物反应物生成物生成物能量能量反应过程反应过程放热吸热H H0 0H H0 0H = E 生成物生成物 E 反应物反应物H = 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温故知新：新知探究:任何一个化学反应都包括任何一个化学反应都包括物质的变化物质的变化和和能量的变化能量的变化。如：如： 在在200、101kPa时，时，1 mol H2与碘蒸气作用生与碘蒸气作用生成成HI同时放出同时放出14.9KJ/mol的能量。的能量。H2 + I2 = 2HI只表示物质变化只表示物质变化科学文献上表示为：科学文献上表示为：H2(g)+I2

12、(g)=2HI(g) H=14.9kJ/mol200101kPa那么，有什么表达式能把这两种变化都表示出来？那么，有什么表达式能把这两种变化都表示出来？二、热化学方程式二、热化学方程式 能表示参加反应能表示参加反应物质的量物质的量和和反应热反应热的的 关系的化学方程式。关系的化学方程式。1.定义：定义：思思考考交交流流与化学方程式相比，热化学方程式有与化学方程式相比，热化学方程式有哪些不同？哪些不同？正确书写热化学方程式应注意哪几点？正确书写热化学方程式应注意哪几点？请看以下请看以下几个例子几个例子，再思考！，再思考！H2(g)+I2(g)=2HI(g) H=14.9kJ/mol200101k

13、Pa热化学方程式与化学方程式不同之处热化学方程式与化学方程式不同之处H2(g)+ O2(g)=H2O(g) H=241.8kJ/mol12H2(g)+ O2(g)=H2O(l) H=285.8kJ/mol12【例例2】在在25、101kPa时，有时，有H2和和O2合成合成1molH2O的反应，一个生成气态水，一个生成液态水，其热化的反应，一个生成气态水，一个生成液态水，其热化学方程式可表示为：学方程式可表示为：【例例1】 在在200、101kPa时，时，1 mol H2与碘蒸气作与碘蒸气作用生成用生成HI同时放出同时放出14.9KJ/mol的能量。的能量。2、书写热化学方程式注意：（2）需注明

14、反应的温度和压强，如不注明条件，即）需注明反应的温度和压强，如不注明条件，即指指: 25 1.01105Pa（3）每种物质后需标聚集状态）每种物质后需标聚集状态（s、l、g、aq）（1）化学方程的右边必须写上）化学方程的右边必须写上H，并用，并用“空格空格”隔开隔开,H用用“+”、“”表示吸热放热，单位是表示吸热放热，单位是kJ/mol或或J/mol;热化学方程式与化学方程式不同之处热化学方程式与化学方程式不同之处H2(g)+ O2(g)=H2O(g) H=241.8kJ/mol12结论：书写热化学方程式注意：（4）系数）系数仅表示物质的量并不表示分子数仅表示物质的量并不表示分子数，因此，因此

15、化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。所以系数加倍时，所以系数加倍时， H也应相应加倍。也应相应加倍。2H2(g)+ O2(g)=2H2O(g) H=？-483.6kJ/mol-483.6kJ/molH2O(g) = H2(g)+ O2(g) H=？12+241.8kJ/mol+241.8kJ/mol（5 5）若反应逆向进行，）若反应逆向进行，则则H H改变符号，但绝对值不变改变符号，但绝对值不变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2mol气态气态HCl，放出，放出184.6KJ的热量，请写出的热量，请写出该反应的热化学方程式。

16、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！1.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(气气态态)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) 与适量与适量O2(气态气态) 反应反应, 生成生成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)

17、H= 314KJ/mol（4）氢氧化钾稀溶液与硝酸稀溶液发生中和）氢氧化钾稀溶液与硝酸稀溶液发生中和反应生成反应生成1mol水水,放出放出57.3KJ的热量的热量.写出此反写出此反应的热化学方程式。应的热化学方程式。 （3） 2.00gC2H2完全燃烧生成液态水和完全燃烧生成液态水和CO2放出的热放出的热量为量为99.6KJ，写出，写出C2H2燃烧的热化学方程式。燃烧的热化学方程式。2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=2589.6KJ/mol2、沼气的主要成分是甲烷。、沼气的主要成分是甲烷。0.5 mol CH4完全燃烧完全燃烧生成生成CO2和和H2O时，放出时

18、，放出445 kJ的热量。则下列热化学的热量。则下列热化学方程式中正确的是（方程式中正确的是（ ）A、2CH4( g ) 4O2( g ) 2CO2( g ) 4H2O ( l ) ; H = + 890 kJ/mol B、CH4 2O2 CO2 H2O; H = 890 kJ/mol C、CH4 ( g ) 2 O2 ( g ) CO2 ( g ) 2 H2O ( l ) ; H = 890 kJ/mol D、 1/2CH4 ( g ) O2 ( g ) 1/2CO2 ( g ) H2O ( l ) ; H = 890 kJ/mol C状态状态H = 445 kJ/mol点拨：热化学方程式书

19、写正误的判断可从反应原理、点拨：热化学方程式书写正误的判断可从反应原理、物质的聚集状态、物质的聚集状态、H H的正负号、物质的量的大小、单的正负号、物质的量的大小、单位等主要方面入手位等主要方面入手3、 在同温、同压下，比较下列反应放出热量在同温、同压下，比较下列反应放出热量H1 、 H2的大小的大小 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)数量的分析：反应物的状态，数量和生成物数量的分析：反应物的状态，数量和生成物的数量都相同，但由于气态水转化为液态要的数量都相同，但由于气态水转化为液态要放出一定热量放出一定热量Q2Q1H1 = -Q1H 2= -Q

20、2H2 H14、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 C5 5、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 Q Q2 2QQl l的是的是 ( )( )A

21、 A、2H2H2 2(g)+0(g)+02 2(g) =2H(g) =2H2 20(g)0(g)； H H1 1=-Q=-Q1 1 2H 2H2 2(g)+0(g)+02 2(g)=2H(g)=2H2 20(1)0(1)； H H2 2=-Q=-Q2 2B B、S(g)+OS(g)+O2 2(g)=S0(g)=S02 2(g)(g)； H H1 1=-Q=-Q1 1 S(s)+0 S(s)+02 2(g)=S0(g)=S02 2(g)(g)； H H2 2=-Q=-Q2 2C C、C(s)+C(s)+1 1/ /2 2O O2 2 (g)=CO(g) (g)=CO(g)； H H1 1=-Q=

22、-Q1 1 C(s)+0 C(s)+02 2(g)=C0(g)=C02 2(g)(g)； H H2 2=-Q=-Q2 2D D、H H2 2(g)+Cl(g)+Cl2 2(g)=2HCl(g)(g)=2HCl(g)； H H1 1=-Q=-Q1 1 1 1/ /2 2H H2 2(g)+ (g)+ 1 1/ /2 2ClCl2 2(g)= HCl(g)(g)= HCl(g)； H H2 2=-Q=-Q2 2AC分析：分析：A：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)+Q1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)+Q2数量的分析：反应物的状态，数量和生成物数量的分析：反应物的状态，数量和生成物

23、的数量都相同，但由于气态水转化为液态要的数量都相同，但由于气态水转化为液态要放出一定热量放出一定热量Q2Q1B: S(g)+O2(g)=SO2(g)+Q1 S(S)+O2(g)=SO2(g)+Q2分析：分析：两式数量相同，两式数量相同，S由固态吸收热量转化为由固态吸收热量转化为气态，在氧化燃烧生成气态，在氧化燃烧生成SO2。其放出热量。其放出热量的总和小于由气态的总和小于由气态S直接燃烧所放出的热直接燃烧所放出的热量，量，Q1Q2。C: C(S)+1/2O2(g)=CO(g)+Q1 C(S)+O2(g)=CO2(g)+Q2分析：分析：固态固态C氧化为氧化为CO，释放出热量，释放出热量Q1，CO

24、是气是气体燃料，和体燃料，和O2反应生成反应生成CO2，又释放热量，又释放热量Q3，两次释放热量的总和两次释放热量的总和Q1+Q3，等于固态，等于固态C氧化氧化为气态为气态CO2释放的热量释放的热量Q2，Q2Q1D: H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)+Q1 1/2H2(g)+1/2Cl2(g)= HCl(g)+Q2状态相同，但数量后式仅是前式的一半，释状态相同，但数量后式仅是前式的一半，释放的热量也应是前式的一半，放的热量也应是前式的一半，Q2Q1分析：分析：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（第三课时）（第三课时） 第一章 化学反应与能量人教版新课程选修人教版新课

25、程选修4化学反应原理化学反应原理中和热：中和热：1.定义：在定义：在稀稀溶液中，酸和碱发生中和反应生溶液中，酸和碱发生中和反应生成成1molH2O(l),这时的这时的反应热反应热叫做中和热。叫做中和热。 2. 单位单位: KJ/mol3. 注意注意 必须是必须是稀稀溶液溶液,如浓硫酸稀释或如浓硫酸稀释或NaOH固体溶固体溶解时放热；解时放热； 酸和碱反应酸和碱反应 标准标准:生成生成1molH2O(l)放出的热量放出的热量.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) H=57.3KJ/mol KOH(aq)+HNO3(aq)=KNO3(aq)+H2O(l) H=57.3K

26、J/molBa(OH)2(aq)+2HCl(aq)=BaCl2(aq)+2H2O(l) H=114.6KJ/molH (aq)+OH (aq)=H2O(l)H=57.3KJ/mol4.(1)强酸、强碱的稀溶液：强酸、强碱的稀溶液： H+(aq)+OH- (aq)=H2O(l) H=-57.3 kJ/mol（3）若反应过程中有其他物质生成（沉淀、）若反应过程中有其他物质生成（沉淀、难电离物质等），这部分反应热不属于中和热。难电离物质等），这部分反应热不属于中和热。(2)有弱酸（或弱碱）参加中和反应，中和热一有弱酸（或弱碱）参加中和反应，中和热一般低于般低于57.3 kJ/mol，因为电离吸热。，

27、因为电离吸热。实验目的 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中和反应反应热的测定原理和方法理和方法。实验用品 大烧杯（大烧杯（500 mL）、小烧杯（）、小烧杯（100 mL）、温度计、）、温度计、量筒（量筒（50 mL）两个、泡沫塑料）两个、泡沫塑料 或纸条、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个小孔）、板或硬纸板（中心有两个小孔）、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溶液溶液实验步骤：实验步骤：P4-5并回答问题并回答问题中和热的测定中和热的测定1.1.大、小烧杯放置时，为何要使两杯口相平？大、

28、小烧杯放置时，为何要使两杯口相平？填碎纸条的作用是什么？对此装置，你有何填碎纸条的作用是什么？对此装置，你有何更好的建议？更好的建议？2.2.温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲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？洗后的溶液能否倒入小烧杯？为什么？ 答案：答案：1.1.两杯口相平，可使盖板把杯口尽量盖严，两杯口相平，可使盖板把杯口尽量盖严，从而减少热量损失；填碎纸条的作用是为了达到保从而减少热量损失；填碎纸条的作用是为了达到保温隔热、减少实验过程中热量损失的目的。若换用温隔热、减少实验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）会使实验隔热、密

29、封性能更好的装置（如保温杯）会使实验结果更准确。结果更准确。2 2、因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗，、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和反应而使热量散失，故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；冲洗后的溶液不能倒入小烧杯，若倒入，要冲洗干净；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，而导致实验结果误差。会使总溶液的质量增加，而导致实验结果误差。3.3.本实验中若把本实验中若把50 mL 0.50 mol/L50 mL 0.50 mol/L的盐酸改为的盐酸改为50 50 mL 0.50 mol/LmL 0.50

30、mol/L醋酸，所测结果是否会有所变化？醋酸，所测结果是否会有所变化？为什么？为什么？4.4.若改用若改用100 mL 0.50 mol/L100 mL 0.50 mol/L的盐酸和的盐酸和100 mL 100 mL 0.55 mol/L0.55 mol/L的的NaOHNaOH溶液，所测中和热的数值是否溶液，所测中和热的数值是否约为本实验结果的二倍（假定各步操作没有失约为本实验结果的二倍（假定各步操作没有失误）？误）？答案：答案：1.1.会有所变化。因为醋酸为弱电解质，其电会有所变化。因为醋酸为弱电解质，其电离时要吸热，故将使测得结果偏小。离时要吸热，故将使测得结果偏小。2.2.否。因中和热是

31、指酸与碱发生中和反应生成否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成1 mol 1 mol H H2 2O O时放出的热量，其数值与反应物的量的多少无关，时放出的热量，其数值与反应物的量的多少无关，故所测结果应基本和本次实验结果相同（若所有操故所测结果应基本和本次实验结果相同（若所有操作都准确无误，且无热量损失，则二者结果相同）。作都准确无误，且无热量损失，则二者结果相同）。实验中实验数据怎样处理？怎样计算实验中实验数据怎样处理？怎样计算本实验的中和热？本实验的中和热？实验原理实验原理: Q=mct 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: 混合液的比热容混合液的比热容 常用常用4.18J (g) t: 反应前后的温度差反应前后的温度差 讨论：讨论：议一议议一议你所测得的数据是否为你所测得的数据是否为57.3 kJ/mol57.3 kJ/mol，若不是，分析产生误差的原因。若不是，分析产生误差的原因。可能的原因有：可能的原因有：1.1.量取溶液的体积有误差（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