第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量的變化

1、v相信大家都聽過這句名言：“給我一個(gè)支點(diǎn)和足夠長(zhǎng)的杠桿，我可以撬動(dòng)地球?！敝恢朗钦l說的呢？ 阿基米德推動(dòng)人類社會(huì)進(jìn)步的這個(gè)支點(diǎn)和杠桿是什么呢？推動(dòng)人類社會(huì)進(jìn)步的這個(gè)支點(diǎn)和杠桿是什么呢？對(duì)，能量就是推動(dòng)人類進(jìn)步的對(duì)，能量就是推動(dòng)人類進(jìn)步的“杠桿杠桿”！能量！能量使人類脫離了使人類脫離了“茹毛飲血茹毛飲血”的野蠻，進(jìn)入繁的野蠻，進(jìn)入繁華多姿的文明?；瘜W(xué)反應(yīng)所釋放的能量是現(xiàn)華多姿的文明?；瘜W(xué)反應(yīng)所釋放的能量是現(xiàn)代能量的主要來源之一（一般以熱和功的形代能量的主要來源之一（一般以熱和功的形式與外界環(huán)境進(jìn)行能量交換）。所以，研究式與外界環(huán)境進(jìn)行能量交換）。所以，研究化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，就顯得極為重要

2、。化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，就顯得極為重要。v下面讓我們一同進(jìn)入選修4 化學(xué)反應(yīng)原理的學(xué)習(xí)一個(gè)化學(xué)反應(yīng)過程中，除了生成了新物一個(gè)化學(xué)反應(yīng)過程中，除了生成了新物質(zhì)外，還有質(zhì)外，還有能量變化能量變化熱能熱能電能電能光能光能當(dāng)能量變化以熱能的形式表現(xiàn)時(shí)：當(dāng)能量變化以熱能的形式表現(xiàn)時(shí)：化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)放熱反應(yīng)：例如放熱反應(yīng)：例如吸熱反應(yīng)：例如吸熱反應(yīng)：例如燃料的燃燒燃料的燃燒中和反應(yīng)中和反應(yīng)金屬與酸反應(yīng)金屬與酸反應(yīng)大多數(shù)化合反應(yīng)大多數(shù)化合反應(yīng)C+COC+CO2 , 2 , H H2 2+CuO+CuOC+HC+H2 2O OBa(OH)Ba(OH)2 28H8H2 2O+NHO+NH4 4ClClCaCO

3、CaCO3 3高溫分解高溫分解大多數(shù)分解反應(yīng)大多數(shù)分解反應(yīng)我們知道：一個(gè)化學(xué)反應(yīng)同時(shí)遵守質(zhì)量我們知道：一個(gè)化學(xué)反應(yīng)同時(shí)遵守質(zhì)量 守恒定律和能量守恒，那么守恒定律和能量守恒，那么 一個(gè)反應(yīng)中的質(zhì)量與能量有一個(gè)反應(yīng)中的質(zhì)量與能量有 沒有關(guān)系呢？沒有關(guān)系呢？有有我們知道：我們知道：一個(gè)化學(xué)反應(yīng)同時(shí)遵守質(zhì)量守一個(gè)化學(xué)反應(yīng)同時(shí)遵守質(zhì)量守恒定律和能量守恒，那么一個(gè)反應(yīng)中的質(zhì)恒定律和能量守恒，那么一個(gè)反應(yīng)中的質(zhì)量與能量有沒有關(guān)系呢？量與能量有沒有關(guān)系呢？有有能量能量的釋放或吸收是以發(fā)生變化的的釋放或吸收是以發(fā)生變化的物質(zhì)為基物質(zhì)為基礎(chǔ)礎(chǔ)，二者密不可分，但以，二者密不可分，但以物質(zhì)為主物質(zhì)為主。能量的。能量的

4、多少多少則以反應(yīng)物和產(chǎn)物的則以反應(yīng)物和產(chǎn)物的質(zhì)量為基礎(chǔ)質(zhì)量為基礎(chǔ)。那么化學(xué)反應(yīng)中能量到底怎樣變化那么化學(xué)反應(yīng)中能量到底怎樣變化?第一節(jié)第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量的變化化學(xué)反應(yīng)與能量的變化一、反應(yīng)熱一、反應(yīng)熱 焓變焓變問題：?jiǎn)栴}：化學(xué)反應(yīng)過程中為什么會(huì)有能量的化學(xué)反應(yīng)過程中為什么會(huì)有能量的變化？（用學(xué)過的知識(shí)回答）變化？（用學(xué)過的知識(shí)回答） 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化的原因：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化的原因：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化遵循化學(xué)反應(yīng)中的能量變化遵循 。化學(xué)反應(yīng)中的能量變化與反應(yīng)物和生成物化學(xué)反應(yīng)中的能量變化與反應(yīng)物和生成物所具有的總能量有關(guān)。如果反應(yīng)物所具有的所具有的總能量有關(guān)。如果反應(yīng)物所具有的總能量

5、高于生成物所具有的總能量，在發(fā)生總能量高于生成物所具有的總能量，在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)化學(xué)反應(yīng)時(shí) 熱量；如果反應(yīng)物所具有熱量；如果反應(yīng)物所具有的總能量低于生成物所具有的總能量，在發(fā)的總能量低于生成物所具有的總能量，在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)生化學(xué)反應(yīng)時(shí) 熱量；熱量；能量守恒定律能量守恒定律放出放出吸收(3)化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)就是反應(yīng)物分子中化學(xué)化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)就是反應(yīng)物分子中化學(xué)鍵斷裂，形成新的化學(xué)鍵，從新組合成生鍵斷裂，形成新的化學(xué)鍵，從新組合成生成成物的分子的過程。舊鍵斷裂需要物的分子的過程。舊鍵斷裂需要 ，新鍵形成需要新鍵形成需要 。而一般化學(xué)反應(yīng)。而一般化學(xué)反應(yīng)中，舊鍵的斷裂所吸收的總能量與新鍵形中，舊鍵的

6、斷裂所吸收的總能量與新鍵形成所放出的總能量是不相等的，而這個(gè)差成所放出的總能量是不相等的，而這個(gè)差值就是反應(yīng)中能量的變化。所以化學(xué)反應(yīng)值就是反應(yīng)中能量的變化。所以化學(xué)反應(yīng)過程中會(huì)有能量的變化。過程中會(huì)有能量的變化。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 你從圖中發(fā)現(xiàn)了什么？你從圖中發(fā)現(xiàn)了什么？ 1、 2、 3、HClHClHHHHClClClCl+436 kJ/mol243kJ/mol431 kJ/mol觀察下列示意圖：觀察下列示意圖：H HCl ClClHClH 鍵斷裂鍵斷裂鍵斷裂鍵斷裂ClCl+HH+鍵鍵形形成成鍵鍵形形成成H HCl Cl吸收能量吸收能量436kJ/mo

7、l吸收能量吸收能量243kJ/mol共吸收總能量共吸收總能量679kJ/mol共放出總能量共放出總能量862kJ/mol 思考：該過程中反應(yīng)體系總能量增加思考：該過程中反應(yīng)體系總能量增加還是減少？還是減少？（該過程中反應(yīng)體系的總能量減少（該過程中反應(yīng)體系的總能量減少183kJ/mol）與）與實(shí)驗(yàn)值實(shí)驗(yàn)值184.6kJ/mol接近。接近。HHClClClHClHClHClH思考：圖思考：圖1 1、圖、圖2 2過程中反應(yīng)體系的總能量過程中反應(yīng)體系的總能量增加還是減少？增加還是減少？生成物生成物反應(yīng)物的反應(yīng)物的總能量總能量生成物的生成物的總能量總能量能量能量能量能量生成物生成物反應(yīng)物反應(yīng)物圖圖1生生

8、 成成 物物 的的 總能量總能量反應(yīng)物反應(yīng)物反反 應(yīng)應(yīng) 物物 的的總能量總能量圖圖2：一、焓變、反應(yīng)熱一、焓變、反應(yīng)熱 1、焓和焓變、焓和焓變焓焓(H)： 。 焓變焓變(H)：H = H生成物生成物H反應(yīng)物反應(yīng)物 (宏觀宏觀)是一個(gè)與內(nèi)能是一個(gè)與內(nèi)能(U)有關(guān)的物理有關(guān)的物理量量2、反應(yīng)熱、反應(yīng)熱定義：定義：特征定義特征定義: 、 。本質(zhì)定義本質(zhì)定義: 。 符號(hào)：符號(hào)： 。單位：?jiǎn)挝唬篐的單位常用的單位常用 或或（ ）。）。測(cè)量：測(cè)量?jī)x器叫測(cè)量：測(cè)量?jī)x器叫量熱計(jì)量熱計(jì)(許多化學(xué)反應(yīng)許多化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱可以的反應(yīng)熱可以通過實(shí)驗(yàn)直接測(cè)得通過實(shí)驗(yàn)直接測(cè)得)化學(xué)反應(yīng)過程中所釋放或化學(xué)反應(yīng)過程中所釋放或

9、吸收的能量吸收的能量恒壓條件下的焓變恒壓條件下的焓變HkJ/molkJmol-1 反應(yīng)熱產(chǎn)生的宏觀原因（宏觀討論）反應(yīng)熱產(chǎn)生的宏觀原因（宏觀討論）能能量量能能量量反應(yīng)物反應(yīng)物反應(yīng)物反應(yīng)物生成物生成物生成物生成物反應(yīng)過程（反應(yīng)過程（I）反應(yīng)過程（反應(yīng)過程（II）思考：思考：I和和II哪個(gè)是放熱反應(yīng)，哪個(gè)是吸熱反應(yīng)？哪個(gè)是放熱反應(yīng)，哪個(gè)是吸熱反應(yīng)？反應(yīng)熱產(chǎn)生的微觀原因（微觀討論）反應(yīng)熱產(chǎn)生的微觀原因（微觀討論）請(qǐng)觀察請(qǐng)觀察P2頁(yè)圖頁(yè)圖1-1 H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)反應(yīng)反應(yīng)的能量變化示意圖，分析圖中包含的信息：的能量變化示意圖，分析圖中包含的信息： 。 。 。結(jié)論：結(jié)論： 、 。化

10、學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是舊鍵斷裂和新鍵形成化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是舊鍵斷裂和新鍵形成斷裂化學(xué)鍵吸收能量、形成化學(xué)鍵釋放能量斷裂化學(xué)鍵吸收能量、形成化學(xué)鍵釋放能量任何化學(xué)反應(yīng)都有吸熱過程和放熱過程任何化學(xué)反應(yīng)都有吸熱過程和放熱過程反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)要看吸收反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)要看吸收能量與放出能量的相對(duì)大小能量與放出能量的相對(duì)大小即：即：H = EH = E吸收吸收E E放出放出反應(yīng)熱表示方法：反應(yīng)熱表示方法：反應(yīng)熱是表示化學(xué)反應(yīng)熱是表示化學(xué)反應(yīng)過程中整個(gè)體系的能量（即焓）增加或反應(yīng)過程中整個(gè)體系的能量（即焓）增加或者減少的量值，者減少的量值，H =H生成物生成物H反應(yīng)物反應(yīng)物(宏觀宏觀)思考：焓增

11、加思考：焓增加吸熱吸熱則用則用“ ”表示表示 焓減少焓減少放熱放熱則用則用“ ”表示表示 （填（填“+”或或“”）即：當(dāng)即：當(dāng)H為為“”或或H0時(shí)，為時(shí)，為 反應(yīng)反應(yīng) 放熱放熱吸熱吸熱我們可以發(fā)現(xiàn)：其實(shí)我們可以發(fā)現(xiàn)：其實(shí)HE（生成物的總能量）（生成物的總能量） E（反應(yīng)物的總能量）（反應(yīng)物的總能量）H E（反應(yīng)物分子化學(xué)鍵斷裂時(shí)所吸收的總能量）（反應(yīng)物分子化學(xué)鍵斷裂時(shí)所吸收的總能量）E （生成物分子化學(xué)鍵形成時(shí)所釋放的總能量）（生成物分子化學(xué)鍵形成時(shí)所釋放的總能量）從焓變角度看：從焓變角度看：從能量的角度看：從能量的角度看：H生成物的焓反應(yīng)物的焓生成物的焓反應(yīng)物的焓從鍵能的角度：從鍵能的角度：

12、放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)表現(xiàn)表現(xiàn)行式行式H0或H為“”H0或H為“+”能量能量變化變化生成物釋放的總能生成物釋放的總能量量大于大于反應(yīng)物吸收反應(yīng)物吸收的總能量的總能量生成物釋放的總生成物釋放的總能量能量小于小于反應(yīng)物反應(yīng)物吸收的總能量吸收的總能量鍵能鍵能變化變化生成物總鍵能生成物總鍵能大于大于反應(yīng)物總鍵能反應(yīng)物總鍵能生成物總鍵能生成物總鍵能小小于于反應(yīng)物總鍵能反應(yīng)物總鍵能聯(lián)系聯(lián)系 鍵能越鍵能越大大，物質(zhì)能量越，物質(zhì)能量越低低，越，越穩(wěn)定穩(wěn)定，反之鍵能越反之鍵能越小小，物質(zhì)能量越，物質(zhì)能量越高高，越，越不穩(wěn)不穩(wěn)定定，Q 0放熱反應(yīng)：放熱反應(yīng)：吸熱反應(yīng)：吸熱反應(yīng)：體系體系環(huán)境環(huán)境體系體系環(huán)

13、境環(huán)境體系與環(huán)境體系與環(huán)境【資料資料】能量能量能量能量HHH 0H0為為“”小小 結(jié)結(jié)一、反應(yīng)熱一、反應(yīng)熱 焓變焓變從焓變角度看：從焓變角度看：H生成物的焓反應(yīng)物的焓生成物的焓反應(yīng)物的焓從反應(yīng)熱角度看：從反應(yīng)熱角度看：H生成物能量反應(yīng)物能量生成物能量反應(yīng)物能量從鍵能角度看：從鍵能角度看：H反應(yīng)物總鍵能生成物總鍵能反應(yīng)物總鍵能生成物總鍵能放熱反應(yīng)：放熱反應(yīng)：吸熱反應(yīng)：吸熱反應(yīng)：H0或或 H為為“”H0 或或H為為“”例例 1 1：1molC1molC與與1molH1molH2 2O(g)O(g)反應(yīng)失成反應(yīng)失成lmol CO(g)lmol CO(g)和和1mol H1mol H2 2(g)(g)

14、，需要吸收，需要吸收131.5kJ131.5kJ的熱量，該的熱量，該反應(yīng)的反應(yīng)熱為反應(yīng)的反應(yīng)熱為H=H=kJ/molkJ/mol。例例 2 2：拆開：拆開 lmol HHlmol HH鍵、鍵、lmol Nlmol NH H鍵、鍵、lmolNNlmolNN鍵分別需要的能量是鍵分別需要的能量是436kJ436kJ、391kJ391kJ、946kj946kj，則，則1mol N1mol N2 2生成生成NHNH3 3的反應(yīng)熱為的反應(yīng)熱為，1mol H1mol H2 2生成生成NHNH3 3的反應(yīng)熱為的反應(yīng)熱為 。 131.5131.5-92KJ/mol-92KJ/mol-30.6KJ/mol-30.

15、6KJ/mol1 1、1molC1molC與與1molH1molH2 2O(g)O(g)反應(yīng)失成反應(yīng)失成lmol CO(g)lmol CO(g)和和1mol H1mol H2 2(g)(g)，需要吸收，需要吸收131.5kJ131.5kJ的熱量，該反應(yīng)的熱量，該反應(yīng)的反應(yīng)熱為的反應(yīng)熱為H=H=_kJ/molkJ/mol。2.下列說法正確的是下列說法正確的是（A）需要加熱方能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)）需要加熱方能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)（B）放熱的反應(yīng)在常溫下一定很易發(fā)生）放熱的反應(yīng)在常溫下一定很易發(fā)生（C）反應(yīng)是放熱的還是吸熱的必須看反應(yīng)物和）反應(yīng)是放熱的還是吸熱的必須看反應(yīng)物和生成物所具有的

16、總能量的相對(duì)大小生成物所具有的總能量的相對(duì)大小（D）吸熱反應(yīng)在一定的條件下也能發(fā)生）吸熱反應(yīng)在一定的條件下也能發(fā)生131.5131.5課堂練習(xí)課堂練習(xí)不練不成器不練不成器CDAB3 3反應(yīng)反應(yīng) 是吸熱反應(yīng)是吸熱反應(yīng), ,由此可知由此可知（A A）石墨比金剛石更穩(wěn)定）石墨比金剛石更穩(wěn)定（B B）金剛石和石墨可以相互轉(zhuǎn)化）金剛石和石墨可以相互轉(zhuǎn)化（C C）金剛石比石墨穩(wěn)定）金剛石比石墨穩(wěn)定（D D）金剛石和石墨不能相互轉(zhuǎn)化）金剛石和石墨不能相互轉(zhuǎn)化4 4、氫氣在氧氣中燃燒產(chǎn)生藍(lán)色火焰，在反應(yīng)中，、氫氣在氧氣中燃燒產(chǎn)生藍(lán)色火焰，在反應(yīng)中， 破壞破壞1molH1molHH H鍵消耗的能量為鍵消耗的能量

17、為Q Q1 1kJkJ， 破壞破壞1molO = O1molO = O鍵消耗的能量為鍵消耗的能量為Q Q2 2kJkJ， 形成形成1molH1molHO O鍵釋放的能量為鍵釋放的能量為Q Q3 3kJkJ。 下列關(guān)系式中正確的是（下列關(guān)系式中正確的是（ ） A. 2QA. 2Q1 1 + Q + Q2 2 4Q 4Q3 3 B. 2QB. 2Q1 1 + Q + Q2 24Q4Q3 3 C. Q C. Q1 1+ Q+ Q2 2 Q Q3 3 D. QD. Q1 1 + Q + Q2 2 = Q = Q3 3B B第一節(jié)第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量的變化化學(xué)反應(yīng)與能量的變化（第二課時(shí)）（第二課時(shí)）二

18、、熱化學(xué)方程式二、熱化學(xué)方程式能表示參加反應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的能表示參加反應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式關(guān)系的化學(xué)方程式H H2 2(g)+I(g)+I2 2(g)=2HI(g) (g)=2HI(g) H=H=14.9kJ/mol14.9kJ/mol200200101kPa101kPa1、熱化學(xué)方程式包含物質(zhì)變化和能量變化兩個(gè)、熱化學(xué)方程式包含物質(zhì)變化和能量變化兩個(gè)部分，二者缺一不可。部分，二者缺一不可。 普通化學(xué)方程式只包含物質(zhì)變化一個(gè)部分。普通化學(xué)方程式只包含物質(zhì)變化一個(gè)部分。物質(zhì)變化物質(zhì)變化能量變化能量變化二、熱化學(xué)方程式二、熱化學(xué)方程式H H2 2(g)+I(g)+I

19、2 2(g)=2HI(g) (g)=2HI(g) H=H=14.9kJ/mol14.9kJ/mol200200101kPa101kPa2、熱化學(xué)方程式需注明反應(yīng)時(shí)的、熱化學(xué)方程式需注明反應(yīng)時(shí)的溫度和壓強(qiáng)溫度和壓強(qiáng)。對(duì)于對(duì)于 25 101kPa時(shí)進(jìn)行的反應(yīng)可不注明。時(shí)進(jìn)行的反應(yīng)可不注明。 普通化學(xué)方程式不需注明溫度和壓強(qiáng)。普通化學(xué)方程式不需注明溫度和壓強(qiáng)。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、熱化學(xué)方程式二、熱化學(xué)方程式3、熱化學(xué)方程式需注明各物質(zhì)的、熱化學(xué)方程式需注明各物質(zhì)的聚

20、集狀態(tài)聚集狀態(tài)。 s(固態(tài)固態(tài)), l（液態(tài)）（液態(tài)）, g （氣態(tài)）（氣態(tài)）, aq（溶液中）（溶液中） 普通化學(xué)方程式不需注明物質(zhì)的狀態(tài)。普通化學(xué)方程式不需注明物質(zhì)的狀態(tài)。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固態(tài)固態(tài) 液態(tài)液態(tài)吸熱吸熱氣態(tài)氣態(tài)吸熱吸熱吸熱吸熱二、熱化學(xué)方程式二、熱化學(xué)方程式4、熱化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)不表示分子個(gè)數(shù)，表示熱化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)不表示分子個(gè)數(shù)，表示參加反應(yīng)的各物質(zhì)的物質(zhì)的量，可為整數(shù)或分?jǐn)?shù)。參加反應(yīng)的各物質(zhì)的物質(zhì)的量，可為整數(shù)或分?jǐn)?shù)。對(duì)于相同的反應(yīng)對(duì)于相同的反應(yīng), ,化學(xué)計(jì)量數(shù)不同時(shí)，其化學(xué)計(jì)量數(shù)不同時(shí)，其 H H不同。不同。 普通化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)宏觀上表示各物質(zhì)的普通化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)宏觀上表示各物質(zhì)的物質(zhì)的量，微觀上表示原子分子數(shù)目，只能為整數(shù)，物質(zhì)的量，微觀上表示原子分子數(shù)目，只能為整數(shù)，不能為分?jǐn)?shù)。不能為分?jǐn)?shù)。H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)=H(g)=H