反應熱及能量變化例

［全章知識脈絡］【學習目標】1、 了解化學反應中能量轉化的原因和常見的能量轉化形式；2、 認識化學反應過程中同時存在著物質和能量的變化，而且能量的釋放或吸收是以發(fā)生變化的物質為基礎的，能量的多少取決于反應物和生成物的質量；3、 了解反應熱和焓變的涵義；4、認識熱化學方程式的意義并能正確書寫熱化學方程式?！緶亓暸f知】1、 化學反應都有新物質產生，同時還伴隨著能量變化，請列舉學過的有熱量變化的相關反應。2、 在這些反應中，哪些是我們日常生活中利用到的？【學習新知】一、反應熱焓變1、定義：化學反應過程中所釋放或吸收的能量，都可以熱量（或轉換成相應的熱量）來表述，叫做反應熱，又稱為“焓變”。符號：AH，單位：kj/mol或kj?mol-12、反應熱的表示方法：反應熱用AH表示，是以反應體系作為研究對象的。放熱反應：體系 ?環(huán)境，體系將能量釋放給環(huán)境，體系的能量降低，因此，放熱反應的AHV0,為“一”能量吸熱反應：環(huán)境 ?體系，體系吸收了環(huán)境的能量，體系的能量升高，因此，吸熱反應的AH>0，為“+”化學變化過程中的能量變化見下圖：

3、 化學反應中能量變化的原因分析化學反應的微觀本質：舊的化學鍵斷裂和新的化學鍵生成。任何化學反應都有反應熱，這是由于在化學反應過程中，反應物分子間相互作用時，舊的化學鍵斷裂，需要吸收能量；當生成物分子生成時，新的化學鍵形成，需要放出能量，而吸收的總能量和放出的總能量是有差距的。如果反應完成時，生成物釋放的總能量比反應物吸收的總能量大，這是放熱反應。對于放熱反應，由于反應后放出能量（釋放給環(huán)境）而使反應體系的能量降低。反之，對于吸熱反應，由于反應吸收能量（能量來自環(huán)境）而使反應體系的能量升高。4、 反應熱（焓變AH）的計算（1） 根據(jù)“研究對象是反應體系”AH=E生成物總能量—E反應物總能量生成物總能量 反應物總能量（2） 根據(jù)能量守恒，反應熱等于反應物分子化學鍵斷裂時所吸收的總能量與生成物分子化學鍵形成時所釋放的總能量之差（因為：反應物的總能量+反應物分子化學鍵斷裂時所吸收的總能量=生成物的總能量+生成物分子化學鍵形成時所釋放的總能量）。即AH=E反應物分子化學鍵總鍵能—E生成物分子化學鍵總鍵能5、放熱反應與吸熱反應比較類型比較放熱反應吸熱反應定義反應物總能量比生成物總能量大反應物總能量比生成物總能量小形成原因反應物分子化學鍵斷裂時所吸收的總能量比生成物分子化學鍵形成時所釋放的總能量小反應物分子化學鍵斷裂時所吸收的總能量比生成物分子化學鍵形成時所釋放的總能量大表示方法AHV0AH>0二、熱化學方程式1、定義：在表明化學反應物質變化的同時表明反應的能量變化，這樣的化學方程式叫做熱化學方程式。2、書寫熱化學方程式的注意事項：需注明反應的溫度和壓強；因反應的溫度和壓強不同時，其AH不同。對于25°C、lOlKPa時進行的反應可以不注明要注明反應物和生成物的狀態(tài)。(不同物質中貯存的能量不同)2如：H2(g)+龍02(g)=H2O(g)；△H=—241.8kj/mol1H(g)+S0(g)=H0(l)；△H=-285.8kj/mol222熱化學方程式各物質前的化學計量數(shù)不表示分子個數(shù)只表示物質的量，它可以是整數(shù)也可以是分數(shù)。對于相同物質的反應，當化學計量數(shù)不同時，其AH成比例變化。(詳細閱讀教材P資料)4如:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)；△H=—184.6kj/mol112H(g)+2c|(g)=HCl(g)；△H=—92.3kj/mol三、中和反應反應熱的測定1、概念：酸和堿發(fā)生中和反應生成1mol水時所釋放的熱量稱為中和熱2、 資料：稀溶液中，強酸與強堿的中和熱為定值：57.3kJ/mol3、 實驗原理：Q=mcAt ①Q：中和反應放出的熱量。m：反應混合液的質量。c：反應混合液的比熱容。At：反應前后溶液溫度的差值。Q=（V酸P酸+V堿P堿）?c?（t2—tl）②V酸二V堿=50mL。c酸=0.50mol/Lc堿=0.55mol/LP酸二P堿=1g/cm3c=4.18J/（g?°C）Q=0.418(t2—t1)kj③ ；■■■■■4、中和熱的測定步驟：用大、小燒杯、泡沫塑料、溫度計和環(huán)形攪拌棒組裝反應裝置。（也可在保溫杯中進行）用量筒量取50mL0.5mol的鹽酸倒入小燒杯中并用溫度計測量溫度，記入下表。用另一量筒量取50mL0.55mol的NaOH溶液并測量溫度，記入下表。把溫度計和環(huán)形攪拌棒放入小燒杯的鹽酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯，用環(huán)形攪拌棒輕輕攪動溶液，并準確讀取混合溶液的最高溫度，記為最終溫度，記入下表。要精確地測定反應中的能量變化，一是要注重“量的問題”，二是要最大限度地減小實驗誤差。所用裝置要盡可能做到保溫、隔熱。所用藥品溶液濃度的配制必須準確，且濃度盡可能的要小。為保證鹽酸完全被氫氧化鈉中和，須使鹽酸的濃度稍大于氫氧化鈉溶液的濃度。溫度計刻度要小點，讀數(shù)要盡可能準確，且估讀至小數(shù)點后兩位。水銀球部位一定要完全浸沒在溶液中，且要穩(wěn)定一段時間后再讀數(shù)，以提高測量的精度。兩次讀數(shù)的時間間隔要短，這樣才能讀到最高溫度，即最終溫度。實驗操作時動作要快，以盡量減少熱量的損失?！窘浀淅}】1、 lmolC與lmolH20(g)反應生成lmolC0(g)和lmolH2(g),需吸收131.5kJ的熱量，該反應的反應熱為AH= kj/mol。2、 拆開ImolH—H鍵、ImolN—H鍵、ImolN三N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,TOC\o"1-5"\h\z則ImolN生成NH的反應熱為 ，lmolH生成NH的反應熱為 。2 3 2 3a 土▼3、已知：C(c)+O(g)=CO(g)；△H=-393.5kJ/molH(g)+2。(g)=HO(g)；△22222H=-241.5kJ/mol欲得相同熱量，需充分燃燒C和H的質量比約為2A.12:3.25 B.3.25:12 C.1：1 D.6：14、已知兩個熱化學方程式：2H(g)+O(g)=2HO(l)；△H=-571.6kJ/molCH(g)+50222382(g)=3C0(g)+4H0(l)；AH=-2220kJ/mol實驗測得H(g)和CH(g)的混合氣體共5mol，完全燃22238燒時放出3847kJ，則混合氣體中H與CH的體積比是2 38A.1：3 B.3：1