化學(xué)必修化學(xué)能與熱能

化學(xué)必修化學(xué)能與熱能第一頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日一.放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)

放熱反應(yīng)：放出熱量的化學(xué)反應(yīng)∑E（反應(yīng)物）＞∑E（生成物）（能量釋放）

∑E（反應(yīng)物）＜∑E（生成物）（能量吸收）1、據(jù)能量變化情況吸熱反應(yīng)：吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)。

第二頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日2.常見(jiàn)的放(吸)熱反應(yīng)1.金屬與酸的反應(yīng)2.燃燒反應(yīng)3.酸堿中和反應(yīng)4.大多數(shù)化合反應(yīng)放熱反應(yīng)1.分解反應(yīng)2.C+H2O

、C+CO2的反應(yīng)3.銨鹽和堿的反應(yīng)4.電離和水解吸熱反應(yīng)第三頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日3、注意問(wèn)題：例1．下列說(shuō)法正確的是（）

A．需加熱方能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)

B．放熱反應(yīng)在常溫下一定很易發(fā)生

C．反應(yīng)是吸熱還是放熱必須看反應(yīng)物和生成物具有的總能量的相對(duì)大小

D．吸熱反應(yīng)在一定條件下也能發(fā)生

物質(zhì)反應(yīng)開(kāi)始時(shí)需加熱的反應(yīng)：可能是吸熱反應(yīng)，也可能是放熱反應(yīng)。

反應(yīng)的熱量變化與反應(yīng)發(fā)生是否需要加熱沒(méi)有必然聯(lián)系。CD第四頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日例1下列反應(yīng)中生成物總能量高于反應(yīng)物總能量的是（）

A、碳酸鈣受熱分解B、乙醇燃燒

C、鋁粉與氧化鐵粉末反應(yīng)D、氧化鈣溶于水

解析：生成物總能量高于反應(yīng)物總能量為吸熱反應(yīng)，如：大多數(shù)分解反應(yīng)、氫氧化鋇晶體與氯化銨的反應(yīng)、碳與CO2的反應(yīng)等，故選A。A返回第五頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日二．反應(yīng)熱在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中放出或吸收的熱量，通常叫做反應(yīng)熱（也稱(chēng)為熵），用符號(hào)H表示，單位：KJ/mol。H為“-”或H<0時(shí),為放熱反應(yīng)（反應(yīng)本身的能量降低）H為“+”或H>0時(shí),為吸熱反應(yīng)（反應(yīng)本身的能量升高）第六頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日生成物所具有的總能量—反應(yīng)物具有的總能量=H第七頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日

三．熱化學(xué)方程式表明反應(yīng)所放出或吸收熱量的化學(xué)方程式叫做熱化學(xué)方程式。例如：

H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)；H=-241.8KJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)；H=-285.8KJ/molH2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)；H=-184.6KJ/mol第八頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日2．熱化學(xué)方程式表示的意義：(1)化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化(2)化學(xué)反應(yīng)中的能量變化3．書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式時(shí)的注意事項(xiàng)(1)需注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)因?yàn)闇囟群蛪簭?qiáng)不同，其H不同，但一般都是在101KPa和250C時(shí)的數(shù)據(jù)，不必特別注明，H需注明“+”與“—”第九頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日(2)要注明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)因物質(zhì)的狀態(tài)不同，H不同第十頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日H2（g）＋Cl2（g）

2HCl（g）；ΔH=－184.6kJ／mol

(3)熱化學(xué)方程式中的計(jì)量數(shù)可以是整數(shù)可以是分?jǐn)?shù)，但不能是小數(shù)。（4）注意?H的數(shù)值與反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量的匹配。（5）注意：“+、-”，/mol，一般反應(yīng)熱為正的也要標(biāo)正號(hào)第十一頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日例、已知充分燃燒ag乙炔氣體時(shí)生成1mol二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水，并放出熱量bkJ，則乙炔燃燒的化學(xué)方程式正確的是(

)。A、2C2H2(g)+5O2(g)==4CO2(g)+2H2O(l)；△H＝?4bkJ/molB、C2H2(g)+5/2O2(g)==2CO2(g)+H2O(l)；△H＝2bkJ/molC、2C2H2(g)+5O2(g)==4CO2(g)+2H2O(l)；△H＝?2bkJ/molD、2C2H2(g)+5O2(g)==4CO2(g)+2H2O(l)；△H＝bkJ/mol解析：由于乙炔燃燒是放熱反應(yīng)，△H為“－”,可排除B、C項(xiàng)；又因?yàn)樯?molCO2應(yīng)該放出熱量4bkJ，故選A。A第十二頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日例、CO、CH4均為常見(jiàn)的可燃性氣體。(1)略。(2)已知在101kPa時(shí)，CO的燃燒熱為283kJ/mol相同條件下，若2molCH4完全燃燒生成液態(tài)水，所放出的熱量為1molCO完全燃燒放出熱量的6.30倍，CH4完全燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是：

________________________________________________________解析：熱化學(xué)方程式有多種寫(xiě)法，一般情況下寫(xiě)出化學(xué)計(jì)量數(shù)為整數(shù)的熱化學(xué)方程式：CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(l)；△H＝?891kJ/molCH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(l)；△H＝?891kJ/mol第十三頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日例、已知：(1)H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g)；△H＝akJ/mol(2)2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)；△H＝bkJ/mol(3)H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l)；△H＝ckJ/mol(4)2H2(g)+O2(g)==2H2O(l)；△H＝dkJ/mol下列關(guān)系式中正確的是（）A、a＜c＜0

B、b＞d＞0

C、2a=b＜0

D、2c=d＞0解析：由熱化學(xué)方程式可知，(2)式的化學(xué)計(jì)量數(shù)為(1)式的2倍，則2a=b。氫氣燃燒是放熱反應(yīng)，則a、b、c、d均應(yīng)小于零。C返回第十四頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)（各反應(yīng)物）和終態(tài)（各生成物）有關(guān)，與具體反應(yīng)進(jìn)行的途徑無(wú)關(guān)。

[練習(xí)]已知：

C(s)+O2(g)=CO2(g)；H=-393.5KJ/molCO(g)+O2(g)=CO2(g)；H=-283.04KJ/mol

寫(xiě)出石墨燃燒生成CO的熱化學(xué)方程式。四、蓋斯定律及其應(yīng)用C(s)+O2(g)=CO(g)；H=-110.46KJ/mol第十五頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日

例：1840年蓋斯根據(jù)一系列實(shí)驗(yàn)事實(shí)得出規(guī)律，他提出“若是一個(gè)反應(yīng)可以分幾步進(jìn)行，則各步反應(yīng)的反應(yīng)熱總和與這個(gè)反應(yīng)一次發(fā)生時(shí)的反應(yīng)熱相同”。已知：

Mg(s)+1/2O2（g）==MgO(s)；△H=Q1

2Hg(l)+O2（g）==2HgO(s)；△H=Q2

現(xiàn)有反應(yīng)：

Mg(s)+HgO（s）==Hg(l)+MgO(g)；△H=Q3

，則其中Q3的值應(yīng)該是()A.Q2—Q1B.Q2+Q1

C.Q1—Q2/2D.2Q1—Q2C解析：先使HgO分解生成Hg和O2

，然后Mg與O2反應(yīng)成MgO。第十六頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日例：已知25℃101kPa下，石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式分別為：C(石墨)+O2(g)==CO2(g)；△H＝?393.55kJ/mol；C(金剛石)+O2(g)==CO2(g)；△H＝?395.41kJ/mol。據(jù)此判斷，下列說(shuō)法正確的是()A、由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)；等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金剛石的低B、由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)；等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金剛石的高C、由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng)；等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金剛石的低D、由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng)；等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金剛石的高A第十七頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日有熱化學(xué)方程式：

C(石墨)+2H2(g)＝CH4(g)△H=－x2C(石墨)+H2(g)＝C2H2(g)△H=－2y2C(石墨)+2H2(g)＝C2H4(g)△H=－2z

已知x>y>z，對(duì)下列反應(yīng)：

C2H2(g)+H2(g)＝C2H4(g)△H1＝

，

2CH4(g)＝C2H4(g)+2H2(g)△H2＝

。+2(y-z)+2(x-z)第十八頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日五、反應(yīng)熱和鍵能的關(guān)系拆開(kāi)化學(xué)鍵——吸收能量形成化學(xué)鍵——釋放能量鍵能：拆開(kāi)或形成1mol化學(xué)鍵所吸收或釋放的能量?；瘜W(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱（△H）等于反應(yīng)物化學(xué)鍵的鍵能之和與生成物化學(xué)鍵的鍵能之和的差

即△H＝∑E（反應(yīng)物）－∑E（生成物）第十九頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日例：①1molH2分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收436kJ的能量②1molCl2分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收243kJ的能量③由H原子和Cl原子形成1molHCl分子時(shí)釋放431kJ的能量。下列敘述正確的是（）A、氫氣和氯氣反應(yīng)生成氯化氫氣體的熱化學(xué)方程式是

H2(g)＋Cl2(g)＝2HCl(g)B、氫氣和氯氣反應(yīng)生成2mol氯化氫氣體，反應(yīng)的△H＝183kJ/molC、氫氣和氯氣反應(yīng)生成2mol氯化氫氣體，反應(yīng)的△H＝?183kJ/molD、氫氣和氯氣反應(yīng)生成1mol氯化氫氣體，反應(yīng)的△H＝?183kJ/molC第二十頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日例：白磷與氧可發(fā)生如下反應(yīng)：P4+5O2=P4O10。已知斷裂下列化學(xué)鍵需要吸收的能量分別為：P—PakJ·mol—1、P—ObkJ·mol—1、P=OckJ·mol—1、O=OdkJ·mol—1。根據(jù)圖示的分子結(jié)構(gòu)和有關(guān)數(shù)據(jù)估算該反應(yīng)的△H，其中正確的是A.（6a+5d－4c－12b）kJ·mol—1

B（4c+12b－6a－5d）kJ·mol—1

C.（4c+12b－4a－5d）kJ·mol—1

D.（4a+5d－4c－12b）kJ·mol—1

A第二十一頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日

在101kPa時(shí)，1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱。例如，測(cè)得101kPa時(shí)1molC完全燃燒放出393.5kJ的熱量，這就是C的燃燒熱。C（s）＋O2（g）=

CO2（g）；ΔH=－393.5kJ／mol

（一）燃燒熱六.

燃燒熱和中和熱由實(shí)驗(yàn)測(cè)得，101kPa時(shí)1molH2完全燃燒生成液態(tài)水，放出285.8kJ／mol的熱量，這就是H2

的燃燒熱。

第二十二頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日

（二）中和熱在稀溶液中，（強(qiáng)）酸跟（強(qiáng)）堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1molH2O，這時(shí)的反應(yīng)熱叫做中和熱。

H+（aq）+OH－（aq）=H2（l）；ΔH=－57.3kJ／mol思考：

1、如果用1L1mol／L的NH3·H2O溶液中和1L1mol／L的CH3COOH溶液，也能放出57.3kJ的熱量?2、如果用1L1mol／L的NaOH溶液中和濃硫酸生成1mol水，也能放出57.3kJ的熱量?3、如果用稀Ba(OH)2與稀硫酸溶液生成1mol水，也能放出57.3kJ的熱量?第二十三頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日

中和熱與燃燒熱不同，燃燒熱是以1mol物質(zhì)完全燃燒所放出的熱量來(lái)定義的，而中和熱是以生成1molH2O所放出的熱量來(lái)定義的。因此若用熱化學(xué)方程式表示它們時(shí)，應(yīng)以燃燒1mol物質(zhì)或生成1molH2O為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)配平其余物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)。

ΔH=－283.0kJ／molΔH=－57.3kJ／mol第二十四頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日（三）實(shí)驗(yàn)

中和熱的測(cè)定1、準(zhǔn)備反應(yīng)器等。2．用一個(gè)量筒量取50mL0.50mol／L鹽酸，倒入小燒杯中，并用溫度計(jì)測(cè)量鹽酸的溫度，記入下表。然后把溫度計(jì)上的酸用水沖洗干凈。3．用另一個(gè)量筒量取50mL0.55mol／LNaOH溶液，并用溫度計(jì)測(cè)量NaOH溶液的溫度，記入下表。4．把溫度計(jì)和環(huán)形玻璃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（注意不要灑到外面）。用環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕攪動(dòng)溶液，并準(zhǔn)確讀取混合溶液的最高溫度，第二十五頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日例、在25℃、101kPa，1g甲醇燃燒CO2和液態(tài)水時(shí)放熱

22.68kJ，下列熱化學(xué)方程式正確的是()A．CH3OH（l）＋O2（g）＝CO2（g）＋2H2O（l）△H＝＋725.8kJ/molB．2CH3OH（l）＋3O2（g）＝2CO2（g）＋4H2O（l）△H＝－1452kJ/molC．