化學(xué)反應(yīng)與能量變化

第一章化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量的變化人教版新課程選修4化學(xué)反應(yīng)原理1思考與交流1、你所知道的化學(xué)反應(yīng)中有哪些是放熱反應(yīng)？活潑金屬與水或酸的反應(yīng)、酸堿中和反應(yīng)、燃燒反應(yīng)、多數(shù)化合反應(yīng)2、你所知道的化學(xué)反應(yīng)中有哪些是吸熱反應(yīng)？多數(shù)的分解反應(yīng)、氯化銨固體與氫氧化鋇晶體的反應(yīng)、水煤氣的生成反應(yīng)、炭與二氧化碳生成一氧化碳2化學(xué)反應(yīng)中存在能量變化的主要原因是：

1.從化學(xué)鍵的角度加以分析

2.從能量守恒的角度加以分析3從化學(xué)鍵角度（微觀）：1.從化學(xué)鍵的角度加以分析化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)：舊鍵的斷裂和新鍵的形成Q1>Q2,反應(yīng)吸熱Q1<Q2,反應(yīng)放熱4能量能量反應(yīng)物反應(yīng)物生成物生成物反應(yīng)過程（I）反應(yīng)過程（II）E1E2E1E22.從能量守恒的角度加以分析反應(yīng)物的總能量≠生成物的總能量5從物質(zhì)總能量守恒角度（宏觀）：E1>E2,E1<E2,反應(yīng)放熱反應(yīng)吸熱6一、反應(yīng)熱焓變

化學(xué)反應(yīng)過程中所釋放或吸收的能量，都可以用熱量（或轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的熱量）來表述，叫做反應(yīng)熱。反應(yīng)熱分為:

等壓反應(yīng)熱：等壓條件下進(jìn)行反應(yīng)的反應(yīng)熱等容反應(yīng)熱：等容條件下進(jìn)行反應(yīng)的反應(yīng)熱7等壓條件下的化學(xué)反應(yīng)熱等于“焓變”。焓變：1、符號：2、單位：ΔHkJ/mol或kJ

?

mol–13、ΔH＝H生成物-H反應(yīng)物放熱反應(yīng)(體系能量降低)：?H<0，?H為“－”吸熱反應(yīng)(體系能量升高)：?H>0，?H為“+”注：單位中的每mol是與整個(gè)反應(yīng)對應(yīng)的，即反應(yīng)熱表示每mol反應(yīng)放出或吸收的熱量。如：aA(g)+bB(g)pC(g);ΔH=–mkJ/mol8放熱反應(yīng)物生成物能量反應(yīng)過程△H＜0ΔH＝生成物能量－反應(yīng)物能量（宏觀）吸熱反應(yīng)物生成物能量反應(yīng)過程△H＞0從鍵能角度看：9H2+Cl2=2HClΔH＝反應(yīng)物總鍵能－生成物總鍵能（微觀）從鍵能角度看：ΔH＝[436kJ/mol＋243kJ/mol]－431kJ/mol×2＝－183kJ/mol10石墨、金剛石哪個(gè)更穩(wěn)定？C(石墨s)C(金剛石s)

ΔH

=

+1.9

kJ/mol

活學(xué)活用

1.

判斷物質(zhì)的穩(wěn)定性112.判斷反應(yīng)熱的大小ΔH=∑E生成物∑E反應(yīng)物–ΔH=反應(yīng)物的鍵能總和生成物的鍵能總和–12例1：1molC與1molH2O(g)反應(yīng)生成lmolCO(g)和1molH2(g)，需要吸收131.5kJ的熱量，該反應(yīng)的反應(yīng)熱為△H=

kJ/mol。例2：拆開1molH－H鍵、1molN－H鍵、1molN≡N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，則1molN2生成NH3的反應(yīng)熱為

，則1molH2生成NH3的反應(yīng)熱為

。相當(dāng)于1/3molN2＋131.5－92.0kJ/mol－30.67kJ/mol13下表中的數(shù)據(jù)是破壞1mol化學(xué)鍵所消耗的能量（kJ）：

根據(jù)上述數(shù)據(jù)回答（１）～（3）題．（1）下列物質(zhì)本身具有的能量最低的是（）Ａ．Ｈ２Ｂ．Ｃl2Ｃ．Ｂr2Ｄ．Ｉ２（2）下列氫化物中，最穩(wěn)定的是（）Ａ．ＨＣlＢ．ＨＢrＣ．ＨＩ（3）相同條件下，Ｘ２（Ｘ代表Ｃl,Ｂr,Ｉ）分別與氫氣反應(yīng)，若消耗等物質(zhì)的量的氫氣時(shí)，放出或吸收熱量最多的是

物質(zhì)Cl2Br2I2HClHBrHIH2能量（kJ）24319315143236629843614任何一個(gè)化學(xué)反應(yīng)都包括物質(zhì)的變化和能量的變化。那么，有什么表達(dá)式能把這兩種變化都表示出來？思考H2+I2==2HI只表示物質(zhì)變化【例1】在200℃、101kPa時(shí)，1molH2與碘蒸氣作用生成HI的反應(yīng)，科學(xué)文獻(xiàn)上表示為：H2(g)+I2(g)====2HI(g)200℃101kPa;ΔH=－14.9kJ/mol二、熱化學(xué)方程式：能表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式。1、定義：2、含義：表示1mol氣態(tài)H2與1mol氣態(tài)碘完全反應(yīng)，生成2mol氣態(tài)HI時(shí)，放出14.9kJ的熱量。15H2(g)+I2(g)======2HI(g)△H=－14.9kJ/mol200℃101kPa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。普通化學(xué)方程式只包含物質(zhì)變化一個(gè)部分。物質(zhì)變化能量變化16觀察17書寫熱化學(xué)方程式的注意事項(xiàng)1、需注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)，如不注明條件，即指:25℃1.01×105Pa；2、化學(xué)方程的右邊必須寫上△H，并用“;”隔開,△H：吸熱用“+”，放熱用“－”，單位是kJ/mol或J/mol;3、物質(zhì)后需標(biāo)聚集狀態(tài)（s、l、g、aq）;4、熱化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(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);(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)，不能為分?jǐn)?shù))5、根據(jù)焓的性質(zhì)，若化學(xué)方程式中各物質(zhì)的系數(shù)加倍，則△H的數(shù)值也加倍；若反應(yīng)逆向進(jìn)行，則△H改變符號，但絕對值不變.18熱化學(xué)方程式表示的意義1、反應(yīng)物和生成物的種類、聚集狀態(tài)2、反應(yīng)中各物質(zhì)的物質(zhì)的量比和質(zhì)量比3、反應(yīng)中放出或吸收的熱量。綜上所述19問題：反應(yīng)物和生成物前的系數(shù)它代表了什么？在方程式中?H它表示了什么意義？?H它的值與什么有關(guān)系？熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)前的化學(xué)計(jì)量數(shù)不表示分子個(gè)數(shù)，表示對應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的量。

?H(KJ/mol)它表示每摩爾反應(yīng)所放出的熱量，?H它的值與方程式中的計(jì)量系數(shù)有關(guān)，即對于相同的反應(yīng)，當(dāng)化學(xué)計(jì)量數(shù)不同時(shí)，其?H不同。203、書寫要點(diǎn)：⑴一般應(yīng)注明反應(yīng)的溫度、壓強(qiáng)；（250C，101kPa時(shí)不注明）⑵一定標(biāo)明各物質(zhì)的狀態(tài)（s、l、g、aq）；(5)ΔH只放右邊（數(shù)值及單位）；放熱：ΔH<0；吸熱：ΔH>0；(3)系數(shù)僅僅表示物質(zhì)的量，不表示分子或原子個(gè)數(shù)；故系數(shù)可以是整數(shù)、分?jǐn)?shù)、小數(shù)；(4)ΔH的值與系數(shù)相匹配。系數(shù)加倍，ΔH值也加倍。正逆反應(yīng)的ΔH絕對值相等，符號相反。10211、當(dāng)1mol氣態(tài)H2與1mol氣態(tài)Cl2反應(yīng)生成2mol氣態(tài)HCl，放出184.6KJ的熱量，請寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)?H=-184.6KJ/mol練習(xí)：22而這些書寫也是對的！??！23寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式（1）1molC(固態(tài))與適量H2O(氣態(tài))反應(yīng),生成CO(氣態(tài))和H2(氣態(tài)),吸收131.3kJ的熱量（2）0.5molCu(固態(tài))與適量O2(氣態(tài))反應(yīng),生成CuO(固態(tài)),放出78.5kJ的熱量C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g);△H=+131.3KJ/mol2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s);△H=－314KJ/mol241、1molC與1mol水蒸氣反應(yīng)生成1molCO和1molH2，需要吸收131.5kJ的熱量。寫出此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。2、氫氧化鉀稀溶液與硝酸稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol水,放出57.3KJ的熱量.寫出此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。練習(xí)253、4.0g硫粉完全燃燒時(shí)放出37KJ熱量，寫出此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。4、沼氣是一種能源，它的主要成分是CH4。1克CH4完全燃燒生成CO2和H2O時(shí)，放出QkJ的熱量。寫出此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。26已知：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g);△H=–184.6kJ/mol則反應(yīng)HCl(g)=H2(g)+Cl2(g)的△H為（）DA、+184.6kJ/molB、-92.3kJ/molC、-369.2kJ/molD、+92.3kJ/mol275、沼氣的主要成分是甲烷。0.5molCH4完全燃燒生成CO2和H2O時(shí)，放出445kJ的熱量。則下列熱化學(xué)方程式中正確的是（）A、2CH4(g)＋4O2(g)＝2CO2(g)＋4H2O(l);ΔH=+890kJ/mol

B、CH4

＋2O2

＝CO2

＋H2O;ΔH=–890kJ/mol

C、CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l);ΔH=–890kJ/mol

D、1/2CH4(g)＋O2(g)＝1/2CO2(g)＋H2O(l);ΔH=–890kJ/mol

C狀態(tài)ΔH=–445kJ/mol點(diǎn)撥：熱化學(xué)方程式書寫正誤的判斷可從物質(zhì)的聚集狀態(tài)、△H的正負(fù)號、物質(zhì)的量的大小、單位等主要方面入手28思考1.在同溫、同壓下，比較下列反應(yīng)放出熱量ΔH1

、ΔH2的大小2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);數(shù)量的分析：反應(yīng)物的狀態(tài)，數(shù)量和生成物的數(shù)量都相同，但由于氣態(tài)水轉(zhuǎn)化為液態(tài)要放出一定熱量∴Q2＞Q1ΔH1=-Q1ΔH2=-Q2ΔH2ΔH1＜291、已知（1）H2(g)＋1/2O2

(g)

＝H2O(g)

ΔH1

=

akJ/mol（2）2H2(g)＋O2

(g)

＝2H2O(g)

ΔH2

=

bkJ/mol（3）H2(g)＋1/2O2

(g)

＝H2O(l)

ΔH3

=

ckJ/mol（4）2H2(g)＋O2

(g)

＝2H2O(l)

ΔH4

=

dkJ/mol則a、b、c、d的關(guān)系正確的是

。A、a<c<0B、b>d>0C、2a=b<0D、2c=d>0

C鞏固練習(xí)305、在同溫同壓下，下列各組熱化學(xué)方程式中Q2>Ql的是()A、2H2(g)+02(g)=2H20(g)；△H1=-Q12H2(g)+02(g)=2H20(1)；△H2=-Q2B、S(g)+O2(g)=S02(g)；△H1=-Q1S(s)+02(g)=S02(g)；△H2=-Q2C、C(s)+1/2O2(g)=CO(g)；△H1=-Q1C(s)+02(g)=C02(g)；△H2=-Q2D、H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)；△H1=-Q1

1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g)；△H2=-Q231思考1.在同溫、同壓下，比較下列反應(yīng)放出熱量Q1、Q2的大小A：2H2