化學(xué)反應(yīng)的能量變化

化學(xué)反應(yīng)的能量變化第1頁/共31頁一、放熱反應(yīng)：1.定義：反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量的反應(yīng)備注（1）放熱反應(yīng)一定為化學(xué)反應(yīng)

（2）

（3）物質(zhì)的能量越低，越穩(wěn)定

（4）求能量差時(shí)，一定要確定各物質(zhì)的狀態(tài)，否則能量差是個(gè)變化值典例：同種物質(zhì)而言：E(氣態(tài))＞E(液態(tài))＞E(固態(tài))第2頁/共31頁一、放熱反應(yīng)：2.常見的放熱反應(yīng)：

（1）金屬與酸或水反應(yīng)

（2）金屬氧化物與酸或水反應(yīng)

（3）酸堿中和反應(yīng)

（4）鋁熱反應(yīng)所有的燃燒的反應(yīng)

（5）

（6）食物腐敗第3頁/共31頁二、吸熱反應(yīng)：1.定義：反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量的反應(yīng)備注（1）吸熱反應(yīng)一定為化學(xué)反應(yīng)

（2）需要加熱的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)。第4頁/共31頁2HH—HCl—Cl斷開1molH－H鍵要吸收436kJ的能量。2Cl2H—ClH2+Cl22HCl斷1molCl—Cl鍵要吸收243kJ的能量。形成2molH—Cl鍵要放出2×431kJ的能量。放出183kJ的能量第5頁/共31頁從反應(yīng)物和生成物具有的能量去考慮放熱反應(yīng)：E反

>E生吸熱反應(yīng)：E反

<E生能量反應(yīng)過程反應(yīng)物生成物放出熱量能量反應(yīng)過程反應(yīng)物生成物吸收熱量第6頁/共31頁二、化學(xué)反應(yīng)的焓變反應(yīng)熱：化學(xué)反應(yīng)過程中所釋放或吸收的熱量符號(hào)：ΔH，單位：kJ/mol或kJ?mol-1焓：是與內(nèi)能有關(guān)的物理量符號(hào)：H焓變：反應(yīng)產(chǎn)物與反應(yīng)物的焓值差符號(hào)：△H恒壓條件下，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱等于焓變?chǔ)＝H（反應(yīng)產(chǎn)物）－H（反應(yīng)物)ΔH＝反應(yīng)產(chǎn)物能量－反應(yīng)物能量從焓變角度看：從反應(yīng)熱角度看：1.焓和焓變?chǔ)=QP第7頁/共31頁放熱反應(yīng)：吸熱反應(yīng)：ΔH＜0或

ΔH為“－”ΔH＞0或ΔH為“＋”吸熱反應(yīng)物生成物焓反應(yīng)過程△H＞0放熱反應(yīng)物生成物焓反應(yīng)過程△H＜0第8頁/共31頁

反應(yīng)熱.焓變.鍵能的概念及其關(guān)系

(1)概念反應(yīng)熱焓變鍵能

化學(xué)反應(yīng)中吸收或者放出的熱量。恒壓條件下的反應(yīng)熱符號(hào):ΔHΔH<0:放熱反應(yīng)

ΔH>0:吸熱反應(yīng)

破壞1mol化學(xué)鍵所吸收的能量(或形成1mol化學(xué)鍵所放出的能量)第9頁/共31頁(2)三者的關(guān)系:ΔH=生成物的總能量－反應(yīng)物的總能量ΔH=反應(yīng)物鍵能的和－生成物鍵能的和第10頁/共31頁例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lmolH—H鍵、lmolN－H鍵、lmolN≡N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，則1molN2生成NH3的反應(yīng)熱為

1molH2生成NH3的反應(yīng)熱為

。＋131.5-92KJ/mol-30.6KJ/mol練習(xí)第11頁/共31頁3、下列說法中正確的是（）A.需要加熱才能發(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。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。4、下列說法中正確的是（）A.焓變是指1mol物質(zhì)參加反應(yīng)時(shí)的能量變化。當(dāng)反應(yīng)放熱時(shí)ΔH>0，反應(yīng)吸熱時(shí)ΔH<0。在加熱條件下發(fā)生的反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)。一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中，當(dāng)反應(yīng)物能量大于生成物能量時(shí)，反應(yīng)放熱，ΔH為“－”。CDD練習(xí)第12頁/共31頁2、熱化學(xué)方程式：

表示化學(xué)反應(yīng)與熱效應(yīng)關(guān)系的方程式叫熱化學(xué)方程式。熱效應(yīng)與反應(yīng)條件、反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)、物質(zhì)的量有關(guān)。

我們認(rèn)識(shí)了反應(yīng)熱，那么如何在化學(xué)方程式中正確反映其熱量的變化？第13頁/共31頁通過以上兩個(gè)例子，說明熱化學(xué)方程式與一般的化學(xué)方程式的書寫有什么不同？第14頁/共31頁熱化學(xué)方程式與一般的化學(xué)方程式不同(1)書寫熱化學(xué)方程式要注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)，(為什么？)而常溫、常壓可以不注明；(2)熱化學(xué)方程式要標(biāo)明物質(zhì)的狀態(tài)(3)方程式后要隔一空格標(biāo)出反應(yīng)熱?H，吸熱為“＋”，放熱為“－”，反應(yīng)熱數(shù)值要與化學(xué)式前系數(shù)對(duì)應(yīng)；(4)方程式中的計(jì)量系數(shù)表示實(shí)際反應(yīng)的物質(zhì)的物質(zhì)的量，可以是整數(shù)也可以是分?jǐn)?shù)，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。第15頁/共31頁[交流研討]已知在298K時(shí),由氫氣和氮?dú)夥磻?yīng)生成1molNH3(g)放熱46.11kJ,將下列化學(xué)方程式寫成熱化學(xué)方程式。3/2H2+1/2N2=NH33H2+N2=2NH3NH3=3/2H2+1/2N23/2H2(g)+1/2N2(g)=NH3(g)ΔH(298K)=-46.11kJ·mol-13H2(g)+N2(g)=2NH3(g)ΔH(298K)=-92.22kJ·mol-1NH3(g)=3/2H2(g)+1/2N2(g)ΔH(298)=+46.11kJ·mol-1第16頁/共31頁寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式課堂練習(xí)1、1molN2(g)與適量O2(g)反應(yīng)生成NO

(g)，需吸收68kJ的熱量；2、2molCu(s)與適量O2(g)反應(yīng)生成CuO(s)，放出314kJ熱量；第17頁/共31頁3、在同溫同壓下，下列各組熱化學(xué)方程式中Q2>

Q1的是:A、2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)ΔH=-Q1

2H2(g)+O2(g)==2H2O(l)ΔH=-Q2B、S(g)+O2(g)==SO2(g)ΔH=-Q1S(s)+O2(g)==SO2(g)ΔH=-Q2C、C(s)+1/2O2(g)==CO(g)ΔH=-Q1C(s)+O2(g)==CO2(g)ΔH=-Q2D、2H2(g)+Cl2(g)==2HCl(g)ΔH=-Q1

1/2H2(g)+1/2Cl2(g)==HCl(g)ΔH=-Q2

AC第18頁/共31頁4、沼氣是一種能源，它的主要成分是CH4。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/molB、CH4＋2O2

＝CO2＋H2OΔH

=

－890kJ/molC、CH4(g)＋2O2

(g)

＝CO2(g)

＋2H2O(l)

ΔH

=

－890kJ/molD、1/2CH4(g)＋O2

(g)

＝1/2CO2(g)

＋H2O(l)

ΔH

=

-890kJ/molC第19頁/共31頁5、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第20頁/共31頁6、已知在1×105Pa，298K條件下，2mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484kJ熱量，下列熱化學(xué)方程式正確的是()A.H2O（g）＝H2（g）＋1/2O2（g）

ΔH＝＋242kJ·mol－1B.2H2（g）＋O2（g）＝2H2O ΔH＝－484kJ·mol－1C.H2（g）＋1/2O2（g）＝H2O（g）

ΔH＝＋242kJ·mol－1D.2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（g）

ΔH＝＋484kJ·mol－1

A第21頁/共31頁7、熱化學(xué)方程式：

S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH=－297.3kJ/mol分析下列說法中正確的是（）A．S(g)+O2(g)=SO2(l)ΔH>-297.3KJ/molB．S(g)+O2(g)=SO2(l)ΔH<-297.3KJ/molC．1molSO2的鍵能總和大于1molS和1molO2鍵能之和D．1molSO2的鍵能總和小于1molS和1molO2鍵能之和BD第22頁/共31頁簡易量熱計(jì)示意圖

計(jì)算反應(yīng)熱需測定哪些數(shù)據(jù)？在實(shí)驗(yàn)中怎樣準(zhǔn)確測定這些數(shù)據(jù)？2.反應(yīng)熱的測定第23頁/共31頁自制簡易量熱計(jì)如何求算一個(gè)體系放出或吸收的熱量呢？Q=-C0m(T2-T1)C0—比熱容，單位質(zhì)量物質(zhì)的熱容；T—熱力學(xué)溫度，也叫開爾文溫度，單位為KT(K)=t(℃)+273.15.第24頁/共31頁

測定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱利用簡易量熱計(jì)測定室溫下中和反應(yīng)的反應(yīng)熱。1、向量熱計(jì)內(nèi)筒中加入1.0mol/L的鹽酸100mL，蓋上杯蓋，插入溫度計(jì)，勻速攪拌后記錄初始溫度T12、向250mL的燒杯中加入1.0mol/L的NaOH溶液100mL，調(diào)節(jié)其溫度，使之與量熱計(jì)中鹽酸的溫度相同。3、快速將燒杯中的堿液倒入量熱計(jì)中，蓋好杯蓋，勻速攪拌，記錄體系達(dá)到的最高溫度T2。4、假設(shè)溶液的比熱等于水的比熱并忽略量熱計(jì)的熱容，根據(jù)溶液溫度升高的數(shù)值，計(jì)算此中和反應(yīng)的反應(yīng)熱。用同樣的方法分別測定KOH溶液與鹽酸反應(yīng)，NaOH溶液與硝酸反應(yīng)的反應(yīng)熱。中和熱的測定實(shí)驗(yàn)第25頁/共31頁在測定過程中應(yīng)注意什么問題(1)用保溫性能好的儀器測量。(2)混合好后，迅速蓋好裝置蓋子，減少熱量的損失。(3)所用藥品濃度的配制須準(zhǔn)確,用強(qiáng)酸和強(qiáng)堿溶液,而且要是稀溶液。(4)宜用有0.1分刻度的溫度計(jì)，讀數(shù)盡可能準(zhǔn)確，且估讀至小數(shù)點(diǎn)后二位。同時(shí)應(yīng)注意水銀球部位要完全浸沒在溶液中，而且要穩(wěn)定一段時(shí)間后再讀數(shù)，以提高所測的精度。(5)記錄最高溫度。第26頁/共31頁

測定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱實(shí)驗(yàn)溶液溫度/K反應(yīng)熱/JT1T2NaOH溶液與鹽酸KOH溶液與鹽酸NaOH溶液與硝酸第27頁/共31頁H+(aq)+OH－(aq)=H2O(l)；=-57.3kJ/molH

在稀溶液中，酸和堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1mol水時(shí)放出的熱。研究條件：稀溶液反應(yīng)物：酸與堿生成物及其物質(zhì)的量：1mol

放出的熱：57.3kJ/mol注：強(qiáng)酸與弱堿反應(yīng)，強(qiáng)堿與弱酸、弱酸和弱堿反應(yīng)生成1molH2O放出的熱小于57.3KJ/mol

中和熱：第28頁/共31頁【提問】我們測得中和熱數(shù)值如果不等于57.3kJ，你們認(rèn)為造成誤差的原因可能有哪些？

（1）量取溶液的體積有誤差（2）藥品的選用不當(dāng)引起的誤差（3）實(shí)驗(yàn)過程中有液體灑在外面（4）混合酸、堿溶液時(shí)，動(dòng)作緩慢（5）隔熱操作不到位，致使實(shí)驗(yàn)過程中熱量損失而導(dǎo)致誤差（6）測了酸后的溫度計(jì)未用水清洗而便立即去測堿的溫度，致使熱量損失而引起誤差。

……第29頁/共31頁［練習(xí)］50mL0.50mol/L