化學反應(yīng)原理-第一章第一節(jié)

第一章化學反應(yīng)與能量我們知道：一個化學反應(yīng)過程中，除了生成了新物質(zhì)外，還有能量變化熱能電能光能當能量變化以熱能的形式表現(xiàn)時：化學反應(yīng)放熱反應(yīng)：例如吸熱反應(yīng)：例如燃料的燃燒中和反應(yīng)金屬與酸反應(yīng)大多數(shù)化合反應(yīng)C+CO2,H2+CuOC+H2OBa(OH)2·8H2O+NH4ClCaCO3高溫分解大多數(shù)分解反應(yīng)我們知道：一個化學反應(yīng)同時遵守質(zhì)量守恒定律和能量守恒，那么一個反應(yīng)中的質(zhì)量與能量有沒有關(guān)系呢？有能量的釋放或吸收是以發(fā)生變化的物質(zhì)為基礎(chǔ)，二者密不可分，但以物質(zhì)為主。能量的多少則以反應(yīng)物和產(chǎn)物的質(zhì)量為基礎(chǔ)。那么化學反應(yīng)中能量到底怎樣變化?第一節(jié)化學反應(yīng)與能量的變化問題：化學反應(yīng)過程中為什么會有能量的變化？（用學過的知識回答）

化學反應(yīng)中的能量變化的原因：⑴化學反應(yīng)中的能量變化遵循

。⑵化學反應(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)物所具有的總能量高于生成物所具有的總能量，在發(fā)生化學反應(yīng)時

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)生化學反應(yīng)時

熱量。能量守恒定律放出吸收思考：圖1、圖2過程中反應(yīng)體系的總能量增加還是減少？生成物反應(yīng)物的總能量生成物的總能量能量能量生成物反應(yīng)物圖1生成物的總能量反應(yīng)物反應(yīng)物的總能量圖2吸收熱量放出熱量過程中反應(yīng)體系的能量變化曲線圖：(3)化學反應(yīng)的實質(zhì)就是反應(yīng)物分子中化學鍵斷裂，形成新的化學鍵，從新組合成生成物的分子的過程。舊鍵斷裂需要

，新鍵形成需要

。而一般化學反應(yīng)中，舊鍵的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，而這個差值就是反應(yīng)中能量的變化。所以化學反應(yīng)過程中會有能量的變化?？聪旅娴睦游漳芰糠懦瞿芰磕銖膱D中發(fā)現(xiàn)了什么？

1、……2、……3、……觀察下列示意圖：你發(fā)現(xiàn)了嗎？HHClCl提供能量436kJ/mol提供能量243kJ/molClHClH釋放能量431kJ/mol釋放能量431kJ/mol反應(yīng)的能量示意圖鍵斷裂鍵斷裂ClCl+HH+++鍵形成鍵形成HHClCl吸收能量436kJ/mol吸收能量243kJ/mol共吸收總能量679kJ/mol共放出總能量862kJ/mol【思考】該過程中反應(yīng)體系總能量增加還是減少？（該過程中反應(yīng)體系的總能量減少183kJ/mol）與實驗值184.6kJ/mol接近。HHClClClHClHClHClH一、焓變反應(yīng)熱

1、焓和焓變⑴焓(H)：

。

⑵焓變(△H)：ΔH=H生成物－H反應(yīng)物

(宏觀)是一個與內(nèi)能(U)有關(guān)的物理量2、反應(yīng)熱⑴定義：①特征定義:

、

。②本質(zhì)定義:

。⑵符號：

。⑶單位：△H的單位常用

或（

）。⑷測量：測量儀器叫量熱計(許多化學反應(yīng)的反應(yīng)熱可以通過實驗直接測得)化學反應(yīng)過程中所釋放或吸收的能量恒壓條件下的焓變△HkJ/molkJ·mol-1⑸反應(yīng)熱產(chǎn)生的宏觀原因（宏觀討論）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）思考：I和II哪個是放熱反應(yīng)，哪個是吸熱反應(yīng)？⑹反應(yīng)熱產(chǎn)生的微觀原因（微觀討論）請觀察P2頁圖1-1H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)反應(yīng)的能量變化示意圖，分析圖中包含的信息：①

。②

。③

。結(jié)論：

、

?；瘜W反應(yīng)的實質(zhì)是舊鍵斷裂和新鍵形成斷裂化學鍵吸收能量、形成化學鍵釋放能量任何化學反應(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)要看吸收能量與放出能量的相對大小即：ΔH=E吸收－E放出⑺反應(yīng)熱表示方法：——反應(yīng)熱是表示化學反應(yīng)過程中整個體系的能量（即焓）增加或者減少的量值，ΔH=H生成物－H反應(yīng)物(宏觀)思考：焓增加—吸熱—則用“

”表示焓減少—放熱—則用“

”表示（填“+”或“－”）即：當ΔH為“－”或ΔH<0時，為

反應(yīng)當ΔH為“＋”或ΔH>0時，為

反應(yīng)＋－放熱吸熱我們可以發(fā)現(xiàn)：其實?H＝E（生成物的總能量）－

E（反應(yīng)物的總能量）?H＝

E（反應(yīng)物分子化學鍵斷裂時所吸收的總能量）－E

（生成物分子化學鍵形成時所釋放的總能量）從焓變角度看：從能量的角度看：ΔH＝H（生成物的焓）－H（反應(yīng)物的焓）從鍵能的角度：放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)表現(xiàn)行式△H﹤0或△H為“—”△H﹥0或△H為“+”能量變化生成物釋放的總能量大于反應(yīng)物吸收的總能量生成物釋放的總能量小于反應(yīng)物吸收的總能量鍵能變化生成物總鍵能大于反應(yīng)物總鍵能生成物總鍵能小于反應(yīng)物總鍵能聯(lián)系鍵能越大，物質(zhì)能量越低，越穩(wěn)定，反之鍵能越小，物質(zhì)能量越高，越不穩(wěn)定。Q<0放熱反應(yīng)：吸熱反應(yīng)：體系環(huán)境體系環(huán)境⑻體系與環(huán)境【資料】能量能量H↓↑H↑↓△H<0為“－”Q>0△H>0為“＋”【小結(jié)】一、反應(yīng)熱焓變從焓變角度看：ΔH＝生成物的焓－反應(yīng)物的焓從反應(yīng)熱角度看：ΔH＝生成物能量－反應(yīng)物能量從鍵能角度看：ΔH＝反應(yīng)物總鍵能－生成物總鍵能放熱反應(yīng)：吸熱反應(yīng)：ΔH＜0或

ΔH為“－”ΔH＞0或ΔH為“＋”例1：1molC與1molH2O(g)反應(yīng)失成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【課堂練習】3．反應(yīng)是吸熱反應(yīng),由此可知（A）石墨比金剛石更穩(wěn)定（B）金剛石和石墨可以相互轉(zhuǎn)化（C）金剛石比石墨穩(wěn)定（D）金剛石和石墨不能相互轉(zhuǎn)化AB4、氫氣在氧氣中燃燒產(chǎn)生藍色火焰，在反應(yīng)中，破壞1molH－H鍵消耗的能量為Q1kJ，破壞1molO=O鍵消耗的能量為Q2kJ，形成1molH－O鍵釋放的能量為Q3kJ。下列關(guān)系式中正確的是（）

A.2Q1+Q2>4Q3B.2Q1+Q2<4Q3C.Q1+Q2<Q3D.Q1+Q2=Q3B5、

已知拆開1molH2中的化學鍵要吸收436kJ的能量，拆開1molO2中的化學鍵要吸收496kJ的能量，形成水分子中的1molH—O鍵要放出463kJ的能量，試說明2H2+O2=2H2O中的能量變化。練習△H=-484kJ/mol第一節(jié)化學反應(yīng)與能量的變化（第二課時）二、熱化學方程式能表示參加反應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學方程式H2(g)+I2(g)======2HI(g)△H=－14.9kJ/mol200℃101kPa

1、熱化學方程式包含物質(zhì)變化和能量變化兩個部分，二者缺一不可。

普通化學方程式只包含物質(zhì)變化一個部分。物質(zhì)變化能量變化二、熱化學方程式H2(g)+I2(g)======2HI(g)△H=－14.9kJ/mol200℃101kPa2、熱化學方程式需注明反應(yīng)時的溫度和壓強。對于25℃、101kPa時進行的反應(yīng)可不注明。

普通化學方程式不需注明溫度和壓強。H2(g)+O2(g)==H2O(g)△H=－241.8kJ/mol12二、熱化學方程式3、熱化學方程式需注明各物質(zhì)的聚集狀態(tài)。s(固態(tài)),l（液態(tài)）,g（氣態(tài)）,aq（溶液中）

普通化學方程式不需注明物質(zhì)的狀態(tài)。H2(g)+O2(g)=H2O(g)△H=－241.8kJ/mol12H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=－285.8kJ/mol12固態(tài)

液態(tài)吸熱氣態(tài)吸熱吸熱二、熱化學方程式

4、熱化學方程式中化學計量數(shù)不表示分子個數(shù)，表示參加反應(yīng)的各物質(zhì)的物質(zhì)的量，可為整數(shù)或分數(shù)。對于相同的反應(yīng),化學計量數(shù)不同時，其?H不同。

普通化學方程式中化學計量數(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)，不能為分數(shù)。H2(g)+O2(g)==H2O(g)△H=－241.8kJ/mol122H2(g)+O2(g)==2H2O(g)△H=－483.6kJ/mol書寫熱化學方程式應(yīng)注意∶１、需注明反應(yīng)的溫度和壓強，一般不寫反應(yīng)條件（如加熱、點燃等）。如在常溫（250c）、常壓（101kpa）下，可不注明溫度和壓強。２、應(yīng)注明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)：固體-s，液體-l，氣體-g；溶液中-aq。３、熱化學方程式中各物質(zhì)前的化學計量數(shù)不表示分子個數(shù)。化學計量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分數(shù)。對于相同的反應(yīng)，當計量數(shù)不同時，其△H不同?；瘜W計量數(shù)與△H成正比４、在方程式右端要注明△H，標明“+”或“-”，kJ/mol?！拘〗Y(jié)】【例題】當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)的熱化學方程式。H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)?H=-184.6KJ/mol而這些書寫也是對的它們分別表示什么含義？1、已知在25℃，101kpa下，1gC8H18(辛烷)燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時放出48.40kJ熱量，表示上述反應(yīng)的熱化學方程式正確的是

A．C8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g)ΔH=-48.40kJ·mol-1B．C8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1)ΔH=-5518kJ·mol-1C．C8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1)ΔH=+5518kJ·mol-1D．C8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1)ΔH=-48.40kJ·mol-1B2、1克甲烷在空氣中燃燒，恢復常溫下測得放出熱量55.625KJ，試寫出熱化學方式。CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890kJ/mol3、常溫下14克CO在足量氧氣中充分燃燒，放出141.3KJ熱量，寫出該熱化學方程式。CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H=-282.6kJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)，△H1=-Q1kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)，△H2=-Q2kJ/mol4、比較Q1和Q2的大小、△H1和△H2的大小Q1﹥Q2△H1

＜△H2注意：熱量比較比數(shù)值，△H比較帶符號

練：⑴比較Q1＜Q2的大小、△H1

＞△H2的大小S(g)+O2(g)==SO2(g)△H1=-Q1kJ/molS(s)+O2(g)==SO2(g)△H2=-Q2kJ/molQ1>Q2△H1

<△H25、已知某溫度下的熱化學方程式：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)△H=-197kJ/mol試寫出SO3分解的熱化學反應(yīng)方程式。2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)△H=+197kJ/mol注意：對于可逆反應(yīng)，①當反應(yīng)逆向進行時，其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的數(shù)值相等，符號相反。②其反應(yīng)熱是指反應(yīng)物完全轉(zhuǎn)變成生成物放出或吸收的熱量。6、已知：C(s)+O2(g)==CO2(g)△H=-393.5kJ/mol要獲得1000kg熱量，需燃燒多少克碳？30.5g三、中和熱在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1molH2O放出的熱量，叫中和熱。強調(diào)：1、條件：稀溶液，表示符號為aq2、反應(yīng)物：酸和堿3、生成水的物質(zhì)的量：1molHCl(aq)+NaOH(aq)==NaCl(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ/molHNO3(aq)+KOH(aq)=KNO3(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ/molH2SO4(aq)+2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l)△H=-114.6kJ/mol思考與交流1、上述三個反應(yīng)的反應(yīng)熱是多少？中和熱是多少？2、三個反應(yīng)有何異同，得出什么結(jié)論？結(jié)論：強酸和強堿的中和反應(yīng)，中和熱數(shù)值相同。

H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kJ/mol思考與交流3、若是弱酸、弱堿反應(yīng)，中和熱還是57.3kJ/mol嗎？若不是，是偏大還是偏??？不是，偏小。原因是電離需要吸收熱量。實驗用品：

大燒杯(500mL)

小燒杯(100mL)

泡沫塑料或紙條塑料板或硬紙板（兩個孔）溫度計

環(huán)形玻璃攪拌棒量筒(50mL)兩個藥品：

0.50mol/L鹽酸

0.55mol/LNaOH溶液四、中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定組裝量熱器————測量反應(yīng)前后的溫度和空氣絕緣，防止熱量損失——攪拌，使反應(yīng)液混合均勻——量取反應(yīng)液迅速反應(yīng)，減小誤差使一個反應(yīng)物過量完全反應(yīng)，減小誤差實驗原理的細化：50mL0.50mol/L鹽酸和

50mL0.55mol/LNaOH溶液反應(yīng)測量反應(yīng)放出的熱量：

Q=m·c·Δt

=100g×4.18J/(g·℃)×Δt=0.418ΔtkJ計算生成1molH2O時的焓變：△H=0.418·(t2-t1)

kJ/mol0.025實驗步驟：

(1)在大燒杯底部墊泡沫塑料（或紙條），使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平。然后再在大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑料（或紙條），大燒杯上用泡沫塑料板（或硬紙板）作蓋板，在板中間開兩個小孔，正好使溫度計和環(huán)形玻璃攪拌棒通過，以達到保溫、隔熱、減少實驗過程中熱量損失的目的，該實驗也可在保溫杯中進行。(2)用一個量筒量取50mL0.50mol／L鹽酸，倒入小燒杯中，并用溫度計測量鹽酸的溫度，記入下表。然后把溫度計上的酸用水沖洗干凈。(3)用另一個量筒量取50mL0.55mol／LNaOH溶液，并用溫度計測量NaOH溶液的溫度，記入下表。(4)把溫度計和環(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溶液，并準確讀取混合溶液的最高溫度。（5）重復實驗兩次，取測量所得數(shù)據(jù)的平均值作為計算依據(jù)。

實驗次數(shù)起始溫度t1／℃終止溫度t