化學(xué)反應(yīng)與能量的變化

水溶液中的離子平衡化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡化學(xué)反應(yīng)與能量電化學(xué)基礎(chǔ)選修四——化學(xué)反響原理第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量變化第一章化學(xué)反應(yīng)與能量【知識回憶】對化學(xué)反響的認(rèn)識1、化學(xué)反響的特征物質(zhì)變化能量變化質(zhì)量守恒能量守恒2、化學(xué)反響中能量的變化〔吸收和放出〕，可以、、及其它形式的能量表現(xiàn)出來。光能熱能電能當(dāng)能量變化以熱能的形式表現(xiàn)時，化學(xué)反響可以分為：3、放熱反響與吸熱反響思考1、你所知道的化學(xué)反響中有哪些是放熱反響？2、你所知道的化學(xué)反響中有哪些是吸熱反響？思考燃料的燃燒,中和反響,活潑金屬與酸、水,大多數(shù)化合反響大多數(shù)分解反響,以C，CO，H2作復(fù)原劑的反響,Ba(OH)2.8H2O+NH4ClC+CO2===2CO吸熱反響高溫放熱反響有時也需要加熱才能發(fā)生！為什么有的反響會放出熱量有的需要吸收熱量呢？一個確定的化學(xué)反響在發(fā)生過程中是吸收能量還是放出能量，取決于〔宏觀〕。反響物的總能量與生成物的總能量的相對大小。問題探究一〔1〕E反>E生，〔2〕E反<E生，放熱反響吸熱反響從物質(zhì)總能量角度〔宏觀〕生成物反應(yīng)物能量圖1吸收熱量放出熱量反響過程中能量變化曲線圖：生成物圖2反應(yīng)物能量反響物的能量之和E反生成物的能量之和E生〔1〕假設(shè)E反>E生，〔2〕假設(shè)E反<E生，放出能量吸收能量放熱反響吸熱反響規(guī)律問題探究二化學(xué)反響的本質(zhì)是什么？化學(xué)鍵的斷裂和形成舊鍵斷裂需要

能量，新鍵形成會

能量。放出吸收所以：一個化學(xué)反響是放熱還是吸熱取決于所有斷鍵吸收的總能量與所有形成新鍵放出的總能量的相對大小從化學(xué)鍵角度〔微觀〕Q吸>Q放,反響吸熱反響放熱Q吸<Q放,從化學(xué)鍵角度〔微觀〕從物質(zhì)總能量角度〔宏觀〕Q1>Q2,Q1<Q2,反響吸熱反響放熱E1>E2,E1<E2,反響放熱反響吸熱1．以下說法正確的選項是(雙選)()A．需要加熱才能發(fā)生的反響一定是吸熱反響B(tài)．放熱反響在常溫下一定很容易發(fā)生C．反響是放熱的還是吸熱的必須看反響物和生成物所具有的總能量的相對大小D．吸熱反響在一定條件下也能發(fā)生CD課堂練習(xí)2．以下對化學(xué)反響的認(rèn)識錯誤的選項是()A．會引起化學(xué)鍵的變化B．會產(chǎn)生新的物質(zhì)C．必然引起物質(zhì)狀態(tài)的變化D．必然伴隨著能量的變化C3.反響A＋B＝C＋D為放熱反響，對該反響的以下說法中正確的選項是〔〕A.A的能量一定高于CB.B的能量一定高于DC.A和B的總能量一定高于C和D的總能量D.該反響為放熱反響，故不必加熱就一定能發(fā)生C4.氫氣在氧氣中燃燒產(chǎn)生藍(lán)色火焰，在反響中，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。以下關(guān)系式中正確的選項是〔〕2Q1+Q2>4Q32Q1+Q2<4Q3C.Q1+Q2<Q3D.Q1+Q2=Q3B一、焓變反響熱3、反響熱：化學(xué)反響過程中放出或吸收的熱量叫做化學(xué)反響的反響熱。恒壓條件時，等于其焓變。符號：△H,單位：kJ/mol或kJ·mol-11、焓：與內(nèi)能有關(guān)的物理量符號：H決定因素：反響物本身的性質(zhì)、物質(zhì)的狀態(tài)、溫度、壓強(qiáng)2、焓變：生成物與反響物的焓值差符號：△H即△H=H〔生成物〕-H〔反響物〕注意：〔1〕反響熱是描述在一定溫度下的化學(xué)反響前后的熱量變化〔2〕任何化學(xué)反響都有反響熱，表現(xiàn)為吸熱反響或者放熱反響〔3〕單位中的每mol是與整個反響對應(yīng)的，即反響熱表示每mol反響放出或吸收的熱量。放熱反響：吸熱反響：ΔH＜0或ΔH為“－〞ΔH＞0或ΔH為“＋〞放熱反應(yīng)物生成物能量反應(yīng)過程△H＜0吸熱反應(yīng)物生成物能量反應(yīng)過程△H＞04、規(guī)定：放熱反響：反響體系的能量降低吸熱反響：反響體系的能量升高例1：某反響需吸收131.5kJ的熱量，該反響的反響熱△H= kJ/mol。＋131.5ΔH=E生成物–E反響物化學(xué)反響中能量變化的原因〔微觀〕舊鍵斷裂需要

吸收能量新鍵形成釋放出能量==679kJ/mol862kJ/mol862kkJ/mol－679J/mol=183kJ/mol那么反響放出熱量：ΔH=Q吸–Q放ΔH=-183kJ/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，那么1molN2生成NH3的反響熱為，那么1molH2生成NH3的反響熱為 。－92.0kJ/mol－30.67kJ/mol相當(dāng)于1/3molN2ΔH=反響物的鍵能總和–生成物的鍵能總和由以下圖分析ΔH〔焓變〕與物質(zhì)能量有什么關(guān)系？〔2〕ΔH=∑生成物–∑反響物放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)△H表現(xiàn)行式物質(zhì)總能量變化鍵能變化聯(lián)系△H﹤0或△H為“—〞△H﹥0或△H為“+〞生成物的總能量小于反響物的總能量生成物的總能量大于反響物的總能量生成物總鍵能大于反響物總鍵能生成物總鍵能小于反響物總鍵能鍵能越大，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，小結(jié)一、反響熱、焓變從物質(zhì)能量角度看：從鍵能角度看：放熱反應(yīng)：吸熱反應(yīng)：ΔH＜0或ΔH為“－”ΔH＞0或ΔH為“＋”ΔH=E生成物–E反響物ΔH=Q吸–Q放1、以下表達(dá)正確的選項是〔〕A.化學(xué)反響一定伴隨熱量的變化B.但凡吸熱或放熱過程中熱量的變化均稱為反響熱C.假設(shè)△H<0，那么反響物的能量高于生成物的能量D.假設(shè)△H>0，那么反響物的能量高于生成物的能量AC練習(xí)2．以下過程中，需要吸收能量的是〔〕A．H+H=H2B．H+Cl=HClC．I2→I+ID．S+O2=SO2C3、反響C(石墨)→C(金剛石)是吸熱反響,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、：H+H═H2；△H=－436KJ/mol，那么以下表達(dá)正確的選項是〔〕A.2個H原子的能量高于1個H2的能量B.2個H原子的能量低于1個H2的能量C.H原子比H2分子穩(wěn)定D.H2分子比H原子穩(wěn)定AD5、以下變化過程中會放出熱量的是〔〕①硝酸銨溶于水②物質(zhì)的燃燒③苛性鈉溶于水④醋酸的電離⑤Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反響⑥灼熱的碳與二氧化碳的反響⑦氯化鈉溶于水A．僅①⑤B．僅②③⑦C．僅②③D．②③④C6、以下變化屬于吸熱反響的是①液態(tài)水汽化②將膽礬加熱變?yōu)榘咨勰蹪饬蛩嵯♂將苈人徕浄纸猗萆腋错憽病矨．②④B．①④C．②③D．①④⑤A7.如下圖，把試管放入盛有25℃澄清石灰水飽和溶液的燒杯中，試管中開始放入幾塊鎂條，再用滴管滴入5mL的鹽酸于試管中。試答復(fù)以下問題：(1)實驗中觀察到的現(xiàn)象是鎂片上有大量的氣泡冒出，鎂片逐漸溶解，燒杯中溶液變渾濁(2)產(chǎn)生上述實驗現(xiàn)象的原因是___________________(3)寫出有關(guān)的離子方程式_______________________(4)由實驗推知，MgCl2和H2的總能量______(填“大于〞“等于〞或“小于〞)鎂條和鹽酸的總能量。(5)如將此題中“25℃澄清石灰水飽和溶液〞換成“20℃碳酸飲料〞進(jìn)行探究實驗，實驗(1)觀察到的另一現(xiàn)象是_________________________；其原因是________________________________。鹽酸與鎂的反響是放熱反響，因Ca(OH)2的溶解度隨溫度的升高而減小Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑小于燒杯中液體放出氣泡的速率加快碳酸飲料中CO2氣體在水中的溶解度隨溫度升高而減小，故燒杯中的液體放出氣泡的速率逐漸加快第二課時我們已經(jīng)認(rèn)識了反響熱，那么如何在化學(xué)方程式中正確反映其熱量的變化？E生成物–E反響物ΔH=ΔH=Q吸–Q放二、熱化學(xué)方程式什么是熱化學(xué)方程式？表示參加反響的物質(zhì)的物質(zhì)的量和反響熱的關(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)碘在200℃、101kp下完全反響，生成2mol氣態(tài)HI時，放出14.9kJ的熱量。H2(g)+I2(g)====2HI(g)200℃101kPaΔH=－14.9kJ/mol思考交流與化學(xué)方程式相比，熱化學(xué)方程式有哪些不同？正確書寫熱化學(xué)方程式應(yīng)注意哪幾點？請看課本P3例1、P4例2，再思考！二、熱化學(xué)方程式的書寫H2(g)+I2(g)======2HI(g)△H=－14.9kJ/mol200℃101kPa1、熱化學(xué)方程式包含物質(zhì)變化和能量變化兩個局部，二者缺一不可。普通化學(xué)方程式只包含物質(zhì)變化一個局部。物質(zhì)變化能量變化二、熱化學(xué)方程式的書寫H2(g)+I2(g)======2HI(g)△H=－14.9kJ/mol200℃101kPa2、熱化學(xué)方程式需注明反響時的溫度和壓強(qiáng)。對于25℃101kPa時進(jìn)行的反響可不注明。普通化學(xué)方程式不需注明溫度和壓強(qiáng)。2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)△H=－483.6kJ/mol二、熱化學(xué)方程式的書寫3、熱化學(xué)方程式需注明各物質(zhì)的狀態(tài)。普通化學(xué)方程式不需注明物質(zhì)的狀態(tài)。2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)△H=－483.6kJ/mol2H2(g)+O2(g)==2H2O(l)△H=－571.6kJ/mol二、熱化學(xué)方程式的書寫4、熱化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)表示參加反響的各物質(zhì)的物質(zhì)的量，可為整數(shù)或分?jǐn)?shù),且△H與其對應(yīng)成比例。

普通化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)宏觀上表示各物質(zhì)的物質(zhì)的量，微觀上表示粒子數(shù)目，只能為整數(shù)，不能為分?jǐn)?shù)。H2(g)+O2(g)==H2O(g)△H=－241.8kJ/mol122H2(g)+O2(g)==2H2O(g)△H=－483.6kJ/mol

化學(xué)方程式

熱化學(xué)方程式化學(xué)計量數(shù)是整數(shù)，即表示微粒個數(shù)，又表示物質(zhì)的量整數(shù)也可以是分?jǐn)?shù)，只表示物質(zhì)的物質(zhì)的量狀態(tài)不要求表明必須在分子式后表明正負(fù)號及單位無必須表明意義表示化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化不僅表示化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化，還表明化學(xué)反應(yīng)中能量的變化小結(jié)：化學(xué)方程式與熱化學(xué)方程式的比較三、書寫熱化學(xué)方程式的本卷須知1.化學(xué)方程的右邊必須寫上△H，并用“空格〞隔開，△H：吸熱用“+〞，放熱用：“－〞，單位是kJ/mol.2.需注明反響的溫度和壓強(qiáng)，如不注明條件，指是25℃，1.01×105Pa；3.各物質(zhì)后需注明物質(zhì)狀態(tài)〔s、l、g、aq〕4.熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)僅表示物質(zhì)的量并不能表示物質(zhì)的分子數(shù)或原子數(shù)，因此化學(xué)計量數(shù)可以是整數(shù)也可以是分?jǐn)?shù)5.根據(jù)焓的性質(zhì)，假設(shè)化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)加倍，那么△H的數(shù)值也加倍；假設(shè)反響逆向進(jìn)行，那么△H改變符號，但絕對值不變6.熱化學(xué)方程式一般不要寫反響條件和氣體沉淀符號小結(jié)：熱化學(xué)方程式的書寫步驟：1.寫出化學(xué)反響方程式2.注明反響物和生成物的狀態(tài)3.標(biāo)明反響熱△H(注意單位和+、-〕4.注明反響的溫度和壓強(qiáng)〔不注明指常溫常壓〕5.檢查例1：當(dāng)1mol氣態(tài)H2與1mol氣態(tài)Cl2反響生成2mol氣態(tài)HCl，放出184.6kJ的熱量，請寫出該反響的熱化學(xué)方程式。H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)

?H=－184.6kJ/mol2H2(g)+2Cl2(g)=4HCl(g)

?H=－369.2kJ/molH2(g)+Cl2(g)=HCl(g)

?H=－92.3kJ/mol1212例2：1molN2(g)與適量O2(g)反響生成NO2(g)，需吸收68kJ的熱量；寫出熱化學(xué)方程式。N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)

?H=+

68kJ/mol測定中和熱ΔH=－

0.418（t2－t1）0.025kJ/mol寫出以下反響的熱化學(xué)方程式〔1〕1molC(固態(tài))與適量H2O(氣態(tài))反響,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))反響,生成CuO(固態(tài)),放出78.5kJ的熱量〔3〕1克甲醇燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時放熱22.68KJ；練習(xí)：例3、0.5molCH4完全燃燒生成CO2和H2O時，放出445kJ的熱量。那么以下熱化學(xué)方程式中正確的選項是〔〕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/molCΔH=–445kJ/molD例4、在1×105Pa，298K條件下，2mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484kJ熱量，以下熱化學(xué)方程式正確的選項是()A.2H2〔g〕＋O2〔g〕＝2H2O〔g〕ΔH＝＋484kJ·mol－1B.2H2〔g〕＋O2〔g〕＝2H2O〔l〕ΔH＝－484kJ·mol－1C.H2〔g〕＋1/2O2〔g〕＝H2O〔g〕ΔH＝＋242kJ·mol－1D.H2O〔g〕＝H2〔g〕＋1/2O2〔g〕ΔH＝＋242kJ·mol－1練習(xí)：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/mol1、充分燃燒ag乙炔氣體時生成1mol