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1、第一节 化学反应与能量的变化,一、焓变 反应热,1、反应热,在化学反应过程中放出或吸收的热量。,2、焓和焓变,焓：焓（H）是与内能有关的物理量。,单位：kJ/mol（kJmol1）,作用：决定一个反应是吸收还是放出热量。,规定：H为“+”或H0：吸热 H为“-”或H0：放热,（2）焓变：,定义：焓变（H）是生成物与反应物的焓值差。即H=H生成物-H反应物,比较H的大小时，要连同“”、“”包含在内,特别注意,化学反应过程中为什么会有能量的变化？化学反应的实质就是反应物分子中化学键断裂，形成新的化学键，重新组合成生成物的分子的过程。旧键断裂需要吸收能量，新键形成需要放出能量。而化学反应中，旧键的断
2、裂所吸收的总能量与新键形成所放出的总能量是不相等的，而这个差值就是反应中能量的变化。所以化学反应过程中都会有能量的变化。,3、反应热与焓变的关系,恒压条件下，反应热即为焓变。,以1 mol H2与1 mol Cl2反应生成2 mol HCl时放出184.6 kJ的热量为例，从微观角度解释化学反应过程中的能量变化。解答此反应过程的能量变化可表示如下：,4、化学反应中的能量变化,(1)化学键断裂时需要吸收能量,吸收的总能量为 kJ。(2)化学键形成时需要释放能量释放的总能量为 kJ。(3)反应热的计算：，即放出 KJ的能量。显然，分析结果与实验测得的该反应的反应热184.6 kJmol1很接近。,
3、上述反应的反应热表示为：,679,862,862 kJ679 kJ183 kJ,183,H=-184.6kJ/mol,一般用实验数据表示反应热,所以，从微观角度解释化学反应过程中的能量变化为：,（1）微观,本质原因：由化学键断裂和化学键形成的能力差决定。,H=反应物键能之和-生成物键能之和,小试一下：,例1：1molC与1mol水蒸气反应生成1molCO和1molH2，需要吸收131.5kJ的热量。,H=+131.5kJ/mol,例 2：拆开 lmol HH键、lmol NH键、lmolNN键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则1mol N2生成NH3的反应热为，1mol H
4、2生成NH3的反应热为。,-92KJ/mol,-30.6KJ/mol,（2）宏观：,反应物和生成物所具有的总能量的相对大小决定。,H=生成物总能量-反应物总能量,二、热化学方程式,什么是热化学方程式？,表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式，叫做热化学方程式。,概念：,思考交流,与化学方程式相比，热化学方程式有哪些不同？正确书写热化学方程式应注意哪几点？,请看以下几个例子，再思考！,例题1：科学文献上的热化学方程式,H2(g)+I2(g)=2HI(g)H=14.9kJ/mol,200101kPa,物质变化,能量变化,物质状态,温度和压强,对于 25 101kPa时进行的反应可不注明,说
5、明,例题2：两个热化学方程式有何不同,状态不同，焓变不同。所以要注明各物质的状态。,书写热化学方程式的注意事项,1、化学方程式的右边写上H，吸热用“+”，放热用“”，单位是kJ/mol；,2、需注明反应的温度和压强，如不注明条件，即指:25 101KPa；,3、物质后需标聚集状态（s、l、g、aq）,5、化学计量数与反应热可以同时最大或减小相同的倍数；,4、化学计量数仅表示物质的量，不表示物质的分子数或原子数，可以是整数也可以是分数,6、可逆反应的H是指物质完全反应时的热效应，当反应逆向进行时，其反应热与正反应的数值相等，符号相反。,2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=-571.6kJ
6、/mol,H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l),H=-285.8kJ/mol,热化学方程式的意义,不仅表示反应中物质的变化，也表示了能量的变化。,1、当1mol气态H2与1mol气态Cl2反应生成2mol气态HCl，放出184.6KJ的热量，请写出该反应的热化学方程式。,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)H=-184.6KJ/mol,练习：,2、依据事实，写出下列反应的热化学方程式,（）1mol碳完全燃烧放出393.5KJ的热量；（）1克甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水时放热22.68KJ；（）1mol氯气和水蒸气通过灼热的炭层反应，生成氯化氢和二氧化碳放出145KJ的热量。,3、沼气
7、是一种能源，它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445 kJ的热量。则下列热化学方程式中正确的是,A、2CH4(g)4O2(g)2CO2(g)4H2O(l)H=+890 kJ/mol,B、CH4 2 O2 CO2 H2O H=890 kJ/mol,C、CH4(g)2 O2(g)CO2(g)2 H2O(l)H=890 kJ/mol,D、1/2CH4(g)O2(g)1/2CO2(g)H2O(l)H=-890 kJ/mol,C,写出下列反应的热化学方程式1）1molN2(g)与适量O2(g)反应生成NO(g)，需吸收68kJ的热量；2）1molCu(s)与适
8、量O2(g)反应生成CuO(s)，放出157kJ热量；3）1g 硫粉在氧气中充分燃烧放出 9.36kJ热量，写出硫燃烧的热化学方程式。4）4g CO在氧气中燃烧生成CO2，放出 9.6kJ热量，写出CO燃烧的热化学方程式。,三、中和热的测定,定义：,2原理：,在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1mol水时放出的热量叫做中和热。,通过一定量的酸碱溶液在反应前后温度的变化，计算反应放出的热量（Q=mct），由此求出中和热（H=Q/n水）。,a、在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板
9、，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的，如上图所示。该实验也可在保温杯中进行。,3装置和实验步骤：,b、用一个量筒量取50mL 0.5mol/L盐酸，倒入 小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记录。把温度计上的酸用水冲洗干净。,c、用另一个量筒量取50mL 0.55mol/L氢氧化钠，并用温度计测量氢氧化钠的温度，记录。,d、把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯（注意不要洒在外面），盖好盖板。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确量取混合溶液的最高温度，记为终止温度，记录。,e、重复
10、实验步骤24三次,中和热表示为：H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)H=-57.3kJmol,4实验结论：,如何提高中和热测定的准确度呢？,增强保温、隔热措施，减少实验过程中热量的损失。不断搅动，使热量分散均匀使用稀酸溶液和稀碱溶液，减少溶解热的干扰使用强酸和强碱溶液，减少电离热效应的干扰,、生成1mol水。中和反应的实质是H+和OH-化合生成H20，若反应过程中有其他物质生成，这部分反应热不在中和热之内。,5.注意事项：,、条件：稀溶液。（浓酸或浓碱参与反应时，溶解放热，会使中和热数值大于57.3kJ/mol）,、反应物：（强）酸与（强）碱。（弱酸与弱碱参加反应，弱电解质电离要吸热，使
11、中和热数值小于57.3kJ/mol）,、放出的热量：57.3kJ/mol,练一练：,1、已知 H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)H=-57.3kJ/mol，求下列中和反应中放出的热量。（1）用20gNaOH配稀溶液跟足量稀盐酸反应放出_ kJ的热量。（2）用28gKOH配稀溶液跟足量稀硝酸反应，放出_kJ的热量。,28.7,28.7,2含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸恰好完全反应，放出28.7 kJ热量，下列表示该反应中和热的热化学方程式正确的是()A NaOH(aq)HCl(aq)NaCl(aq)H2O(l)H28.7 kJmol1B NaOH(aq)HCl(aq)NaCl(aq)H2O H57.4 kJmol1CNaOH(aq)HCl(aq)NaCl(aq)H2O(l)H57.4 kJmol1DNaOH(aq)HCl(aq)NaCl(aq)H2O(l)H57.4 kJmol1,答案D,
