第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量的變化(選修四)

1、第一章第一章 化學(xué)反應(yīng)與能量化學(xué)反應(yīng)與能量從物質(zhì)的角度：從物質(zhì)的角度：有新物質(zhì)生成有新物質(zhì)生成從微粒的角度：從微粒的角度：原子重新組合的過程原子重新組合的過程從化學(xué)鍵的角度：從化學(xué)鍵的角度：舊鍵的斷裂和新鍵的形成舊鍵的斷裂和新鍵的形成從能量的角度從能量的角度:釋放或貯存能量的過程釋放或貯存能量的過程化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)一、焓變一、焓變 反應(yīng)熱反應(yīng)熱1 1、反應(yīng)熱、反應(yīng)熱 恒恒( (等等) )壓過程：壓過程：反應(yīng)前后壓強(qiáng)不變，體積改變反應(yīng)前后壓強(qiáng)不變，體積改變 （敞口、針筒、活塞）。（敞口、針筒、活塞）。在化學(xué)反應(yīng)過程中放出或吸收的熱量在化學(xué)反應(yīng)過程中放出或吸收的熱量恒恒( (等等) )

2、容過程：容過程：反應(yīng)前后體積不變，壓強(qiáng)改變反應(yīng)前后體積不變，壓強(qiáng)改變 （密閉容器、體積不變?nèi)萜鳎＃荛]容器、體積不變?nèi)萜鳎? 2、焓變、焓變 焓（焓（H H）：熱力學(xué)狀態(tài)函數(shù)。）：熱力學(xué)狀態(tài)函數(shù)。 焓變焓變(H)：在一定條件下：在一定條件下(恒壓恒壓)的反應(yīng)熱的反應(yīng)熱 生成物與反應(yīng)物的焓值差。生成物與反應(yīng)物的焓值差。焓變符號焓變符號：H焓變單位焓變單位：kJ/molkJ/mol 測量條件：恒壓下，一般為敞口容器中測量條件：恒壓下，一般為敞口容器中“+ +”:”:吸熱吸熱，環(huán)境對體系做功自身能量增加，環(huán)境對體系做功自身能量增加 “ “”: :放熱放熱，體系對環(huán)境做功自身能量減少，體系對環(huán)境做

3、功自身能量減少3 3、反應(yīng)熱產(chǎn)生的原因、反應(yīng)熱產(chǎn)生的原因 化學(xué)反應(yīng)過程中能量變化示意圖化學(xué)反應(yīng)過程中能量變化示意圖H0H0H0小結(jié)：小結(jié)：能量守能量守恒定律恒定律HH（生成物）（生成物）H H（反應(yīng)物）（反應(yīng)物）H HH0H0為吸熱反應(yīng)為吸熱反應(yīng)H0H0為放熱反應(yīng)為放熱反應(yīng)E E（生成物）（生成物） E E（反應(yīng)物）（反應(yīng)物）能量由能量由“低到高低到高”E E（生成物）（生成物） E E（反應(yīng)物）（反應(yīng)物）能量由能量由“高到低高到低”吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)：吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)：有有熱量放出熱量放出的化學(xué)反應(yīng)叫做的化學(xué)反應(yīng)叫做放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)把把吸收熱量吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)叫做的化學(xué)反應(yīng)叫做吸熱反應(yīng)吸

4、熱反應(yīng)（1 1）從物質(zhì)所具有的能量角度從物質(zhì)所具有的能量角度 舊化學(xué)鍵斷裂：吸熱舊化學(xué)鍵斷裂：吸熱 新化學(xué)鍵形成：放熱新化學(xué)鍵形成：放熱（2 2）從化學(xué)鍵的角度）從化學(xué)鍵的角度 H=436+243H=436+2434314312= 2= 183 183 kJ/molH=H=184.6 kJ/mol184.6 kJ/mol（實驗值）（實驗值）理論值：理論值：4 4、常見吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)、常見吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng) 放熱放熱反應(yīng)反應(yīng) 放出熱量的化學(xué)反應(yīng)。放出熱量的化學(xué)反應(yīng)。HH為為“”或或H 0H 0H 0常見的吸熱反應(yīng)：常見的吸熱反應(yīng)：大多數(shù)分解反應(yīng)大多數(shù)分解反應(yīng)某些金屬氧化物的還原反應(yīng)某些金屬氧

5、化物的還原反應(yīng)C+CO2 C+H2O Ba(OH)28H2O+NH4Cl 1.1.已知斷開已知斷開1molH1molH2 2中的化學(xué)鍵要吸收中的化學(xué)鍵要吸收436kJ436kJ的的能量，斷開能量，斷開1mol O1mol O2 2中的化學(xué)鍵要吸收中的化學(xué)鍵要吸收496 kJ496 kJ的能量，形成水分子中的的能量，形成水分子中的1mol HO1mol HO鍵要放出鍵要放出463 kJ463 kJ的能量，試說明的能量，試說明2H2H2 2+ O+ O2 2 = 2H = 2H2 2OO中的中的能量變化。能量變化。H=436H=4362+4962+4964634634=-484kJ/mol4=-4

6、84kJ/mol練習(xí)：練習(xí)：2 2、1molC1molC與與1molH1molH2 2O(g)O(g)反應(yīng)生成反應(yīng)生成lmollmol CO(g)CO(g)和和1mol H1mol H2 2(g)(g)，需要吸收，需要吸收131.5kJ131.5kJ的熱量，該反應(yīng)的反應(yīng)熱為：的熱量，該反應(yīng)的反應(yīng)熱為：H=H= kJ/molkJ/mol。131.5131.53 3、拆開、拆開 lmollmol H HH H鍵、鍵、lmollmol N NH H鍵、鍵、lmolNNlmolNN鍵分別需要的能量是鍵分別需要的能量是436kJ436kJ、391kJ391kJ、946kJ946kJ，則，則1mol N1

7、mol N2 2生成生成NHNH3 3的的反應(yīng)熱為反應(yīng)熱為，1mol H1mol H2 2生成生成NHNH3 3的反應(yīng)熱為的反應(yīng)熱為 。 -92KJ/mol-92KJ/mol-30.7KJ/mol-30.7KJ/molN N2 2 + 3H + 3H2 2 = 2NH = 2NH3 3H =946+436H =946+4363 33913916=-92kJ/mol6=-92kJ/mol(N(N2 2) )H =(-92)H =(-92)3-30.7 kJ/mol3-30.7 kJ/mol(H(H2 2) )二、熱化學(xué)方程式二、熱化學(xué)方程式表示參加表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量反應(yīng)物質(zhì)的量和和反應(yīng)熱反應(yīng)熱

8、的的關(guān)系關(guān)系的化學(xué)方程式。的化學(xué)方程式。H2 (g)+ I2 (g) 2HI (g) 200200101KPaH= 14.9kJ/mol熱化學(xué)方程式書寫要點(diǎn)熱化學(xué)方程式書寫要點(diǎn)需注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)需注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)如在如在2525、101KPa101KPa下進(jìn)行的反應(yīng)，下進(jìn)行的反應(yīng)，可不注明溫度和壓強(qiáng)可不注明溫度和壓強(qiáng)應(yīng)注明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)應(yīng)注明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)氣體用氣體用g g；液體用；液體用l l；固體用；固體用s s；溶液用；溶液用aqaq2H2H2 2( (g g)+O)+O2 2( (g g)=2H)=2H2 2O(O(g g) ) H H1 1=-Q=-Q1 1kJ/

9、molkJ/mol2H2H2 2( (g g)+O)+O2 2( (g g)=2H)=2H2 2O(O(l l) ) H H2 2=-Q=-Q2 2kJ/molkJ/mol化學(xué)計量數(shù)表示物質(zhì)的量，而不是分子個數(shù)。化學(xué)計量數(shù)表示物質(zhì)的量，而不是分子個數(shù)。化學(xué)計量數(shù)可以是整數(shù)，可以是分?jǐn)?shù)?；瘜W(xué)計量數(shù)可以是整數(shù)，可以是分?jǐn)?shù)?；瘜W(xué)計量數(shù)與化學(xué)計量數(shù)與H H成正比，當(dāng)化學(xué)計量數(shù)成正比，當(dāng)化學(xué)計量數(shù) 不同時，其不同時，其H H不同不同H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)， H=-285.8kJ/mol右端標(biāo)注熱量數(shù)值和符號，右端標(biāo)注熱量數(shù)值和符號， HH：吸熱用：吸熱用“+ +”，放熱用：，放熱用：

10、“”。2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)，H=-571.6kJ/mol1 1、已知在、已知在2525，101kpa101kpa下，下，1gC1gC8 8H H1818( (辛烷辛烷) )燃燒生成燃燒生成COCO2 2和液態(tài)水時放出和液態(tài)水時放出48.40kJ48.40kJ熱量，熱量，表示上述反應(yīng)的熱化學(xué)方程式正確的是表示上述反應(yīng)的熱化學(xué)方程式正確的是( ) ( ) A AC C8 8H H1818(1)+25/2O(1)+25/2O2 2(g)=8CO(g)=8CO2 2(g)+9H(g)+9H2 2O(g) O(g) H=-48.40 kJmol H=-48.40 kJmol-1-1B

11、 BC C8 8H H1818(1)+25/2O(1)+25/2O2 2(g)=8CO(g)=8CO2 2(g)+9H(g)+9H2 2O(1) O(1) H=-5517.60 kJmol H=-5517.60 kJmol-1-1C CC C8 8H H1818(1)+25/2O(1)+25/2O2 2(g)=8CO(g)=8CO2 2(g)+9H(g)+9H2 2O(1) O(1) H=+5517.60 kJmol H=+5517.60 kJmol-1-1D DC C8 8HH1818(1)+25/2O(1)+25/2O2 2(g)=8CO(g)=8CO2 2(g)+9H(g)+9H2 2O

12、(1) O(1) H=-48.40 kJmol H=-48.40 kJmol-1-1B B2 2、1 1克甲烷在空氣中燃燒，恢復(fù)常溫下測得克甲烷在空氣中燃燒，恢復(fù)常溫下測得放出熱量放出熱量55.625KJ55.625KJ，試寫出熱化學(xué)方式。，試寫出熱化學(xué)方式。CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H=- 890 kJ/mol3 3、常溫下、常溫下1414克克COCO在足量氧氣中充分燃燒，在足量氧氣中充分燃燒，放出放出141.3KJ141.3KJ熱量，寫出該熱化學(xué)方程式。熱量，寫出該熱化學(xué)方程式。CO(g) + 1/2O2(g)=CO2(g) H=- 282.6 kJ/mol

13、4 4、比較、比較Q Q1 1和和Q Q2 2的大小、的大小、 H H1 1和和H H2 2的大小的大小2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)，H1=-Q1kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)，H2=-Q2kJ/molQ1Q2H1 H2注意：熱量比較比數(shù)值，注意：熱量比較比數(shù)值， H H比較帶符號比較帶符號 練習(xí)：比較練習(xí)：比較QQ1 1和和QQ2 2的大小、的大小、HH1 1和和HH2 2的大小的大小S(S(g g)+O)+O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(g) (g) H H1 1=-Q=-Q1 1 kJ/mol kJ/molS(S(s s)+O)+O2 2(g)

14、=SO(g)=SO2 2(g) (g) H H2 2=-Q=-Q2 2 kJ/mol kJ/molQ1Q2H1 H22H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(O(g g) ) H H1 1=-Q=-Q1 1kJ/molkJ/mol2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(O(l l) ) H H2 2=-Q=-Q2 2kJ/molkJ/molQ1 H2（由氣態(tài)水變成液態(tài)水要放出熱量）（由氣態(tài)水變成液態(tài)水要放出熱量）5 5、已知某溫度下的熱化學(xué)方程式：、已知某溫度下的熱化學(xué)方程式：2SO2SO2 2(g)(g)O O2 2(g) 2

15、SO(g) 2SO3 3(g) (g) H=H=197kJ/molkJ/mol試寫出試寫出SOSO3 3分解的熱化學(xué)反應(yīng)方程式。分解的熱化學(xué)反應(yīng)方程式。2SO3(g) 2SO2(g) O2(g) H=+197kJ/mol注意：注意：對于可逆反應(yīng)，對于可逆反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)逆向進(jìn)行時，其反應(yīng)熱與當(dāng)反應(yīng)逆向進(jìn)行時，其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的數(shù)值相等，符號相反。正反應(yīng)的數(shù)值相等，符號相反。其反應(yīng)熱是指反應(yīng)物其反應(yīng)熱是指反應(yīng)物完全轉(zhuǎn)變成完全轉(zhuǎn)變成生成物放出或吸收的熱量。生成物放出或吸收的熱量。6 6、已知：、已知：C(s)+OC(s)+O2 2(g) = CO(g) = CO2 2(g) (g) H=-393.5

16、kJ/mol H=-393.5 kJ/mol 要獲得要獲得1000kJ1000kJ熱量，需燃燒多少克碳？熱量，需燃燒多少克碳？10001000393.5393.512=30.5(g)12=30.5(g)7 7、已知：、已知：S(s)+OS(s)+O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(g) (g) H=-290.6H=-290.6 kJ/mol kJ/mol求求1.6g1.6g硫燃燒成為硫燃燒成為SOSO2 2氣體，氣體， 放出多少熱量？放出多少熱量？1.61.63232290.6=14.53(KJ)290.6=14.53(KJ)三、中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定三、中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定1 1、中和熱、

17、中和熱酸與堿反應(yīng)生成酸與堿反應(yīng)生成1mol H1mol H2 2O O時釋放的熱量時釋放的熱量稱中和熱。稱中和熱。數(shù)值：數(shù)值：稀稀溶液中，溶液中，強(qiáng)酸強(qiáng)酸和和強(qiáng)堿強(qiáng)堿中和時中和時 H= H= 57.3kJ/mol57.3kJ/mol2 2、中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定、中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定 原理：原理：Q=mcQ=mct t儀器及藥品儀器及藥品實驗步驟實驗步驟 實驗步驟：實驗步驟：a、在大燒杯底部墊泡沫塑、在大燒杯底部墊泡沫塑料（或紙條），使放入的料（或紙條），使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口小燒杯杯口與大燒杯杯口相平。然后再在大、小燒相平。然后再在大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑料杯之間填滿碎泡沫塑料（或紙

18、條），大燒杯上用（或紙條），大燒杯上用泡沫塑料板（或硬紙板）泡沫塑料板（或硬紙板）作蓋板，在板中間開兩個作蓋板，在板中間開兩個小孔，正好使溫度計和環(huán)小孔，正好使溫度計和環(huán)形玻璃攪拌棒通過，形玻璃攪拌棒通過，以達(dá)以達(dá)到保溫、隔熱、減少實驗到保溫、隔熱、減少實驗過程中熱量損失的目的過程中熱量損失的目的，如上圖所示。該實驗也可如上圖所示。該實驗也可在保溫杯中進(jìn)行。在保溫杯中進(jìn)行。b b、用一個量筒量取、用一個量筒量取50mL 50mL 0.5mol/L0.5mol/L鹽酸，鹽酸， 倒入倒入 小燒杯中，并用溫度計測量鹽酸的溫度，記錄小燒杯中，并用溫度計測量鹽酸的溫度，記錄。 把溫度計上的酸用水沖洗干凈。把溫度計上的酸用水沖洗干凈。c c、用另一個量筒量取、用另一個量筒量取50mL 50mL 0.55mol/L0.55mol/L氫氧化氫氧化鈉，并用溫度計測量氫氧化鈉的溫度，記錄。鈉，并用溫度計測量氫氧化鈉的溫度，記錄。d d、把套有蓋板的溫度計和環(huán)形玻璃攪拌棒放、把套有蓋板的溫度計和環(huán)形玻璃攪拌棒放入小燒杯中，并把量筒中的入小燒杯中，并把量筒中的NaOHNaOH溶液一次倒入溶液一次倒入小燒杯（注意不要灑在外面），蓋好蓋板。用小燒杯（注意不