化學(xué)反應(yīng)與能量變化

1、化學(xué)反應(yīng)與能量變化考點(diǎn)一：始變反應(yīng)熱一、斤含變反應(yīng)熱1、定義：在化學(xué)反應(yīng)的過程中，當(dāng)反應(yīng)物和生成物具有相同溫度時(shí)，所吸收或放出的熱量稱為化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱。在一定壓強(qiáng)下，在敞口容器中發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)熱等于烙變。符號：AH,單位：一般采用kJ/molo2、產(chǎn)生的原因：微觀角度：化學(xué)反應(yīng)過程中的反應(yīng)物分子化學(xué)鍵斷裂時(shí)吸收的能量與生成物分子化學(xué)鍵形成時(shí)放出的能量不相等，使化學(xué)反應(yīng)均伴隨著能量變化。如下表實(shí)例一般規(guī)律建iscjdw;斷裂+!假好中（i'i1口斷裂，隊(duì)切堂,曼德加大形毯成I成!HClHjcf產(chǎn)J、.梗L享/*口：腿.能量“+曰?母=2HGI反應(yīng)的能景變化示意目<應(yīng)物L(fēng)吸收能量&

2、#163;反應(yīng)Ji舊化學(xué)做斷裂成一jE,5Atf1j放出他量0反應(yīng)理論值：H=183KJ/molH=實(shí)驗(yàn)值：H=184.6KJ/mol理論推算：H=EiE2吸熱反應(yīng)：AH為""或AH0。放熱反應(yīng)：AH為“”或AH0。計(jì)算：AH=E（反應(yīng)物分子鍵能總和）E（生成物分子鍵能總和）實(shí)驗(yàn)測定：在恒壓條件測定宏觀角度：如果在一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物的總能量大于產(chǎn)物的總能量，則該反應(yīng)就是反應(yīng)，此時(shí)的HV0;反之，則為反應(yīng)，此時(shí)的AH>0。即放熱反應(yīng)：反應(yīng)物的總能量（填“V”或下同）”生成物的總能量，AH0。該過程能轉(zhuǎn)化為能。吸熱反應(yīng)：生成物的總能量反應(yīng)物的總能量，AH0。該過程能轉(zhuǎn)

3、化能。微觀與宏觀的關(guān)系：一般情況下，分子內(nèi)部的鍵能（或晶格能）越大，物質(zhì)越穩(wěn)定，具有的能量就越（填“低”或“高”下同）；分子內(nèi)部的鍵能（或晶格能）越小，物質(zhì)越不穩(wěn)定，具有的能量就越。3、放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的比較回放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)定義有熱量放出的化學(xué)反應(yīng)有熱量吸收的化學(xué)反應(yīng)形成原因（宏觀）反應(yīng)物的總能量生成物的總能量反應(yīng)物的總能量生成物的總能量與化學(xué)鍵強(qiáng)弱的關(guān)系（微觀）生成物分子成鍵時(shí)釋放出的總能量大于反應(yīng)物分子斷裂時(shí)吸收的總能量生成物分子成鍵時(shí)釋放出的總能量小于反應(yīng)物分子斷裂時(shí)吸收的總能量表小方法2HcQH=E（生成物）E（反應(yīng)物）Z»>QAH=E（生成物）E（反應(yīng)物）從物質(zhì)的

4、角度：有新物質(zhì)生成；從微粒的角度：原子重新組合的過程；從化學(xué)鍵角度：舊鍵的斷裂和新鍵的形成；從能量的角度：釋放或儲(chǔ)存能量的過程?！疽呻y解析】1、放熱反應(yīng)不需要加熱就可以發(fā)生，而吸熱反應(yīng)只有加熱才能發(fā)生。上述說法正確嗎？原因是什么？解答：不正確；化學(xué)反應(yīng)中的能量變化主要表現(xiàn)為放熱和吸熱，反應(yīng)放熱還是吸熱主要取決于反應(yīng)物、生成物所具有的總能量的相對大小。放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)在一定條件下都能發(fā)生。反應(yīng)開始時(shí)需加熱的反應(yīng)可能是吸熱反應(yīng)，也可能是放熱反應(yīng)。反應(yīng)的熱量變化與反應(yīng)是否需要加熱沒有必然的聯(lián)系。2、化學(xué)反應(yīng)中的能量變化只是以熱量的形式表現(xiàn)的嗎？解答：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，主要表現(xiàn)為熱量變化，但并不

5、完全是熱量變化，還有光能、電能等釋放或者是熱能、電能或光能等轉(zhuǎn)化為物質(zhì)內(nèi)部的能量（化學(xué)能）被“儲(chǔ)存”起來的過程。3、反應(yīng)熱的應(yīng)用某物質(zhì)內(nèi)部的能量越低（該物質(zhì)的鍵能越大），則該物質(zhì)越穩(wěn)定；某物質(zhì)內(nèi)部的能量越高（該物質(zhì)的鍵能越?。?，則該物質(zhì)越不穩(wěn)定，這是自然界的一條普遍規(guī)律。根據(jù)反應(yīng)熱的大小可比較物質(zhì)內(nèi)部能量的高低物質(zhì)的穩(wěn)定性。反應(yīng)熱的大小可以判斷金屬、非金屬的活潑性、狀態(tài)及反應(yīng)程度等。金屬失去電子時(shí)，會(huì)吸收能量，吸熱越少，金屬越活潑；非金屬原子得到電子時(shí)，會(huì)放出能量，放熱越多，非金屬越活潑?！揪毩?xí)1】（雙選）下列說法正確的是（）A、需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)B、任何放熱反應(yīng)在常溫條件下

6、一定能發(fā)生C、反應(yīng)物和生成物具有的總能量相對大小決定了反應(yīng)是吸熱還是放熱D、吸熱反應(yīng)在一定條件下（如常溫、加熱）也能發(fā)生【練習(xí)2】下列變化過程，屬于放熱過程的是（）液態(tài)水變成水蒸氣酸堿中和反應(yīng)濃硫酸稀釋固體氫氧化鈉溶于水氫氣在氯氣中燃燒弱酸電離氯化俊晶體與八水全氫氧化銀晶體混合攪拌A、B、C、D、【練習(xí)3】拆開lmolH-H鍵、lmolNH鍵、ImolN三N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,則1molN2生成NH3的反應(yīng)熱ZH=,1molH2生成NH3的反應(yīng)熱為Ah=【練習(xí)4】參照反應(yīng)Br+H2>HBr+H的能量對反應(yīng)歷程的示意圖，下列敘述中正確的（）A.正反應(yīng)為吸熱

7、反應(yīng)B.正反應(yīng)為放熱反應(yīng)C.加入催化劑，該反應(yīng)的反應(yīng)熱增大D.從圖中可看出，該反應(yīng)的反應(yīng)熱與反應(yīng)途徑有關(guān)圖中AH=【誤區(qū)警示】1、物質(zhì)變化過程也有能量變化，但不屬于反應(yīng)熱的范疇。2、反應(yīng)熱與反應(yīng)的始態(tài)、終態(tài)有關(guān)；與物質(zhì)的物質(zhì)的量有關(guān)；與物質(zhì)狀態(tài)有關(guān)；與溫度、壓強(qiáng)有關(guān)。3、反應(yīng)熱與反應(yīng)的引發(fā)條件(如光照、點(diǎn)燃或加入催化劑)無關(guān)，與反應(yīng)途徑無關(guān)。二、燃燒熱、中和熱(一)定義1、燃燒熱：燃燒熱指的在101kPa時(shí)，1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)放出的熱量。概念中的關(guān)鍵詞：101kPa、1mol、完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物。【穩(wěn)定的氧化物的理解】HH2O(l)、CCO2(g)、SSO2(g)、P

8、-P2Qs(s)>NN2(g)、C-HCl(g)2、中和熱：在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O,這時(shí)的反應(yīng)熱叫做中和熱(中學(xué)階段主要討論強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的反應(yīng))概念中的關(guān)鍵詞：稀溶液中、生成1molH2O。風(fēng)力、陽光、潮(二)中和熱測定實(shí)驗(yàn)例：50mL0.50molL-1鹽酸與50mL0.55molL-1NaOH溶液在如圖所示裝置中進(jìn)行中和反應(yīng)。通過測定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計(jì)算中和熱?；卮鹣铝袉栴}(1)從實(shí)驗(yàn)裝置上看，圖中儀器名稱是環(huán)形玻璃攪拌棒(2)燒杯間填滿碎紙條的作用是減少實(shí)驗(yàn)過程中的熱量損失(3)若大燒杯上不蓋硬紙板，求得中和熱數(shù)值偏小(4)實(shí)驗(yàn)中改用60mL0.5m

9、olL-1鹽酸跟50mL0.55molL-1NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng)，與上述實(shí)驗(yàn)相比，所測得的中和熱值相等，簡述理由：因?yàn)椤爸泻蜔帷笔侵杆岣鷫A發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時(shí)所放出的熱量，與酸堿的用量無關(guān)。(5)用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液或用醋酸代替鹽酸進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，測得的中和熱的數(shù)值會(huì)偏小(為什么？)。(四)了解能源能源就是能提供能量的自然資源。目前主要使用的能源是化石燃料，常見的能源有化石燃料、汐等?？键c(diǎn)二：熱化學(xué)方程式蓋斯定律一、熱化學(xué)方程式反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式。1、定義：表不參加反應(yīng)物質(zhì)的量和2、意義：表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化和完全反應(yīng)時(shí)的能量變化。如2H2(g)+O2(

10、g)=2H2O(l)AH=571.6kJ?mol1：表示在25C、101kPa下，3、書寫要求要注明反應(yīng)條件：反應(yīng)熱AH和測定條件(溫度、壓強(qiáng))有關(guān)。因此，書寫熱化學(xué)方程式時(shí)要注明AH的測定條件。絕大多數(shù)的AH是在25C、1.01X105Pa下測定的，可不注明溫度和壓強(qiáng)。要注明AH的符號和單位：AH只能寫在熱化學(xué)方程式的右邊，單位kJ?mo1。若為放熱反應(yīng)，AH為“"；若為吸熱反應(yīng)，AH為“要注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)：反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)不同，因?yàn)橥N物質(zhì)狀態(tài)不同，具有的能量也不同，以物質(zhì)水為例：H2O(g)>H2O(l)>H2O(s)反應(yīng)熱AH就不同。因此，必須注明物質(zhì)的

11、聚集狀態(tài)才能完整地體現(xiàn)出熱化學(xué)方程式的意義。注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)時(shí)氣態(tài)用，液態(tài)用,固態(tài)用，溶液用c要注意熱化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量，可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)。熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱是表示反應(yīng)物完全反應(yīng)時(shí)的熱量變化，與反應(yīng)是否可逆無關(guān)。方程式中化學(xué)式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)必須與AH相對應(yīng)，即化學(xué)計(jì)量數(shù)與AH成正比。當(dāng)反應(yīng)逆向進(jìn)行時(shí)，其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號相反。如：A、H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)AHiB、1/2H2(g)+1/2C12(g)=HCl(g)AH2C、2HC1(g)=H2(g)+C12(g)AH3則有：

12、AHi=。一般不需注明反應(yīng)條件(如加熱、點(diǎn)燃等)。【疑難解析】對于可逆反應(yīng)中反應(yīng)熱AH的意義。如SO2(g)+1/202(g)=SO3(g)AH=QkJmol1表示的意義是1molSO2(g)與1/2molO2(g)完全反應(yīng)生成1molSO3(g),放出QkJ的熱量，反應(yīng)熱AH的數(shù)值與化學(xué)平衡的移動(dòng)無關(guān)。實(shí)際實(shí)驗(yàn)中，以1molSO2(g)與1/2molO2(g)混合反應(yīng)后放出的熱量小于QkJ。理解或計(jì)算時(shí)，一定以完全反應(yīng)的物質(zhì)的量為基準(zhǔn)計(jì)算?！疽c(diǎn)深化】1、判斷熱化學(xué)方程式正誤的“五看”法“一看”各物質(zhì)的聚集狀態(tài)是否正確；“二看”AH的“+”、”是否正確；“三看”反應(yīng)熱的單位是否為kJVmol

13、1;“四看”反應(yīng)熱數(shù)值與化學(xué)計(jì)量數(shù)是否對應(yīng)。“五看”反應(yīng)條件(指反應(yīng)熱的測定條件：溫度和壓強(qiáng))2、根據(jù)兩個(gè)熱化方程式比較反應(yīng)熱大小時(shí)要注意：物質(zhì)的聚集態(tài)及其化學(xué)計(jì)量數(shù)；反應(yīng)熱所帶的“+”、“”號均具有化學(xué)意義，參與大小比較?！纠?】(改編組合)下列熱化學(xué)方程式正確的是()。A.(2010浙江理綜)甲烷的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為一890.3kJmol1,則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為：CH"g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)AH=-890.3kJmol1B.(2010浙江理綜)500C、30MPa下，將0.5molN2和15molH2置于密閉的容器中充分反應(yīng)生.成NH3(g),放熱

14、19.3kJ,其熱化學(xué)方程式為：N2(g)+3H2(g)'的。拍MPd2NH3(g)AH=-38.6kJmolC.S(s)+O2(g)=SO2(g)AH=-269.8kJmol二、蓋斯定律D.2NO2=O2+2NOAH=+116.2kJmol1、含義：不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成還是分幾步完成，有關(guān)，而與反應(yīng)途徑無關(guān)。3、舉例：Am/AH】、/MLaIIi/©11二a+匚c血,CO：閶其反應(yīng)熱是相同的，它只與反應(yīng)體系的和已知：CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)C(s)+O2(g)=CO2(g)求算C(s)+1/2O2(g)=CO(g)AH2=283.0kJ/molAH3=-

15、393.5kJ/molAH1=三、反應(yīng)熱的計(jì)算1、蓋斯定律2、根據(jù)化學(xué)鍵計(jì)算：AH=反應(yīng)物斷鍵所吸收的能量總和-生成物成鍵所釋放的能量總和。3、根據(jù)反應(yīng)物和生成物的能量計(jì)算：AH=生成物具備的總能量一反應(yīng)物具備的總能量。四、反應(yīng)熱的大小比較1、比較反應(yīng)熱大小的方法同一反應(yīng)生成物狀態(tài)不同時(shí)，如A(g)+B(g)=C(g)AH1,A(g)+B(g)=C(l)AH2,則AH1>AH2。同一反應(yīng)物狀態(tài)不同時(shí)，如A(s)+B(g)=C(g)AHbA(g)+B(g)=C(g)AH2,則AH1>AH2。2、比較反應(yīng)熱的大小注意事項(xiàng)：反應(yīng)中各物質(zhì)的聚集狀態(tài)；AH有正負(fù)之分，比較時(shí)要連同“十”“一”

16、在內(nèi)一起比較，類似數(shù)學(xué)中的正、負(fù)數(shù)大小的比較；若只比較放出熱量的多少，則只比較數(shù)值的大小，不考慮正、負(fù)號。【例2】下列各組熱化學(xué)方程式的ZH前者大于后者的是()。 C(s)+O2(g)=CO2(g)AHi S(s)+O2(g)=SO2(g)ZH3 H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)川5 CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)AH7A.B.C.C(s)+1/2O2(g)=CO(g)AH2S(g)+O2(g)=SO2(g)AH42H2(g)+O2(g)=2H2O(l)AH6CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(aq)AHsD.【練習(xí)1】(改編自2010福建理綜)由C、S形成的液

17、態(tài)化合物CS2O.2mol在O2中完全燃燒，生成兩種氣態(tài)氧化物，298K時(shí)放出熱量215kJ。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為(AH=1075KJ/mol)我國兩次成功發(fā)射"神舟"載人飛船，火箭用的燃料是液態(tài)的偏二甲月井(C2HsN2)和四氧化二氮，若0.1mol液態(tài)的偏二甲隊(duì)與液態(tài)N2O4完全反應(yīng)，生成氣態(tài)的N2、H2O和CO2,同時(shí)放出akJ熱量，該反應(yīng)的氧化劑是(填化學(xué)式)；試寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：AH=-10aKJ/mol【練習(xí)2已知充分燃燒ag乙快氣體時(shí)生成1mol二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水，并放出熱量熱的化學(xué)方程式：AH=-2bKJ/mol在25C、101kPa下，已知Si

18、H4氣體在氧氣中完全燃燒后恢復(fù)至原狀態(tài)，平均每轉(zhuǎn)移kJ,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是川=1520.0KJ/mol已知：TiO2(s)+2cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g)H=+140kJmol12c(s)+O2(g)=2CO(g)AH=221kJmol1寫出TiO2和焦炭、氯氣反應(yīng)生成液態(tài)學(xué)方程式：AH=-81.0KJ/molbkJ,則表示乙快燃燒1mol電子放熱190.0TiCl4和CO氣體的熱化1.6g硫燃燒成為SO2氣體時(shí)放出熱量14.53KJ,試用熱化學(xué)方程式表示出硫的燃燒熱。H=-290.6KJ/mol0.3mol的氣態(tài)高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧氣中燃燒，生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水，放出649.5kJ熱量,其熱化學(xué)反應(yīng)方程式為出=-2165.0KJ/mol;又知H2O(l)千=±H2O(g);H=+44kJ/mol,則