1、2018年6月9日星期六,方展林,第一章化学反应与能量,第一节 化学反应与能量的变化,任何化学反应都伴有能量变化，化学反应中的能量变化常以热能、光能、电能的形式表现出来。,放热反应吸热反应,放出热量的化学反应吸收热量的化学反应,化学反应中质量守恒、能量守恒,讨论：,你学过的化学反应哪些是放热反应？哪些是吸热反应？,常见的吸热反应和放热反应：,例：酸碱中和反应、可燃物的燃烧反应 部分复分解反应； 自发进行的氧化还原反应,例：石灰石高温煅烧制生石灰、 氯酸钾受热分解制氧气等,1.不需要条件能够自发进行,或撤离条件后仍能自发进行的化学反应一般是放热反应. 2.必需要一定的条件(如：加热、电解等)才能
2、发生,而且撤离条件后不能自发进行的化学反应,多数是吸热反应.,强酸、强碱溶于水盐的溶解多数盐结晶时物质熔化、气化物质凝固、液化,放出热量；是吸热的，少数是放热的；一般会放出热量； 是吸热的； 是放热的。,讨论：,为什么化学反应会伴随能量变化？为什么有的化学反应会放热，有的化学反应会吸热?,化学反应放热的原因:,放出能量,物 反应进行所需的最低能量质 反应物总能量的能 量 生成物总能量 反应进程,反应物的总能量大于生成物的总能量.生成物分子形成时释放出的总能量大于反应物分子所吸收的总能量.,化学反应吸热的原因:,吸收能量,反应进行所需的最低能量物质 生成物总能量的能量 反应物总能量 反应进程,反
3、应物的总能量小于生成物的总能量.生成物分子形成时释放出的总能量小于反应物分子所吸收的总能量.,例：氢气与氯气反应生成氯化氢,放出热量,E 2H+2Cl H2+Cl2 2HCl 反应过程,回忆,氢原子和氢原子分开时，化学键怎么变？能量怎么变化？多了？少了？从哪来？到哪去？化学键的变化与能量的变化有什么关系？,外力做功时能量如何变化,回忆,氢原子和氢原子靠近时，化学键怎么变？能量怎么变化？多了？少了？ 从哪来？到哪去？化学键的变化与能量的变化有什么关系？,一个化学反应的过程，本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程,吸收能量,放出能量,*化学反应的本质：,思考,液态水变成气态水时，能量是如何变化
4、的？能否从微观角度解释能量变化的原因？,物质的三态变化常伴随着能量变化,结 论,你从图中发现了什么？ 1、 2、 3、,观察下列示意图：,你发现了吗？,假想中的物质,实验测得1molH2与1molCl2反应生成2molHCl时放出184.6kJ的热量，从微观角度应如何解释？,化学键断裂时吸收总能量=化学键形成时放出总能量=,679kJ,862kJ,反应热的计算：,1、定义：,化学反应过程中所释放或吸收的能量，都可以热量（或换算成相应的热量）来表述，叫做反应热，又称为“焓变”。,2、符号：,H,3、单位：,KJ/mol,4、规定：,(1)反应体系的能量降低（即 放热反应），则H为“”；,(2)反
5、应体系的能量升高（即 吸热反应），则H为“”；,即：,当H为“”（ H0）时，为吸热反应,思考,能量如何转换的？能量从哪里转移到哪里？体系的能量如何变化？升高还是降低？环境的能量如何变化？升高还是降低？规定放热反应的H 为“”，是站在谁的角度？体系还是环境？,放热反应中,环境,通过此图大家还能发现这反应热H有什么规律，如何计算？,我们可以发现：,H,E（生成物的总能量） E（反应物的总能量）,H,E（反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量） E（生成物分子化学键形成时所释放的总能量）,例 1：1molC与1molH2O(g)反应生成lmol CO(g)和1mol H2(g)，需要吸收131.5k
6、J的热量，该反应的反应热为H=kJ/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，1molH2生成NH3的反应热为。,131.5,-92KJ/mol,-30.67KJ/mol,练 习,H=4363+946-6391 =-92KJ/mol,二、学会热化学方程式的书写,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。,请看以下两个例子，再思考！,意义:热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。,请同学们分析为什
7、么二者的产物同样是水，而释出的能量却不同？,数量的分析：反应物的状态，数量和生成物的数量都相同，但由于气态水转化为液态要放出一定热量,H2O(l) = H2O(g) H=+44.0KJ/mol,思考1、在同温、同压下，比较下列反应放出热量Q1、Q2的大小,A：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)+Q1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)+Q2,数量的分析：反应物的状态，数量和生成物的数量都相同，但由于气态水转化为液态要放出一定热量,Q2Q1 H2 H1,B: S(g)+O2(g)=SO2(g)+Q1 S(S)+O2(g)=SO2(g)+Q2,思考、在同温、同压下，比较下列反应放出热量
8、Q1、Q2的大小,两式数量相同，S由固态吸收热量转化为气态，在氧化燃烧生成SO2。其放出热量的总和小于由气态S直接燃烧所放出的热量，Q2H1,C: C(S)+1/2O2(g)=CO(g)+Q1 C(S)+O2(g)=CO2(g)+Q2,思考、在同温、同压下，比较下列反应放出热量Q1、Q2的大小,固态C氧化为CO，释放出热量Q1，CO是气体燃料，和O2反应生成CO2，又释放热量Q3，两次释放热量的总和Q1+Q3，等于固态C氧化为气态CO2释放的热量Q2，Q2Q1 H2 H1,思考与交流,热化学方程式与普通化学方程式有什么这区别？正确书写其应当注意哪几点？,注明反应的温度和压强。（若H是在25、1
9、01kPa下测定的，可不注明温度和压强）,气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，溶液用“aq”。热化学方程式中不用和。,热化学方程式的书写：,注明反应物和生成物的聚集状态；,热化学方程式的系数只表示物质的量，不表示分子或原子的个数，故系数可用分数表示。,标出反应热。放热反应的H为“-”，吸热反应的H为“+”，单位kJ/mol,例：已知： ,H285.8kJ/mol则,注意：热化学方程式是表示反应已完成的数量。由于H与反应完成物质的量有关，所以方程式中化学式前面的化学计量数必须与H相对应，如果化学计量数加倍，则H也要加倍。当反应向逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。,例,
10、、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,而这些书写也是对的,写出下列反应的热化学方程式,课堂练习,1、1molN2(g)与适量O2(g)反应生成NO (g)，需吸收68kJ的热量；2、2molCu(s)与适量O2(g)反应生成CuO(s)，放出314kJ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
11、。,5、已知 (1)H2( g )1/2O2 ( g ) H2O ( g ) H1 = a kJ/mol(2)2H2( g )O2 ( g ) 2H2O ( g ) H2 = b kJ/mol(3)H2( g )1/2O2 ( g ) H2O ( l ) H3 = c kJ/mol(4)2H2( g )O2 ( g ) 2H2O ( l ) H4 = d kJ/mol则a、b、c、d的关系正确的是 。A、ad0 C、2a=b0,C,6、在一定条件下，氢气和甲烷燃烧的化学方程式为： 2H2(g) + O2 (g) = 2H2O (l);H= 572 kJ /mol CH4(g) +2O2 (g)
12、 = CO2(g)+2H2O (l); H= 890 kJ/mol由1mol 氢气和2mol甲烷组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时放出的热量为多少。,2066KJ,7. 在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为：2H2( g ) + O2 ( g) = 2H2O ( l ) H=-571.6 kJ/molC3H8( g ) +5O2 ( g ) = 3CO2(g) +4H2O ( l ) H=- 2220 kJ/mol 5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ，则氢气和甲烷的体积比为 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1,解 ：设H2、C3H8的物质
13、的量分别为x，y,答：氢气和丙烷的体积比为 3：1,x + y = 5,(571.6/2)(x) + 2220y = 3847,V(H2):V(C3H8) =n(H2):n(C3H8) = 3.75:1.25 = 3:1,x = 3.75 mol,y = 1.25 mol,1、 1mol C与1mol 水蒸气反应生成1mol CO 和1mol H2，需要吸收 131.5 kJ的热量。写出此反应的热化学方程式。,C,C（S）+ H2O ( g )=CO ( g )+H2 ( g ) H = +131.5 kJ/mol,随堂练习,3（2005江苏4）氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷的热化学方程式分别为：
14、 H2(g)1/2O2(g)H2O(l)； H285.8kJ/mol CO(g)1/2O2(g)CO2(g)； H283.0kJ/mol C8H18(l)25/2O2(g)8CO2(g)9H2O(l)； H5518kJ/mol CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(l)； H89.3kJ/mol相同质量的氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃烧时，放出热量最少的是（ ）A、 H2(g) B、 CO(g) C、 C8H18(l) D、 CH4(g),4（2005浙江）已知充分燃烧ag乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量bkJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是（ ）A、 2C2
15、H2(g)5O2(g)4CO2(g)2H2O(l)； H2bkJ/molB 、 C2H2(g)5/2O2(g)2CO2(g) H2O(l)； H2bkJ/molC、 2C2H2(g)5O2(g)4CO2(g)2H2O(l)； H4bkJ/molD、 2C2H2(g)5O2(g)4CO2(g)2H2O(l)； HbkJ/mol,5.0.3moL气态高能燃烧料乙硼烷（B2H6）在氧气中燃烧，生成固态B2O3和液态水，放出649.5KJ热量，请写出乙硼烷燃烧的热化学方程式 又已知：H2O(l)H2O(g) ；H=+44KJ/moL，则11.2L（标准状况）乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是 。,1016.5KJ,
