化学反应与能量的变化.ppt

第一章 化学反应与能量第一节 化学反应与能量的变化问题讨论：问题讨论： 化学研究的目的是什么？化学研究的目的是什么？获得物质和能源获得物质和能源 通过反应可以获得新物质通过反应可以获得新物质也可以获得能源（化学反应也可以获得能源（化学反应中伴随着能量变化）中伴随着能量变化）如何表示化学反应中的能量变化呢？如何表示化学反应中的能量变化呢？一、反应的焓变一、反应的焓变 化学反应过程中化学反应过程中,当反应物和生成物具当反应物和生成物具有相同温度时有相同温度时,所吸收或放出的热量称为化所吸收或放出的热量称为化学反应的学反应的反应热反应热.符号：符号： ΔH ，单位：，单位：kJ/mol 或或 kJ•mol-1 在恒温、恒压的条件下，化学反应过程在恒温、恒压的条件下，化学反应过程中吸收或释放的热量称为反应的中吸收或释放的热量称为反应的焓变焓变吸热反应吸热反应生成物生成物反应物反应物能能量量图图1 1吸收吸收热量热量放出放出热量热量反应过程中能量变化曲线图：反应过程中能量变化曲线图：生成物生成物图图2 2反应物反应物能能量量放热反应放热反应吸热反应吸热反应放热反应放热反应化学反应中化学反应中 热量的反应热量的反应化学反应中化学反应中 热量的反应热量的反应反反应应吸收吸收放出放出 常见的放热反应和吸热反应常见的放热反应和吸热反应放热反应放热反应吸热反应吸热反应燃料的燃烧燃料的燃烧中和反应中和反应金属与酸金属与酸大多数化合反应大多数化合反应C+COC+CO2 2 C+HC+H2 2o oBa(OH)Ba(OH)2 2.8H.8H2 2O+NHO+NH4 4ClClCaCOCaCO3 3高温分解高温分解大多数分解反应大多数分解反应规规 律律: : E E反反: :反应物的能量之和反应物的能量之和 E E生生: :生成物的能量之和生成物的能量之和(1)(1)若若E E反反> E> E生生，，(2)(2)若若E E反反< E< E生生，，放出能量放出能量 放热反应放热反应吸收能量吸收能量 吸热反应吸热反应反应热：反应热：△△H = H = E E生生- E- E反反 吸热反应吸热反应:△H >0:△H >0或者或者ΔHΔH为为““+”+” 放热反应放热反应:△H <0:△H <0或者或者ΔHΔH为为““-”-”问题探究：问题探究：从本质上分析化学反从本质上分析化学反应为什么伴随能量的变化应为什么伴随能量的变化化学反应的本质是什么？化学反应的本质是什么？化学键的断裂和形成化学键的断裂和形成旧键断裂需要旧键断裂需要 能量，能量，新键形成会新键形成会 能量。

能量放放 出出吸吸 收收反应物分子反应物分子断键断键时时吸收吸收的能量的能量☆从微观角度去考虑：从微观角度去考虑：反应物分子反应物分子断键断键时时吸收吸收的能量的能量放热反应放热反应<生成物分子生成物分子成键成键时时释放释放的能量的能量吸热反应吸热反应>生成物分子生成物分子成键成键时时释放释放的能量的能量小结：小结：△△H=E（生成物）（生成物）- - E（反应物）（反应物）△△H=反应物键能反应物键能 - - 生成物键能生成物键能 温馨告白：化学反应中的能量变化，温馨告白：化学反应中的能量变化，主要表现为热量变化，但还有光能、电能转主要表现为热量变化，但还有光能、电能转化为热能等释放出来，或者是热能、电能或化为热能等释放出来，或者是热能、电能或光能等转化为物质内部的能量（化学能）被光能等转化为物质内部的能量（化学能）被“储存储存”起来的过程起来的过程∆H H＝＝E E（（生成物生成物的总能量）－的总能量）－ E E（（反应物反应物的总能量）的总能量）∆H H＝＝E E（反应物分子化学键断裂时（反应物分子化学键断裂时所吸收所吸收的的总能量）－总能量）－ E E （生成物分子化学键形成时（生成物分子化学键形成时所释放所释放的的总能量）总能量）我们已经认识了反应热，我们已经认识了反应热，那么如何在化那么如何在化学方程式中学方程式中正确反映其热量正确反映其热量的变化？的变化？二、热化学方程式二、热化学方程式什么是什么是热化学方程式热化学方程式？？表示参加反应表示参加反应物质的量物质的量和和反应热反应热的关系的关系的化学方程式，叫做的化学方程式，叫做热化学方程式。

热化学方程式思考思考交流交流Ø与化学方程式相比，热化学方与化学方程式相比，热化学方程式有哪些不同？程式有哪些不同？Ø正确书写热化学方程式应注意正确书写热化学方程式应注意哪几点？哪几点？请看以下请看以下几个例子几个例子，再思考！，再思考！热化学方程式热化学方程式 能表示参加反应物质的量和反应热的关系能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式的化学方程式H H2 2(g)+I(g)+I2 2(g)======2HI(g) △H=(g)======2HI(g) △H=－－14.9kJ/mol14.9kJ/mol200℃200℃101kPa101kPa 1 1、、热热化学方程式包含物质变化和能量变化化学方程式包含物质变化和能量变化两个部分，两个部分，二者缺一不可二者缺一不可 普通化学方程式只包含物质变化一个部分普通化学方程式只包含物质变化一个部分物质变化物质变化能量变化能量变化★★书写热化学方程式的注意事项书写热化学方程式的注意事项1 1、、化学方程的化学方程的右边右边必须写上必须写上△△H H，，并并用用“空格空格”隔开隔开，， △△H H：吸热用：吸热用“+ +”，放热用：，放热用：“－－”，， 单位是单位是kJ/molkJ/mol或或J/molJ/mol热化学方程式热化学方程式 能表示参加反应物质的量和反应热的关能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式系的化学方程式H H2 2(g)+I(g)+I2 2(g)======2HI(g) △H=(g)======2HI(g) △H=－－14.9kJ/mol14.9kJ/mol200℃200℃101kPa101kPa2 2、热化学方程式需注明反应时的温度和压、热化学方程式需注明反应时的温度和压强。

强对于对于 25℃ 101kPa25℃ 101kPa时进行的反应可时进行的反应可不注明普通化学方程式不需注明温度普通化学方程式不需注明温度和压强H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)==H(g)==H2 2O(g) △H=O(g) △H=－－241.8kJ/mol241.8kJ/mol1 12 2★★书写热化学方程式的注意事项书写热化学方程式的注意事项1 1、、化学方程的化学方程的右边右边必须写上必须写上△△H H，，并用并用“空格空格”隔开隔开, ,△△H H：吸热用：吸热用“+ +”，放热用：，放热用：“－－”，，单位是单位是kJ/molkJ/mol或或J/mol;J/mol;2 2、、需注明反应的温度和压强，需注明反应的温度和压强，如不注如不注明条件，即指明条件，即指: : 25℃ 1.01 25℃ 1.01×10105 5PaPa；；热化学方程式热化学方程式 能表示参加反应物质的量和反应热的关能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式系的化学方程式3 3、、热化学方程式需热化学方程式需注明各物质的状态注明各物质的状态 普通化学方程式不需注明物质的状态。

普通化学方程式不需注明物质的状态H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)==H(g)==H2 2O(g) △H=O(g) △H=－－241.8kJ/mol241.8kJ/mol1 12 2H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)==H(g)==H2 2O(l) △H=O(l) △H=－－285.8kJ/mol285.8kJ/mol1 12 2★★书写热化学方程式的注意事项书写热化学方程式的注意事项1 1、、化学方程的化学方程的右边右边必须写上必须写上△△H H，，并用并用“空格空格”隔开隔开，， △△H H：吸热用：吸热用“+ +”，放热用：，放热用：“－－”，单位是，单位是kJ/molkJ/mol或或J/molJ/mol2 2、、需注明反应的温度和压强，需注明反应的温度和压强，如不注明条件，如不注明条件，即指即指: : 25℃ 1.01 25℃ 1.01×10105 5PaPa；；3 3、、物质后需物质后需标聚集状态标聚集状态（（s s、、l l、、g g、、aqaq））热化学方程式热化学方程式 能表示参加反应物质的量和反应热的关能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式系的化学方程式4 4、、热化学方程式中化学计量数热化学方程式中化学计量数表示参加反应的各表示参加反应的各物质的物质的量，可为整数或分数物质的物质的量，可为整数或分数。

普通化学方程式中化学计量数宏观上表示普通化学方程式中化学计量数宏观上表示各物质的物质的量，微观上表示原子分子数目，各物质的物质的量，微观上表示原子分子数目，只能为整数，不能为分数只能为整数，不能为分数H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)==H(g)==H2 2O(g) △H=O(g) △H=－－241.8kJ/mol241.8kJ/mol1 12 22H2H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)==2H(g)==2H2 2O(g) △H=O(g) △H=－－483.6kJ/mol483.6kJ/mol★★kJ/mol的含义：的含义：每每mol反应的焓变反应的焓变★★书写热化学方程式的注意事项书写热化学方程式的注意事项1 1、、化学方程的化学方程的右边右边必须写上必须写上△△H H，，并用并用“空格空格”隔开隔开，， △△H H：吸热用：吸热用“+ +”，放热用：，放热用：“－－”，单位是，单位是kJ/molkJ/mol或或J/molJ/mol2 2、、需注明反应的温度和压强，需注明反应的温度和压强，如不注明条件，如不注明条件，即指即指: : 25℃ 1.01 25℃ 1.01×10105 5PaPa；；3 3、、物质后需物质后需标聚集状态标聚集状态（（s s、、l l、、g g、、aqaq））4 4、热、热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数数仅仅表示物质的量并不能表示物质的分子数或原表示物质的量并不能表示物质的分子数或原子数，因此子数，因此化学计量数可以是整数也可以是分数化学计量数可以是整数也可以是分数5 5、、根据焓的性质，若化学方程式中各物质的系数根据焓的性质，若化学方程式中各物质的系数加倍，则加倍，则△△H H的的数值也加倍数值也加倍；若反应逆向进行，则；若反应逆向进行，则△△H H改变符号，但绝对值不变改变符号，但绝对值不变热化学方程式表示的意义热化学方程式表示的意义1 1、反应物和生成物的种类、聚集状态、反应物和生成物的种类、聚集状态2 2、反应中各物质的物质的量比和质量比、反应中各物质的物质的量比和质量比3 3、反应中放出或吸收的热量。

反应中放出或吸收的热量问题：问题：反应物和生成物前的系数它代表了什么？反应物和生成物前的系数它代表了什么？在方程式中在方程式中∆H H它表示了什么意义？它表示了什么意义？ ∆H H它的值与什么有关系？它的值与什么有关系？ 热化学方程式中各物质前的化学计量数热化学方程式中各物质前的化学计量数不表不表示分子个数，表示对应物质的物质的量示分子个数，表示对应物质的物质的量 ∆H(KJ/mol)H(KJ/mol)它它表示每摩尔反应所放出的热表示每摩尔反应所放出的热量量，，∆H H它的值它的值与方程式中的计量系数有关与方程式中的计量系数有关，即，即对于相同的反应，当化学计量数不同时，其对于相同的反应，当化学计量数不同时，其∆H H不同1 1、当、当1mol1mol气态气态H H2 2与与1mol1mol气态气态ClCl2 2反应反应生成生成2mol2mol气态气态HClHCl，放出，放出184.6KJ184.6KJ的热的热量，请写出该反应的热化学方程式量，请写出该反应的热化学方程式H H2 2(g)+Cl(g)+Cl2 2(g)=2HCl(g) (g)=2HCl(g) ∆H H =-184.6KJ/mol =-184.6KJ/mol而这些书写也是对的！！！而这些书写也是对的！！！（练习与巩固）依据事实，写出下列反应的热化学方程式∶（１）（１）1mol1mol碳完全燃烧放出碳完全燃烧放出393.5KJ393.5KJ的热量；的热量；（２）（２）1 1克甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水时放热克甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水时放热22.68KJ22.68KJ；；（３）（３）1mol1mol氯气和水蒸气通过灼热的炭层反应，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生成氯化氢和二氧化碳放出145KJ145KJ的热量。

的热量写出下列反应的热化学方程式写出下列反应的热化学方程式（（1））1molC(固态固态)与适量与适量H2O(气态气态) 反应反应,生生成成CO(气态气态)和和H2(气态气态),吸收吸收131.3kJ的热量的热量（（2））0.5molCu(固态固态) 与适量与适量O2(气态气态) 反应反应, 生成生成CuO(固态固态), 放出放出78.5 kJ的热量的热量C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △△H=+131.3KJ/mol2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s) △△H= －－ 314KJ/mol 2.00gC2H2完全燃烧生成液态水和完全燃烧生成液态水和CO2放出的热量为放出的热量为99.6KJ，写出，写出C2H2燃烧燃烧的热化学方程式的热化学方程式 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △△H=－－2589.6KJ/molA.A.2C2C2 2H H2 2(g)+5O(g)+5O2 2(g)=4CO(g)=4CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l) △H=-4b kJO(l) △H=-4b kJB.B.2C2C2 2H H2 2(g)+5O(g)+5O2 2(g)=4CO(g)=4CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l) △H=-4b kJ/molO(l) △H=-4b kJ/molC.C.C. CC. C2 2H H2 2(g)+5/2O(g)+5/2O2 2(g)=2CO(g)=2CO2 2(g)+H(g)+H2 2O(g) △H=-4b kJ/molO(g) △H=-4b kJ/molD.D.D. 2CD. 2C2 2H H2 2(g)+5O(g)+5O2 2(g)=4CO(g)=4CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l) △H=+4b kJ/molO(l) △H=+4b kJ/molE.E.E. 2CE. 2C2 2H H2 2(g)+5O(g)+5O2 2(g)=4CO(g)=4CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l) △H=-2b kJ/molO(l) △H=-2b kJ/mol2 2、已知充分燃烧、已知充分燃烧a g a g 乙炔气体时生成乙炔气体时生成1mol1mol二氧二氧化碳气体和液态水，并放出热量化碳气体和液态水，并放出热量bkJbkJ，则乙炔，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是燃烧的热化学方程式正确的是B B点拨：点拨：热化学方程式书写正误的判断可从物质的热化学方程式书写正误的判断可从物质的聚集状聚集状态、态、△△H H的正负号、物质的量的大小、单位的正负号、物质的量的大小、单位等主要方面等主要方面入手入手3、沼气是一种能源，它的主要成分是、沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。

0.5 mol CH4完全燃烧生成完全燃烧生成CO2和和H2O时，放出时，放出445 kJ的热量则下列热化学方程式中正确的是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 ) ΔH = +890 kJ/molB、、 CH4 ＋＋2 O2 ＝＝ CO2 ＋＋ H2O ΔH = －－890 kJ/molC、、 CH4 ( g )＋＋2 O2 ( g ) ＝＝ CO2 ( g ) ＋＋ 2 H2O ( l ) ΔH = －－890 kJ/molD、、 1/2CH4 ( g )＋＋O2 ( g ) ＝＝ 1/2CO2 ( g ) ＋＋ H2O ( l ) ΔH = -890 kJ/molC4、已知在、已知在1×105Pa，，298K条件下，条件下，2mol氢气燃烧生成氢气燃烧生成水蒸气放出水蒸气放出484kJ热量，下列热化学方程式正确的是热量，下列热化学方程式正确的是 ( )A. H2O（（g）＝）＝H2（（g）＋）＋1/2O2（（g）） ΔH＝＋＝＋242kJ·mol－－1B. 2H2（（g）＋）＋O2（（g）＝）＝2H2O ΔH＝－＝－484kJ·mol－－1C. H2（（g）＋）＋1/2O2（（g）＝）＝H2O（（g）） ΔH＝＋＝＋242kJ·mol－－1D. 2H2（（g）＋）＋O2（（g）＝）＝2H2O（（g）） ΔH＝＋＝＋484kJ·mol－－1 A5、在、在200℃℃、、101kP时，时，1molH2与碘蒸气作用生成与碘蒸气作用生成HI反反应，科学文献表示为：应，科学文献表示为： H2（（g）＋）＋I2（（g）） 2HI（（g））   △△H=－－14.9kJ/mol以上化学方程式指出了反应时的以上化学方程式指出了反应时的 和和 ；括号中的；括号中的符号表示反应物或生成物的符号表示反应物或生成物的 。

6、在、在25℃℃、、101kPa时，有两个由时，有两个由H2和和 O2 化合成化合成1mol H2O的反应，一个生成气态水，一个液态水，化学方程的反应，一个生成气态水，一个液态水，化学方程式如下：式如下： H2（（g）＋）＋1/2 O2（（g）） = H2O（（g））   △△H=－－241.8Kj/mol H2（（g）＋）＋1/2 O2（（g））= H2O（（I））   △△H= －－ 285.8kJ/ mol以上两个反应，产物都是以上两个反应，产物都是 ，但产物的，但产物的 不同，不同， 温度温度 压强压强 状态状态 水水 状态状态7 7、在同温同压下，下列各组热化学方程式中、在同温同压下，下列各组热化学方程式中Q2>Q1Q2>Q1的是的是 （（ ））A. HA. H2 2(g)+Cl(g)+Cl2 2(g)=2HCl(g) △H=-Q1(g)=2HCl(g) △H=-Q1 1/2H 1/2H2 2(g)+1/2Cl(g)+1/2Cl2 2(g)=HCl(g) △H=-Q2(g)=HCl(g) △H=-Q2B. C(s)+1/2OB. C(s)+1/2O2 2(g)=CO (g) △H=-Q1(g)=CO (g) △H=-Q1 C(s)+O C(s)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) △H=-Q2(g) △H=-Q2C. 2HC. 2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l) △H=-Q1O(l) △H=-Q1 2H 2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(g) △H=-Q2O(g) △H=-Q2D. S(g)+OD. S(g)+O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(g) △H=-Q1(g) △H=-Q1 S(s)+O S(s)+O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(g) △H=-Q2(g) △H=-Q2B B中和热中和热 1. 定义：在定义：在稀稀溶液中，酸和碱发生中和反应生溶液中，酸和碱发生中和反应生 成成1molH2O(l),这时的这时的反应热反应热叫做中和热。

叫做中和热2. 注意注意 ①①必须是必须是稀稀溶液溶液②②强酸和强碱反应强酸和强碱反应 ③③标准标准:生成生成1molH2O(l)放出的热量放出的热量.④④放出的热量：放出的热量：57.3kJ/mol。