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1、化学必修化学能与热能第1页，本讲稿共37页一一.放热反应和吸热反应 放热反应：放热反应：放出热量的化学反应放出热量的化学反应EE（反应物）（反应物）E E（生成物）（生成物）（能量释放）（能量释放）EE（反应物）（反应物）E E（生成物）（生成物）（能量吸收）（能量吸收）1、据能量变化情况、据能量变化情况吸热反应：吸收热量的化学反应。第2页，本讲稿共37页2.常见的放常见的放(吸吸)热反应热反应1.金属与酸的反应金属与酸的反应2.燃烧反应燃烧反应3.酸碱中和反应酸碱中和反应4.大多数化合反应大多数化合反应放热反放热反应应1.分解反应分解反应2.C+H2O、C+CO2的反应的反应3.铵盐和碱的反
2、应铵盐和碱的反应4.电离和水解电离和水解吸热反应吸热反应第3页，本讲稿共37页3、注意问题：、注意问题：例例1下列说法正确的是（下列说法正确的是（）A需加热方能发生的反应一定是吸热反应需加热方能发生的反应一定是吸热反应B放热反应在常温下一定很易发生放热反应在常温下一定很易发生C反应是吸热还是放热必须看反应物和生成物反应是吸热还是放热必须看反应物和生成物具有的总能量的相对大小具有的总能量的相对大小D吸热反应在一定条件下也能发生吸热反应在一定条件下也能发生物质反应开始时需加热的反应：可能是吸热反应，物质反应开始时需加热的反应：可能是吸热反应，也可能是放热反应。也可能是放热反应。反应的热量变化与反应
3、发生是否需要加热没有必然联系。反应的热量变化与反应发生是否需要加热没有必然联系。CD第4页，本讲稿共37页例例1下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是（下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是（）A、碳酸钙受热分解、碳酸钙受热分解 B、乙醇燃烧、乙醇燃烧 C、铝粉与氧化铁粉末反应、铝粉与氧化铁粉末反应 D、氧化钙溶于水、氧化钙溶于水 解析：生成物总能量高于反应物总能量为吸热反应，解析：生成物总能量高于反应物总能量为吸热反应，如：大多数分解反应、氢氧化钡晶体与氯化铵的反应、如：大多数分解反应、氢氧化钡晶体与氯化铵的反应、碳与碳与CO2的反应等，故选的反应等，故选A。A返回返回第5页，本讲稿
4、共37页二反应热二反应热在在化化学学反反应应过过程程中中放放出出或或吸吸收收的的热热量量，通通常常叫叫做做反反应应热（也称为熵），用符号热（也称为熵），用符号 H表示，表示，单位：单位：KJ/mol。H为为“-”或或 H0时时,为吸热反应（反应本身的能量升高）为吸热反应（反应本身的能量升高）第6页，本讲稿共37页生成物所具有的总能量生成物所具有的总能量反应物具有的总能量反应物具有的总能量=H H第7页，本讲稿共37页 三热化学方程式三热化学方程式表表明明反反应应所所放放出出或或吸吸收收热热量量的的化化学学方方程程式式叫叫做做热热化学方程式。化学方程式。例如：例如：H2(g)+1/2O2(g)=
5、H2O(g)；H=-241.8KJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)；H=-285.8KJ/molH2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)；H=-184.6KJ/mol第8页，本讲稿共37页2热化学方程式表示的意义热化学方程式表示的意义：(1)化学反应中的物质变化化学反应中的物质变化(2)化学反应中的能量变化化学反应中的能量变化3书写热化学方程式时的注意事项书写热化学方程式时的注意事项(1)需注明反应的温度和压强需注明反应的温度和压强因因为为温温度度和和压压强强不不同同，其其 H不不同同，但但一一般般都都是是在在101KPa和和250C时时的的数数据据，不不必必特特别别注注明明
6、，H需需注注明明“+”与与“”第9页，本讲稿共37页(2)要注明反应物和生成物的状态因物质的状态要注明反应物和生成物的状态因物质的状态不同，不同，H不同不同第10页，本讲稿共37页H2（g）Cl2（g）2HCl（g）；H=184.6kJmol(3)热化学方程式中的计量数可以是整数可以是分数，但不能是热化学方程式中的计量数可以是整数可以是分数，但不能是小数。小数。（4 4）注意）注意 H H的数值与反应物或生成物的物质的数值与反应物或生成物的物质的量的匹配。的量的匹配。（5）注意：）注意：“+、-”，/mol，一般反应热为正，一般反应热为正的也要标正号的也要标正号第11页，本讲稿共37页例、已知
7、充分燃烧例、已知充分燃烧ag乙炔气体时生成乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，并放出二氧化碳气体和液态水，并放出热量热量bkJ，则乙炔燃烧的化学方程式正确的是，则乙炔燃烧的化学方程式正确的是()。A、2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)；H4bkJ/molB、C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)；H2bkJ/mol C、2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)；H2bkJ/molD、2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)；HbkJ/mol解析：由于乙炔燃烧是放热反应，解析：由于乙炔燃烧是放
8、热反应，H为为“”,可排除可排除B、C项；又因为项；又因为生成生成4mol CO2应该放出热量应该放出热量4bkJ，故选，故选A。A第12页，本讲稿共37页例、例、CO、CH4均为常见的可燃性气体。均为常见的可燃性气体。(1)略。略。(2)已知已知在在101kPa时，时，CO的燃烧热为的燃烧热为283kJ/mol相同条件下，若相同条件下，若2molCH4完完全燃烧生成液态水，所放出的热量为全燃烧生成液态水，所放出的热量为1molCO完全燃烧放出热量的完全燃烧放出热量的6.30倍，倍，CH4完全燃烧反应的热化学方程式是：完全燃烧反应的热化学方程式是：_ 解析：热化学方程式有多种写法，一般情况下写
9、出化学计量数为解析：热化学方程式有多种写法，一般情况下写出化学计量数为整数的热化学方程式：整数的热化学方程式：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)；H891kJ/molCH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)；H891kJ/mol第13页，本讲稿共37页例、已知：例、已知：(1)H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)；Ha kJ/mol(2)2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)；Hb kJ/mol(3)H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)；Hc kJ/mol(4)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)；Hd kJ/mol下列关系式中正确的是（
10、下列关系式中正确的是（）A、ac0B、bd0C、2a=b0D、2c=d0解析：由热化学方程式可知，解析：由热化学方程式可知，(2)式的化学计量数为式的化学计量数为(1)式的式的2倍，倍，则则2a=b。氢气燃烧是放热反应，则。氢气燃烧是放热反应，则a、b、c、d均应小于零均应小于零。C返回返回第14页，本讲稿共37页化化学学反反应应的的反反应应热热只只与与反反应应的的始始态态（各各反反应应物物）和和终终态态（各各生成物）有关，与具体反应进行的途径无关。生成物）有关，与具体反应进行的途径无关。练习练习已知：已知：C(s)+O2(g)=CO2(g)；H=-393.5KJ/molCO(g)+O2(g)
11、=CO2(g)；H=-283.04KJ/mol写出石墨燃烧生成写出石墨燃烧生成CO的热化学方程式。的热化学方程式。四、盖斯定律及其应用四、盖斯定律及其应用C(s)+O2(g)=CO(g)；H=-110.46KJ/mol第15页，本讲稿共37页 例例：18401840年年盖盖斯斯根根据据一一系系列列实实验验事事实实得得出出规规律律，他他提提出出“若若是是一一个个反反应应可可以以分分几几步步进进行行，则则各各步步反反应应的的反反应应热热总总和和与与这这个个反反应应一一次次发发生生时时的反应热相同的反应热相同”。已知：。已知：Mg(s)+1/2O2（g）=MgO(s)；H=Q12Hg(l)+O2（g
12、）=2HgO(s)；H=Q2 现有反应：现有反应：Mg(s)+HgO（s）=Hg(l)+MgO(g)；H=Q3，则则其其中中Q3的的值值应应该是该是()A.Q2Q1 B.Q2+Q1 C.Q1Q2/2 D.2Q1Q2C解析：先使解析：先使HgO分解生成分解生成Hg和和O2，然后，然后Mg与与O2反应成反应成MgO。第16页，本讲稿共37页例：已知例：已知25101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：C(石墨石墨)+O2(g)=CO2(g)；H393.55kJ/mol；C(金刚石金刚石)+O2(g)=CO2(g)；H395.41kJ/mol。据
13、此判断，下列。据此判断，下列说法正确的是说法正确的是()A、由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低、由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低B、由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高、由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高C、由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石、由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低的低D、由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高、由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高 A第17页，本讲稿共37页有热化学方程
14、式：有热化学方程式：C(石墨石墨)+2H2(g)CH4(g)H=x 2C(石墨石墨)+H2(g)C2H2(g)H=2y 2C(石墨石墨)+2H2(g)C2H4(g)H=2z 已知已知xyz，对下列反应：，对下列反应：C2H2(g)+H2(g)C2H4(g)H 1，2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)H 2 。+2(y-z)+2(x-z)第18页，本讲稿共37页五、反应热和键能的关系五、反应热和键能的关系拆开化学键拆开化学键吸收能量吸收能量形成化学键形成化学键释放能量释放能量键能：拆开或形成键能：拆开或形成1mol化学键所吸收化学键所吸收或释放的能量。或释放的能量。化学反应的反应热（化学反
15、应的反应热（H）等于反应物化学键的）等于反应物化学键的键能之和与生成物化学键的键能之和的差键能之和与生成物化学键的键能之和的差 即即HE（反应物）（反应物）E（生成物）（生成物）第19页，本讲稿共37页例：例：1molH2分子中化学键断裂时需要吸收分子中化学键断裂时需要吸收436kJ的能量的能量1 mol Cl2分子中分子中化学键断裂时需要吸收化学键断裂时需要吸收243kJ的能量的能量由由H原子和原子和Cl原子形成原子形成1molHCl分子时释分子时释放放431kJ的能量。下列叙述正确的是（的能量。下列叙述正确的是（）A、氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是、氢气和氯气反应生成氯化氢气
16、体的热化学方程式是 H2(g)Cl2(g)2HCl(g)B、氢气和氯气反应生成、氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体，反应的氯化氢气体，反应的H183kJ/molC、氢气和氯气反应生成、氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体，反应的氯化氢气体，反应的H183kJ/molD、氢气和氯气反应生成、氢气和氯气反应生成1mol氯化氢气体，反应的氯化氢气体，反应的H183kJ/mol C第20页，本讲稿共37页例：白磷与氧可发生如下反应：例：白磷与氧可发生如下反应：P4+5O2=P4O10。已知断裂下列。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：化学键需要吸收的能量分别为：PPakJmol1、PObkJmo
17、l1、P=OckJmol1、O=OdkJmol1。根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的H，其中正，其中正确的是确的是A.（6a+5d4c12b）kJmol1B（4c+12b6a5d）kJmol1C.（4c+12b4a5d）kJmol1D.（4a+5d4c12b）kJmol1A第21页，本讲稿共37页在在101kPa101kPa时，时，1mol1mol物质物质完全燃烧完全燃烧生成生成稳定的稳定的氧化物氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。例如，测得例如，测得101 kPa101 kPa时时1molC1molC完全
18、燃烧放出完全燃烧放出393.5kJ393.5kJ的热量，的热量，这就是这就是C C的燃烧热。的燃烧热。C C（s s）O O2 2（g g）=COCO2 2（g g）；）；H=H=393.5 kJ393.5 kJmolmol（一）燃烧热（一）燃烧热六六.燃烧热和中和热燃烧热和中和热 由实验测得，由实验测得，101 kPa101 kPa时时 1molH1molH2 2完全燃烧生成完全燃烧生成液态水液态水，放出放出 285.8 kJ285.8 kJmolmol的热量，这就是的热量，这就是H H2 2 的燃烧热。的燃烧热。第22页，本讲稿共37页（二）中和热（二）中和热在稀溶液中，（强）酸跟（强）碱
19、发生中和反应而生成在稀溶液中，（强）酸跟（强）碱发生中和反应而生成1molH2O1molH2O，这时的反应热叫做中和热。，这时的反应热叫做中和热。H+（aq）+OH（aq）=H2（l）；）；H=57.3kJmol思考：思考：1 1、如果用、如果用1 L 1 mol1 L 1 molL L的的 NHNH3 3HH2 2O O溶液中和溶液中和 1L1mol1L1molL L的的CHCH3 3COOHCOOH溶液，也能放出溶液，也能放出57.3 kJ57.3 kJ的热量的热量?2 2、如果用、如果用1 L 1 mol1 L 1 molL L的的 NaOHNaOH溶液中和溶液中和 浓硫酸生成浓硫酸生成
20、1 1 mol mol 水，也能放出水，也能放出57.3 kJ57.3 kJ的热量的热量?3 3、如果用稀、如果用稀Ba(OH)Ba(OH)2 2与稀硫酸溶液生成与稀硫酸溶液生成1 mol 1 mol 水，也能水，也能放出放出57.3 kJ57.3 kJ的热量的热量?第23页，本讲稿共37页中和热与燃烧热不同，燃烧热是以中和热与燃烧热不同，燃烧热是以1mol物质完全燃烧所物质完全燃烧所放出的热量来定义的，而中和热是以生成放出的热量来定义的，而中和热是以生成1molH2O所放出的热所放出的热量来定义的。因此若用热化学方程式表示它们时，应以燃烧量来定义的。因此若用热化学方程式表示它们时，应以燃烧1
21、mol物质或生成物质或生成1molH2O为标准来配平其余物质的化学计量数。为标准来配平其余物质的化学计量数。H=H=283.0 kJ283.0 kJmolmolH=H=57.3 kJ57.3 kJmolmol第24页，本讲稿共37页（三）实验（三）实验中和热的测定中和热的测定1、准备反应器等。、准备反应器等。2用一个量筒量取用一个量筒量取50mL0.50molL盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。然后把温度计上的酸用水冲温度，记入下表。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。洗干净。3用另一个量筒量取用另一个量筒量取50mL0.55molLN
22、aOH溶液，并用温度计测量溶液，并用温度计测量NaOH溶液的溶液的温度，记入下表。温度，记入下表。4把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的杯的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次溶液一次倒入小烧杯（注意不要洒到外面）。用环形玻倒入小烧杯（注意不要洒到外面）。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，的最高温度，第25页，本讲稿共37页例例、在、在25、101kPa，1g甲醇燃烧甲醇燃烧CO2和液态水时放热和液态水时放热22.68kJ，下列热化学方程式正确的是，下列热化学方程式正确的是()
23、ACH3OH（l）O2（g）CO2（g）2H2O（l）H725.8kJ/molB2CH3OH（l）3O2（g）2CO2（g）4H2O（l）H1452kJ/molC2CH3OH（l）3O2（g）2CO2（g）4H2O（l）H725.8kJ/molD2CH3OH（l）3O2（g）2CO2（g）4H2O（l）H1452kJ/molB第26页，本讲稿共37页例例.已知葡萄糖的燃烧热是已知葡萄糖的燃烧热是2804KJ/mol，当，当它氧化生成它氧化生成1g水时放出的热量是（水时放出的热量是（）A.26.0KJB.51.9KJC.155.8KJD.467.3KJA返回返回第27页，本讲稿共37页七、基础练习七、基础练习CB第28页，本讲稿共37页BA第29页，本讲稿共37页AA第30页，本讲稿共37页C第31页，本讲稿共37页8B第32页，本讲稿共37页9A第33页，本讲稿共37页10（1）水泥；）水泥；H13 H2+18 H3第34页，本讲稿共37页11（1）BD（2）Cu(s)+H2O2(l)+2H(aq)=Cu2(aq)+2H2O(l)H=-319.68kJ.mol-1第35页，本讲稿共37页第36页，本讲稿共37页返回返回第37页，本讲稿共37页