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1、第一章第一章 化学反应与能量化学反应与能量 第一节第一节 化学反应与能量的变化化学反应与能量的变化第1课时 焓变 反应热 热化学方程式生成物生成物反应物反应物E2E1反应热反应热活化分子活化分子:能够发生有效碰撞的分子能够发生有效碰撞的分子活化能活化能:活化分子所多出的那部分能量活化分子所多出的那部分能量E1:反应的活化能反应的活化能;E2:活化分子变成生成物分子放出的能量活化分子变成生成物分子放出的能量E2-E1:反应热反应热我们知道我们知道：一个化学反应过程中，：一个化学反应过程中，除了生成新物质外，还有除了生成新物质外，还有能量变化能量变化热能热能电能电能光能光能思思考考所有的燃烧反应所
2、有的燃烧反应所有的中和反应所有的中和反应 活泼金属与水、酸、碱的反应活泼金属与水、酸、碱的反应大多数化合反应大多数化合反应大多数分解反应大多数分解反应如：如：CaCOCaCO3 3高温分解高温分解 强碱与铵盐强碱与铵盐Ba(OH)Ba(OH)2 2.8H.8H2 2O+NHO+NH4 4ClCl 水煤气的生成反应水煤气的生成反应C+COC+CO2 2 特殊的反应：特殊的反应：H H2 2+C+Cu uO,C+HO,C+H2 2O,O,你所知道的化学反应中有哪些是放热你所知道的化学反应中有哪些是放热反应？哪些是吸热反应？反应？哪些是吸热反应？放热反应放热反应吸热反应吸热反应 为什么有的反应会放出
3、热量，有为什么有的反应会放出热量，有的需要吸收热量呢？的需要吸收热量呢？一个确定的化学反应，在发生过程中，一个确定的化学反应，在发生过程中，是吸收能量还是放出能量，取决于是吸收能量还是放出能量，取决于 。反应物的反应物的总总能量能量与与生成物的生成物的总总能量能量的的相对大小。相对大小。问题探究一问题探究一（宏观角度）（宏观角度）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反应物的总能量高反应物的总能量高生成物的总能量低生成物的总能量低生成物的总能量高生成物的总能量高反应
4、物的总能量低反应物的总能量低放放热热反反应应吸吸热热反反应应反应物的总能量反应物的总能量=生成物的总能量生成物的总能量+放出的热量放出的热量生成物的总能量生成物的总能量=反应物的总能量反应物的总能量+吸收的热量吸收的热量 化学反应的过程，可以看成是能量的化学反应的过程，可以看成是能量的“贮存贮存”或或“释放释放”的过程的过程反应物的能量之和反应物的能量之和 E E反反生成物的能量之和生成物的能量之和 E E生生（1 1）若）若E E反反 E E生生，（2 2）若）若E E反反 E E生生，放出能量放出能量吸收能量吸收能量放热反应放热反应吸热反应吸热反应规规 律律回回忆忆 氢原子和氢原子分开时氢
5、原子和氢原子分开时，化学键怎么变？化学键怎么变？能量怎么变化？多了？少了？能量怎么变化？多了？少了？从哪来？到哪去？从哪来？到哪去？化学键的变化与能量的变化有什么关系？化学键的变化与能量的变化有什么关系？问题探究二问题探究二（微观角度）（微观角度）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。放出放出吸收吸收化学反应中能量变化的原因化学反应中能量变化的原因旧键断裂旧键断裂 吸收能量吸收能量新键形成新键形成 放出能量放出能量=679kJ/mol862 kJ/molH=679kJ/mol 86
6、2kJ/mol=183kJ/mol反应物的键能总和反应物的键能总和 生成物的键能总和生成物的键能总和反应热反应热所以：一个化学反应是放热还是吸热所以：一个化学反应是放热还是吸热取决于取决于所有所有断键吸收的断键吸收的总总能量能量与与所有所有形形成新键放出的成新键放出的总总能量能量的相对大小的相对大小一一、反应热、反应热 焓焓变变1 1、定义：、定义：2 2、符号：、符号：H H3 3、单位：、单位：kJmolkJmol-1-1或或kJ/molkJ/mol 在在恒压恒压的条件下，化学反应过程中所的条件下，化学反应过程中所放出或吸收的放出或吸收的热量热量称为反应的称为反应的焓变焓变。化学反应过程中
7、化学反应过程中放出或吸收的热量放出或吸收的热量（或（或转换成相应的热量）转换成相应的热量）叫做化学反应的叫做化学反应的反应热反应热。反应热描述的是反应热描述的是化学反应前后化学反应前后的热量变化的热量变化反应热描述的是反应热描述的是一定温度下一定温度下的热量变化的热量变化任何化学反应都有反应热任何化学反应都有反应热，表现为吸热反，表现为吸热反应或者放热反应应或者放热反应注注意意放热反应：放热反应：吸热反应：吸热反应：H0或或 H为为“”H0 或或H为为“”放热放热反应物反应物生成物生成物能能量量反应过程反应过程H H0 0吸热吸热反应物反应物生成物生成物能能量量反应过程反应过程H H0 04
8、4、规定：、规定：请同学们分析请同学们分析 P3 的能量变化图的能量变化图焓变与键能的关系式如何表达？焓变与键能的关系式如何表达？5、焓变与键能的关系、焓变与键能的关系H =反应物的反应物的键能键能总和总和生成物的生成物的键能键能总和总和例例 1：1 mol C与与 1 mol H2O(g)反应生成反应生成 l mol CO(g)和和1 mol H2(g)，需要吸收需要吸收131.5 kJ的热量，的热量，该反应的反应热为该反应的反应热为H=kJ/mol。+131.5例例 2：拆开：拆开 1 mol HH键、键、1 mol NH键、键、1 mol NN键分别需要的能量是键分别需要的能量是436
9、kJ、391 kJ、946 kJ，则则1mol N2生成生成NH3的反应热为的反应热为H=，92.0 kJ/mol放热反应放热反应吸热反应吸热反应键能键能变化变化生成物总键能生成物总键能 反应反应物总键能物总键能生成物总键能生成物总键能 反反应物总键能应物总键能能量能量变化变化反应物的总能量反应物的总能量 .生成物的总能量生成物的总能量反应物的总能量反应物的总能量 .生成物的总能量生成物的总能量表现表现行式行式联系联系大于大于大于大于H 0或或H为为“”小于小于小于小于H 0或或H为为“+”键键能越能越大大，物，物质质能量越能量越低低，物，物质质越越稳稳定定；反之；反之键键能能越越小小，物，物
10、质质能量越能量越高高，越，越不不稳稳定定。规定规定 放热：放热：H0（宏观）（宏观）吸热吸热:H0 Q0练习练习 1.1.下列叙述正确的是（下列叙述正确的是（）A.A.化学反应一定伴随热量的变化化学反应一定伴随热量的变化B.B.凡是吸热或放热过程中热量的变化均称为反应凡是吸热或放热过程中热量的变化均称为反应热热C.C.若若H0H0H0，则反应物的能量高于生成物的能量则反应物的能量高于生成物的能量C2.2.已知：已知：H +H H +H H H2 2；H=H=436KJ/mol436KJ/mol，则下列叙述正则下列叙述正确的是（确的是（）A.H A.H 原子的能量高于原子的能量高于 H H2 2
11、 的能量的能量 B.H B.H 原子的能量低于原子的能量低于 H H2 2 的能量的能量 C.H C.H 原子比原子比 H H2 2分子稳定分子稳定 D.HD.H2 2分子比分子比 H H 原子稳定原子稳定A D4下列过程中，需要吸收能量的是（下列过程中，需要吸收能量的是（）AH+H=H2 BH+Cl=HCl CI2I+I DS+O2=SO2C二、热化学方程式二、热化学方程式H H2 2(g)+I(g)+I2 2(g)=2HI(g)H=(g)=2HI(g)H=14.9kJ/mol14.9kJ/mol200200101kPa101kPa1、热化学方程式包含物质变化和能量变化两个、热化学方程式包含
12、物质变化和能量变化两个部分，二者缺一不可。部分，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 能表示能表示参加反应物质的量参加反应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热化学方程式的化学方程式叫做热化学方程式二、热化学方程式二、热化学方程式H H2 2(g)+I(g)+I2 2(g)=2HI(g)H=(g)=2HI(g)H=14.9kJ/mol14.9kJ/mol200200101kPa101kPa2、热化学方程式需注明反应时的温度和压强。、热化学方程式需注明反应时的温度和压强。对于对于 25 101k
13、Pa时进行的反应可不注明。时进行的反应可不注明。普通化学方程式不需注明温度和压强。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 2二、热化学方程式二、热化学方程式3、热化学方程式需注明各物质的状态。、热化学方程式需注明各物质的状态。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
14、)+O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l)H=O(l)H=285.8kJ/mol285.8kJ/mol1 12 2二、热化学方程式二、热化学方程式4 4、热化学方程式中化学计量数表示参加反应的各物质、热化学方程式中化学计量数表示参加反应的各物质的物质的量，可为整数或分数的物质的量，可为整数或分数,其其H H与系数对应成与系数对应成比例。比例。普通化学方程式中化学计量数宏观上表示各物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，只能为质的物质的量，微观上表示原子分子数目，只能为整数，不能为分数。整数，不能为分数。H H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=H
15、(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书写热化学方程式的注意点：书写热化学方程式的注意点：1、需注明反应的温度和压强；、需注明反应的温度和压强；(如在如在25 101kPa下进行的反应，可不注明下进行的反应，可不注明)2、应注明反应物和生成物的状态；、应注明反应物和生成物的状态；3、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对应成比例。对应成比例。H H2 2(g
16、)+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 22H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(g)H=O(g)H=483.6kJ/mol483.6kJ/mol例例1：当：当1mol气态气态H2与与1mol气态气态Cl2反应生成反应生成2 mol气态气态HCl，放出放出184.6 kJ的热量，请写出该的热量，请写出该反应的热化学方程式。反应的热化学
17、方程式。H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)H=184.6 kJ/mol2H2(g)+2Cl2(g)=4HCl(g)H=369.2 kJ/mol H2(g)+Cl2(g)=HCl(g)H=92.3 kJ/mol1212例例2：1mol N2(g)与适量与适量O2(g)反应生成反应生成NO2(g)，需吸收，需吸收68kJ的热量；写出热化学方程式。的热量；写出热化学方程式。N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)H=+68 kJ/mol例例3、沼气的主要成分是甲烷。、沼气的主要成分是甲烷。0.5 mol CH4完全燃烧完全燃烧生成生成CO2和和H2O时，放出时，放出445 kJ的热量。则下列热
18、化的热量。则下列热化学方程式中正确的是（学方程式中正确的是（）A、2CH4(g)4O2(g)2CO2(g)4H2O(l)H=+890 kJ/mol B、CH4 2O2 CO2 H2O H=890 kJ/mol C、CH4(g)2 O2(g)CO2(g)2 H2O(l)H=890 kJ/mol D、1/2CH4(g)O2(g)1/2CO2(g)H2O(l)H=890 kJ/mol CH=445 kJ/molA例例4、已知在、已知在1105Pa，298K条件下，条件下，2mol氢氢气燃气燃烧烧生生成水蒸气放出成水蒸气放出484kJ热热量，下列量，下列热热化学方程式正确的是化学方程式正确的是()A.
19、H2O（g）H2（g）1/2O2（g）H242kJmol1B.2H2（g）O2（g）2H2O（l）H484kJmol1C.H2（g）1/2O2（g）H2O（g）H242kJmol1D.2H2（g）O2（g）2H2O（g）H484kJmol1 练习：练习：A.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)H=4b kJ/molB.C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)H=+2b kJ/molC.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)H=2b kJ/molD.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)H=+b kJ
20、/mol 已知充分燃烧已知充分燃烧a g 乙炔气体时生成乙炔气体时生成1mol二氧化二氧化碳气体和液态水，并放出热量碳气体和液态水，并放出热量bkJ，则乙炔燃烧的，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是热化学方程式正确的是A练习练习练习练习2、已知、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则则a、b、c、d的关系正确的是的关系正确的是 。A、acd0 C、2a=b0 C3 3、氢
21、气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，已知、氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，已知破坏破坏1 mol 1 mol H HH H键消耗的能量为键消耗的能量为Q Q1 1kJkJ，破坏破坏1 mol 1 mol O O=O O键消耗的能量为键消耗的能量为Q Q2 2kJkJ，形成形成1 mol 1 mol H HO O键释放的能量为键释放的能量为Q Q3 3kJkJ。下列关系式中正确的是（下列关系式中正确的是（）A.2QA.2Q1 1 +Q +Q2 2 4Q 4Q3 3 B.2QB.2Q1 1 +Q +Q2 2 4Q 4Q3 3 C.QC.Q1 1 +Q +Q2 2 Q Q3 3 D.QD.Q1 1 +Q +Q
22、2 2 =Q =Q3 3B B课堂练习课堂练习 实践活动实践活动 中和反应中和反应 反应热的测定反应热的测定实验目的 测定强酸与强碱反应的反应热学习重点 中和反应反应热的测定原理和方法。实验用品 大烧杯（大烧杯（500 500 mLmL）、小烧杯（）、小烧杯（100 100 mLmL）温度计、量筒（温度计、量筒（50 50 mLmL）两个、泡沫塑料）两个、泡沫塑料 或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个小孔）、小孔）、环形玻璃搅拌棒环形玻璃搅拌棒。0.50 mol/L 0.50 mol/L 盐酸、盐酸、0.55 mol/L0.55 mol/L NaOHNa
23、OH溶液溶液实验步骤：阅读实验步骤：阅读P4-5并回答问题并回答问题1.1.中和热的测定中和热的测定大、小烧杯放置时，为何要使两杯口相大、小烧杯放置时，为何要使两杯口相平？填碎纸条的作用是什么？对此装置，平？填碎纸条的作用是什么？对此装置，你有何更好的建议？你有何更好的建议？2.温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗后的溶液能否倒入小烧杯？为什么？后的溶液能否倒入小烧杯？为什么？答案：答案：1.1.两杯口相平，可使盖板把杯口尽量盖严，两杯口相平，可使盖板把杯口尽量盖严，从而减少热量损失；填碎纸条的作用是为了达到保从而减少热量损失；填碎纸条的作用是为了达到保温隔
24、热、减少实验过程中热量损失的目的。若换用温隔热、减少实验过程中热量损失的目的。若换用隔热、密封性能更好的装置（如保温杯）会使实验隔热、密封性能更好的装置（如保温杯）会使实验结果更准确。结果更准确。2、因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗，、因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗，温度计上的酸会和碱发生中和反应而放热使温度计温度计上的酸会和碱发生中和反应而放热使温度计测量碱的温度不准确，故要冲洗干净；冲洗后的溶测量碱的温度不准确，故要冲洗干净；冲洗后的溶液不能倒入小烧杯，若倒入，会使总溶液的质量增液不能倒入小烧杯，若倒入，会使总溶液的质量增加，而导致实验结果误差。加，而导致实验结果误差
25、。议一议如果你所测得的数据不是议一议如果你所测得的数据不是57.3 kJ/mol57.3 kJ/mol，分析产生误差的原因可能有哪些？分析产生误差的原因可能有哪些？可能的原因有：可能的原因有：1.1.量取溶液的体积有误差（测量结果是按量取溶液的体积有误差（测量结果是按50 50 mLmL的酸、的酸、碱进行计算，若实际量取时，多于碱进行计算，若实际量取时，多于50 50 mLmL或小于或小于50 50 mLmL都会造成误差）都会造成误差）2.2.温度计的读数有误。温度计的读数有误。3.3.实验过程中有液体洒在外面。实验过程中有液体洒在外面。4.4.混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。混合酸
26、、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。5.5.隔热装置不到位，致使实验过程中热量损失而导隔热装置不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。致误差。6.6.测了酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的测了酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的温度，致使热量损失而引起误差。温度，致使热量损失而引起误差。讨论下列问题讨论下列问题 1.本实验中若把本实验中若把50 mL 0.50 mol/L的盐酸改为的盐酸改为50 mL 0.50 mol/L醋酸，所测结果是否会有所变化？醋酸，所测结果是否会有所变化？为什么？为什么？答案：答案：1.会有所变化。因为醋酸为弱电解质，其电会有所变化。因为醋酸为弱电解质，其电离
27、时要吸热，故将使测得结果偏小。离时要吸热，故将使测得结果偏小。2.若改用若改用100 mL 0.50 mol/L的盐酸和的盐酸和100 mL 0.55 mol/L的的NaOH溶液，所测中和热的数值是否约为本溶液，所测中和热的数值是否约为本实验结果的二倍（假定各步操作没有失误）？实验结果的二倍（假定各步操作没有失误）？2.2.否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成1 1 mol Hmol H2 2O O时放出的热量，其数值与反应物的量的多时放出的热量，其数值与反应物的量的多少无关，故所测结果应基本和本次实验结果相同少无关，故所测结果应基本和本次实验结果相同（
28、若所有操作都准确无误，且无热量损失，则二（若所有操作都准确无误，且无热量损失，则二者结果相同）。者结果相同）。练习50 mL 0.50 mol/L盐酸与盐酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液在图示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所溶液在图示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题：放出的热量可计算中和热。回答下列问题：（1）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是 。（2）烧杯间填满碎纸条的作用是）烧杯间填满碎纸条的作用是 。（3）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值）大烧杯上如不盖硬纸
29、板，求得的中和热数值 （填（填“偏大偏大”“偏小偏小”“无影响无影响”）（4）实验中改用实验中改用60 mL 0.50 mol/L盐酸跟盐酸跟50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量所放出的热量 （填（填“相等相等”“不相等不相等”），所求中和热），所求中和热 （填（填“相等相等”“不相等不相等”），简述理由：），简述理由：。环形玻璃搅拌棒环形玻璃搅拌棒减少实验过程中减少实验过程中的热量损失的热量损失偏小偏小不等不等相等相等 因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O所放出的热量，与酸碱的用量无关所放出的热量，与酸碱的用量无关（5）用相同浓度和体积的氨水代替）用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会述实验，测得的中和热的数值会 ；用；用50 Ml 0.50mol/L NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会的数值会 。（均填。（均填“偏大偏大”“偏小偏小”“无影响无影响”）偏小偏小偏小偏小