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1、专题专题6化学反应与能量变化化学反应与能量变化第一讲第一讲 化学反应中的热效应化学反应中的热效应（20102010山山东）下列与化学反下列与化学反应能量能量变化相关的叙述正确的是化相关的叙述正确的是A A 生成物生成物总能量一定低于反能量一定低于反应物物总能量能量B B 放放热反反应的的反反应速速率率总是是大大于于吸吸热反反应的的反反应速速率率C C 应用用盖盖斯斯定定律律，可可计算算某某些些难以以直直接接测量量的的反反应焓变D D 同同温温同同压下下，H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在在光光照照和和点点燃燃条条件下的件下的H不同不同C考纲要求考纲要求 1.1.了解化学反应中能量转化的
2、原因，知道常见的能量转了解化学反应中能量转化的原因，知道常见的能量转化形式。化形式。2.2.了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。反应、反应热等概念。3.3.了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。4.4.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。学在解决能源危机中的重要作用。一一.化学反应中的能量变化化学反应中
3、的能量变化化学化学反应反应按能量变化按能量变化放热反应放热反应:放出热量的化学反应放出热量的化学反应吸热反应吸热反应:吸收热量的化学反应吸收热量的化学反应1.2.常见常见的放的放(吸吸)热反应热反应1.活泼金属与水或酸的反应活泼金属与水或酸的反应 5.铝热反应铝热反应2.可燃物的燃烧反应可燃物的燃烧反应 3.酸碱中和反应酸碱中和反应 4.大多数大多数化合反应化合反应例如例如CaO+H2O=Ca(OH)2放热反应放热反应1.氢氧化钡晶体与氯化铵固体的反应氢氧化钡晶体与氯化铵固体的反应2.C+H2O/CO23.大多数大多数分解反应分解反应4、水解、电离、水解、电离吸热反应吸热反应例例1、下列说法正
4、确的是（、下列说法正确的是（）A.需要加热方能发生的反应一定是吸热反应需要加热方能发生的反应一定是吸热反应B.放热的反应在常温下一定很易发生放热的反应在常温下一定很易发生C.放热反应还是吸热反应主要由反应物、生成物放热反应还是吸热反应主要由反应物、生成物所具有的总能量的相对大小决定所具有的总能量的相对大小决定D.吸热反应发生过程中要不断从外界获得能量，吸热反应发生过程中要不断从外界获得能量，放热反应发生过程中不再需要外界能量放热反应发生过程中不再需要外界能量c二、反应热二、反应热在化学反应过程中放出或吸收的热量，通常叫做反应在化学反应过程中放出或吸收的热量，通常叫做反应热热。反应热用符号。反应
5、热用符号H表示，单位一般采用表示，单位一般采用kJmol。焓变焓变(H)与反应热与反应热(Q)的关系的关系对对于等温、于等温、条件下的化学反条件下的化学反应应，如果反，如果反应应中物中物质质的能量全部的能量全部转转化化为为 (没有没有转转化化为为 等其他形式的能等其他形式的能)，则则反反应应前后物前后物质质的的 等于等于该该反反应应的反的反应热应热。即。即H 。等压等压 热能热能 电能、光能电能、光能 焓的改变焓的改变 Q Q p p 1、化学反应过程中能量变化的表示、化学反应过程中能量变化的表示放热反应：放热反应：吸热反应：吸热反应：2、H=生成物所具有的生成物所具有的总总能量反能量反应应物
6、所具有的物所具有的总总能量能量H为为“”或或H0时时H为为“+”或或H0时时放热反应：放热反应：反应物总能量反应物总能量大于大于生成物总能量生成物总能量吸热反应：吸热反应：反应物总能量反应物总能量小于小于生成物总能量生成物总能量3、化学反应的热效应和、化学反应的热效应和键键能的关系能的关系lH=反反应应物所具有的物所具有的总键总键能生成物所具有的能生成物所具有的总键总键能能例例2：白白磷磷与与氧氧可可发发生生如如下下反反应应：P4+5O2=P4O10。已已知知断断裂裂下下列列化化学学键键需需要要吸吸收收的的能能量量分分别别为为：PP akJmol1-1、PO bkJmol-1、P=O ckJm
7、ol-1、O=O dkJmol-1根根据据图图示示的的分分子子结结构构和和有有关关数数据据估估算算该该反反应应的的 H,其其中中正确的是正确的是 A.(6a+5d4c12b)kJmol-1 B.(4c+12b6a5d)kJmol-1 C.(4c+12b4a5d)kJmol-1 D.(4a+5d4c12b)kJmol-12、燃烧热、燃烧热、中和热中和热燃燃烧烧热热：1mol物物质质完完全全燃燃烧烧生生成成稳稳定定的的氧氧化化物物时时所放出的热量。所放出的热量。中和热中和热：1molH2O注：注：弱酸或弱碱反弱酸或弱碱反应时应时，由于弱，由于弱电电解解质质的的电电离需要吸收更离需要吸收更多的多的热
8、热量，它量，它们们的中和的中和热热数数值值一般低于一般低于57.3kJmol-1；而而浓浓硫酸与碱反硫酸与碱反应应，则则由于由于浓浓硫酸溶解硫酸溶解时时表表现为现为放放热热，则则测测得的中和得的中和热热数数值值要高于上要高于上值值。“生成生成稳稳定的氧化物定的氧化物”的两的两层层涵涵义义：燃燃烧产烧产物不再燃物不再燃烧烧（如生成（如生成CO2、H2O、SO2、N2）；）；聚集状聚集状态处态处于于稳稳定状定状态态，一般燃，一般燃烧热烧热常用常用298K时时数据，数据，如如H对应对应生成液生成液态态水。水。三、热化学方程式三、热化学方程式1、定义、定义化学方程式化学方程式热方程式热方程式相似点相似
9、点不不同同点点含含义义书书写写表示具体反应；表明各物质量的关系；表示具体反应；表明各物质量的关系；不能表明反应不能表明反应的能量变化的能量变化能表明反应的能量变化能表明反应的能量变化各物质状态、热量值各物质状态、热量值（H）可用分数，不需注明可用分数，不需注明反应条件反应条件2 2、热化学方程式的书写、热化学方程式的书写:3、化学计量系数表示物质的量，可用、化学计量系数表示物质的量，可用整数整数或或简单分简单分数数表示。表示。H与参加反应的物质的物质的量有关。与参加反应的物质的物质的量有关。H与化学计量系数相对应。与化学计量系数相对应。2、必须注明物质的聚集状态、必须注明物质的聚集状态 气态（
10、气态（g）、）、液态（液态（l）、）、固态（固态（s）、溶液溶液（aq）NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)H=-57.3 kJ mol-1H4、书写热化学方程式时应注明反应的温度和压强。如、书写热化学方程式时应注明反应的温度和压强。如不注明，则表示是在不注明，则表示是在250C、101KPa条件下的反应热。条件下的反应热。注意：注意：热化学反应方程式无需注明反应条件。热化学反应方程式无需注明反应条件。1、H写在方程式右边，单位写在方程式右边，单位kJmol-1,“+”表示吸表示吸热，热，“”表示放热。表示放热。概念辨析：概念辨析：1.下列各组物质的燃烧热相等的是下
11、列各组物质的燃烧热相等的是：（：（）A.碳和一氧化碳碳和一氧化碳 B.1moL碳和碳和2moL碳碳C.1moL乙炔和乙炔和2moL碳碳 D.淀粉和纤维素淀粉和纤维素BH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)；=-285.8 kJ/molHH2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)；=-241.8 kJ/molH2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)；=-483.6 kJ/molH2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)；=-571.6 kJ/molH2.已知热化学方程式：已知热化学方程式：则氢气的燃烧热为：则氢气的燃烧热为：285.8 kJ/mol3.1L1mol/LH2SO4溶液与溶液与
12、2L1mol/LNaOH溶液溶液完全反应，放出完全反应，放出114.6kJ的热量，由此推知的热量，由此推知H2SO4与与NaOH发生中和反应的中和热为发生中和反应的中和热为表示该中和热的热化学方程式为表示该中和热的热化学方程式为57.3kJ/mol1/2H2SO4(aq)+NaOH(aq)=1/2Na2SO4(aq)+H2O(l)；=-57.3 kJ/molH4.1L1mol/LNaOH溶液中加入稀醋酸、浓硫酸、溶液中加入稀醋酸、浓硫酸、稀硝酸，恰好完全反应时的热效应分别为稀硝酸，恰好完全反应时的热效应分别为H1、H2、H3；则三者的大小关系为：；则三者的大小关系为：H HH HH H中和热测
13、定实验：中和热测定实验：保温、隔热、减少实验过程中保温、隔热、减少实验过程中热量损失热量损失 烧杯间填充泡沫塑料或纸条的作用是：烧杯间填充泡沫塑料或纸条的作用是：环形环形玻璃玻璃玻璃玻璃搅拌棒不能用环形搅拌棒不能用环形铜丝铜丝铜丝铜丝搅拌搅拌棒代替。棒代替。例例3、50mL0.50molL-1盐酸和酸和50mL0.55molL-1烧碱溶碱溶液在如液在如图所示的装置中所示的装置中进行中和反行中和反应，通，通过测定反定反应过程所放出的程所放出的热量可量可计算中和算中和热，回答下列，回答下列问题：（1）从）从实验装置看，装置看，图中尚缺少一种玻璃中尚缺少一种玻璃仪器是器是_。（2）烧杯杯间填填满碎碎
14、纸屑的作用是屑的作用是_。（3）大）大烧杯若不盖硬杯若不盖硬纸板，求得的中和板，求得的中和热数数值将将_（填（填“偏大偏大”、“偏小偏小”或或“无影响无影响”）。）。（4）实验中中NaOH过量的目的是量的目的是：（1）温度）温度计计（2）保温，隔）保温，隔热热，减少，减少实验过实验过程中放出程中放出热热量的量的损损失（失（3）偏小）偏小（4）保）保证盐证盐酸完全被酸完全被NaOH中和，以中和，以提高提高实验实验的准确度。的准确度。（5）实验实验中改用中改用60mL0.50molL-1的的盐盐酸跟酸跟50mL0.55molL-1的的烧烧碱溶液碱溶液进进行上述反行上述反应应，与上述与上述实验实验相
15、比，所放出的相比，所放出的热热量量（填（填“相等相等”或或“不等不等”），所示的中和），所示的中和热热_，（填，（填“相等相等”或或“不等不等”），），简简述理由：述理由：_。（6）若三次平行操作）若三次平行操作测测得数据中起始得数据中起始时盐时盐酸与酸与烧烧碱溶液平均温度相同，而碱溶液平均温度相同，而终终止温度与起始温度差止温度与起始温度差(t2-t1)分分别为别为2.32.42.9，则则最最终终代代入入计计算式的温差均算式的温差均值为值为_。（5）不等，相等）不等，相等（6）2.35四、盖斯定律四、盖斯定律化学反应不管是一步完成还是分几步完化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相
16、同的。成，其反应热是相同的。即：即：化学反应的反应热，只与反应的始态化学反应的反应热，只与反应的始态(各反各反应物应物)和终态和终态(各生成物各生成物)有关，而与反应具体进有关，而与反应具体进行的途径无关。行的途径无关。应用：应用：间接计算一些无法直接测定的反应热间接计算一些无法直接测定的反应热例例4、已已知知H2，C2H4，C2H6各各1mol分分别别燃燃烧烧生生成成液液态态水水，放放出出热热量量分分别别为为285.8KJ，1409.5KJ，1558KJ。试试写写出出C2H4与与H2生生成成C2H6的的热热化化学学方方程式程式 。能源的分类能源的分类 从能源的原有形态是否改变的角度从能源的原
17、有形态是否改变的角度分为分为 自然界现存的自然界现存的一次能源一次能源一次能源一次能源:由一次能源加工转化而成的由一次能源加工转化而成的二次能源二次能源二次能源二次能源:此此外外，能能源源还还可可分分为为燃燃燃燃料料料料能能能能源源源源和和非非非非燃燃燃燃料料料料能能能能源源源源，常常常常规规规规能源能源能源能源和和新能源新能源新能源新能源等。等。从从能能源源能能否否循循环环再再生生角角度度，可可将将能能源源分分为为可可可可再再再再生生生生能能能能源源源源和和不不不不可可可可再再再再生生生生能能能能源源源源。煤煤、石石油油是是古古代代动动植植物物经经长长期期地地质质运运动动作作用用形形成成的的
18、，这这是是不不可可再再生生能能源源；像像太太阳阳能能、风风力力、或从绿色植物中制取的酒精等，是可再生能源。或从绿色植物中制取的酒精等，是可再生能源。煤、石油、天然气、水力、太阳能煤、石油、天然气、水力、太阳能 如：煤气、液化气、汽油、煤油、酒精、电能等。如：煤气、液化气、汽油、煤油、酒精、电能等。1、化学反、化学反应应的的H等于反等于反应应中断裂旧化学中断裂旧化学键键的的键键能之和能之和与反与反应应中形成新化学中形成新化学键键的的键键能之和的差，参考下表能之和的差，参考下表键键能数据和晶体硅与二氧化硅能数据和晶体硅与二氧化硅结结构模型估算晶体硅在氧构模型估算晶体硅在氧气中燃气中燃烧烧生成二氧化
19、硅晶体的生成二氧化硅晶体的热热化学方程式：化学方程式：Si(s)+O2(g)=SiO2(s)中，中，H的的值为值为 A+989.2 kJmol1 B61.2 kJmol1 C989.2 kJmol1 D245.2 kJmol1化学化学键键SiOO=OSiSi SiCl SiC键键能能kJmol1460498.81763603472 2、N N4 4的分子的分子结结构构类类似白磷分子，已知断裂似白磷分子，已知断裂1mol 1mol N NN N键需吸收键需吸收167 KJ167 KJ热量热量，生成生成l mol NNl mol NN键需放出键需放出942 942 kJkJ热量热量.根据以上信息和
20、数据根据以上信息和数据,下列说法中正确的是下列说法中正确的是()()A.1 mol N A.1 mol N4 4气体转变为气体转变为N N2 2将放出将放出775 kJ775 kJ热量热量 B.1 mol NB.1 mol N4 4气体转变为气体转变为N N2 2将放出将放出882 kJ882 kJ热量热量 C.1 mol NC.1 mol N4 4气体转变为气体转变为N N2 2将吸收将吸收775 kJ775 kJ热量热量 D.1 mol ND.1 mol N4 4气体转变为气体转变为N N2 2将吸收将吸收882 kJ882 kJ热量热量 B B3、己知：、己知：HCN(aq)与与NaOH(aq)反应的反应的H=-12.1kJ/mol；HCl(aq)与与NaOH(aq)反应的反应的H=-55.6kJ/mol。则。则HCN在水溶液中电离在水溶液中电离的的H等于等于A-67.7kJ/molB-43.5kJ/molC+43.5kJ/molD+67.7kJ/molC