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1、第6讲 化学反应与热能【内容导航内容导航】1放热反应和吸热反应放热反应和吸热反应2化学变化中能量变化的原因化学变化中能量变化的原因3反应热与热化学方程式反应热与热化学方程式高一化学同步高一化学同步辅导1实验探究实验探究化学反应中的能量变化化学反应中的能量变化一、放热反应和吸热反应【实验【实验1】镁与盐酸反应】镁与盐酸反应实验现象：有实验现象：有_产生；用温度计测量，温度产生；用温度计测量，温度_。实验结论：该反应产生实验结论：该反应产生_，_热量。热量。化学方程式：化学方程式：_。气泡气泡升高升高气体气体放出放出Mg2HCl=MgCl2H2【实验【实验2】Ba(OH)28H2O晶体与晶体与NH
2、4Cl晶体反应晶体反应实验现象：闻到实验现象：闻到_气味；烧杯壁气味；烧杯壁_；木片和烧杯；木片和烧杯_；混合物呈；混合物呈_。实验结论：该反应产生实验结论：该反应产生NH3和和H2O，_热量。热量。化学方程式：化学方程式：_。刺激性刺激性发凉发凉黏结在一起黏结在一起糊状糊状吸收吸收Ba(OH)28H2O2NH4Cl=BaCl22NH310H2O结论：化学反应除了有新物质生成以外，还总会伴随着能量变化，通常主要表现为热量的释放或吸收。3常见的放热反应和吸热反应常见的放热反应和吸热反应(1)常见的放热反应常见的放热反应所所有有的的_反反应应：剧剧烈烈的的发发光光、发发热热的的化化学学反反应应。如
3、如：木木炭炭、H2、CH4等等在在氧氧气气中中的的燃烧，燃烧，H2在在Cl2中的燃烧。中的燃烧。_反应：反应：HOH=H2O。大多数的大多数的_反应，例外：反应，例外：CCO2=2CO(吸热反应吸热反应)。铝热反应：如铝热反应：如2Al+Fe2O3=2Fe+Al2O3。活泼金属与酸或活泼金属与酸或H2O放出氢气的反应：如放出氢气的反应：如Mg2H=Mg2+H2。物质的缓慢氧化。物质的缓慢氧化。高温高温高温高温燃烧燃烧酸碱中和酸碱中和化合化合2放热反应和吸热反应的概念放热反应和吸热反应的概念 把把_热的化学反应称为放热反应，把热的化学反应称为放热反应，把_热的化学反应称为吸热反应。热的化学反应称
4、为吸热反应。放出放出吸收吸收(2)常见的吸热反应常见的吸热反应铵盐与碱的反应：如铵盐与碱的反应：如2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3+2H2O。大多数的大多数的_反应：如反应：如NH4Cl=NH3HCl。CO2+C=2CO、C+H2O=CO+H2（制取水煤气）；（制取水煤气）；以以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应：如为还原剂的氧化还原反应：如COCuO=CuCO2。需要需要_加热的反应。加热的反应。高温高温高温高温分解分解持续持续课堂探究堂探究1下列说法正确的是下列说法正确的是()AFe与与S在加热条件下才能发生反应，所以该反应属于吸热反应在加热条件下才能发生反应，所以该反
5、应属于吸热反应BHNO3、H2SO4分别与分别与NaOH溶液反应都放出热量溶液反应都放出热量C分解反应都是吸热反应，化合反应都是放热反应分解反应都是吸热反应，化合反应都是放热反应D合成氨的反应是放热反应，所以合成氨的反应是放热反应，所以N2与其他物质的反应也是放热反应与其他物质的反应也是放热反应B2在在两两支支试试管管中中分分别别加加入入3 mL稀稀盐盐酸酸(均均足足量量)，将将两两个个各各装装有有0.3 g NaHCO3或或Na2CO3粉粉末末的的小小气球分别套在两支试管口气球分别套在两支试管口(如下图如下图)。将气球内的。将气球内的NaHCO3或或Na2CO3同时倒入试管中。同时倒入试管中
6、。(1)甲甲同同学学用用手手触触摸摸试试管管，发发现现盛盛NaHCO3粉粉末末的的试试管管变变冷冷，而而盛盛Na2CO3粉粉末末的的试试管管变变热热。由由此此他他得得出出：不不管管其其状状态态如如何何，NaHCO3和和盐盐酸酸反反应应为为吸吸热热反反应应，而而Na2CO3和和盐盐酸酸反反应应为为放放热热反反应。甲得出结论的方法是否正确？应。甲得出结论的方法是否正确？_(填填“正确正确”或或“不正确不正确”)。不正确不正确(2)为研究两反应是吸热反应还是放热反应，继续进行了下列实验为研究两反应是吸热反应还是放热反应，继续进行了下列实验(每次实验各做每次实验各做3次平行实验，取平均值次平行实验，取
7、平均值)：序号序号试剂试剂1试剂试剂2混合前温度混合前温度混合后最高或最低温度混合后最高或最低温度50 mL水水2.5 g NaHCO3固体固体20 18.5 35 mL水水3.2 g Na2CO3固体固体20 23.3 35 mL稀盐酸稀盐酸含含2.5 g NaHCO3的饱和溶液的饱和溶液15 mL20 18.8 50 mL稀盐酸稀盐酸含含3.2 g Na2CO3的饱和溶液的饱和溶液15 mL20 21.2 通过上述实验可得出三条结论：通过上述实验可得出三条结论：aNaHCO3的溶解是的溶解是_(填填“吸热吸热”或或“放热放热”)过程。过程。bNa2CO3的饱和溶液和盐酸的反应是的饱和溶液和
8、盐酸的反应是_(填填“吸热吸热”或或“放热放热”)反应。反应。cNaHCO3的饱和溶液和盐酸的反应是的饱和溶液和盐酸的反应是_(填填“吸热吸热”或或“放热放热”)反应。反应。吸热吸热放热放热吸热吸热对于放热反应与吸热反应的认识对于放热反应与吸热反应的认识(1)需需加加热热才才能能发发生生的的反反应应不不一一定定是是吸吸热热反反应应，如如碳碳和和氧氧气气的的反反应应；放放热热反反应应常常温温下下不不一一定定容容易易发发生生，如如碳碳的的燃燃烧烧。吸吸热热反反应应也也不不一一定定需需要要加加热热，如如NH4Cl晶晶体体和和Ba(OH)28H2O的反应。的反应。(2)吸吸热热反反应应和和放放热热反反
9、应应都都是是化化学学反反应应，如如浓浓硫硫酸酸和和NaOH固固体体溶溶于于水水是是放放热热过过程，但不是放热反应；如升华、蒸发等过程是吸热过程，但不是吸热反应。程，但不是放热反应；如升华、蒸发等过程是吸热过程，但不是吸热反应。归纳小小结【即学即练即学即练1】下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A化合反应均是放热反应，分解反应均是吸热反应化合反应均是放热反应，分解反应均是吸热反应B燃料的燃烧反应是放热反应燃料的燃烧反应是放热反应C干冰的升华是吸热反应干冰的升华是吸热反应D需要点燃或加热的化学反应一定是吸热反应需要点燃或加热的化学反应一定是吸热反应【即学即练即学即练2】有下列反应：有下列反应：
10、氢氢气气在在氯氯气气中中燃燃烧烧；实实验验室室用用氯氯化化铵铵与与氢氢氧氧化化钙钙制制取取氨氨气气；实实验验室室用用二二氧氧化化锰锰与与浓浓盐酸制取氯气；盐酸制取氯气；盐酸与盐酸与NaOH溶液反应；溶液反应；NaHCO3受热分解；受热分解；金属铁与稀硫酸反应金属铁与稀硫酸反应属于放热反应的是属于放热反应的是_，属于吸热反应的是，属于吸热反应的是_。B答案：答案：1化学反应中能量变化与化学键的关系化学反应中能量变化与化学键的关系(1)化学反应过程化学反应过程(2)化学反应中能量变化的原因化学反应中能量变化的原因二、化学变化中能量变化的原因2化学反应中能量的决定因素化学反应中能量的决定因素反应物的
11、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大于大于大于大于(1)化学反应的两大基本特征：化学反应的两大基本特征：_发生变化和发生变化和_发生变化。发生变化。(2)化学键的断裂和形成是物质在化学反应中发生能量变化的化学键的断裂和形成是物质在化学反应中发生能量变化的_原因。原因。物质种类物质种类能量能量本质本质课堂探究堂探究1根据下图所示的信息，判断下列叙述不正确的是根据下图所示的信息，判断下列叙述不正确的是()BA1 mol H2的共价键形成放出的共价键形成放出436 kJ能量能量B氢气跟氧气反应生成水的同时吸收能量氢气跟氧气反应
12、生成水的同时吸收能量C1 mol H2(g)跟跟1/2 mol O2(g)反应生成反应生成1 mol H2O(g)释放能量释放能量245 kJD1 mol H2(g)与与1/2 mol O2(g)的总能量大于的总能量大于1 mol H2O(g)的能量的能量2化化学学反反应应中中的的能能量量变变化化是是由由化化学学反反应应中中旧旧化化学学键键断断裂裂时时吸吸收收的的能能量量与与新新化化学学键键形形成成时时放放出出的的能能量量不不同同引引起起的的，如如图图为为N2(g)和和O2(g)反反应应生生成成NO(g)过过程程中中的的能能量量变变化化，下下列列说说法法正正确确的是的是()A1 mol N2(
13、g)和和NA个个O2(g)反应放出的能量为反应放出的能量为180 kJB1 mol N2(g)和和1 mol O2(g)具有的总能量小于具有的总能量小于2 mol NO(g)具有的总能量具有的总能量C通常情况下，通常情况下，N2(g)和和O2(g)混合能直接生成混合能直接生成NOD需要加热才能发生的反应一定是吸热反应需要加热才能发生的反应一定是吸热反应B【即学即练即学即练1】下列说法正确的是下列说法正确的是()A任何化学反应都伴随着能量的变化任何化学反应都伴随着能量的变化 BH2O(g)H2O(l)该过程放出大量的热，所以该过程是化学变化该过程放出大量的热，所以该过程是化学变化 C化学反应中能
14、量的变化都表现为热量的变化化学反应中能量的变化都表现为热量的变化 D对于如图所示的过程，是吸收能量的过程对于如图所示的过程，是吸收能量的过程【即即学学即即练练2】氢氢气气在在氯氯气气中中燃燃烧烧时时发发出出苍苍白白色色火火焰焰，在在反反应应过过程程中中，破破坏坏1 mol氢氢气气中中的的化化学学键键消消耗耗的的能能量量为为a kJ，破破坏坏1 mol氯氯气气中中的的化化学学键键消消耗耗的的能能量量为为b kJ，形形成成1 mol HCl中中的的化学键释放的能量为化学键释放的能量为c kJ，下列关系中正确的是，下列关系中正确的是()Abc Bab2c Cabc Dab2cAD三、反应热和热化学方
15、程式1反应热反应热(H)(1)定义：化学反应过程中定义：化学反应过程中_或或_的热量。反应热的热量。反应热H与测定条件与测定条件(_等等)有关，有关，若不注明，则指若不注明，则指25 和和101.3 kPa。(2)单位：单位：_。(3)符号：反应热用正负号表示，符号：反应热用正负号表示，“_”表示吸热反应（常省略），表示吸热反应（常省略），“_”表示放热反应。表示放热反应。放出放出吸收吸收温度、压强温度、压强kJmol-1+2热化学方程式热化学方程式(1)概念：定量表示一个特定的化学反应中概念：定量表示一个特定的化学反应中_或或_热的化学方程式。热的化学方程式。(2)意义：不仅表明了化学反应中
16、的意义：不仅表明了化学反应中的_变化，也表明了化学反应中的变化，也表明了化学反应中的_变化。变化。(3)热化学方程式的书写热化学方程式的书写热化学方程式中要标明所有物质的状态，用热化学方程式中要标明所有物质的状态，用_、_、_分别代表气态、液态、固态。分别代表气态、液态、固态。反反应应放放出出或或吸吸收收的的热热用用_表表示示，负负值值表表示示在在该该条条件件下下反反应应_，正正值值表表示示在在该该条条件件下下反反应应_(正号常省略正号常省略)。H的单位是的单位是_。热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数，只表示热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数，只表示_。吸收吸收放出
17、放出物质物质能量能量glsH放热放热吸热吸热kJmol-1物质的量物质的量3利用键能估算化学反应中的能量变化利用键能估算化学反应中的能量变化(1)共价键的键能共价键的键能共共价价键键的的键键能能是是指指断断开开_物物质质中中_mol某某种种共共价价键键生生成成_原原子子需需要要_的的能能量量，共价键的键能越大，共价键越共价键的键能越大，共价键越_。如：如：H-H的键能为的键能为436.4kJmol-1，则，则H2(g)=2H(g)，H_kJmol1。(2)利用键能估算化学反应的反应热利用键能估算化学反应的反应热H反应物反应物_化学键化学键_的总能量的总能量生成物生成物_化学键化学键_的总能量的
18、总能量气态气态1气态气态吸收吸收436.4断开断开吸收吸收牢固牢固形成形成放出放出课堂探究堂探究1指出下列热化学方程式的含义：指出下列热化学方程式的含义：(1)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=-571.6kJmol-1_。(2)H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)H=-57.3kJmol-1 _。2mol氢气与氢气与1mol氧气完全反应生成氧气完全反应生成2mol液态水，放出液态水，放出571.6kJ的热的热1molH+与与1molOH-反应生成反应生成1mol液态水，放出液态水，放出57.3kJ的热的热2根据信息写出热化学方程式：根据信息写出热化学方程式：(1)1mol碳在
19、氧气中完全燃烧生成二氧化碳气体，放出碳在氧气中完全燃烧生成二氧化碳气体，放出393.6kJ的热量，该反应的热化学方程式为的热量，该反应的热化学方程式为_。(2)12g碳与水蒸气反应生成一氧化碳气体和氢气，吸收碳与水蒸气反应生成一氧化碳气体和氢气，吸收131kJ的热量，该反应的热化学方程式为的热量，该反应的热化学方程式为_。C(s)+O2(g)=CO2(g)H=-393.6kJmol-1C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)H=131kJmol-1热化学方程式的书写方法热化学方程式的书写方法(1)遵循一般化学方程式的书写规则遵循一般化学方程式的书写规则(一般不写反应条件一般不写反应条件)
20、。(2)要注明反应物和生成物的状态。要注明反应物和生成物的状态。(3)在右端注明在右端注明H的符号的符号(正号常省略正号常省略)、大小及单位。、大小及单位。(4)化化学学计计量量数数只只表表示示物物质质的的量量，因因此此可可以以是是整整数数，也也可可以以是是分分数数。化化学学计计量量数数改改变变，H的的数值要相应改变。数值要相应改变。归纳小小结课堂堂练习3已知键能：已知键能：H-H：436kJmol-1，H-O：463kJmol-1，O=O：498kJmol-1在下面的坐标中画出在下面的坐标中画出2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)中的能量变化，并写出热化学方程式。中的能量变化，并写出热化
21、学方程式。2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)H=-482kJmol-12436kJmol-1+498kJmol-12molH2(g)+1molO2(g)4molH(g)+2molO(g)4463kJmol-1H=-482kJmol-12molH2O(g)【即学即练即学即练1】写出写出298 K时，下列反应的热化学方程式：时，下列反应的热化学方程式：(1)1 mol HgO(s)分解为液态汞和氧气，吸热分解为液态汞和氧气，吸热90.7 kJ。(2)16 g固体硫完全燃烧时放出固体硫完全燃烧时放出148.4 kJ的热量。的热量。(3)2.00 g C2H2气体完全燃烧生成液态水和气体完全燃烧生成液态水和CO2，放出，放出99.6 kJ的热量。的热量。【即学即练即学即练2】化学反应化学反应A2B2=2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是的能量变化如图所示，则下列说法正确的是()A1 mol A2和和1 mol B2完全反应吸收完全反应吸收(yx)kJ热量热量B断裂断裂1 mol AA键和键和1 mol BB键放出键放出x kJ的能量的能量C断裂断裂2 mol AB键需要吸收键需要吸收y kJ的能量的能量D2 mol AB的总能量高于的总能量高于1 mol A2和和1 mol B2的总能量的总能量C