第一节 化学反应与能量
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课件28张PPT。第一节 化学反应与能量的变化思考1、你所知道的化学反应中有哪些是放热反应？活泼金属与水或酸的反应、酸碱中和反应、燃烧反应、多数化合反应反应物具有的总能量 生成物具有的总能量2、你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应？反应物具有的总能量 生成物具有的总能量多数的分解反应、氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应、水煤气的生成反应、炭与二氧化碳生成一氧化碳＞＜一、焓变 反应热⒊反应热：化学反应过程中所释放或吸收的热量。 单位：kJ/mol或kJ?mol-1⒈焓：是与内能有关的物理量符号：H⒉焓变：生成物与反应物的焓值差符号：△H在恒压条件下，化学反应的反应热等于焓变。ΔH＝生成物的焓－反应物的焓⒋反应热产生的原因H
kJ/mol）△H =－ 183 kJ/mol436 kJ/mol(H2)
243kJ/mol(Cl2) 2×431 kJ/mol
= 862 kJ/mol以 H2 + Cl2 = 2HCl 反应为例:反应历程ΔH＝反应物总键能－生成物总键能
＝反应物分子断裂时所吸收的总能量
－生成物分子形成时所释放的总能量⒋反应热产生的原因：化学键断裂化学键形成克服原子间的相互作用吸收能量原子重新组合释放能量为吸热反应。 当ΔH＜0或 ΔH为“－”时，当ΔH＞0 或ΔH为“＋”时， 为放热反应。二者差值即为反应热⒌反应热的计算公式和放（吸）热反应的判断：例题：CH3CH3→CH2＝CH2＋H2；有关化学键的键能如下。 化学键 C－H C＝C C－C H－H 键能（kJ/mol） 414.4 615.3 347.4 435.3
试计算该反应的反应热。解：
ΔH =[6E(C-H)＋E(C-C)]－[E(C=C)＋4E(C-H)＋E(H-H)]
=(6×414.4＋347.4)kJ/mol－(615.3＋4×414.4＋435.3)kJ/mol
=＋125.6 kJ/mol化学键 Si－Cl Si－Si H－Cl H－H
键能（kJ/mol） 360 176 431 436
试计算反应SiCl4 + 2 H2 = Si + 4HCl的反应热。练习：化学键 H－N N≡N H－H
键能（kJ/mol） 391 946 436
试计算反应 N2 + 3H2 = 2 NH3 的反应热。－92 kJ/mol＋236 kJ/mol⒌化学反应中的能量变化ΔH＝生成物的焓－反应物的焓放热△H＜0吸热△H＞0课堂小结⒈ 在恒压条件下进行的反应，反应热等于焓变。单位：kJ/mol或kJ?mol-1符号：△H⒉反应热产生的原因：ΔH＝反应物总键能－生成物总键能 化学键断裂化学键形成克服原子间的相互作用吸收能量原子重新组合释放能量为吸热反应。 当ΔH＜0或 ΔH为“－”时，当ΔH＞0 或ΔH为“＋”时， 为放热反应。⒊反应热的计算公式和放（吸）热反应的判断：1、氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，在反应中，
破坏1molH－H键消耗的能量为Q1kJ，
破坏1molO = O键消耗的能量为Q2kJ，
形成1molH－O键释放的能量为Q3kJ。
下列关系式中正确的是（ ）
A. 2Q1 + Q2 > 4Q3
B. 2Q1 + Q2 < 4Q3
C. Q1 + Q2 < Q3
D. Q1 + Q2 = Q3B2、已知反应A＋B＝C＋D为放热反应，对该反应
的下列说法中正确的是（ ）
A.A的能量一定高于C
B.B的能量一定高于D
C.A和B的总能量一定高于C和D的总能量
D.该反应为放热反应，故不必加热就一定能发 生C复习 化学反应过程中吸收或放出的热量，叫做反应热。在恒压条件下进行的反应，反应热等于焓变。单位：kJ/mol或kJ?mol-1ΔH ＝生成物的焓－反应物的焓
＝反应物总键能－生成物总键能 为吸热反应。 当ΔH＜0或 ΔH为“－”时，当ΔH＞0 或ΔH为“＋”时， 为放热反应。二、热化学方程式 能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。1、定义：2、表示方法和意义：表示在200℃、101kPa条件下，1 mol H2(g)和1 mol I2(g) 反应生成2 mol HI(g)，放热14.9kJ。表示在25℃、101kPa条件下，1 mol H2(g)和1/2 mol O2(g) 反应生成1 mol H2O(g)，放热241.8kJ。1mol反应二、热化学方程式⑵需注明反应时的温度和压强。对于25℃ 、101kPa时进行的反应可不注明。1、定义：3、书写要点： ⑶需注明各物质的状态（s、l、g），因物质所处的状态不同时， △H不同。2、表示方法和意义：⑴ △H写在化学方程式的右边，以“+”表示吸热，以“-”表示放热。H2O(g)= H2O(l)△H=－44kJ/mol⑵需注明反应时的温度和压强。对于25℃ 、101kPa时进行的反应可不注明。3、书写要点： ⑶需注明各物质的状态（s、l、g），物质所处的状态不同时， △H不同。⑴ △H写在化学方程式的右边，以“+”表示吸热，以“-”表示放热。⑷化学计量数只表示各物质的物质的量，可为整数或分数。当化学计量数不同时，△H不同。例题1：依据事实，写出下列反应的热化学方程式。
1molN2（气态）与适量H2（气态）起反应，生成NH3（气态），放出92.2kJ的热量。N2 (g) + 3H2 (g) = 2 NH3 (g) △H ＝ － 92.2kJ/mol例题2： 1克甲烷在空气中燃烧，恢复常温下测得放出热量 55.63 KJ，试写出热化学方程式。CH4(g) + 2O2(g) →CO2(g) + 2H2O(l) ΔH= －890 kJ/mol例题3：已知：S(固) + O2(气) = SO2(气) ΔH= －290.6 kJ/mol，求1.6克硫燃烧成为SO2气体放出多少热量？ 14.53kJ练习：A. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H=－4b kJ/mol
B. C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) △H= + 2b kJ/mol
C. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H=－2b kJ/mol
D. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H= + b kJ/mol1、已知充分燃烧a g 乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量bkJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是： （ ）A2、今有如下三个热化学方程式：
H2(g) + ? O2(g) = H2O (g)； △H =a kJ/mol
H2(g) + ? O2(g) = H2O (l)； △H =b kJ/mol
2H2(g) + O2(g) = 2 H2O (l)； △H =c kJ/mol
关于它们的下列表述，正确的是（ ）
它们都是吸热反应
a、b和c均为正值
C. 反应热的关系：a=b
D. 反应热的关系：2b=cD3、 0.3mol气态高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧气中完全燃烧生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ热量。写出乙硼烷燃烧的热化学方程式。 B2H6 (g) ＋ 3 O2 (g) ＝ B2O3 (s) ＋ 3 H2O (l) △H=－2165kJ/molB4、已知：
C(s) + O2(g) = CO2 (g)； △H =－393.5 kJ/mol
H2(g) + ? O2(g) = H2O (l)； △H = －241.8 kJ/mol
欲得到相同的热量，需分别燃烧固体碳和氢气的质量比约为 ( )
A. 2 : 3.25 B. 12 : 3.25 C. 1 : 1 D. 393.5 : 241.8中和热 1、中和反应的实质：H+ + OH－ ＝ H2O 在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1molH2O(l)时所释放的热量称为中和热。2、中和热的定义：H＋(aq) + OH－(aq) ＝ H2O(l) ΔH=－57.3 kJ／mol3、中和热的表示：4、中和热的测定：实践活动 酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热。如果要通过实验来测定盐酸与氢氧化钠反应的中和热，你认为在设计实验装置和操作时应该注意哪些问题？你准备如何设计并进行实验？请与同学讨论、交流。⑴用隔热装置，尽量减少热量散失；⑵酸碱的量要准确：n＝C×V⑸温度计越精确越好⑹注意控制反应时间⑺多做几次，取平均值⑷搅拌使反应充分进行，使混合液温度均衡。⑶盐酸跟氢氧化钠溶液混合后液面上方的空间尽可能小；实践活动实验目的测定强酸与强碱反应的反应热，体验化学反应的热效应。实验用品中和反应 反应热的测定大烧杯（500 mL）、小烧杯（100 mL）、温度计、量筒（50 mL）两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个小孔）、环形玻璃搅拌棒。
0.50 mol／L盐酸、0.55 mol／L NaOH溶液（为了保证0.50 mol／L盐酸完全被NaOH中和，采用0.55 mol／L NaOH溶液，使碱稍稍过量）。1．在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的，如图所示。该实验也可在保温杯中进行。实验步骤2．用一个量筒量取 50 mL 0.50 mol／L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洗干净。
3．用另一个量筒量取 50 mL 0.55 mol／L NaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。
4．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NaOH溶液一次倒入小烧杯（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的最高温度，记为终止温度，记入下表。
重复实验步骤2~4三次。实验数据处理⒈取三次测量所得数据的平均值作为计算依据。⒉根据实验数据计算中和热。
为了使计算简便一些，我们近似地认为：生成 1molH2O时的中和热为：盐酸的质量 m1=50 g，
NaOH溶液的质量m2＝50 g。⑴盐酸和 NaOH溶液的密度都是1g／cm3⑵中和后生成的溶液的比热容c＝4.18J／（g·℃）50 mL 0.50 mol／L盐酸和50 mL 0.55 mol／L NaOH溶液发生中和反应时放出的热量为：
（m1+m2）·c·（t2℃－ t1℃）
＝100g×4.18J／（g·℃）（t2－t1）℃
＝0.418 （t2－t1） KJ生成的水的物质的量：n = 0.050 L×0.50 mol／L
= 0.025 mol问题讨论： 用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会 （均填“偏大”、“偏小”、“无影响”）。为什么？ NH3·H2O是弱碱，弱碱电离时要吸热，会使中和热的数值偏小。偏小能否根据：
H2SO4 (aq) + 2NaOH (aq) =Na2SO4 (aq) +2H2O (l)
ΔH=－114.6kJ/mol
H2SO4 和NaOH中和热是－114.6kJ/mol？ 不能，中和热是在稀溶液中酸碱反应生成1mol水所放出的热量。
kJ/mol）△H =－ 183 kJ/mol436 kJ/mol(H2)
243kJ/mol(Cl2) 2×431 kJ/mol
= 862 kJ/mol以 H2 + Cl2 = 2HCl 反应为例:反应历程ΔH＝反应物总键能－生成物总键能
＝反应物分子断裂时所吸收的总能量
－生成物分子形成时所释放的总能量⒋反应热产生的原因：化学键断裂化学键形成克服原子间的相互作用吸收能量原子重新组合释放能量为吸热反应。 当ΔH＜0或 ΔH为“－”时，当ΔH＞0 或ΔH为“＋”时， 为放热反应。二者差值即为反应热⒌反应热的计算公式和放（吸）热反应的判断：例题：CH3CH3→CH2＝CH2＋H2；有关化学键的键能如下。 化学键 C－H C＝C C－C H－H 键能（kJ/mol） 414.4 615.3 347.4 435.3
试计算该反应的反应热。解：
ΔH =[6E(C-H)＋E(C-C)]－[E(C=C)＋4E(C-H)＋E(H-H)]
=(6×414.4＋347.4)kJ/mol－(615.3＋4×414.4＋435.3)kJ/mol
=＋125.6 kJ/mol化学键 Si－Cl Si－Si H－Cl H－H
键能（kJ/mol） 360 176 431 436
试计算反应SiCl4 + 2 H2 = Si + 4HCl的反应热。练习：化学键 H－N N≡N H－H
键能（kJ/mol） 391 946 436
试计算反应 N2 + 3H2 = 2 NH3 的反应热。－92 kJ/mol＋236 kJ/mol⒌化学反应中的能量变化ΔH＝生成物的焓－反应物的焓放热△H＜0吸热△H＞0课堂小结⒈ 在恒压条件下进行的反应，反应热等于焓变。单位：kJ/mol或kJ?mol-1符号：△H⒉反应热产生的原因：ΔH＝反应物总键能－生成物总键能 化学键断裂化学键形成克服原子间的相互作用吸收能量原子重新组合释放能量为吸热反应。 当ΔH＜0或 ΔH为“－”时，当ΔH＞0 或ΔH为“＋”时， 为放热反应。⒊反应热的计算公式和放（吸）热反应的判断：1、氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，在反应中，
破坏1molH－H键消耗的能量为Q1kJ，
破坏1molO = O键消耗的能量为Q2kJ，
形成1molH－O键释放的能量为Q3kJ。
下列关系式中正确的是（ ）
A. 2Q1 + Q2 > 4Q3
B. 2Q1 + Q2 < 4Q3
C. Q1 + Q2 < Q3
D. Q1 + Q2 = Q3B2、已知反应A＋B＝C＋D为放热反应，对该反应
的下列说法中正确的是（ ）
A.A的能量一定高于C
B.B的能量一定高于D
C.A和B的总能量一定高于C和D的总能量
D.该反应为放热反应，故不必加热就一定能发 生C复习 化学反应过程中吸收或放出的热量，叫做反应热。在恒压条件下进行的反应，反应热等于焓变。单位：kJ/mol或kJ?mol-1ΔH ＝生成物的焓－反应物的焓
＝反应物总键能－生成物总键能 为吸热反应。 当ΔH＜0或 ΔH为“－”时，当ΔH＞0 或ΔH为“＋”时， 为放热反应。二、热化学方程式 能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。1、定义：2、表示方法和意义：表示在200℃、101kPa条件下，1 mol H2(g)和1 mol I2(g) 反应生成2 mol HI(g)，放热14.9kJ。表示在25℃、101kPa条件下，1 mol H2(g)和1/2 mol O2(g) 反应生成1 mol H2O(g)，放热241.8kJ。1mol反应二、热化学方程式⑵需注明反应时的温度和压强。对于25℃ 、101kPa时进行的反应可不注明。1、定义：3、书写要点： ⑶需注明各物质的状态（s、l、g），因物质所处的状态不同时， △H不同。2、表示方法和意义：⑴ △H写在化学方程式的右边，以“+”表示吸热，以“-”表示放热。H2O(g)= H2O(l)△H=－44kJ/mol⑵需注明反应时的温度和压强。对于25℃ 、101kPa时进行的反应可不注明。3、书写要点： ⑶需注明各物质的状态（s、l、g），物质所处的状态不同时， △H不同。⑴ △H写在化学方程式的右边，以“+”表示吸热，以“-”表示放热。⑷化学计量数只表示各物质的物质的量，可为整数或分数。当化学计量数不同时，△H不同。例题1：依据事实，写出下列反应的热化学方程式。
1molN2（气态）与适量H2（气态）起反应，生成NH3（气态），放出92.2kJ的热量。N2 (g) + 3H2 (g) = 2 NH3 (g) △H ＝ － 92.2kJ/mol例题2： 1克甲烷在空气中燃烧，恢复常温下测得放出热量 55.63 KJ，试写出热化学方程式。CH4(g) + 2O2(g) →CO2(g) + 2H2O(l) ΔH= －890 kJ/mol例题3：已知：S(固) + O2(气) = SO2(气) ΔH= －290.6 kJ/mol，求1.6克硫燃烧成为SO2气体放出多少热量？ 14.53kJ练习：A. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H=－4b kJ/mol
B. C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) △H= + 2b kJ/mol
C. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H=－2b kJ/mol
D. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H= + b kJ/mol1、已知充分燃烧a g 乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量bkJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是： （ ）A2、今有如下三个热化学方程式：
H2(g) + ? O2(g) = H2O (g)； △H =a kJ/mol
H2(g) + ? O2(g) = H2O (l)； △H =b kJ/mol
2H2(g) + O2(g) = 2 H2O (l)； △H =c kJ/mol
关于它们的下列表述，正确的是（ ）
它们都是吸热反应
a、b和c均为正值
C. 反应热的关系：a=b
D. 反应热的关系：2b=cD3、 0.3mol气态高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧气中完全燃烧生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ热量。写出乙硼烷燃烧的热化学方程式。 B2H6 (g) ＋ 3 O2 (g) ＝ B2O3 (s) ＋ 3 H2O (l) △H=－2165kJ/molB4、已知：
C(s) + O2(g) = CO2 (g)； △H =－393.5 kJ/mol
H2(g) + ? O2(g) = H2O (l)； △H = －241.8 kJ/mol
欲得到相同的热量，需分别燃烧固体碳和氢气的质量比约为 ( )
A. 2 : 3.25 B. 12 : 3.25 C. 1 : 1 D. 393.5 : 241.8中和热 1、中和反应的实质：H+ + OH－ ＝ H2O 在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1molH2O(l)时所释放的热量称为中和热。2、中和热的定义：H＋(aq) + OH－(aq) ＝ H2O(l) ΔH=－57.3 kJ／mol3、中和热的表示：4、中和热的测定：实践活动 酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热。如果要通过实验来测定盐酸与氢氧化钠反应的中和热，你认为在设计实验装置和操作时应该注意哪些问题？你准备如何设计并进行实验？请与同学讨论、交流。⑴用隔热装置，尽量减少热量散失；⑵酸碱的量要准确：n＝C×V⑸温度计越精确越好⑹注意控制反应时间⑺多做几次，取平均值⑷搅拌使反应充分进行，使混合液温度均衡。⑶盐酸跟氢氧化钠溶液混合后液面上方的空间尽可能小；实践活动实验目的测定强酸与强碱反应的反应热，体验化学反应的热效应。实验用品中和反应 反应热的测定大烧杯（500 mL）、小烧杯（100 mL）、温度计、量筒（50 mL）两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个小孔）、环形玻璃搅拌棒。
0.50 mol／L盐酸、0.55 mol／L NaOH溶液（为了保证0.50 mol／L盐酸完全被NaOH中和，采用0.55 mol／L NaOH溶液，使碱稍稍过量）。1．在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的，如图所示。该实验也可在保温杯中进行。实验步骤2．用一个量筒量取 50 mL 0.50 mol／L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洗干净。
3．用另一个量筒量取 50 mL 0.55 mol／L NaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。
4．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NaOH溶液一次倒入小烧杯（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的最高温度，记为终止温度，记入下表。
重复实验步骤2~4三次。实验数据处理⒈取三次测量所得数据的平均值作为计算依据。⒉根据实验数据计算中和热。
为了使计算简便一些，我们近似地认为：生成 1molH2O时的中和热为：盐酸的质量 m1=50 g，
NaOH溶液的质量m2＝50 g。⑴盐酸和 NaOH溶液的密度都是1g／cm3⑵中和后生成的溶液的比热容c＝4.18J／（g·℃）50 mL 0.50 mol／L盐酸和50 mL 0.55 mol／L NaOH溶液发生中和反应时放出的热量为：
（m1+m2）·c·（t2℃－ t1℃）
＝100g×4.18J／（g·℃）（t2－t1）℃
＝0.418 （t2－t1） KJ生成的水的物质的量：n = 0.050 L×0.50 mol／L
= 0.025 mol问题讨论： 用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会 （均填“偏大”、“偏小”、“无影响”）。为什么？ NH3·H2O是弱碱，弱碱电离时要吸热，会使中和热的数值偏小。偏小能否根据：
H2SO4 (aq) + 2NaOH (aq) =Na2SO4 (aq) +2H2O (l)
ΔH=－114.6kJ/mol
H2SO4 和NaOH中和热是－114.6kJ/mol？ 不能，中和热是在稀溶液中酸碱反应生成1mol水所放出的热量。