化学反应与能量变化1

那么，你还知道其他形式的能量变化的例子吗？如何定量地来描述或测定一个反应释放或吸收的能量呢？1了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。2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。3了解热化学方程式的含义并能正确书写热化学方程式。4认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的变化，能量的多少取决于反应物和生成物的质量，反应过程中能量守恒。【思考思考】1.化化学学反反应应都都有有新新物物质质产产生生，同同时时还还伴伴随随着着能能量量变变化化，请列举学过的有热量变化的相关反应。请列举学过的有热量变化的相关反应。Mg、P、S、Fe、H2、C、煤煤、石石油油、天天然然气气等等燃燃烧烧；活活泼泼金金属属与与酸酸反反应应；酸酸碱碱中中和和反反应应等等要要放放出出热热量。量。氢氢氧氧化化钡钡晶晶体体与与氯氯化化铵铵晶晶体体迅迅速速搅搅拌拌下下反反应应；CO2与与C的的反反应应，CaCO3受受热热分分解解，盐盐类类水水解解反反应应等等要吸收热量。要吸收热量。2.在这些反应中，哪些是我们日常生活中利用到的？在这些反应中，哪些是我们日常生活中利用到的？化化学学反反应应中中所所释释放放的的能能量量当当今今世世界界最最重重要要的的能源。能源。在化学反应过程中放出或吸收的热量，反应过程中放出或吸收的热量，通常叫做反应热。又称焓变。通常叫做反应热。又称焓变。1.1.符号符号：H 2.2.单位单位：一般采用一般采用kJ/mol 一.反应热 焓变3.3.研究对象：研究对象：一定压强下，敞口容器中一定压强下，敞口容器中 发生的反应。发生的反应。4.4.产生原因：产生原因：化学键断裂化学键断裂吸热吸热 化学键形成化学键形成放热放热go1molH1molH2 2与与1molCl1molCl2 2反应生成反应生成2molHCl2molHCl时的反应热时的反应热(1)(1)从该图中你能获得什么信息？从该图中你能获得什么信息？(2)(2)你能计算出该反应过程中能量变化为多少吗？你能计算出该反应过程中能量变化为多少吗？分析：分析：(1)由由图可知断裂可知断裂1 mol HH键要吸收要吸收436 kJ的能量，的能量，断裂断裂 1 mol ClCl 键要吸收要吸收243 kJ的能量，的能量，H原子与原子与Cl 原原子子结合生成合生成1 mol HCl 时放放热431 kJ的能量。的能量。(2)生成生成2 mol HCl放出的能量放出的能量为：431 kJ2436 kJ243 kJ183 kJ。答案：答案：(1)发生化学反生化学反应，反，反应物断裂化学物断裂化学键需吸收能量，需吸收能量，生成物形成化学生成物形成化学键需放出能量需放出能量(2)放出放出183 kJ的能量的能量【结论结论】反应完成时，生成物中形成新化学键时释放的反应完成时，生成物中形成新化学键时释放的总能量（总能量（862 kJ）比断裂反应物中旧化学键时吸收的比断裂反应物中旧化学键时吸收的总能量（总能量（679 kJ）大，故为放热反应大，故为放热反应.该反应的反应热计算为（放热反应）：该反应的反应热计算为（放热反应）：H=E（反（反应物物总键能）能）-E（生成物（生成物总键能）能）=（436+243）-（431+431）=-184.6（kJmol）放热反应：放热反应：当生成物分子总键能大于反当生成物分子总键能大于反应物分子中总键能时。应物分子中总键能时。H 为为“-”或或H 0图示可知：图示可知：如果反应物所具有的总能量大于生成物所如果反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量，反应物转化为生成物时放出热量，这具有的总能量，反应物转化为生成物时放出热量，这是放热反应。反之，如果反应物所具有的总能量小于是放热反应。反之，如果反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量，反应物就需要吸收热量才能生成物所具有的总能量，反应物就需要吸收热量才能转化为生成物，这是吸热反应。转化为生成物，这是吸热反应。反应热计算反应热计算【例例 1 1】1molC与与1molH2O(g)反应生成反应生成lmol CO(g)和和1mol H2(g)，需要吸收，需要吸收131.5kJ的热量，该反应的反应热为的热量，该反应的反应热为H=kJ/mol。【例例 2 2】拆开拆开 lmol H-H键、键、lmol N-H键、键、lmolNN键分键分别需要的能量是别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则，则1mol N2生成生成NH3的反应热为的反应热为 ，1mol H2生成生成NH3的反应热为的反应热为 。分析：分析：N2(g)3H2(g)2NH3(g)，因拆开，因拆开 lmol N-H键和键和生成生成 lmol N-H键吸收和释放出的能量相等，所以此反应键吸收和释放出的能量相等，所以此反应的反应热计算如下：的反应热计算如下：H=(946kJ/mol+3436kJ/mol)-23391kJ/mol =-92kJ/mol而而 lmol H2只与只与 mol N2反应反应.所以此题所以此题lmolN2生成生成NH3的的反应热反应热H=-92kJ/mol。lmolH2生成生成NH3的反应热的反应热H=-30.67kJ/mol，131.51判断化学反判断化学反应放放热或吸或吸热的方法的方法(1)根据根据H的的“”和和“”判断。判断。H为“”为吸吸热反反应，H为“”为放放热反反应。(2)根据反根据反应物和生成物的物和生成物的总能量差判断。能量差判断。若若E(反反应物物)E(生成物生成物)，为放放热反反应；若；若E(生成生成物物)E(反反应物物)，则为吸吸热反反应。(3)根据反根据反应物和生成物的物和生成物的键能差判断。能差判断。若反若反应物的物的总键能大于生成物的能大于生成物的总键能，能，则为吸吸热反反应；若生成物的；若生成物的总键能大于反能大于反应物的物的总键能，能，则为放放热反反应。(4)根据反根据反应类型或具体的化学反型或具体的化学反应判断。判断。2常常见的吸的吸热反反应和放和放热反反应(1)常常见的放的放热反反应有：有：活活泼金属与金属与H2O或酸的反或酸的反应，如，如2Al6HCl=2AlCl33H2；酸碱中和反酸碱中和反应，如，如2KOHH2SO4=K2SO42H2O；注意注意(1)(1)需要加热才能进行的反应不一定都是吸热反应，需要加热才能进行的反应不一定都是吸热反应，如木炭的燃烧。如木炭的燃烧。(2)(2)常温下就能进行的反应不一定都是放热反应，常温下就能进行的反应不一定都是放热反应，如氢氧化钡晶体和氯化铵固体的反应。如氢氧化钡晶体和氯化铵固体的反应。(3)(3)任何化学反应都伴随着能量变化，但能量变化任何化学反应都伴随着能量变化，但能量变化不一定都表现为热量变化，还可能以声、光、电等形式不一定都表现为热量变化，还可能以声、光、电等形式表现出来。表现出来。(1)反反应在恒在恒压条件下条件下进行行时，反，反应热又称又称焓变，符号，符号为H，单位：位：kJ/mol。HH(生成物生成物)H(反反应物物)。(2)H为“”或或H0，为吸吸热反反应。(3)反反应物的物的总能量大于生成物的能量大于生成物的总能量能量时，该反反应为放放热反反应，反之，反之，该反反应为吸吸热反反应；反；反应物的物的键能能总和和小于生成物的小于生成物的键能能总和和时，该反反应为吸吸热反反应，反之，放，反之，放热反反应。(4)HE(生成物生成物)E(反反应物物)反反应物中化学物中化学键断断裂吸收的能量和生成物中化学裂吸收的能量和生成物中化学键生成放出的能量和。生成放出的能量和。(5)利用利用键能数据能数据计算反算反应热时，要准确，要准确计算化学算化学键断裂或生成的数量。断裂或生成的数量。放热反应和吸热反应的比较类型型比比较放放热反反应吸吸热反反应定定义有有热量放出的化学反量放出的化学反应吸收吸收热量的化学反量的化学反应形成形成原因原因反反应物具有的物具有的总能量大于能量大于生成物具有的生成物具有的总能量能量反反应物具有的物具有的总能量小于能量小于生成物具有的生成物具有的总能量能量与化学与化学键强强弱弱的关系的关系生成物分子成生成物分子成键时释放出放出的的总能量大于反能量大于反应物分子物分子断裂断裂时吸收的吸收的总能量能量生成物分子成生成物分子成键时释放出放出的的总能量小于反能量小于反应物分子物分子断断键时吸收的吸收的总能量能量表示表示方法方法H0H0图示示常常见的的实例例大多数化合反大多数化合反应；中和反中和反应；金属与酸反金属与酸反应如：如：Mg2HCl=MgCl2H2H0；以以C、CO为还原原剂的氧的氧化化还原反原反应课后作业1、小结本节知识要点。2、完成教材习题1.、2于作业本。3、预习本节教材余下内容。1.1.定义：定义：表明反应所放出或吸收的热量表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式，叫做热化学方程式。的化学方程式，叫做热化学方程式。例如：例如：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)，H=-483.6kJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)，H=-571.6kJ/mol注：气体用注：气体用g；液体用液体用l；固体用固体用s二二.热化学方程式热化学方程式2.2.书写热化学方程式要点：书写热化学方程式要点：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g);注明物质的聚集状态注明物质的聚集状态（s、l、g）右端标热量数值和符号，右端标热量数值和符号，H：吸热用吸热用“+”，放热用：，放热用：“-”。系数单位是系数单位是“摩尔摩尔”，而不是，而不是“个个”。它可以是整数也可以是分数，对于同一反它可以是整数也可以是分数，对于同一反应，当化学计量数不同时，其应，当化学计量数不同时，其H也不同。也不同。H=+131.3kJ/mol 同一反应采用不同系数，热量值同一反应采用不同系数，热量值H要相要相应变化。应变化。如：如：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);H=-571.6kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=1H2O(l);H=-285.8kJ/mol需注明反应的温度和压强需注明反应的温度和压强，不注明条，不注明条件，既指件，既指:(250C，1.01105Pa)【例例1 1】已已知知在在2525，101101kpakpa下下，1 1克克辛辛烷烷燃燃烧烧生生成成二二氧氧化化碳碳和和液液态态水水时时放放出出48.4048.40kJkJ热热量量，表示上述反应的热化学方程式正确的是表示上述反应的热化学方程式正确的是()()A AC C8 8H H1818(1)+25/2O(1)+25/2O2 2(g)=8CO(g)=8CO2 2(g)+9H(g)+9H2 2O(g)O(g)H=-48.40 kJ H=-48.40 kJmolmol-1-1B BC C8 8H H1818(1)+25/2O(1)+25/2O2 2(g)=8CO(g)=8CO2 2(g)+9H(g)+9H2 2O(1)O(1)H=-5518 kJ H=-5518 kJmolmol-1-1C CC C8 8H H1818(1)+25/2O(1)+25/2O2 2(g)=8CO(g)=8CO2 2(g)+9H(g)+9H2 2O(1)O(1)H=+5518 kJ H=+5518 kJmolmol-1-1D DC C8 8H H1818(1)+25/2O(1)+25/2O2 2(g)=8CO(g)=8CO2 2(g)+9H(g)+9H2 2O(1)O(1)H=-48.40 kJ H=-48.40 kJmolmol-1-1B3 3热化学方程式的应用热化学方程式的应用【练习【练习1 1】1克甲烷在空气中燃烧，恢复克甲烷在空气中燃烧，恢复常温下测得放出热量常温下测得放出热量55.625 KJ，试写出热试写出热化学方程式。化学方程式。CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g);H=-890 kJmol-1【答案【答案】【练习【练习2 2】同温、同压下，比较同温、同压下，比较Q1与与Q2的大小：的大小：S(g)+O2(g)=SO2(g)；H=-Q1 kJ/mol S(s)+O2(g)=SO2(g)；H=-Q2 kJ/molQ1Q2【练习练习3 3】已知：已知：C(s)+O2(g)=CO2(g)；H=-393.5 kJ/mol 要获得要获得1000千焦热量，需燃烧多少千焦热量，需燃烧多少克碳？克碳？30.5克克【练习练习4 4】已知：已知：S(s)+O2(g)=SO2(g)；H=-290.6 kJ/mol求求1.6克硫燃烧成为克硫燃烧成为SO2气体放出多少热气体放出多少热量？量？14.53kJ二二.热化学方程式热化学方程式1.1.定义：定义：表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式，表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式，叫做热化学方程式。叫做热化学方程式。2.2.书写热化学方程式要点：书写热化学方程式要点：注明物质的聚集状态注明物质的聚集状态（s s、l l、g g）右端标热量数值和符号，右端标热量数值和符号，H H：吸热用：吸热用“+”，放热用：，放热用：“-”。系数单位是系数单位是“摩尔摩尔”，而不是，而不是“个个”。它可以是整数。它可以是整数也可以是分数，对于同一反应，当化学计量数不同时，也可以是分数，对于同一反应，当化学计量数不同时，其其H H也不同。也不同。同一反应采用不同系数，热量值同一反应采用不同系数，热量值H H要相应变化。要相应变化。2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l);H=-571.6kJ/molO(l);H=-571.6kJ/mol H H2 2(g)+1/2O(g)+1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l);O(l);H=-285.8kJ/molH=-285.8kJ/mol需注明反应的温度和压强，不注明条件，既指需注明反应的温度和压强，不注明条件，既指:25:250 0C C，1.011.0110105 5Pa)Pa)作业作业:P6 3.4