第1講化學反應與能量變化最新展示1.了解化學反應中能量轉(zhuǎn)化的原因，能說出常見的能量轉(zhuǎn)化形式。2.了解化學能與熱能的相互轉(zhuǎn)化，了解吸熱反應、放熱反應、反應熱、中和熱等概念。3.了解熱化學方程式的含義。熱點定位1.吸熱反應和放熱反應的判斷。2.熱化學方程式的書寫。3.利用化學鍵斷裂(或形成)時吸收(或釋放)能量的數(shù)據(jù)計算反應熱。一、反應熱(焓變)1．焓變(1)概念：在

條件下進行反應的

。(2)符號及單位：表示符號：ΔH；單位： 。恒壓反應熱kJ·mol－1(或kJ/mol)2．吸熱反應和放熱反應(1)產(chǎn)生原因(2)表示方法①吸熱反應：ΔH為“”或ΔH

0；②放熱反應：ΔH為“”或ΔH

0。><負正1．如何從微觀和宏觀兩個角度判斷一個反應是放熱反應還是吸熱反應？【提示】微觀上：舊鍵斷裂吸收的能量大于新鍵形成放出的能量，則反應吸熱，稱為吸熱反應；舊鍵斷裂吸收的能量小于新鍵形成放出的能量，則反應放熱，稱為放熱反應。宏觀上：反應物具有的總能量大于生成物具有的總能量，反應放熱；反應物具有的總能量小于生成物具有的總能量，反應吸熱。二、熱化學方程式1．概念：表明

的化學方程式。2．表示意義：不僅表明了化學反應中的

，也表明了化學反應中的

。例如：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

ΔH(298K)＝－571.6kJ/mol表示 。

反應所吸收或放出熱量物質(zhì)變化能量變化在298K時，2mol氣態(tài)氫氣與1mol氣態(tài)氧氣反應完成后，生成2mol液態(tài)水，放出571.6kJ的熱量2．熱化學方程式與普通化學方程式有何異同？【提示】相同的是：①表示意義相同：表示反應物和生成物各是什么及它們之間的物質(zhì)的量的關系。②都遵守質(zhì)量守恒定律，都需要配平。不同的是：熱化學方程式重在體現(xiàn)化學反應中的能量變化關系，故①須注明反應的溫度和壓強，②須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)，③化學計量數(shù)可以是分數(shù)。三、中和反應反應熱的測定1．中和熱(1)定義：在稀溶液中，酸和堿發(fā)生中和反應生成

所

的熱量。(2)舉例：稀鹽酸與稀氫氧化鈉溶液反應的中和熱為

，表示該反應中和熱的熱化學方程式為： 。1_mol水放出57.3kJ/molHCl(aq)＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ/mol2．中和反反應反應應熱的測測定(1)裝置如下下圖(2)注意事項項①碎泡沫塑塑料(或紙條)及泡沫塑塑料板的的作用是是。②為保證酸酸、堿完完全中和和，常采采用，稍稍過過量。③實驗中若若使用弱弱酸或弱弱堿，因因中和過過程中電電離，會使測測得數(shù)值值。防止熱量量散失堿(或酸)吸收熱量偏小1．(上海高考考題)下列反應應中生成成物總能能量高于于反應物物總能量量的是()A．碳酸鈣鈣受熱分分解B．乙醇燃燃燒C．鋁粉與與氧化鐵鐵粉末反反應D．氧化鈣鈣溶于水水【解析】生成物總總能量高高于反應應物總能能量的反反應屬于于吸熱反反應，選選項A中的反應應是吸熱熱反應，，選項B、C、D中的反應應是放熱熱反應。?！敬鸢浮緼2．(全國卷Ⅱ)已知：①1molH2分子中化化學鍵斷斷裂時需需要吸收收436kJ的能量②1molCl2分子中化化學鍵斷斷裂時需需要吸收收243kJ的能量③由H原子和Cl原子形成成1molHCl分子時釋釋放431kJ的能量下列敘述述正確的的是()A．氫氣和和氯氣反反應生成成氯化氫氫氣體的的熱化學學方程式式是H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)B．氫氣和和氯氣反反應生成成2mol氯化氫氣氣體，反反應的ΔH＝＋183kJ/molC．氫氣和和氯氣反反應生成成2mol氯化氫氣氣體，反反應的ΔH＝－183kJ/molD．氫氣和和氯氣反反應生成成1mol氯化氫氣氣體，反反應的ΔH＝－183kJ/mol【解析】根據(jù)H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH＝E(H—H)＋E(Cl—Cl)－2E(H—Cl)＝436kJ/mol＋243kJ/mol－2×431kJ/mol＝－183kJ/mol，故選項項C正確?！敬鸢浮緾3．(2009年四川高高考題)25℃，101kPa時，強酸酸與強堿堿的稀溶溶液發(fā)生生中和反反應的中中和熱為為57.3kJ/mol，辛烷的的燃燒熱熱為5518kJ/mol。下列熱熱化學方方程式書書寫正確確的是()A．2H＋(aq)＋(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)ΔH＝－57.3kJ/molB．KOH(aq)＋H2SO4(aq)===K2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ/molC．C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g)ΔH＝－5518kJ/molD．2C8H18(g)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l)ΔH＝－5518kJ/mol【解析】A項，生成成的是2molH2O及BaSO4沉淀；C項，應生生成液態(tài)態(tài)水；D項，辛烷烷應為1mol?！敬鸢浮緽4．(2009年全國卷卷Ⅱ)已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890kJ·mol－1現(xiàn)有H2與CH4的混合氣體體112L(標準狀況)，使其完全全燃燒生成成CO2和H2O(l)，若實驗測測得反應放放熱3695kJ，則原混合合氣體中H2與CH4的物質(zhì)的量量之比是()A．1∶1B．1∶3C．1∶4D．2∶3【解析】設H2、CH4的物質(zhì)的量量分別是x和y，則x＋y＝112L/22.4L·mol－1＝5mol，＋＋890kJ·mol－1y＝3695kJ，解得x＝1.25mol，y＝3.75mol，故原混合合氣體中H2與CH4物質(zhì)的量之之比是1∶3?！敬鸢浮緽一、放熱反反應與吸熱熱反應的比比較類型比較放熱反應吸熱反應定義釋放熱量的化學反應吸收熱量的化學反應形成原因反應物具有的總能量大于生成物具有的總能量反應物具有的總能量小于生成物具有的總能量與化學鍵的關系生成物分子成鍵時釋放出的總能量大于反應物分子斷裂時吸收的總能量生成物分子成鍵時釋放的總能量小于反應物分子斷裂時吸收的總能量表示方法ΔH＜0ΔH＞0類型比較放熱反應吸熱反應圖示類型比較放熱反應吸熱反應常見反應①活潑金屬與水或酸的反應。例如：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑②酸堿中和反應。例如：2KOH＋H2SO4===K2SO4＋2H2O③燃燒反應。例如：2CO＋O22CO2④多數(shù)的化合反應。例如：CaO＋H2O===Ca(OH)2⑤鋁熱反應①多數(shù)的分解反應。例如：CaCO3CaO＋CO2↑②鹽的水解。例如：NH4Cl＋H2ONH3·H2O＋HCl③Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應④C和CO2、C和H2O(g)反應【應用指南】(1)化學反應表表現(xiàn)為吸熱熱或放熱與與反應開始始是否需要要加熱無關關，需要加加熱的反應應不一定是是吸熱反應應(如C＋O2CO2為放熱反應應)，不需要加加熱的反應應也不一定定是放熱反反應。(2)雖然濃H2SO4、NaOH固體溶于水水明顯放熱熱，NH4NO3溶于水明顯顯吸熱，但但均不能稱稱為吸熱反反應或放熱熱反應，因因為都是物物理變化。。已知化學反反應2C(s)＋O2(g)2CO(g)，2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)都是放熱反反應。據(jù)此此判斷，下下列說法中中不正確的的是()A．12gC所具有的能能量一定高高于28gCO所具有的能能量B．56gCO和32gO2所具有的總總能量大于于88gCO2所具有的總總能量C．12gC和32gO2所具有的總總能量大于于44gCO2所具有的總總能量D．將一定質(zhì)質(zhì)量的C燃燒，生成成CO2比生成CO時放出的熱熱量多【思路點撥】解答本題應應抓住以下下兩點：(1)從物質(zhì)所具具有的能量量角度理解解放熱反應應。(2)C(s)與O2(g)反應生成CO2(g)可理解為先先后發(fā)生題題給兩反應應?！緡L試解答】據(jù)2C(s)＋O2(g)2CO(g)為放熱反應應可知，12gC(s)和16gO2(g)所具有的總總能量高于于28gCO(g)所具有的能能量，但12gC所具有的能能量與28gCO所具有的能能量無法比比較；根據(jù)據(jù)2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)是放熱反應應知，56gCO(g)和32gO2(g)的總能量大大于88gCO2(g)的能量；由由C(s)＋O2(g)CO2(g)為放熱反應應知12gC(s)和32gO2(g)的總能量大大于44gCO2(g)的能量；C燃燒生成CO2放出的熱量量應等于同同質(zhì)量的C燃燒生成CO放出的熱量量加上CO燃燒生成CO2放出的熱量量?！敬鸢浮緼【拓展訓練】1.白磷與氧可可發(fā)生如下下反應：P4＋5O2===P4O10。已知斷裂裂下列化學學鍵需要吸吸收的能量量分別為：：P—PakJ·mol－1、P—ObkJ·mol－1、P=OckJ·mol－1、O=OdkJ·mol－1。根據(jù)上圖所所示的分子子結(jié)構和有有關數(shù)據(jù)估估算該反應應的ΔH，其中正確確的是()A．(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1B．(4c＋12b－6a－5d)kJ·mol－1C．(4c＋12b－4a－5d)kJ·mol－1D．(4a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1【解析】根據(jù)焓變的概概念ΔH等于反應物鍵鍵能的總和減減去產(chǎn)物鍵能能的總和，即即ΔH＝E反應物－E產(chǎn)物，根據(jù)反應方方程式P4＋5O2===P4O10和模型圖分析析可知，該反反應的反應熱熱ΔH＝(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1，A正確?！敬鸢浮緼二、熱化學方方程式的書寫寫1．書寫步驟(1)在化學方程式式中每一種反反應物和生成成物后面加括括號，括號中中注明聚集狀狀態(tài)，并配平平，不必注明明反應條件；；對于同素異異形體間的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化，在括號號內(nèi)還要標明明物質(zhì)名稱。。(2)ΔH寫在化學方程程式的右邊。。若為放熱反反應，則ΔH為“－”；若為吸熱反反應，則ΔH為“＋”。其單位為kJ/mol或kJ·mol－1。(3)標注ΔH的數(shù)值。方程程式中化學式式前面的化學學計量數(shù)必須須與ΔH相對應，如果果化學計量數(shù)數(shù)加倍，則ΔH也要加倍。當當反應逆向進進行，其反應應熱與正反應應的反應熱數(shù)數(shù)值相等，符符號相反。2．注意事項(1)標明ΔH的測定條件反應熱ΔH與測定條件(溫度、壓強等等)有關。因此書書寫熱化學方方程式時應注注明ΔH的測定條件。。絕大多數(shù)ΔH是在25℃、101325Pa下測定的，可可不注明溫度度和壓強。(2)計量數(shù)表示的的意義熱化學方程式式中各物質(zhì)化化學式前面的的化學計量數(shù)數(shù)僅表示該物物質(zhì)的物質(zhì)的的量，并不表表示物質(zhì)的分分子數(shù)或原子子數(shù)。因此化化學計量數(shù)可可以是整數(shù)，，也可以是分分數(shù)。(3)可逆反應的熱熱化學方程式式①可逆反應的熱熱化學方程式式中一般不用用可逆號。②若在熱化學方方程式中用“”連接，仍表示示反應按化學學計量數(shù)完全全轉(zhuǎn)化時的反反應熱?！緫弥改稀颗袛酂峄瘜W方方程式正誤要要注意“四看”：(1)看各物質(zhì)的聚聚集狀態(tài)是否否正確；(2)看ΔH變化的“＋”、“－”是否正確；(3)看反應熱的單單位是否為kJ·mol－1；(4)看反應熱數(shù)值值與化學計量量數(shù)是否相對對應?；瘜W反應N2＋3H2===2NH3的能量變化如如圖所示，該該反應的熱化化學方程式是是()A．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(l)ΔH＝2(a－b－c)kJ·mol－1B．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)ΔH＝2(b－a)kJ·mol－1【思路點撥】解答本題應抓抓住以下三點點：(1)明確三個能量量變化：akJ、bkJ、ckJ表示的意義。。(2)熱化學方程式式中化學方程程式部分要與與ΔH對應。(3)用代數(shù)式表示示ΔH的符號和數(shù)值值時，可以將將符號和代數(shù)數(shù)式融為一體體。【嘗試解答】由圖示可知：：akJ能量是molN2(g)和molH2(g)斷鍵所吸收的的，bkJ能量是1molN和3molH形成1molNH3(g)所放出的能量量，1molNH3(g)變?yōu)?molNH3(l)釋放ckJ能量。若生成成NH3(g)，熱化學方程程式應為：【答案】A【拓展訓練】2.(2009年重慶高考)下列熱化學方方程式書寫正正確的是(ΔH的絕對值均正正確) ()A．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)ΔH＝－1367.0kJ/mol(燃燒熱)B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝＋57.3kJ/mol(中和熱)C．S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH＝－296.8kJ/mol(反應熱)D．2NO2===O2＋2NOΔH＝＋116.2kJ/mol(反應熱)【解析】選項A，H2O的狀態(tài)是不穩(wěn)穩(wěn)定的氣態(tài)，，不是表示燃燃燒熱的熱化化學方程式。。選項B，中和熱為放放熱反應，ΔH＝－57.3kJ/mol。選項C，S燃燒生成SO2的反應是放熱熱反應，ΔH<0，同時時也注注明了了物質(zhì)質(zhì)的聚聚集狀狀態(tài)等等，正正確。。選項項D，未注注明物物質(zhì)的的聚集集狀態(tài)態(tài)，錯錯誤。?！敬鸢浮緾1．參照照反應應Br＋H2―→HBr＋H的能量量與反反應歷歷程的的示意意圖，，下列列敘述述中正正確的的是()A．從圖圖中可可看出出，該該反應應的反反應熱熱與反反應途途徑有有關B．正反反應為為放熱熱反應應C．加入入催化化劑，，該化化學反反應的的反應應熱增增大D．正反反應為為吸熱熱反應應【解析】根據(jù)反反應歷歷程的的示意意圖可可知：：反應應物(Br和H2)比生成成物(HBr和H)具有的的能量量低，，故該該反應應為吸吸熱反反應。。反應應熱與與途徑徑無關關，加加入催催化劑劑反應應熱不不變。?！敬鸢浮緿2．已知知：H2(g)＋F2(g)===2HF(g)ΔH＝－270kJ/mol，下列列說法法正確確的是是()A．氟化化氫氣氣體分分解生生成氫氫氣和和氟氣氣的反反應是是放熱熱反應應B．1molH2與1molF2反應生生成2mol液態(tài)HF放出的的熱量量小于于270kJC．在相相同條條件下下，1molH2與1molF2的能量量總和和大于于2molHF氣體的的能量量D．該反反應中中的能能量變變化可可用下下圖來來表示示【解析】由熱化化學方方程式式可知知ΔH<0，H2和F2反應生生成HF是放熱熱反應應，則則氟化化氫分分解生生成H2和F2為吸熱熱反應應，故故A錯。HF(g)轉(zhuǎn)變變?yōu)闉镠F(l)要放放熱熱，，則則1molH2與1molF2反應應生生成成2mol液態(tài)態(tài)HF，放放出出的的熱熱量量大大于于270kJ，故故B錯。。該該反反應應為為放放熱熱反反應應，，則則反反應應物物的的總總能能量量高高于于生生成成物物的的總總能能量量，，C正確確。。該該反反應應中中能能量量變變化化的的圖圖示示為為【答案案】C3．(2010年淮淮安安調(diào)調(diào)研研)下列列關關于于熱熱化化學學反反應應的的描描述述中中正正確確的的是是()A．HCl和NaOH反應應的的中中和和熱熱ΔH＝－－57.3kJ/mol，則則H2SO4和Ca(OH)2反應應的的中中和和熱熱ΔH＝2×(－57.3)kJ/molB．CO(g)的燃燃燒燒熱熱是是283.0kJ/mol，則則2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反應的ΔH＝＋(2×283.0)kJ/molC．需要加加熱才能能發(fā)生的的反應一一定是吸吸熱反應應D．1mol甲烷燃燒燒生成氣氣態(tài)水和和二氧化化碳所放放出的熱熱量是甲甲烷的燃燃燒熱【解析】A項在不考考慮“H2SO4與Ca(OH)2不僅生成成水，而而且還生生成CaSO4微溶物，，會改變變體系熱熱量”的前提下下，二者者的中和和熱ΔH＝－57.3kJ/mol；C項，需加加熱才能能發(fā)生的的反應不不一定是是吸熱反反應，如如NH3的催化氧氧化就是是一個在在加熱條條件下進進行的放放熱反應應；D項，甲烷烷的燃燒燒熱應指指生成液液態(tài)水時時放出的的熱量。?！敬鸢浮緽4．已知：：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH1＝－Q1kJ·mol－12H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH2＝－Q2kJ·mol－12H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH3＝－Q3kJ·mol－1常溫下，，取體積積比4∶1的甲烷和和氫氣的的混合氣氣體11.2L(標準狀況況下)，經(jīng)完全全燃燒后后恢復至至室溫，，則放出出的熱量量為()A．0.4Q1＋0.05Q3B．0.4Q1＋0.05Q2C．0.4Q1＋0.1Q3D．0.4Q1＋0.2Q2【解析】n(氣體)＝＝＝0.5mol即混合氣氣體中有有0.4molCH4和0.1molH2。燃燒后恢恢復至室室溫，水水為液態(tài)態(tài)，故放放出的熱熱量為：：Q＝0.4Q1＋＝＝0.4Q1＋0.05Q3【答案】A5．根據(jù)如如下圖所所示，寫寫出下列列反應的的熱化學學方程式式并回答答相關問問題：(1)________________________________________________________________________；(2)________________________________________________________________________。Q1與Q2的關系：：Q1________Q2(填“大于”“小于”或“等于”)?！窘馕觥坑蓤D(1)知反應物物為A(g)