第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量的變化【學(xué)習(xí)目標(biāo)】：1、了解焓和焓變的含義。2、理解反應(yīng)熱與焓變的關(guān)系，與鍵的斷裂與生成的關(guān)系。3、掌握熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)化學(xué)反應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化形式：化學(xué)能熱能光能電能化學(xué)反應(yīng)質(zhì)量守恒定律能量變化能量守恒原理導(dǎo)致伴隨新物質(zhì)產(chǎn)生遵循通常體現(xiàn)化學(xué)能變成熱能吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)體系與環(huán)境為明確討論對(duì)象，人為地將所注意的一部分物質(zhì)或空間與其余的物質(zhì)或空間分開(kāi)。體系：被研究的物質(zhì)系統(tǒng)。環(huán)境：體系以外的其它部分。體系環(huán)境能量放熱反應(yīng)體系環(huán)境能量吸熱反應(yīng)大多數(shù)的分解反應(yīng)C+CO2===2COH2+CuO===H2O+CuC+H2O===CO+H2Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl===BaCl2+2NH3·H2O+8H2O化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)燃燒反應(yīng)中和反應(yīng)大多數(shù)化合反應(yīng)金屬跟酸反應(yīng)放熱反應(yīng)：放熱過(guò)程：化學(xué)鍵的形成氣→液→固濃硫酸稀釋氫氧化鈉溶解吸熱反應(yīng)：化學(xué)鍵的斷裂固→液→氣銨鹽溶解（弱）電解質(zhì)電離吸熱過(guò)程：加熱高溫高溫從物質(zhì)能量看反應(yīng)中的熱效應(yīng)當(dāng)生成物與反應(yīng)物的溫度相同時(shí)，化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中吸收或放出的熱量叫做化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)一般稱為反應(yīng)熱放熱反應(yīng)物生成物能量反應(yīng)過(guò)程吸熱反應(yīng)物生成物能量反應(yīng)過(guò)程①反應(yīng)熱描述的是化學(xué)反應(yīng)前后的熱量變化②反應(yīng)熱描述的是一定溫度下的熱量變化③任何化學(xué)反應(yīng)都有反應(yīng)熱，表現(xiàn)為吸熱反應(yīng)或者放熱反應(yīng)從物質(zhì)能量看反應(yīng)中的熱效應(yīng)反應(yīng)物生成物能量反應(yīng)過(guò)程對(duì)于反應(yīng)A+B=C+DE反應(yīng)物H反應(yīng)物E生成物H生成物焓是一個(gè)與內(nèi)能有關(guān)的物理量，用來(lái)描述物質(zhì)所具有的能量，符號(hào)為H，用焓的變化（△H，簡(jiǎn)稱焓變）來(lái)描述與反應(yīng)熱有關(guān)的能量變化。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)中，通常遇到的反應(yīng)是在敞口容器中進(jìn)行的，反應(yīng)系統(tǒng)的壓力與外界壓力（大氣壓）相等，即反應(yīng)是在恒壓條件下進(jìn)行的。

恒壓下反應(yīng)的熱效應(yīng)即等于焓變（△H

）。△H=H生成物

—H反應(yīng)物=E生成物

—E反應(yīng)物放熱反應(yīng)：?H<0吸熱反應(yīng)：?H>0。H生成物反應(yīng)物焓變1、定義：恒壓條件下，化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中釋放或吸收的能量，都可以熱量（或換算成相應(yīng)的熱量）來(lái)表述，叫做反應(yīng)熱，又稱為“焓變”。2、符號(hào)：?H3、單位：kJ/mol4、規(guī)定：（1）反應(yīng)體系的能量降低（即放熱反應(yīng)），則?H為“－”；（2）反應(yīng)體系的能量升高（即吸熱反應(yīng)），則?H為“＋”。當(dāng)?H為“－”（?H<0）時(shí)，為放熱反應(yīng)；當(dāng)?H為“＋”（?H>0）時(shí)，為吸熱反應(yīng)。從化學(xué)鍵看反應(yīng)中的熱效應(yīng)化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是什么？化學(xué)鍵的斷裂和形成舊鍵斷裂需要

能量，新鍵形成會(huì)

能量。吸收放出鍵能：斷開(kāi)1mol某化學(xué)鍵所需要的能量或形成1mol某化學(xué)鍵所放出的能量。鍵能：通常指在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣態(tài)分子拆開(kāi)成氣態(tài)原子時(shí)，每種化學(xué)鍵所需能量的平均值。

你從圖中發(fā)現(xiàn)了什么？

1、……2、……3、……觀察下列示意圖：你發(fā)現(xiàn)了嗎？反應(yīng)熱產(chǎn)生的微觀原因（微觀討論）請(qǐng)觀察H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)反應(yīng)的能量變化示意圖，分析圖中包含的信息：①

。②

。③

。結(jié)論：

、

?；瘜W(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是舊鍵斷裂和新鍵形成斷裂化學(xué)鍵吸收能量、形成化學(xué)鍵釋放能量任何化學(xué)反應(yīng)都有吸熱過(guò)程和放熱過(guò)程反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)要看吸收能量與放出能量的相對(duì)大小。即：ΔH=E吸收－E放出（微觀）化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因舊鍵斷裂吸收能量新鍵形成放出能量==679kJ/mol862kJ/molH=679kJ/mol－862kJ/mol=－183kJ/mol反應(yīng)物的鍵能總和生成物的鍵能總和反應(yīng)熱＝一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是放熱還是吸熱取決于所有斷鍵吸收的總能量與所有形成新鍵放出的總能量的相對(duì)大小焓變與鍵能的關(guān)系ΔH

=反應(yīng)物的鍵能總和生成物的鍵能總和–例1：1molC與1molH2O(g)反應(yīng)生成lmolCO(g)和1molH2(g)，需要吸收131.5kJ的熱量，該反應(yīng)的反應(yīng)熱為△H=

kJ/mol。+131.5例2：拆開(kāi)1molH－H鍵、1molN－H鍵、1molN≡N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，則1molN2生成NH3的反應(yīng)熱為△H=

，－92.0kJ/mol1molH2生成NH3的反應(yīng)熱是

。△H＝

－30.7kJ/mol氫氣在氧氣中燃燒產(chǎn)生藍(lán)色火焰，已知破壞1molH－H鍵消耗的能量為Q1kJ，破壞1molO=O鍵消耗的能量為Q2kJ，形成1molH－O鍵釋放的能量為Q3kJ。下列關(guān)系式中正確的是（）

A.2Q1+Q2>4Q3B.2Q1+Q2<4Q3

C.Q1+Q2<Q3D.Q1+Q2=Q3B總結(jié)放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)表示方法鍵能變化能量變化聯(lián)系

△H＜０或△H為“-”△H＞０或△H為“+”

生成物總鍵能＞反應(yīng)物總鍵能

生成物總鍵能＜反應(yīng)物總鍵能

生成物總能量＜反應(yīng)物總能量

生成物總能量＞反應(yīng)物總能量鍵能越大，物質(zhì)能量越低，越穩(wěn)定；鍵能越小，物質(zhì)能量越高，越不穩(wěn)定。判斷某反應(yīng)是放熱反應(yīng)或吸熱反應(yīng)的依據(jù)：（1）鍵能變化(微觀）（2）能量變化（宏觀）?H＝E（生成物的總能量）－E（反應(yīng)物的總能量）?H＝E（反應(yīng)物分子化學(xué)鍵斷裂時(shí)所吸收的總能量）－E（生成物分子化學(xué)鍵形成時(shí)所釋放的總能量）或ΔH=H生成物－H反應(yīng)物(宏觀)一個(gè)反應(yīng)的△H與此反應(yīng)逆反應(yīng)的△H數(shù)值相同，符號(hào)相反！反應(yīng)熱與熱量的區(qū)別：

反應(yīng)熱（△H）：有正負(fù)；單位：kJ/mol；熱量（Q）：無(wú)正負(fù)；單位：kJ特別說(shuō)明2.已知：H+H═H2；△H=－436KJ/mol，則下列敘述正確的是（）

A.H原子的能量高于H2的能量

B.H原子的能量低于H2的能量

C.H原子比H2分子穩(wěn)定

D.H2分子比H原子穩(wěn)定AD我們認(rèn)識(shí)了反應(yīng)熱，那么怎樣書(shū)寫(xiě)表示化學(xué)反應(yīng)熱的化學(xué)方程式？二、熱化學(xué)方程式H2(g)+I2(g)======2HI(g)△H=－14.9kJ/mol200℃101kPa

熱化學(xué)方程式包含物質(zhì)變化和能量變化兩個(gè)部分，二者缺一不可。普通化學(xué)方程式只包含物質(zhì)變化一個(gè)部分。物質(zhì)變化能量變化

能表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式叫做熱化學(xué)方程式★書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式的注意事項(xiàng)1、化學(xué)方程的右邊必須寫(xiě)上△H，并用“空格”隔開(kāi)，

△H：吸熱用“+”，放熱用：“－”，單位是kJ/molH2(g)+I2(g)======2HI(g)△H=－14.9kJ/mol200℃101kPaH2(g)+I2(g)======2HI(g)△H=－14.9kJ/mol200℃101kPa2、熱化學(xué)方程式需注明反應(yīng)時(shí)的溫度和壓強(qiáng)。對(duì)于25℃101kPa時(shí)進(jìn)行的反應(yīng)可不注明。如不注明條件，即指:25℃1.01×105Pa；普通化學(xué)方程式不需注明溫度和壓強(qiáng)。H2(g)+O2(g)==H2O(g)△H=－241.8kJ/mol123、熱化學(xué)方程式需注明各物質(zhì)的狀態(tài)。物質(zhì)后需標(biāo)聚集狀態(tài)（s、l、g、aq）普通化學(xué)方程式不需注明物質(zhì)的狀態(tài)。H2(g)+O2(g)==H2O(g)△H=－241.8kJ/mol12H2(g)+O2(g)==H2O(l)△H=－285.8kJ/mol124、熱化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)表示參加反應(yīng)的各物質(zhì)的物質(zhì)的量，可為整數(shù)或分?jǐn)?shù),其△H與系數(shù)對(duì)應(yīng)成比例。普通化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)宏觀上表示各物質(zhì)的物質(zhì)的量，微觀上表示原子分子數(shù)目，只能為整數(shù)，不能為分?jǐn)?shù)。H2(g)+O2(g)==H2O(g)△H=－241.8kJ/mol122H2(g)+O2(g)==2H2O(g)△H=－483.6kJ/mol例1：當(dāng)1mol氣態(tài)H2與1mol氣態(tài)Cl2反應(yīng)生成2mol氣態(tài)HCl，放出184.6kJ的熱量，請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)

?H=－184.6kJ/mol2H2(g)+2Cl2(g)=4HCl(g)

?H=－369.2kJ/molH2(g)+Cl2(g)=HCl(g)

?H=－92.3kJ/mol1212例2：1molN2(g)與適量O2(g)反應(yīng)生成NO2

(g)，需吸收68kJ的熱量；寫(xiě)出熱化學(xué)方程式。N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)

?H=+

68kJ/mol★書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式的注意事項(xiàng)1、化學(xué)方程式的右邊必須寫(xiě)上△H，并用“空格”隔開(kāi)，△H：吸熱用“+”，放熱用：“－”，單位是kJ/mol2、需注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)，如不注明條件，即指:25℃1.01×105Pa；3、物質(zhì)后需標(biāo)聚集狀態(tài)（s、l、g、aq）4、熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)僅表示物質(zhì)的量并不能表示物質(zhì)的分子數(shù)或原子數(shù)，因此化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù)也可以是分?jǐn)?shù)5、根據(jù)焓的性質(zhì)，若化學(xué)方程式中各物質(zhì)的系數(shù)加倍，則△H的數(shù)值也加倍；若反應(yīng)逆向進(jìn)行，則△H改變符號(hào)，但絕對(duì)值不變。熱化學(xué)方程式表示的意義1、反應(yīng)物和生成物的種類、聚集狀態(tài)2、反應(yīng)中各物質(zhì)的物質(zhì)的量比和質(zhì)量比3、反應(yīng)中放出或吸收的熱量。綜上所述意義條件1mol氮?dú)夂?mol氧氣反應(yīng)生成2mol一氧化氮?dú)怏w吸收180.5千焦的能量。反應(yīng)物斷鍵吸收的總能量高于生成物成鍵時(shí)釋放的總能量。生成物的總能量高于反應(yīng)物的總能量微觀宏觀放電或高溫N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJ/mol熱化學(xué)反應(yīng)方程式寫(xiě)出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式（1）1molC(固態(tài))與適量H2O(氣態(tài))反應(yīng),生成CO(氣態(tài))和H2(氣態(tài)),吸收131.3kJ的熱量（2）0.5molCu(固態(tài))與適量O2(氣態(tài))反應(yīng),生成CuO(固態(tài)),放出78.5kJ的熱量C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131.3KJ/mol2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s)△H=－

314KJ/mol2.00gC2H2完全燃燒生成液態(tài)水和CO2放出的熱量為99.6KJ，寫(xiě)出C2H2燃燒的熱化學(xué)方程式。2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=－2589.6KJ/mol焓是與內(nèi)能有關(guān)的物理量。在一定條件下，某一化學(xué)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)，由生成物與反應(yīng)物的焓值差即焓變（△H）決定。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)中，通常遇到的反應(yīng)是在敞口容器中進(jìn)行的，反應(yīng)系統(tǒng)的壓力與外界壓力（大氣壓）相等，即反應(yīng)是在恒壓條件下進(jìn)行的。

恒壓下反應(yīng)的熱效應(yīng)即等于焓變（△H

）。H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)

?H=－184.6kJ/mol△H單位中mol－1(每摩爾)的含義對(duì)于任一反應(yīng)X：aA+bB＝cC+dD△H單位中的“每摩爾”既不是指“每摩爾A”（mol－1A），也不是指每摩爾B、C或D，而是指每摩爾反應(yīng)（mol－1X)，即mol－1（aA+bB＝cC+dD)。因此就不難理解同一反應(yīng)，當(dāng)兩個(gè)化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)不同時(shí)，△H的值不同。H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)

?H=－184.6kJ/mol2H2(g)+2Cl2(g)=4HCl(g)

?H=－369.2kJ/mol在同溫同壓下，下列各組熱化學(xué)方程式中Q2>Q1的是（）A.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=-Q11/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g)△H=-Q2B.C(s)+1/2O2(g)=CO(g)△H=-Q1C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-Q2C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-Q12H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-Q2D.S(g)+O2(g)=SO2(g)△H=-Q1S(s)+O2(g)=SO2(g)△H=-Q2B熱化學(xué)方程式：

S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH=－297.3kJ/mol分析下列說(shuō)法中正確的是（）A．S(g)+O2(g)=SO2(l)ΔH>-297.3KJ/molB．S(g)+O2(g)=SO2(l)ΔH<-297.3KJ/molC．1molSO2的鍵能總和大于1molS和1molO2鍵能之和D．1molSO2的鍵能總和小于1molS和1molO2鍵能之和BC已知（1）H2(g)＋1/2O2

(g)

＝H2O(g)

ΔH1

=

akJ/mol（2）2H2(g)＋O2

(g)

＝2H2O(g)

ΔH2

=

bkJ/mol（3）H2(g)＋1/2O2

(g)

＝H2O(l)

ΔH3

=

ckJ/mol（4）2H2(g)＋O2

(g)

＝2H2O(l)

ΔH4

=

dkJ/mol則a、b、c、d的關(guān)系正確的是

。A、a<c<0B、b>d>0C、2a=b<0D、2c=d>0

C已知：C(s)+O2(g)=CO2(g);△H=-393.5kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(g);△H=-241.5kJ/mol，則欲得到相同熱量，須充分燃燒C和H2的物質(zhì)的量之比為（），質(zhì)量比為（）。12:3.251:1.63三、中和熱

在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1molH2O放出的熱量，叫中和熱。1、條件：稀溶液，表示符號(hào)為aq2、反應(yīng)物：酸和堿3、生成水的物質(zhì)的量：1mol練習(xí)：1）1L1mol/L稀鹽酸和1L1mol/LNaOH溶液發(fā)生中和反應(yīng)放出的熱量為57.3kJ。2）1L1mol/LKOH溶液和1L1mol/L的硝酸發(fā)生中和反應(yīng)放出的熱量為57.3kJ。3）1L1mol/LH2SO4和2L1mol/LNaOH溶液發(fā)生中和反應(yīng)放出的熱量為114.6kJ。HCl(aq)+NaOH(aq)==NaCl(aq)+H2O(l)

△H=-57.3kJ/molHNO3(aq)+KOH(aq)=KNO3(aq)+H2O(l)

△H=-57.3kJ/molH2SO4(aq)+2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l)

△H=-114.6kJ/mol思考與交流1、上述三個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)熱是多少？中和熱是多少？2、三個(gè)反應(yīng)有何異同，得出什么結(jié)論？結(jié)論：強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的中和反應(yīng)，中和熱數(shù)值相同。

H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kJ/mol思考與交流3、若是弱酸、弱堿反應(yīng)，中和熱還是57.3kJ/mol嗎？若不是，是偏大還是偏?。?/p>

不是，偏小。原因是電離需要吸收熱量。實(shí)驗(yàn)原理：Q=cm△t

①Q(mào):中和反應(yīng)放出的熱量。

m:反應(yīng)混合液的質(zhì)量。

c：反應(yīng)混合液的比熱容。△t：反應(yīng)前后溶液溫度的差值。

Q=（V酸ρ酸＋V堿ρ堿）·c·（t2－t1）實(shí)驗(yàn)名稱中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定中和熱:在稀溶液中,強(qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng)生成1摩爾水放出的熱量：

57.3kJ/mol實(shí)驗(yàn)用品：

大燒杯(500mL)

小燒杯(100mL)

泡沫塑料或紙條塑料板或硬紙板（兩個(gè)孔）溫度計(jì)

環(huán)形玻璃攪拌棒量筒(50mL)兩個(gè)藥品：

0.50mol/L鹽酸

0.55mol/LNaOH溶液四、中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定組裝量熱器————測(cè)量反應(yīng)前后的溫度和空氣絕緣，防止熱量損失——攪拌，使反應(yīng)液混合均勻——量取反應(yīng)液迅速反應(yīng)，減小誤差使一個(gè)反應(yīng)物過(guò)量完全反應(yīng)，減小誤差實(shí)驗(yàn)原理的細(xì)化：50mL0.50mol/L鹽酸和

50mL0.55mol/LNaOH溶液反應(yīng)測(cè)量反應(yīng)放出的熱量：

Q=m·c·Δt

=100g×4.18J/(g·℃)×Δt=0.418ΔtkJ計(jì)算生成1molH2O時(shí)的焓變：△H=0.418·(t2-t1)

kJ/mol0.025-1、大、小燒杯放置時(shí)，為何要使兩杯口相平？填碎紙條的作用是什么？對(duì)此裝置，你有何更好的建議？?jī)杀谙嗥?，可使蓋板把杯口盡量蓋嚴(yán)，從而減少熱量損失；填碎紙條的作用是為了達(dá)到保溫隔熱、減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中熱量損失的目的。思考2、溫度計(jì)上的酸為何要用水沖洗干凈？沖洗后的溶液能否倒入小燒杯？為什么？

因?yàn)樵摐囟扔?jì)還要用來(lái)測(cè)堿液的溫度，若不沖洗，溫度計(jì)上的酸會(huì)和堿發(fā)生中和反應(yīng)而使熱量散失，故要沖洗干凈；沖洗后的溶液不能倒入小燒杯，若倒入，會(huì)使總?cè)芤旱馁|(zhì)量增加，而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差。3、酸、堿混合時(shí)，為何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯而不能緩緩倒入？

因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是測(cè)反應(yīng)的反應(yīng)熱，若動(dòng)作遲緩，將會(huì)使熱量損失而使誤差增大。4、實(shí)驗(yàn)中所用HCl和NaOH的物質(zhì)的量比為何不是1∶1而是NaOH過(guò)量？若用HCl過(guò)量行嗎？為了保證0.50mol/L的鹽酸完全被NaOH中和，采用0.55mol/LNaOH溶液，使堿稍稍過(guò)量。若使鹽酸過(guò)量，亦可。5、若改用100mL0.50mol/L的鹽酸和100mL0.55mol/L的NaOH溶液，所測(cè)中和熱的數(shù)值是否約為本實(shí)驗(yàn)結(jié)果的二倍（假定各步操作沒(méi)有失誤）？

否。因中和熱是指酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時(shí)放出的熱量，其數(shù)值與反應(yīng)物的量的多少無(wú)關(guān)，故所測(cè)結(jié)果應(yīng)基本和本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同（若所有操作都準(zhǔn)確無(wú)誤，且無(wú)熱量損失，則二者結(jié)果相同）。［議一議］如果你所測(cè)得的數(shù)據(jù)不是57.3kJ/mol，分析產(chǎn)生誤差的原因可能有哪些？可能的