1、第一節(jié)化學反應(yīng)與能量的變化,第1課時化學反應(yīng)與能量的變化,目標導(dǎo)航,預(yù)習導(dǎo)引,目標導(dǎo)航,預(yù)習導(dǎo)引,1.化學反應(yīng)的實質(zhì)與特征 (1)實質(zhì):反應(yīng)物化學鍵斷裂和生成物化學鍵形成。 (2)特征:既有物質(zhì)變化,又有能量變化。 (3)能量轉(zhuǎn)化形式通常有熱能、光能和電能等,但主要表現(xiàn)為熱能的變化。 2.焓變反應(yīng)熱 (1)反應(yīng)熱。 當化學反應(yīng)在一定的溫度下進行時,反應(yīng)所吸收或放出的熱量稱為該反應(yīng)在此溫度下的熱效應(yīng),簡稱反應(yīng)熱。 (2)焓變。 焓是與內(nèi)能有關(guān)的物理量,用符號H表示,焓變就是生成物與反應(yīng)物的焓值差,用符號H表示,單位常用kJmol-1或kJ/mol。反應(yīng)在 恒壓條件下進行時,反應(yīng)的熱效應(yīng)等于焓變。

2、,目標導(dǎo)航,預(yù)習導(dǎo)引,3.化學反應(yīng)能量變化的原因 化學鍵的斷裂和形成是化學反應(yīng)中能量變化的主要原因。,若E1E2,則化學反應(yīng)吸收能量,H0; 若E1E2,則化學反應(yīng)放出能量,H0。,目標導(dǎo)航,預(yù)習導(dǎo)引,實例說明:以H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)反應(yīng)的能量變化為例,目標導(dǎo)航,預(yù)習導(dǎo)引,目標導(dǎo)航,預(yù)習導(dǎo)引,4.熱化學方程式 (1)定義:表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學方程式,叫做熱化學方程式。熱化學方程式不僅表明了化學反應(yīng)中物質(zhì)的變化,也表明了化學反應(yīng)中能量的變化。 (2)意義:,表示在25 、101 kPa,1 mol H2與 完全反應(yīng)生成 1 mol液態(tài)水時放出的熱量為285

3、.8 kJ。 (3)注意:熱化學方程式中各物質(zhì)前的化學計量數(shù)只表示物質(zhì)的量,不表示分子個數(shù),因此,它可以是整數(shù),也可以是分數(shù)。對于相同物質(zhì)的反應(yīng),當化學計量數(shù)不同時,其H不同。,目標導(dǎo)航,預(yù)習導(dǎo)引,深度思考 判斷下列描述的正誤(正確的畫“”,錯誤的畫“”)。 (1)放熱反應(yīng)不需要加熱就能反應(yīng),吸熱反應(yīng)不加熱就不能反應(yīng)。 () (2)物質(zhì)發(fā)生化學變化都伴有能量的變化。 () (3)伴有能量變化的物質(zhì)變化都是化學變化。 () (4)吸熱反應(yīng)在任何條件下都不能發(fā)生。 () (5)Na轉(zhuǎn)化為Na+時,吸收的能量就是該過程的反應(yīng)熱。 () (6)水蒸氣變?yōu)橐簯B(tài)水時放出的能量就是該變化的反應(yīng)熱。 () (

4、7)同溫同壓下,反應(yīng)H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和點燃條件下的H不同。 () (8)可逆反應(yīng)的H表示完全反應(yīng)時的熱量變化,與反應(yīng)是否可逆無關(guān)。 () 解析:(6)是物理變化過程,其能量變化不能稱為反應(yīng)熱。(7)焓變與反應(yīng)條件無關(guān)。,遷移應(yīng)用,典題例解,一,二,思考探究,知識精要,一、焓變與反應(yīng)熱 1.焓變與反應(yīng)熱的關(guān)系 恒溫、恒壓下進行的化學反應(yīng),如果反應(yīng)中物質(zhì)的能量變化全部轉(zhuǎn)化為熱能(除了因體積改變而做的功外,沒有轉(zhuǎn)化為電能、光能等其他形式的能量),則反應(yīng)的焓變就等于該反應(yīng)的反應(yīng)熱。 2.反應(yīng)熱單位kJ/mol或kJmol-1的含義 反應(yīng)放出或吸收的熱量用H表示,“kJ”放

5、出或吸收熱量,“mol-1”符合反應(yīng)計量關(guān)系的任何化學反應(yīng),稱為每摩爾反應(yīng),不是指1 mol反應(yīng)物。,遷移應(yīng)用,典題例解,一,二,思考探究,知識精要,3.吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)的比較,遷移應(yīng)用,典題例解,一,二,思考探究,知識精要,遷移應(yīng)用,典題例解,一,二,思考探究,知識精要,4.常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng) 常見的放熱反應(yīng):可燃物的燃燒;酸堿中和反應(yīng);大多數(shù)化合反應(yīng);金屬跟酸的置換反應(yīng);物質(zhì)的緩慢氧化。 常見的吸熱反應(yīng):大多數(shù)分解反應(yīng);鹽的水解;Ba(OH)28H2O與NH4Cl反應(yīng);C和H2O(g)、C和CO2的反應(yīng)。,遷移應(yīng)用,典題例解,一,二,思考探究,知識精要,1.相同質(zhì)量的硫粉在空氣中燃

6、燒和在純氧中燃燒,哪一個放出的熱量多,為什么? 答案:在空氣中燃燒放出的熱量多,因在純氧中燃燒火焰明亮,轉(zhuǎn)化成的光能多,故放出的熱量少。 2.需要加熱才能進行的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)嗎?常溫下就能進行的反應(yīng)一定是放熱反應(yīng)嗎? 答案:化學反應(yīng)過程究竟是吸熱還是放熱與反應(yīng)條件沒有直接關(guān)系,不能根據(jù)反應(yīng)條件判斷一個化學反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)。有些放熱反應(yīng)常溫下就能進行,如酸堿中和反應(yīng);有些放熱反應(yīng)常溫下不能進行,如碳的燃燒;有些吸熱反應(yīng)常溫下就能進行,如Ba(OH)28H2O與NH4Cl的反應(yīng);有些吸熱反應(yīng)常溫下不能進行,需要加熱才能進行,如碳酸鈣的分解反應(yīng)。,遷移應(yīng)用,典題例解,一,二,思考探究,

7、知識精要,3.物質(zhì)的鍵能、內(nèi)能與其穩(wěn)定性有什么關(guān)系? 答案:物質(zhì)的鍵能越小,其內(nèi)能越高,穩(wěn)定性越差;反之,鍵能越大,其內(nèi)能越低,穩(wěn)定性越強。 對某一反應(yīng),H=H(生成物)-H(反應(yīng)物)=E(吸)-E(放),則E(吸)+H(反應(yīng)物)=H(生成物)+E(放),可見H(反應(yīng)物)越小E(吸)越大,反應(yīng)物的穩(wěn)定性就越強。,遷移應(yīng)用,典題例解,一,二,思考探究,知識精要,【例1】 下列變化一定是放熱的化學反應(yīng)的是(),C.形成化學鍵時共放出能量862 kJ的化學反應(yīng) D.能量變化如圖所示的化學反應(yīng),解析:A項,氣態(tài)水變成液態(tài)水放出熱量,但屬于物理變化;B項,該反應(yīng)為分解反應(yīng),是吸熱反應(yīng);C項,未告訴斷裂化

8、學鍵吸收的能量,無法判斷該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng);D項,反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量,故該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。 答案:D,遷移應(yīng)用,典題例解,一,二,思考探究,知識精要,遷移應(yīng)用,典題例解,一,二,思考探究,知識精要,1.由右圖分析,有關(guān)敘述正確的是() A.AB+C和B+CA兩個反應(yīng)吸收或放出的能量不等 B.AB+C是放熱反應(yīng) C.A具有的能量高于B和C具有的能量總和 D.AB+C是吸熱反應(yīng),則B+CA必然是放熱反應(yīng) 解析:本題考查化學反應(yīng)中的能量變化,由圖可知,B和C具有的能量總和高于A的能量,則反應(yīng)B+CA一定是放熱反應(yīng);反之,AB+C則是吸熱反應(yīng)。根據(jù)能量守恒定律,兩反應(yīng)的反應(yīng)熱在

9、數(shù)值上相等,符號相反。 答案:D,遷移應(yīng)用,典題例解,一,二,思考探究,知識精要,2.已知化學反應(yīng)A2(g)+B2(g)=2AB(g)的能量變化如圖所示,下列敘述中正確的是() A.每生成2分子AB吸收b kJ熱量 B.該反應(yīng)焓變?yōu)镠=+(a-b) kJmol-1 C.該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量 D.斷裂1 mol AA鍵和1 mol BB鍵,放出a kJ能量,遷移應(yīng)用,典題例解,一,二,思考探究,知識精要,解析:化學反應(yīng)A2(g)+B2(g)=2AB(g)的能量變化依據(jù)圖像分析,結(jié)合反應(yīng)前后能量守恒可知,反應(yīng)物能量之和小于生成物的能量之和,該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),反應(yīng)過程中斷裂化學鍵

10、需要吸收能量,形成化學鍵放出熱量,焓變?yōu)镠=+(a-b) kJmol-1,故B項正確。 答案:B,遷移應(yīng)用,典題例解,思考探究,一,二,知識精要,二、熱化學方程式的書寫與判斷 1.熱化學方程式的書寫步驟 寫出化學方程式(不注明條件及氣體、沉淀符號)依據(jù)信息注明物質(zhì)狀態(tài)計算焓變數(shù)值寫出焓變H符號、數(shù)值及單位,遷移應(yīng)用,典題例解,思考探究,一,二,知識精要,2.書寫熱化學方程式的注意事項,遷移應(yīng)用,典題例解,思考探究,一,二,知識精要,遷移應(yīng)用,典題例解,思考探究,一,二,知識精要,3.可逆反應(yīng)熱化學方程式的含義 熱化學方程式表示反應(yīng)已完成的量,需分析投料是否真正完全反應(yīng),例如,300 時,H2(

11、g)+I2(g) 2HI(g)H=-12.84 kJmol-1,并非“300 ,將1 mol 氫氣和1 mol碘蒸氣混合,就有12.84 kJ熱量放出”,而是“有2 mol HI(g)生成時,才有12.84 kJ熱量放出?！?遷移應(yīng)用,典題例解,一,二,思考探究,知識精要,1.下列熱化學方程式表示的意義是否相同?,答案:由于兩個熱化學方程式中產(chǎn)物水的狀態(tài)不同,因此a與b的數(shù)值也不相同,兩個熱化學方程式表示的意義不同。,2.已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H1,2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)H2,H1和H2有什么關(guān)系? 答案:2 mol H2(g)和1 mol O2(g)的

12、總能量與2 mol H2O(l)的能量的差值是不變的,即|H1|=|H2|;但反應(yīng)物和生成物互換,反應(yīng)的放熱和吸熱的過程發(fā)生了改變,H1=-H2。,遷移應(yīng)用,典題例解,一,二,思考探究,知識精要,【例2】 寫出下列反應(yīng)的熱化學方程式: (1)1 mol C2H5OH(l)完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l),放出1 366.8 kJ熱量:。 (2)1 mol C(石墨)與適量H2O(g)反應(yīng)生成CO(g)和H2(g),吸收131.3 kJ熱量: 。 (3)1.7 g NH3(g)發(fā)生催化氧化反應(yīng)生成氣態(tài)產(chǎn)物,放出22.67 kJ的熱量: 。,遷移應(yīng)用,典題例解,一,二,思考探究,知識精要,遷

13、移應(yīng)用,典題例解,一,二,思考探究,知識精要,遷移應(yīng)用,典題例解,一,二,思考探究,知識精要,遷移應(yīng)用,典題例解,一,二,思考探究,知識精要,1.已知在25 、101 kPa下,1 g C8H18(辛烷)燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時放出48.40 kJ的熱量。表示上述反應(yīng)的熱化學方程式正確的是(),遷移應(yīng)用,典題例解,一,二,思考探究,知識精要,解析:在25 、101 kPa下,1 mol C8H18燃燒生成CO2和液態(tài)水時放出的熱量為 114 g=5 518 kJ。解答該題關(guān)鍵要看三點:,答案:B,遷移應(yīng)用,典題例解,一,二,思考探究,知識精要,2.下列對H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g

14、)H(298 K)=-184.6 kJmol-1的敘述正確的是() A.1分子H2和1分子Cl2反應(yīng),放出熱量184.6 kJ B.1 mol H2(g)完全反應(yīng)生成2 mol HCl(g),放出的熱量為184.6 kJ C.在25 、101 kPa的條件下,1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)完全反應(yīng)生成2 mol HCl(g),放出的熱量為184.6 kJ D.在25 、101 kPa的條件下,1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)完全反應(yīng)生成2 mol HCl(g),吸收的熱量為184.6 kJ 解析:熱化學方程式中H的值與具體化學反應(yīng)相對應(yīng),在反應(yīng)中各物質(zhì)前的化學

15、計量數(shù)不再表示粒子數(shù)目,只表示物質(zhì)的“物質(zhì)的量”,所以A項中分子個數(shù)的說法是錯誤的。在描述反應(yīng)熱時應(yīng)說明外界條件,而B項中沒有說明溫度和壓強,該說法也是錯誤的。H0,反應(yīng)放熱而非吸熱,D項錯誤。 答案:C,思悟升華,易錯警示,案例探究,焓變與化學鍵鍵能的關(guān)系 通常把拆開(或形成)1 mol某化學鍵所吸收(或釋放)的能量看成該化學鍵的鍵能。鍵能的大小可以衡量化學鍵的強弱,也可用于估算化學反應(yīng)的反應(yīng)熱(H),化學反應(yīng)的H等于反應(yīng)物中舊化學鍵的鍵能之和與生成物中新化學鍵的鍵能之和的差。下面列舉了一些化學鍵的鍵能數(shù)據(jù),供計算使用。,工業(yè)上的高純硅可通過下列反應(yīng)制取: SiCl4(g)+2H2(g)=S

16、i(s)+4HCl(g),該反應(yīng)的反應(yīng)熱(H)為 () A.+412 kJmol-1B.-412 kJmol-1 C.+236 kJmol-1D.-236 kJmol-1,思悟升華,易錯警示,案例探究,審題:反應(yīng)熱產(chǎn)生的根本原因是化學鍵的斷裂和形成,反應(yīng)物中化學鍵的斷裂需要吸熱,而生成物中化學鍵的形成會放熱,它們的差值就是反應(yīng)熱,解題的關(guān)鍵在于正確判斷1 mol物質(zhì)所含化學鍵的數(shù)目。 解析:SiCl4、H2和HCl分子中共價鍵的數(shù)目容易計算,而產(chǎn)物硅屬于原子晶體,可根據(jù)原子晶體的結(jié)構(gòu)計算晶體硅中共價鍵的數(shù)目。1 mol晶體硅中所含的SiSi鍵為2 mol,即制取高純硅反應(yīng)的反應(yīng)熱H=4360 kJmol-1+2436 kJmol-1-(2176 kJmol-1+4431 kJmol-1)=+236 kJmol-1。 答案:C,思悟升華,易錯警示,案例探究