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第一章化学反应与能量第一节化学反应与能量的变化一、焓变反应热1、反应热在化学反应过程中放出或吸收的热量。2、焓和焓变(1)焓：焓（H）是与内能有关的物理量。②单位：kJ/mol（kJ·mol－1）③作用：决定一个反应是吸收还是放出热量。④规定：△H为“+”或△H0：吸热△H为“-”或△H0：放热（2）焓变：①定义：焓变（△H）是生成物与反应物的焓值差。即△H=H生成物-H反应物比较ΔH的大小时，要连同“＋”、“－”包含在内化学反应过程中为什么会有能量的变化？化学反应的实质就是反应物分子中化学键断裂，形成新的化学键，重新组合成生成物的分子的过程。旧键断裂需要吸收能量，新键形成需要放出能量。而化学反应中，旧键的断裂所吸收的总能量与新键形成所放出的总能量是不相等的，而这个差值就是反应中能量的变化。所以化学反应过程中都会有能量的变化。3、反应热与焓变的关系恒压条件下，反应热即为焓变。以1molH2与1molCl2反应生成2molHCl时放出184.6kJ的热量为例，从微观角度解释化学反应过程中的能量变化。解答此反应过程的能量变化可表示如下：4、化学反应中的能量变化(1)化学键断裂时需要吸收能量,吸收的总能量为kJ。(2)化学键形成时需要释放能量释放的总能量为kJ。(3)反应热的计算：，即放出KJ的能量。显然，分析结果与实验测得的该反应的反应热184.6kJ·mol－1很接近。上述反应的反应热表示为：679862862kJ－679kJ＝183kJ183ΔH=-184.6kJ/mol一般用实验数据表示反应热所以，从微观角度解释化学反应过程中的能量变化为：（1）微观①本质原因：由化学键断裂和化学键形成的能力差决定。②ΔH=反应物键能之和-生成物键能之和小试一下：例1：1molC与1mol水蒸气反应生成1molCO和1molH2，需要吸收131.5kJ的热量。ΔH=+131.5kJ/mol例2：拆开lmolH—H键、lmolN－H键、lmolN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则1molN2生成NH3的反应热为，1molH2生成NH3的反应热为。-92KJ/mol-30.6KJ/mol（2）宏观：反应物和生成物所具有的总能量的相对大小决定。ΔH=生成物总能量-反应物总能量二、热化学方程式什么是热化学方程式？表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式，叫做热化学方程式。概念：思考交流与化学方程式相比，热化学方程式有哪些不同？正确书写热化学方程式应注意哪几点？请看以下几个例子，再思考！例题1：科学文献上的热化学方程式H2(g)+I2(g)======2HI(g)△H=－14.9kJ/mol200℃101kPa物质变化能量变化物质状态温度和压强对于25℃101kPa时进行的反应可不注明例题2：两个热化学方程式有何不同状态不同，焓变不同。所以要注明各物质的状态。H2(g)+O2(g)==H2O(g)△H=－241.8kJ/mol12H2(g)+O2(g)==H2O(l)△H=－285.8kJ/mol12★书写热化学方程式的注意事项1、化学方程式的右边写上△H，吸热用“+”，放热用“－”，单位是kJ/mol；2、需注明反应的温度和压强，如不注明条件，即指:25℃101KPa；3、物质后需标聚集状态（s、l、g、aq）5、化学计量数与反应热可以同时最大或减小相同的倍数；4、化学计量数仅表示物质的量，不表示物质的分子数或原子数，可以是整数也可以是分数6、可逆反应的△H是指物质完全反应时的热效应，当反应逆向进行时，其反应热与正反应的数值相等，符号相反。2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol例：已知某温度下的热化学方程式：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)△H=-197kJ/mol试写出SO3分解的热化学反应方程式。2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)△H=+197kJ/mol热化学方程式的意义不仅表示反应中物质的变化，也表示了能量的变化。1、当1mol气态H2与1mol气态Cl2反应生成2mol气态HCl，放出184.6KJ的热量，请写出该反应的热化学方程式。H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)∆H=-184.6KJ/mol2、依据事实，写出下列反应的热化学方程式∶（１）1mol碳完全燃烧放出393.5KJ的热量；（２）1克甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水时放热22.68KJ；（３）1mol氯气和水蒸气通过灼热的炭层反应，生成氯化氢和二氧化碳放出145KJ的热量。3、沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。0.5molCH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445kJ的热量。则下列热化学方程式中正确的是A、2CH4(g)＋4O2(g)＝2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH=+890kJ/molB、CH4＋2O2＝CO2＋H2OΔH=－890kJ/molC、CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)ΔH=－890kJ/molD、1/2CH4(g)＋O2(g)＝1/2CO2(g)＋H2O(l)ΔH=-890kJ/molC写出下列反应的热化学方程式1）1molN2(g)与适量O2(g)反应生成NO(g)，需吸收68kJ的热量；2）1molCu(s)与适量O2(g)反应生成CuO(s)，放出157kJ热量；3）1g硫粉在氧气中充分燃烧放出9.36kJ热量，写出硫燃烧的热化学方程式。4）4gCO在氧气中燃烧生成CO2，放出9.6kJ热量，写出CO燃烧的热化学方程式。三、中和热的测定1.定义：2．原理：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1mol水时放出的热量叫做中和热。通过一定量的酸碱溶液在反应前后温度的变化，计算反应放出的热量（Q=mc△t），由此求出中和热（△H=Q/n水）。a、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，如上图所示。该实验也可在保温杯中进行。3．装置和实验步骤：b、用一个量筒量取50mL0.5mol/L盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记录。把温度计上的酸用水冲洗干净。c、用另一个量筒量取50mL0.55mol/L氢氧化钠，并用温度计测量氢氧化钠的温度，记录。d、把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯（注意不要洒在外面），盖好盖板。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确量取混合溶液的最高温度，记为终止温度，记录。e、重复实验步骤2—4三次中和热表示为：H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kJ／mol4．实验结论：如何提高中和热测定的准确度呢？•增强保温、隔热措施，减少实验过程中热量的损失。•不断搅动，使热量分散均匀•使用稀酸溶液和稀碱溶液，减少溶解热的干扰•使用强酸和强碱溶液，减少电离热效应的干扰Ⅲ、生成1mol水。中和反应的实质是H+和OH-化合生成H20，若反应过程中有其他物质生成，这部分反应热不在中和热之内。5.注意事项：Ⅰ、条件：稀溶液。（浓酸或浓碱参与反应时，溶解放热，会使中和热数值大于57.3kJ/mol）Ⅱ、反应物：（强）酸与（强）碱。（弱酸与弱碱参加反应，弱电解质电离要吸热，使中和热数值小于57.3kJ/mol）Ⅳ、放出的热量：57.3kJ/mol练一练：1、已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)H=-57.3kJ/mol，求下列中和反应中放出的热量。（1）用20gNaOH配稀溶液跟足量稀盐酸反应放出_______kJ的热量。（2）用28gKOH配稀溶液跟足量稀硝酸反应，放出______kJ的热量。28.728.72含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸恰好完全反应，放出28.7kJ热量，下列表示该反应中和热的热化学方程式正确的是()A．NaOH(aq)＋HCl(aq)＝NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝＋28.7kJ·mol－1B．NaOH(aq)＋HCl(aq)＝NaCl(aq)＋H2OΔH＝－57.4kJ·mol－1C．NaOH(aq)＋HCl(aq)＝NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝＋57.4kJ·mol－1D．NaOH(aq)＋HCl(aq)＝NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.4kJ·mol－1答案D