1、第一章化学反应与能量第一节 化学反应与能量的变化第1课时【引入】1.什么是化学反应热？如何表示？2.一个化学反应是放热还是吸热的决定因素是什么？一、反应热 焓变1、定义：化学反应过程中所放出或吸收的热量，叫做反应热，（若反应是在恒压条件下进行）可称为“焓变”。符号：H，单位：kJ/mol 或 kJmol-1吸热反应：吸收热量的化学反应H0或 H为“”H0或 H为“+”放热反应：放出热量的化学反应化学反应的本质是什么？以氢气在氯气中燃烧为例，用化学键的观点分析反应的本质过程。（一）微观角度2、化学反应中能量的变化的原因H Cl ：Cl H H2+Cl2=2HClHH Cl Cl断开断开点燃一个化
2、学反应的的过程，本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。形成从化学键的观点来分析能量的变化一个化学反应的过程，本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。吸收能量放出能量所以：一个化学反应是否为放热还是吸热微观角度取决于：所有断键吸收的总能量与所有形成新键放出的总能量的相对大小断键吸收的总能量 成键放出的总能量H 0 化学反应吸收能量H E（断键吸收的总能量）-E（成键放出的总能量）反应物的总能量高生成物的总能量低生成物的总能量高反应物的总能量低放热反应吸热反应（2）宏观角度放热反应：反应物的总能量 生成物的总能量吸热反应：反应物的总能量 生成物的总能量放热反应：吸热反应：H0或 H为“+
3、”放热反应物生成物能量反应过程H0 H生成物能量反应物能量（宏观）吸热反应物生成物能量反应过程H0 H E（生成物的总能量）-E（反应物的总能量）E（反应物的总键能）-E（生成物的总键能）结论：H决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小，H决定于反应物的总键能与生成物的总键能的相对大小。物质的稳定性：键能大稳定和能量低稳定 二、热化学方程式阅读教材相关内容，思考、讨论、回答下列问题：1、什么是热化学方程式，有何意义？书写步骤？2、书写热化学方程式为什么要注明物质的状态？热化学方程式1概念能表示参加反应物质的量和_的关系的化学方程式。2特点(与化学方程式比较)(1)指明了反应时的_和_，若
4、在_时进行的反应，可不注明。(2)在化学方程式右边注明H的_。(3)所有反应物和生成物都用括号注明它们在反应时的_。常用_分别表示固体、液体和气体。(4)化学计量数只表示_，不表示微粒个数。(5)化学计量数和反应热数值可以同时增大或减小_倍数。3意义热化学方程式不仅表示化学反应中的物质变化，也表明了_变化。H2(g)12O2(g)=H2O(l)H285.8 kJ/mol，表示在_和_条件下，_H2(g)与_O2(g)完全反应生成_H2O(l)时_热量285.8 kJ。1书写热化学方程式的方法(1)写出符合质量守恒定律的化学方程式热化学方程式中各物质化学式前的化学计量数不表示分子个数，只表示物质
5、的量。因此，它可以用整数或简单分数表示。(2)标明物质的状态因为物质发生状态的变化也伴随着能量的变化，所以书写热化学方程式时必须标明物质的状态。通常用g、l、s分别代表气态、液态、固态。(3)用H表示化学反应放出或吸收的热量放热反应H取负值，吸热反应H取正值；H的单位常用kJ/mol。探究1.热化学方程式的书写2书写热化学方程式的注意事项(1)H只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边，并用“空格”或“分号”隔开。若为放热反应，H为“”；若为吸热反应，H为“”。H的单位是J/mol或kJ/mol。(2)由于H与测定条件有关(压强对反应的焓变影响很小)，因此应在H后注明反应温度(若不注明
6、，则表示在25 下测定)，因为在不同温度下进行同一反应时，反应的焓变是不同的。(3)热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示该物质的分子数或原子数，因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。(4)要在物质的化学式后面用括号注明参加反应的物质的聚集状态一般用英文字母g、l和s分别表示物质的气态、液态和固态，溶液则用aq表示。(5)根据焓的性质，若热化学方程式中各物质的化学计量数加倍，则H的数值也加倍；若反应逆向进行，则H改变符号，但绝对值不变。(6)对于aAbB=cCdD这一反应，H单位中的“每摩尔”既不是指每摩尔A也不是指每摩尔B、C或D，而是指每摩尔反应，即每
7、摩尔“aAbB=cCdD”。因此，对于同一个反应，两个热化学方程式的化学计量数不同时，H的值不同。当反应物、生成物的状态不同时，H的值也不同。例如：H2(g)12O2(g)=H2O(l)H285.8 kJ/molH2(g)12O2(g)=H2O(g)H241.8 kJ/mol2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJ/mol(7)对于可逆反应，H的值为其反应物完全转化为生成物时的量，例如2SO2(g)O2(g)2SO3(g)HQ kJ/mol，H表示的意义是2 mol SO2气体和1 mol O2气体完全反应生成2 mol SO3气体时放出的热量为Q kJ。但是2 mol SO2
8、气体和1 mol O2气体在实际反应时放出的热量要小于Q kJ，因为2 mol SO2气体和1 mol O2气体不可能完全转化为SO3。思考1为什么热化学方程式中要标明各物质的状态？答：先看两个热化学方程式：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJ/mol2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H483.6 kJ/mol同样是2 mol H2与1 mol O2反应生成2 mol H2O，但生成H2O的状态不同，反应放出的热量不同，由此可知，反应放出(或吸收)热量的多少与物质的状态密切相关，因此，必须标明物质的状态才能完整地体现出热化学方程式的意义。2热化学方程式与化学方程式之间有
9、什么不同？答：化学方程式热化学方程式化学计量数是整数，既表示粒子个数，又表示该物质的物质的量既可以是整数，也可以是分数，只表示该物质的物质的量状态不需要标明必须在化学式后标明H 的正负及单位无必须标明意义表明了化学反应中物质的变化既表明了化学反应中物质的变化，也表明了化学反应中能量的变化遵循定律质量守恒定律质量守恒定律和能量守恒定律【例1】已知0.3 mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在O2中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5 kJ的热量，其热化学方程式为：_。又已知：H2O(l)=H2O(g)H44 kJ/mol，则11.2 L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热
10、量是_ kJ。【答案】B2H6(g)3O2(g)=B2O3(s)3H2O(l)H2 165 kJ/mol 1 016.5练习 1化学反应 N23H2=2NH3 的能量变化如下图所示，该反应的热化学方程式是()AN2(g)3H2(g)=2NH3(l)H2(abc)kJ/molBN2(g)3H2(g)=2NH3(g)H2(ba)kJ/molC.12N2(g)32H2(g)=NH3(l)H2(bca)kJ/molD.12N2(g)32H2(g)=NH3(g)H2(ab)kJ/mol热化学方程式是表示参加反应的物质的量与反应热的关系的化学方程式。热化学方程式的正误判断除了遵循书写化学方程式的要求外，应
11、侧重从以下几个方面予以考虑。探究2.热化学方程式正误判断1检查 H 的符号和单位是否正确放热反应的 H 为“”，吸热反应的 H 为“”，单位是kJ/mol，逆反应的 H 与正反应的 H 数值相同，符号相反。2检查是否标明物质的状态必须标明每种反应物与生成物的状态，同一化学反应，物质的化学状态不同，H 数值不同。3检查 H 的数值与化学计量数是否对应H 的大小与反应物的物质的量的多少有关，相同的反应，化学计量数不同时，H 不同。如H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H183 kJ/mol 12H2(g)12Cl2(g)=HCl(g)H91.5 kJ/mol 原因是反应热的单位是 kJ/mol，
12、为每摩尔反应的热效应。但反应不同含义不同，对于反应来说，每摩尔反应指 1 mol H2(g)与 1 mol Cl2(g)反应生成 2 mol HCl(g)，对于反应来说，每摩尔反应指12 mol H2(g)与12mol Cl2(g)反应生成 1 mol HCl(g)。4特殊反应热书写表示中和热的热化学方程式时，H2O(l)的化学计量数为 1，并以此配平其余物质的化学计量数。(后面会学到)【例2】在25、101 kPa下，10 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热226.8 kJ，下列热化学方程式正确的是()ACH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H725.8 kJ/molB2CH
13、3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l)H1 452 kJ/molC2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l)H7 25.8 kJ/molD2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l)H1 452 kJ/molB【针对练习 2】已知在 1105 Pa、298 K 条件下，2 mol 氢气燃烧生成水蒸气放出 484 kJ热量，下列热化学方程式正确的是()AH2O(g)=H2(g)12O2(g)H242 kJmol1B2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H484 kJmol1CH2(g)12O2(g)=H2O(g)H242 kJmol1D2H2(g
14、)O2(g)=2H2O(g)H484 kJmol1A1热化学方程式：H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H184.6 kJmol1的叙述正确的是()A一分子H2和Cl2反应，放出热量184.6 kJ B1 mol H2和Cl2完全反应生成2 mol HCl放出的热量 为184.6 kJ C在25、101 kPa时，1 mol气态H2和1 mol气态Cl2 完全 反应生成2 mol HCl气体，放出的热量为184.6 kJ D在25、101 kPa时，1 mol气态H2和1 mol气态Cl2完全反应生成2 mol HCl气体，吸收的热量为184.6 kJ 2以NA代表阿伏加德罗常数，则关于热化
15、学方程式 C2H2(g)2(5)O2(g)=2CO2(g)H2O(l)H1 300 kJmol1的说法中，正确的是()A当有10 NA个电子转移时，该反应放出1 300 kJ/mol的能量 B当有NA个水分子生成且为液体时，该反应吸收1 300 kJ的能量 C当有2NA个碳氧共用电子对生成时，该反应放出1 300 kJ的能量 D当有8NA个碳氧共用电子对生成时，该反应放出1 300 kJ的能量 3下列有关热化学方程式的叙述正确的是()A2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H483.6 kJ/mol B已知C(石墨，s)=C(金刚石，s)H0，则金刚石比石墨稳定 C含20.0 g NaOH的稀
16、溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7 kJ的热量，则表示该反应的热化学方程式为：NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.4 kJ/mol D已知2C(s)2O2(g)=2CO2(g)H1 2C(s)O2(g)=2CO(g)H2，则 H1 H2 40.096 kg碳完全燃烧可放出3 147.9 kJ的热量，则下列热化学方程式正确的是()ACO2=CO2 H393.49 kJ/mol BC(s)O2(g)=CO2(g)H393.49 kJ/mol CC(s)O2(g)=CO2(g)H393.49 kJ/mol DC(s)2(1)O2(g)=CO(g)H393.49 kJ/mol 5依据事实，写出下列反应的热化学方程式：(1)28 g CO还原Fe2O3生成单质铁，放出8.3 kJ热量。_(2)1 mol氨气和1 mol氯化氢气体化合生成氯化铵固体，放出176 kJ热量。_(3)N2和O2化合生成184 g NO2气体，吸收135.4 kJ热量。_(4)1 g H2燃烧生成液态水，放出142.9 kJ热量。_(5)5.2 g气态乙炔(C2H2)完全燃烧生成液态水和气态CO2，放出260 kJ热量。_