1、 专题2 化学反应与能量转化 第二单元 化学反应中的热量 化学反应中的热量变化在化学反应中除了有物质的变化外，还伴随着能量的变化有的反应需吸收能量：如热能、光能、电能 化学能 有的反应需放出能量：如化学能 热能、光能、电能 请举例加以说明庆典时的烟火火苗植物的光合作用荧火虫光能转化为化学能：绿色植物的光合作用是存在于地球最普遍的化学变化C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O动物呼吸作用释放能量光合作用叶绿素储存能量6CO2+6H2O C6H12O6+6O2化学能转化为其他能：夜晚能发出荧光虫：萤火虫能放电的鱼：电鳗图2-3给出了几种常见化学反应实例，请说出能量转化的方式。化学反应能量转化方
2、式镁条的燃烧石油气的燃烧闪电时产生氮氧化物原电池放电高温冶炼铁化学能转化为光能和热能化学能转化为光能和热能化学能转化为电能电能转化为化学能热能转化为化学能归纳总结：镁条的燃烧闪电时产生氮氧化物一、化学反应中的热量转化1化学反应中能量变化形式的多样性：有的反应需吸收能量：如热能、光能、电能 化学能 有的反应需放出能量：如化学能 热能、光能、电能 许多化学反应的能量变化主要表现为热量的吸收或放出。实验1：向一支试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条，加入1mL2mol/L的盐酸，用手触摸试管外壁，有什么感觉？实验2：在100mL小烧杯中加入20g经研细氢氧化钡晶体，然后加入约10g氯化铵，立即用玻璃棒搅拌
3、，用手触摸烧杯外壁，有什么感觉？从热量变化角度看化学反应活动与探究实验1.镁条和盐酸反应现象:试管内有气泡产生,镁条逐渐溶解,试管外壁温度升高.结论:该反应是放热反应.实验2:氢氧化钙和氯化铵反应.现象:反应方程式:结论:反应的混合物温度降低反应方程式:Mg+2HCl=MgCl2+H22NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3+2H2O该反应是吸热反应化学反应根据热量变化情况放热反应吸热反应放热反应：放出热量的化学反应。吸热反应：吸收热量的化学反应。一、化学反应中的热量转化2吸热反应和放热反应：判断下列变化是放热反应还是吸热反应：1.镁条的燃烧 2.浓硫酸的稀释 3.高温下木炭与二氧化
4、碳反应生成一氧化碳 4.氧化钙与水的反应 5.高温煅烧石灰石 6.NaOH 和 NH4Cl的反应 交流与讨论常见的放热反应放热反应酸碱中和：HCl+NaOH=NaCl+H2O含碳燃料燃烧的反应：C+O2 CO2金属与酸或水反应：Zn+2HCl=ZnCl2+H2大多数的化合反应：CaO+H2O=Ca(OH)2【整理与归纳】易爆物质的爆炸反应;铝热反应此外浓硫酸的稀释、氢氧化钠的溶解、氧化钙的溶解等。常见的吸热反应吸热反应大多数分解反应：Ca(OH)2+2NH4Cl=CaCl2+2NH3+2H2O2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2H2、CO、C还原金属氧化物:CuO+H2CuH2O【整理与归
5、纳】此外一些物质的溶解，如硝酸铵溶解等.有人说，在加热条件下，进行的化学反应一定是吸热反应；吸热反应一定要在加热条件下进行。这些说法对吗？为什么有的反应放出热量，而有的反应吸收热量？思考与讨论用化学键的观点来分析化学反应的本质过程是什么？光照以 H2+Cl2=2HCl为例,一个化学反应是否为放热还是吸热取决于什么呢？化学反应的实质是 反应物分子内化学键的断裂 与产物分子中化学键的形成 先回顾一下使原子之间相结合的强烈作用力。1、化学键？2、从化学键的角度来看，化学反应的实质是什么？ClCl:断开此键要吸收247KJ/mol 形成此键要放出247KJ/mol HH:断开此键要吸收436KJ/mo
6、l 形成此键要放出436KJ/mol(25、101KPa)HCl:断开此键要吸收431KJ/mol 形成此键要放出431KJ/mol H Cl ：Cl H H2+Cl2=2HClHH Cl ClHCl断裂断裂形成光照吸收能量吸收能量放出能量一个化学反应的的过程，本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。吸收能量放出能量：吸热反应；吸收能量放出能量：放热反应。已知断开1molH2中的 H-H键需要吸收436.4kJ能量,断开1molCl2中的Cl-Cl键需要吸收242.7kJ能量,生成1molHCl中的H-Cl键放出431.8kJ能量.试说明H
7、2+Cl2=2HCl是吸热反应还是放热反应.【问题解决】E反应历程H2+Cl22H+2Cl2HCl E=kJ吸收436.4 kJ(H2)吸收242.7 kJ(Cl2)放出2431.8 kJ=863.6 kJ184.5(注:1mol H2和1mol Cl2反应)放热反应的逆反应一定是吸热反应吗?如:2HCl=H2+Cl2是吸热反应吗?E184.5反应历程H2+Cl22H+2Cl2HCl放出436.4 kJ(H2)放出242.7 kJ(Cl2)吸收2431.8 kJ=863.6 kJ(注:1mol H2和1mol Cl2反应)E=kJ反应物的总能量=生成物的总能量+放出的热量 生成物的总能量=反应
8、物的总能量+吸收的热量 放热反应 吸热反应 放热反应吸热反应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化学反应的过程,也可以看成是能量的“释放”或“贮存”的过程。1、若E反 E生，2、若E反 E生，放出能量 吸收能量 放热反应 吸热反应(1)定义:在化学反应中放出或吸收的热量叫反应热。(2)符号：(3)单位：放热反应：H取负值（H0）HkJ mol13、反应热 实验测得1molH2和1molCl2反应生成2molHCl时放出184.5kJ的能量，该反应的反应热为：H184.5kJmol1问题：如何用化学用语表示放热反应和吸热反应？4.热化学方程式(1)定义：表明反应放出或
9、吸收的热量的化学方程式叫热化学方程式。如：C(s)+O2(g)=CO2(g)H=393.5kJ mol1H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)H=-184.6kJ/mol观察以下热化学反应方程式，你发现了什么？2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)H-483.6 kJ/mol 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H-571.6 kJ/mol 结论：同种物质聚集状态不同，能量不同 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H-571.6 kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)H-285.8 kJ/mol 结论：H 的值与化学计量数成正比 化学计量数只表示物质的量，可用分数
10、(2)书写热化学方程式注意事项:（1）反应物和生成物要标明其聚集状态，用g、l、s分别代表气态、液态、固态。（2）用H标明恒压条件下反应放出或吸收的热量，放热为负，吸热为正。（3）反应温度、压强不同其H 也不同，中学阶段指的是标准状况。（4）热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数，只表示物质的量，因此可以是整数或分数。（5）对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其H 也不同，即H 的值与计量数成正比。(6)热化学方程式中已表明物质的状态，所以热化学方程式中不再使用“”或“”符号。（7）可逆反应的热化学方程式不以“”表示，要用“=”表示。(3)热化学方程式的书写步骤(1)写出正确的化
11、学方程式(2)标明各物质的聚集状态(3)注明反应热(H0表示吸热,H0表示放热单位:KJmol-1)思考:同一反应的H与哪些因素有关?反应物系数和各物质的聚集状态典型例题判断热化学方程式的正误；已知在1105 Pa，298K条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸气放出 484kJ热量，下列热化学方程式正确的是A.H2O(g)H2(g)1/2O2(g);H242kJmol-1B.2H2(g)O2(g)2H2O(l);H484kJmol-1C.H2(g)1/2O2(g)H2O(g);H242kJmol-1D.2H2(g)O2(g)2H2O(g);H484kJmol-1A注意:物质聚集状态吸放热与H 的“
12、+”、“”吸放热的量与系数对应下列热化学方程式书写正确的是 A2SO2+O2=2SO3 H=196.6 kJ/molBH2(g)+O2(g)=H2O(g)H=241.8 kJC2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=571.6 kJ/molDC(s)+O2(g)=CO2(g)H=+393.5 kJ/molC问题解决在相同条件下，比较下列热化学方程式 Q1与Q2的关系 Q1=Q2 Q3 Q4 2Q5 Q6 2A2(g)+B2(g)=2A2B(g)H-Q1 2A2B(g)=2A2(g)+B2(g)H+Q2 Q3与Q4的关系 2A2B(g)=2A2(g)+B2(g)H+Q3 2A2B(l)=2A
13、2(g)+B2(g)H+Q4 Q5与Q6的关系 A2B(g)=A2(g)+B2(g)H+Q5 2A2B(l)=2A2(g)+B2(g)H+Q6 问题解决 例1 250C，1.01105Pa下，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。1g 硫粉在氧气中充分燃烧放出 9.36kJ 热量32g 9.36kJ/g=299.52 kJ 1 mol 硫粉在氧气中充分燃烧放出热量为：S()+O2()=SO2()H=-299.52 kJ mol-1S +O2=SO2 例2 在一定条件下，氢气和甲烷燃烧的化学方程式为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=-572 kJ
14、 mol-1CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)H=-890 kJ mol-1 由1mol 氢气和3mol甲烷组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时放出的热量为多少。解：Q=(572kJ 2)+(890 kJ3)=2956 kJ 变型题 已知：2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)H=+517.6 kJ mol-1CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);H=-890.3 kJ mol-1 则：1g 氢气和1g甲烷分别燃烧后，放出热量之比约为(A)1:34 (B)1:1.7 (C)2.3:1 (D)4.6:1517.6/4 分析：890.3/16=517.6
15、 890.3/45004 9002.2 1选 C 变型题 在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为：2H2(g)+O2(f)=2H2O(l)H=-571.6 kJ mol-1 C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)H=-2220 kJ mol-1 5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ，则氢气和丙烷的体积比为(A)1:3 (B)3:1 (C)1:4 (D)1:1解：设H2、C3H8的物质的量分别为x，y答：氢气和丙烷的体积比为 3：1x+y=5(571.6/2)(x)+2220y=3847V(H2):V(C3H8)=n(H2):n(C3H8)=3.75:
16、1.25=3:1x=3.75 moly=1.25 mol1下列说法不正确的是()A、化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化B、化学反应中能量变化一定表现为热量变化C、反应物的总能量高于生成物的总能量时，发生放热反应D、吸热反应贮备能量B化学反应中的热量变化练习2.下列反应既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是()A.铝片与稀盐酸的反应B.Ba(OH)28H2O和NH4Cl的反应C.灼热的炭与CO2的反应D.甲烷在氧气中的燃烧反应C化学反应中的热量变化练习3.下列说法正确的是()A.大多数的化合反应是释放能量的反应B.大多数分解反应是吸收能量的反应C.放热反应不需要加热即可发生D.需要加热
17、的化学反应都是吸热反应AB化学反应中的热量变化练习4.下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是()A.碳酸钙受热分解B.乙醇燃烧C.铝粉与氧化铁粉末反应D.氧化钙溶于水A化学反应中的热量变化练习1、物质发生化学反应的同时还伴随着能量的变化,而这种能量变化又主要表现为热能变化。2、化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。3、一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量，取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。4、化学反应中能量转化遵循能量守恒原则。小结作业：（2）.当1g氨气安全分解为N2和H2时，吸收2.718KJ的热量，写出其热化学反应方程。（1）.已知每1 mol 甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水时将放出889.6kJ热量，写出该反应的热化学方程式。
