1、第一章 化学反应与能量 第一节 化学反应与能量的变化 化学反应有新物质生成，伴有化学反应有新物质生成，伴有能量变化能量变化， 常表现为热量变化常表现为热量变化(还有光能、电能等还有光能、电能等)。 铁铁 在在 纯纯 氧氧 中中 点点 燃燃 1.1.常见的放热反应和吸热反应常见的放热反应和吸热反应 放放 热热 反反 应应 吸吸 热热 反反 应应 知识回顾知识回顾 大多数化合反应大多数化合反应 所有燃烧反应所有燃烧反应 酸碱中和反应酸碱中和反应 活泼金属与酸、水反应活泼金属与酸、水反应 大多数分解反应大多数分解反应 H H2 2还原还原CuOCuO C(s)+HC(s)+H2 2O(g)O(g)
2、Ba(OH)Ba(OH)2 2 8H8H2 2O O与与 NHNH4 4ClCl固体的反应固体的反应 讨论：讨论：决定一个化学反应是放热反应还是吸热反应是化学反应是放热反应还是吸热反应是 由条件（如加热）决定吗？请举例说明。由条件（如加热）决定吗？请举例说明。 反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小 反应物反应物 总能量总能量 生成物生成物 总能量总能量 VS 2.引起化学反应中的能量变化的原因：（宏观）引起化学反应中的能量变化的原因：（宏观） 由生成物和反应物的焓值差由生成物和反应物的焓值差( (即焓变即焓变) )决定。决定。 3.各种物质都储存化学
3、能各种物质都储存化学能（焓，符号（焓，符号H） 能能 量量 反应进程反应进程 反应物 生成物 焓变焓变 反应热反应热 （1 1）化学反应过程中所释放或吸收的热量，叫）化学反应过程中所释放或吸收的热量，叫 做做反应热反应热。恒压条件下，反应热等于焓变。恒压条件下，反应热等于焓变。 （2 2）符号：）符号：H H 单位：单位：kJ/mol 注：单位中的每注：单位中的每molmol是与整个反应对应的，是与整个反应对应的， 即反应热表示每即反应热表示每molmol反应放出或吸收的热量。反应放出或吸收的热量。 练习练习：已知在：已知在101kPa101kPa时石墨比金刚石稳定。时石墨比金刚石稳定。1mo
4、l1mol石石 墨转化为金刚石，要吸收墨转化为金刚石，要吸收1.895kJ1.895kJ的热能。据此，试的热能。据此，试 判断判断1mol1mol的石墨与的石墨与1mol1mol的金刚石所具有的总能量的大的金刚石所具有的总能量的大 小关系如何？小关系如何？ H Cl H Cl HH HHClCl ClCl +436 kJ/mol 243kJ/mol 431 kJ/mol 请你分别计算出请你分别计算出H2+Cl2=2HCl吸收和放出的热量是多吸收和放出的热量是多 少少？ 并判断其能量变化并判断其能量变化？ 点燃点燃 4.引起化学反应中的能量变化的原因：（微观）引起化学反应中的能量变化的原因：（微
5、观） 断开化学键吸收的断开化学键吸收的总总能量能量小于小于形成化学键释放出的形成化学键释放出的总总 能量，反应能量，反应放出能量放出能量。 能能 量量 反应进程反应进程 断键吸收能量断键吸收能量 成成 键键 释释 放放 能能 量量 H Cl Cl H - - - - 释释 放放 能能 量量 H Cl Cl H 当当H为为“” （ H0）时，）时， 为吸热反应为吸热反应 5.5. H H的计算的计算 思考一：思考一：1molH1molH2 2 与与 1molCl1molCl2 2 反应生成反应生成2molHCl 2molHCl 释放出释放出 184.6kJ 184.6kJ 的热量，则该反应的的热
6、量，则该反应的H H1 1= = ； 思考二：思考二：已知拆开已知拆开1mol H1mol H2 2中的化学键要吸收中的化学键要吸收436 kJ436 kJ的的 能量，拆开能量，拆开1mol O1mol O2 2中的化学键要吸收中的化学键要吸收496 kJ496 kJ的能量，的能量， 形成水分子中的形成水分子中的1mol H1mol HO O键要放出键要放出463 kJ463 kJ的能量，的能量， 试说明试说明2H2H2 2O = 2HO = 2H2 2 + O+ O2 2 中的能量变化。中的能量变化。 H 生成物生成物的总能量的总能量 反应物反应物的总能量的总能量 H 吸收热量总和吸收热量总
7、和 放出热量的总和放出热量的总和 H 反应物键能总和反应物键能总和 生成物键能总和生成物键能总和 1. 1.已知反应已知反应A AB BC CD D为放热反应，对该反应为放热反应，对该反应 的下列说法中正确的是（的下列说法中正确的是（ ） A. AA. A的能量一定高于的能量一定高于C C B. BB. B的能量一定高于的能量一定高于D D C. AC. A和和B B的总能量一定高于的总能量一定高于C C和和D D的总能量的总能量 D. D. 该反应为放热反应，故不必加热就一定能该反应为放热反应，故不必加热就一定能 发生发生 C 巩固练习巩固练习1 1 影响焓因素：影响焓因素： 物质本身性质物
8、质本身性质 和和状态状态 1gH1gH2 2O(O(l) )变成水蒸气需要升温还是降温？变成水蒸气需要升温还是降温？ 液态水变成水蒸气需要吸热还是放热？液态水变成水蒸气需要吸热还是放热？ 1g 1g 液态液态H H2 2O O 和和1g 1g 气态气态H H2 2O O 所具有的能量是否相同？所具有的能量是否相同？ 哪个大？哪个大？ 随堂练习随堂练习2 2 随堂练习随堂练习3 3 已知已知 （1）H2( g )1/2O2 ( g ) H2O ( g ) H1 = a kJ/mol （2）2H2( g )O2 ( g ) 2H2O ( g ) H2 = b kJ/mol （3） H2( g )1
9、/2O2 ( g ) H2O ( l ) H3 = c kJ/mol （4） 2H2( g )O2 ( g ) 2H2O ( l ) H4 = d kJ/mol 则则a、b、c、d的关系正确的是的关系正确的是 。 A、a0 C、2a=b0 C 巩固练习巩固练习4 4 4. 4.氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，在反应中，氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，在反应中， 破坏破坏1mol1molH HH H键消耗的能量为键消耗的能量为Q Q1 1kJkJ， 破坏破坏1mol1molO = OO = O键消耗的能量为键消耗的能量为Q Q2 2kJkJ， 形成形成1mol1molH HO O键释放的能量为键释放
10、的能量为Q Q3 3kJkJ。 下列关系式中正确的是（下列关系式中正确的是（ ） A. 2QA. 2Q1 1 + Q+ Q2 2 4Q 4Q3 3 B. 2Q B. 2Q1 1 + Q+ Q2 2 4Q 4Q3 3 C. Q C. Q1 1 + Q+ Q2 2 Q Q3 3 D. Q D. Q1 1 + Q+ Q2 2 = Q= Q3 3 B 引起化学反应中的能量变化的原因：引起化学反应中的能量变化的原因： （1）宏观：在化学反应中，反应物的总）宏观：在化学反应中，反应物的总 能量与生成物的总能量的相对大小。能量与生成物的总能量的相对大小。 （2）微观：化学键的断裂和形成是化学）微观：化学键的
11、断裂和形成是化学 反应中能量变化的主要原因。反应中能量变化的主要原因。 国际热疗学报、微创治疗杂志 首次报道了中科院理化技术研究所科研人员 利用碱金属实现肿瘤高温消融治疗的新方法。 需要一种能体现碱金属的用量与放 出热量关系的表达式 思考 交流 与化学方程式相比，新化学方程式 有哪些不同？ H2(g)+ O2(g)=H2O(g) H=241.8kJ/mol 2 1 H2(g)+I2(g)=2HI(g) H=14.9kJ/mol 200 101kPa 200 101kPa 物质变化 H2(g)+I2(g)=2HI(g) H=14.9kJ/mol 能量变化 方程式包含物质变化和能量变化两个部分。
12、注明反应的温度和压强。 物质后标注物质状态。 化学计量数可为整数或分数。 H2(g)+ O2(g)=H2O(g) H=241.8kJ/mol 2 1 200 101kPa H2(g)+I2(g)=2HI(g) H=14.9kJ/mol 热化学 反应方 程式 热化学方程式中的物质变热化学方程式中的物质变 化和反应热之间的关系化和反应热之间的关系 思 考 交 流 H2(g)+ O2(g)=H2O(g) H=241.8kJ/mol 2 1 H2(g)+I2(g)=2HI(g) H=14.9kJ/mol 200 101kPa 结论一： 热化学方程式需注明反应时的 温度和压强。 对于 25、101kPa
13、时进行的 反应可不注明。 温度、压强 H2(g)+ O2(g)=H2O(g) H=241.8kJ/mol 2 1 H2(g)+I2(g)=2HI(g) H=14.9kJ/mol 200 101kPa H2(g)+ O2(g)=H2O(g) H=241.8kJ/mol 1 2 H2(g)+ O2(g)=H2O(l) H=285.8kJ/mol 1 2 物质状态 = H2O(l) H2O(g) H=44.0kJ/mol 物质状态 结论二：结论二： 热化学方程式需注明热化学方程式需注明物质状态物质状态 固态固态-s 液态液态-l 气态气态-g 稀溶液稀溶液-aq 物质状态 H2(g)+ O2(g)=
14、H2O(g) H=241.8kJ/mol 2 1 H2(g)+I2(g)=2HI(g) H=14.9kJ/mol 200 101kPa 结论三：结论三： 热化学方程式中各物质化学式前面的热化学方程式中各物质化学式前面的 化学计量数化学计量数仅仅表示物质的量，并不能表示表示物质的量，并不能表示 物质的分子数或原子数，因此物质的分子数或原子数，因此化学计量数化学计量数 可以是整数也可以是分数。可以是整数也可以是分数。 计量系数 H2(g)+ O2(g)=H2O(g) H=241.8kJ/mol 2 1 H2(g)+I2(g)=2HI(g) H=14.9kJ/mol 200 101kPa H单位中单
15、位中mol 的含义的含义 - 1 H单位中“mol ”表示每摩尔反应 所放出的热量，H的值与方程式中 的计量系数有关。 - 1 H2(g)+ O2(g)=H2O(g) H=241.8kJ/mol 2 1 H2(g)+I2(g)=2HI(g) H=14.9kJ/mol 200 101kPa 例： H2(g)+ O2(g)=H2O(g) H=241.8kJ/mol 2 1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H=483.6kJ/mol 当参加反应的物质的化学计量数增大一倍 时，反应热也增大一倍 热化学方程式定义： 表示参加反应物质的量和反应热的关 系的化学方程式热化学方程式。 国际热疗学报、
16、微创治疗杂志 首次报道了中科院理化技术研究所科研人员 利用碱金属实现肿瘤高温消融治疗的新方法。 只要写出反应原理的热化学方程式就可以 控制反应物的量; 热化学方程式书写注意事项 1、化学方程的右边必须写上H，并用“空格” 隔开， H：吸热用“+”，放热用：“”， 单位是kJ/mol或J/mol 2、需注明反应的温度和压强，如不注明条件， 即指: 25 1.01105Pa； 3、物质后需标状态（s、l、g、aq） 4、化学计量数可以是整数也可以是分数，与 H成比例 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/mol 而这些书写也是对的！
