1、第第 一一 章章化学反应与能量的变化化学反应与能量的变化 这是一幅幅多么撩人的自然美景，然而，这是一幅幅多么撩人的自然美景，然而，如今的地球正在遭受着前所未有的灾难：大气如今的地球正在遭受着前所未有的灾难：大气污染加剧、水污染严重，固体废弃物与日俱增、污染加剧、水污染严重，固体废弃物与日俱增、臭氧空洞、酸雨、赤潮、温室效应、水土流失、臭氧空洞、酸雨、赤潮、温室效应、水土流失、土地沙漠化等。归根结底，都和化学反应有着土地沙漠化等。归根结底，都和化学反应有着密切的关系，我们这一章研究的主要是物质的密切的关系，我们这一章研究的主要是物质的能量变化，这种能量变化常以热能、电能、光能量变化，这种能量变化
2、常以热能、电能、光能等形式表现出来。让我们共同学习、研究化能等形式表现出来。让我们共同学习、研究化学反应与能量，做好保护地球，保护环境的工学反应与能量，做好保护地球，保护环境的工作。作。引引 言言我们知道我们知道：一个化学反应过程中，：一个化学反应过程中，除了生成了新物质外，还有除了生成了新物质外，还有能量变化能量变化热能热能电能电能光能光能当能量变化以热能的形式表现时：当能量变化以热能的形式表现时：化学反应化学反应放热反应：例如放热反应：例如吸热反应：例如吸热反应：例如我们知道：我们知道：一个化学反应同时遵守质量一个化学反应同时遵守质量 守恒定律和能量守恒，那么守恒定律和能量守恒，那么 一个
3、反应中的质量与能量有一个反应中的质量与能量有 没有关系呢？没有关系呢？有有能量能量的释放或吸收是以发生变化的的释放或吸收是以发生变化的物质物质为基础为基础，二者密不可分，但以，二者密不可分，但以物质为主物质为主。能量的能量的多少多少则以反应物和产物的则以反应物和产物的质量为质量为基础基础。那么化学反应中能量到底怎样变化那么化学反应中能量到底怎样变化学习目标：1、了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式；2、了解反应热和焓变的涵义；3、认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式。第一节第一节 化学反应与能量的变化化学反应与能量的变化一、反应热一、反应热 焓变焓变问题：问题：化学反应过
4、程中为什么会有能量的化学反应过程中为什么会有能量的变化？（用学过的知识回答）变化？（用学过的知识回答）化学反应的化学反应的实质实质就是反应物分子中就是反应物分子中化学键化学键断裂断裂，形成，形成新的化学键新的化学键，重新组合成生成，重新组合成生成物的分子的过程。旧键物的分子的过程。旧键断裂断裂需要需要吸收能量吸收能量，新键新键形成形成需要需要放出能量放出能量。而一般化学反应。而一般化学反应中，旧键的断裂所吸收的总能量与新键形中，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。所以化学反应值就是反应中能量的变化。所以
5、化学反应过程中会有能量的变化。过程中会有能量的变化。1、定义：、定义：象化学反应过程中所释放或吸收象化学反应过程中所释放或吸收的的热量热量，叫做，叫做反应热反应热，又称为，又称为“焓变焓变”2、符号：、符号：H3、单位：、单位：KJ/mol4、规定：、规定：（1）、反应）、反应体系体系的能量的能量降低降低（即（即 放热反应），则放热反应），则H为为“”；（2）、反应）、反应体系体系的能量的能量升高升高（即（即 吸热反应），则吸热反应），则H为为“”；即：即：当当H为为“”（H0）时，为吸热反应）时，为吸热反应通过此图大家还能发现反应热通过此图大家还能发现反应热H有什么规律有什么规律？我们可以发
6、现：其实我们可以发现：其实HE（生成物生成物的总能量）的总能量）E（反应物反应物的总能量）的总能量）HE（反应物分子化学键断裂时（反应物分子化学键断裂时所吸收所吸收的总能量）的总能量）E（生成物分子化学键形成时（生成物分子化学键形成时所释放所释放的总能量）的总能量）我们认识了反应热，那么我们认识了反应热，那么怎样书写怎样书写表示化学反应热的化学方程式？表示化学反应热的化学方程式？例例 1 1：1molC1molC与与1molH1molH2 2O(g)O(g)反应生成反应生成lmol CO(g)lmol CO(g)和和1mol H1mol H2 2(g)(g)，需要吸收，需要吸收131.5kJ1
7、31.5kJ的热量，该的热量，该反应的反应热为反应的反应热为H=H=kJ/molkJ/mol。例例 2 2：拆开：拆开 lmol Hlmol HH H键、键、lmol Nlmol NH H键、键、lmolNNlmolNN键分别需要的能量是键分别需要的能量是436kJ436kJ、391kJ391kJ、946kj946kj，则，则1mol N1mol N2 2生成生成NHNH3 3的反应热为的反应热为，1mol H1mol H2 2生成生成NHNH3 3的反应热为的反应热为。131.5131.5-92KJ/mol-92KJ/mol-30.6KJ/mol-30.6KJ/mol练练 习习二、学会热化学
8、方程式的书写二、学会热化学方程式的书写什么是什么是热化学方程式？热化学方程式？表示参加反应表示参加反应物质的量物质的量和和反应热反应热的的关系关系的化学方程式，叫做的化学方程式，叫做热化学方热化学方程式。程式。请看以下请看以下两个例子两个例子，再思考！，再思考！问题：问题：通过以上两个例子，说明一下通过以上两个例子，说明一下热化学方程式热化学方程式与与一般的化学方程式一般的化学方程式的书写的书写有什么不同有什么不同？（1）、书写热化学方程式要）、书写热化学方程式要注明反应的温度和注明反应的温度和压强压强，（，（为什么？为什么？）而常温、常压可以不注明，）而常温、常压可以不注明，即不注明则是常温
9、、常压。即不注明则是常温、常压。（2）、标出了）、标出了反应物与生成物的状态反应物与生成物的状态，（为什么为什么要标出？）要标出？）（3）、写出了反应热，还注明了）、写出了反应热，还注明了“”，“”（4）、方程式中的）、方程式中的计量系数计量系数可以是可以是整数整数也可以也可以 是是分数分数。问题：问题：反应物和生成物前的反应物和生成物前的系数系数它它代表了什么代表了什么？在方程式中在方程式中H它表示了它表示了什么意义什么意义？H它的它的值与什么有关系值与什么有关系？热化学方程式中各物质前的热化学方程式中各物质前的化学计量数不化学计量数不表示表示分子个数分子个数，表示对应，表示对应物质的物质的
10、量物质的物质的量。H(KJ/mol)它表示它表示每摩尔反应每摩尔反应所放出的所放出的热量热量，H它的值与方程式中的计量系数它的值与方程式中的计量系数有关，即对于相同的反应，当有关，即对于相同的反应，当化学计量数化学计量数不同时不同时，其，其H不同不同。例例 题题1、当、当1mol气态气态H2与与1mol气态气态Cl2反应反应生成生成2mol气态气态HCl，放出，放出184.6KJ的的热热量，请写出该反应的热化学方程式。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而这些书写也是对的写出下列反应的热化学方程式写出下列反应的热
11、化学方程式课堂练习课堂练习1、1molN2(g)与适量与适量O2(g)反应生成反应生成NO(g)，需吸收，需吸收68kJ的热量；的热量；2、2molCu(s)与适量与适量O2(g)反应生成反应生成CuO(s)，放出，放出314kJ热量；热量；3、1g 硫粉在氧气中充分燃烧放出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热量，写出硫燃烧的热化学方程式。方程式。4、4g CO在氧气中燃烧生成在氧气中燃烧生成CO2，放出放出 9.6kJ热量，写出热量，写出CO燃烧的热燃烧的热化学方程式。化学方程式。5、在一定条件下，氢气和甲烷燃烧的化学、在一定条件下，氢气和甲烷燃烧的化学方程式为：
12、方程式为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);H=572 kJ/mol CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);H=890 kJ/mol由由1mol 氢气和氢气和2mol甲烷组成的混合气体在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。上述条件下完全燃烧时放出的热量为多少。2066KJ6、在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为：方程式为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);H=572 kJ/molC3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l);H=2220 kJ/mol5mol 氢气和丙烷的混合气完全
13、燃烧时放热3847kJ，则氢气和甲烷的体积比为氢气和甲烷的体积比为(A)1:3 (B)3:1 (C)1:4 (D)1:1B思考思考1、在同温、同压下，比较下列反应、在同温、同压下，比较下列反应放出热量放出热量Q1、Q2的大小的大小A：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)+Q1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)+Q2数量的分析：反应物的状态，数量和生成物数量的分析：反应物的状态，数量和生成物的数量都相同，但由于气态水转化为液态要的数量都相同，但由于气态水转化为液态要放出一定热量放出一定热量Q2Q1B:S(g)+O2(g)=SO2(g)+Q1 S(S)+O2(g)=SO2(g)+Q2思
14、考、在同温、同压下，比较下列反应思考、在同温、同压下，比较下列反应放出热量放出热量Q1、Q2的大小的大小两式数量相同，两式数量相同，S由固态吸收热量转化为由固态吸收热量转化为气态，在氧化燃烧生成气态，在氧化燃烧生成SO2。其放出热量。其放出热量的总和小于由气态的总和小于由气态S直接燃烧所放出的热直接燃烧所放出的热量，量，Q1Q2。C:C(S)+1/2O2(g)=CO(g)+Q1 C(S)+O2(g)=CO2(g)+Q2思考、在同温、同压下，比较下列思考、在同温、同压下，比较下列反应放出热量反应放出热量Q1、Q2的大小的大小固态固态C氧化为氧化为CO，释放出热量，释放出热量Q1，CO是气是气体燃
15、料，和体燃料，和O2反应生成反应生成CO2，又释放热量，又释放热量Q3，两次释放热量的总和两次释放热量的总和Q1+Q3，等于固态，等于固态C氧化氧化为气态为气态CO2释放的热量释放的热量Q2，Q2Q1D:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)+Q1 1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g)+Q2状态相同，但数量后式仅是前式的一半，释状态相同，但数量后式仅是前式的一半，释放的热量也应是前式的一半，放的热量也应是前式的一半，Q2Q1小结热化学方程式不单表示了反 应物和生成物的关系，而且表示了反应的热效应。书写热化学方程式应注意、需注明反应的温度和压强。如在多少度，多少千帕；如在常温（2
16、50c）、常压（101kpa）下，可不注明温度和压强的条件；、应注明反应物和生成物的状态；固体一s，液体一l，气体一g；、热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数。化学计量数可以是整数，也可以是分数。对于相同的反应，当计量数不同时，其H不同。、在方程式右端要注明H为多少“+”或“一”kJ/mol。（练习与巩固）依据事实，写出下列反应的热化学方程式（）1mol碳完全燃烧放出393.5KJ的热量；（）1克甲醇燃烧生成二氧化碳和水（液态）时放热22.68KJ；（）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。1、1mol C与与1mol 水蒸气反应生成水蒸
17、气反应生成1mol CO 和和1mol H2，需要吸收，需要吸收 131.5 kJ的热量。写出此反应的热量。写出此反应的热化学方程式。的热化学方程式。2、沼气是一种能源，它的主要成分是、沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃烧生成完全燃烧生成CO2和和H2O时，放出时，放出445 kJ的热量。则下列热化学方程式中正确的是的热量。则下列热化学方程式中正确的是A、2CH4(g)4O2(g)2CO2(g)4H2O(l)H=+890 kJ/molB、CH4 2 O2 CO2 H2O H=890 kJ/molC、CH4(g)2 O2(g)CO2(g)2 H2O(l)H=890 kJ/molD、1/2CH4(g)O2(g)1/2CO2(g)H2O(l)H=-890 kJ/molC3、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)1/2O2(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、acd0 C、2a=b0 C
