第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量的變化

選修4第一章化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量的變化1、下列變化中，屬于放熱反應(yīng)的是()A.Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)

B.點(diǎn)燃的鎂條在二氧化碳中繼續(xù)燃燒

C.灼熱的碳與二氧化碳的反應(yīng)

D.碳酸鈣高溫分解復(fù)習(xí)回顧B2、下列關(guān)于1molH2在O2中完全燃燒生成水蒸氣所放出的能量的產(chǎn)生原因的說法中正確的是（）

A、該反應(yīng)點(diǎn)燃后不需繼續(xù)加熱仍可持續(xù)進(jìn)行

B、該反應(yīng)在常溫很容易發(fā)生

C、H2和O2的總能量大于H2O的總能量

D、該反應(yīng)條件下1molH2和0.5molO2的總能量大于1mol水蒸氣的總能量D復(fù)習(xí)回顧3、實(shí)驗測得常溫常壓下1molH2與Cl2完全反應(yīng)時放出184.6kJ的熱量，請解釋其原因：［已知：拆開（或形成）1molH-H、Cl-Cl、

H-Cl所需的（或放出的）能量分別為436、

243、431（單位kJ/mol）］∴放出的能量＝862－679=183(kJ/mol)化學(xué)鍵斷裂時吸收的總能量=436+243=679(kJ/mol)化學(xué)鍵形成時放出的總能量=431×2=862(kJ/mol)化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是反應(yīng)物分子中舊化學(xué)鍵的斷裂和生成物分子中新化學(xué)鍵的形成的過程?；瘜W(xué)反應(yīng)過程產(chǎn)生能量變化的微觀原因：斷鍵吸收的總能量>成鍵放出的總能量吸熱反應(yīng)斷鍵吸收的總能量<成鍵放出的總能量放熱反應(yīng)舊鍵斷裂需要吸收能量，新鍵形成需要放出能量。goH－H斷鍵Ｈ+Ｈ

++

Cl－

Cl

斷鍵Cl+Cl

H－ClH－ClH2+Cl2

〓2HCl

放431kJ·mol-1吸246kJ·mol-1吸243kJ·mol-1放431kJ·mol-1△E=2×431-246-243=862-679=183假想的中間物質(zhì)一、反應(yīng)熱和焓變4、單位：kJ/mol或kJ?mol-11、反應(yīng)熱：化學(xué)反應(yīng)過程中吸收或放出的熱量稱為反應(yīng)熱。2、焓變：恒壓條件下的反應(yīng)熱等于焓變。新知識3、符號：?H?H＝E生成物的總能量－E

反應(yīng)物的總能量

?H＝E

斷鍵吸收的總能量－E

成鍵放出的總能量6、反應(yīng)熱產(chǎn)生的原因：5、規(guī)定：

放熱反應(yīng)：?H為“－”或?H<0

吸熱反應(yīng)：?H為“＋”或?H>0

E生-E反>0

吸熱反應(yīng)E生-E反<0

放熱反應(yīng)H為“-”或H<0H為“+”或H>0環(huán)境能量如何轉(zhuǎn)換的，從哪里轉(zhuǎn)移到哪里？體系的能量如何變化？規(guī)定放熱反應(yīng)的ΔH

為“－”、吸熱反應(yīng)的ΔH

為“＋”是站在誰的角度，體系還是環(huán)境？放熱反應(yīng)中體系＋－思考與交流從體系轉(zhuǎn)移到環(huán)境降低體系1molC與1molH2O(g)反應(yīng)生成

lmolCO(g)和1molH2(g)，需要吸收131.5kJ的熱量，該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H=

。＋131.5kJ/mol鞏固練習(xí)思考與交流例１∶在2000C、101KPa時，１molH2與碘蒸氣作用生成HI的反應(yīng)，科學(xué)文獻(xiàn)上表示為∶H2（g）+I2（g）2HI（g）△H=一14.9KJ·mol-1200℃101kpa高溫高壓催化劑與我們熟悉的化學(xué)方程式有何不同？101KPa、250C時2molH2完全燃燒生成2mol水蒸氣時放出483.6kJ的熱量，生成液態(tài)水時放出571.6kJ的熱量。其熱化學(xué)方程式思考與交流2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)

△H=－483.6kJ/molH2(g)+O2(g)==H2O(g)

△H=-241.8kJ/mol12H2(g)+O2(g)==H2O(L)

△H=-285.8kJ/mol12H2O（g）=H2O（L）△H=-44kJ·mol-12H2(g)+O2(g)==2H2O(L)

△H=－571.6kJ/mol與我們熟悉的化學(xué)方程式有何不同？二、熱化學(xué)方程式探索新知1、定義：表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式，叫做熱化學(xué)方程式。能夠表示化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的化學(xué)方程式應(yīng)怎樣書寫？2、熱化學(xué)方程式的書寫（3）注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)；若為101KPa，250C時的數(shù)據(jù)，常常不注明（2）注明所有反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)；用S(固體)、l(液體)、g(氣體)、aq(溶液)表示（1）寫出反應(yīng)熱，并注明△H的“＋”、“－”號；（4）方程式中化學(xué)計量數(shù)可以整數(shù)也可以是分?jǐn)?shù)。但化學(xué)計量數(shù)必須與△H成正比1、寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式1）1molN2與適量O2反應(yīng)生成NO2，吸收68kJ的熱量；課堂練習(xí)2）1molCu與適量O2反應(yīng)生成CuO(s),放出157kJ熱量；N2(g)+2O2(g)==2NO2(g)

△H=+68kJ/mol2Cu(s)+O2(g)==2CuO(s)

△H=-314kJ/molCu(s)+O2(g)==CuO(s)

△H=-157kJ/mol12課堂練習(xí)2、(2003·江蘇)已知在25℃、101kPa下，1g

C8H18(辛烷)燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時放出48.40kJ熱量。表示上述反應(yīng)的熱化學(xué)方程式正確的是(

)A、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g)△H=-48.40kJ·mol-1B、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=-5518kJ·mol-1C、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=+5518kJ·mol-1D、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=-48.40kJ·mol-1BA.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=－4bkJ/molB.C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)△H=+2bkJ/molC.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=－2bkJ/molD.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=+bkJ/mol3、（05全國卷I第13題）．已知充分燃燒ag乙炔氣體時生成1mol二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水，并放出熱量bkJ，則乙炔燃燒的熱化學(xué)方程式正確的是A課堂練習(xí)4、已知（1）H2(g)＋1/2O2

(g)

＝H2O(g)

ΔH1

=

akJ/mol（2）2H2(g)＋O2

(g)

＝2H2O(g)

ΔH2

=

bkJ/mol（3）H2(g)＋1/2O2

(g)

＝H2O(l)

ΔH3

=

ckJ/mol（4）2H2(g)＋O2

(g)

＝2H2O(l)

ΔH4

=

dkJ/mol則a、b、c、d的關(guān)系正確的是

。A、a<c<0B、b>d>0C、2a=b<0D、2c=d>0

C課堂練習(xí)高低物質(zhì)所具有的總能量2A(g)+B(g)2C(g)5.分析右面的能量變化示意圖，下列熱化學(xué)方程式正確的是()A.2A（g）+B(g)=2C（g）；△H=a（a＞0）B.2A（g）+B(g)=2C（g）；△H=a（a＜0）C.2A+B=2C；△H=a（a＜0）D.2C=2A+B；△H=a（a＞0）B6、已知白磷和P4O6的分子結(jié)構(gòu)如圖所示，現(xiàn)提供以下化學(xué)鍵的鍵能（kJ·mol1）：P—P：

198P—O：360O=O：498則反應(yīng)

P4(白磷)+3O2=P4O6的反應(yīng)熱△H為()A．-1638kJ·mol1

B．+1638kJ·mol1

C．-126kJ·mol1

D．+126kJ·mol1A課堂練習(xí)CO(g)+H2O(g)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)CO2(g)+H2(g)△H=+41

kJ/mol△H=-41

kJ/mol(1)(2)7、根據(jù)下列圖式，寫出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式(1)CO(g)+H2O(g)＝CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ/mol(2)CO2(g)+H2(g)＝CO(g)+H2O(g)△H=＋41kJ/mol作業(yè)：1、教材P6:第3題、第4題

復(fù)習(xí)：熱化學(xué)方程式的書寫注意？（1）必須注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)（若不指明則為25℃、101kPa)（2）必須注明反應(yīng)物、生成物的聚集狀態(tài)，不用標(biāo)沉淀和氣體符號（3）熱化學(xué)方程式中的系數(shù)僅表示物質(zhì)的量，因此可以為整數(shù)，也可以為分?jǐn)?shù)。但反應(yīng)熱的值必須與系數(shù)成正比。（4）放熱用“－”，吸熱用“+”，單位kJ/mol（5）反應(yīng)逆向進(jìn)行，其反應(yīng)熱的數(shù)值與正反應(yīng)相等、符號相反1.(08上海)已知：H2(g)＋F2(g)===2HF(g)△H=-270kJ/mol，下列說法正確的是()

A．2L氟化氫氣體分解成1L的氫氣和1L的氟氣吸收270kJ熱量

B．1mol氫氣與1mol氟氣反應(yīng)生成2mol液態(tài)氟化氫放出的熱量小于270kJ

C．在相同條件下，1mol氫氣與1mol氟氣的能量總和大于2mol氟化氫氣體的能量

D．1個氫氣分子與1個氟氣分子反應(yīng)生成2個氟化氫分子放出270kJC課前熱身2、在同溫同壓下，下列各組熱化學(xué)方程式中Q2>Q1的是（）A.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=-Q11/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g)△H=-Q2B.C(s)+1/2O2(g)=CO(g)△H=-Q1C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-Q2C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-Q12H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-Q2D.S(g)+O2(g)=SO2(g)△H=-Q1S(s)+O2(g)=SO2(g)△H=-Q2B課前熱身3.(08重慶)化學(xué)反應(yīng)N2＋3H2

＝2NH3的能量變化如右圖所示，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是A、N2(g)＋3H2(g)＝2NH3(l)⊿H＝2(a-b-c)kJ/molB、N2(g)＋3H2(g)＝2NH3(g)⊿H＝2(b-a)kJ/molC、1/2N2(g)＋3/2H2(g)＝NH3(l)⊿H＝(b+c-a)kJ/mol

D、1/2N2(g)＋3/2H2(g)＝NH3(g)⊿H＝(a+b)kJ/mol

A課前熱身

實(shí)驗二中和熱的測定●實(shí)驗?zāi)康?/p>

測定強(qiáng)酸、強(qiáng)堿反應(yīng)的中和熱●學(xué)習(xí)重點(diǎn)中和熱的測定原理和方法?！駥?shí)驗用品大燒杯（500mL）、小燒杯（100mL）

溫度計、量筒（50mL）兩個、泡沫塑料或紙條、泡沫塑料板或硬紙板（中心有兩個小孔）、環(huán)形玻璃攪拌棒。0.50mol/L鹽酸、0.55mol/L

NaOH溶液［問題］1.我們利用什么原理來測定酸、堿反應(yīng)的中和熱呢？

2.中和熱與反應(yīng)熱是否相同？它們之間有什么區(qū)別和聯(lián)系？不同;它們都是指化學(xué)反應(yīng)放出的能量，但中和熱僅指在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1mol水時的反應(yīng)熱。任何一個化學(xué)反應(yīng)發(fā)生所放出的熱量都叫反應(yīng)熱，但卻不一定是中和熱。本節(jié)課，我們?nèi)∫欢康柠}酸和氫氧化鈉溶液發(fā)生中和反應(yīng)，哪些數(shù)據(jù)可以幫助我們測出它們的反應(yīng)熱呢？請大家討論回答。Q=mcΔt

①Q(mào):中和反應(yīng)放出的熱量。m：反應(yīng)混合液的質(zhì)量。c：反應(yīng)混合液的比熱容。Δt：反應(yīng)前后溶液溫度的差值。我們?nèi)绾蔚玫缴鲜鰯?shù)據(jù)呢？m的質(zhì)量為所用酸、堿的質(zhì)量和，測出參加反應(yīng)的酸、堿質(zhì)量相加即可；c需要查閱，Δt可用溫度計測出反應(yīng)前后的溫度相減得到。［問］酸、堿反應(yīng)時，我們用的是它的稀溶液，它們的質(zhì)量應(yīng)怎樣得到？量出它們的體積，再乘以它們的密度即可。Q=（V酸ρ酸＋V堿ρ堿）·c·（t2－t1）

②

本實(shí)驗中，我們所用一元酸、一元堿的體積均為50mL，它們的濃度分別為0.50mol/L和0.55mol/L。由于是稀溶液，且為了計算簡便，我們近似地認(rèn)為，所用酸、堿溶液的密度均為1g/cm3，且中和后所得溶液的比熱容為4.18J/（g·℃)已知

V酸=V堿=50mL。

c酸=0.50mol/Lc堿=0.55mol/L。

ρ酸=ρ堿=1g/cm3c=4.18J/（g·℃）請把以上數(shù)據(jù)代入式②,得出Q的表示式。其中熱量的單位用kJ。得出結(jié)果。

Q=0.418（t2－t1）kJ③思考：③式表示的是不是該反應(yīng)的反應(yīng)熱？是中和熱嗎？為什么？③式不是該反應(yīng)的反應(yīng)熱，因為反應(yīng)熱是有正負(fù)的，中和反應(yīng)放熱，故其ΔH為“－”。中和熱是稀的酸、堿中和生成1mol水的反應(yīng)熱，而50mL0.50mol/L的鹽酸與50mL0.55mol/L氫氧化鈉反應(yīng)后生成的水只有0.025mol，故③式表示的也不是中和熱。

［問題］該反應(yīng)的中和熱應(yīng)怎樣表示呢？ΔH=

－0.418（t2－t1）0.025kJ/mol實(shí)驗步驟：1.在大燒杯底部墊泡沫塑料（或紙條），使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平。然后再在大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑料（或紙條），大燒杯上用泡沫塑料板（或硬紙板）作蓋板，在板中間開兩個小孔，正好使溫度計和環(huán)形玻璃攪拌棒通過，如下圖所示。中和熱的測定大、小燒杯放置時，為何要使兩杯口相平？填碎紙條的作用是什么？對此裝置，你有何更好的建議？答案：.兩杯口相平，可使蓋板把杯口盡量蓋嚴(yán)，從而減少熱量損失；填碎紙條的作用是為了達(dá)到保溫隔熱、減少實(shí)驗過程中熱量損失的目的。若換用隔熱、密封性能更好的裝置（如保溫杯）會使實(shí)驗結(jié)果更準(zhǔn)確。2.用一個量筒最取50mL0.50mol/L鹽酸，倒入小燒杯中，并用溫度計測量鹽酸的溫度，記入下表。然后把溫度計上的酸用水沖洗干凈。溫度計上的酸為何要用水沖洗干凈？沖洗后的溶液能否倒入小燒杯？為什么？

因為該溫度計還要用來測堿液的溫度，若不沖洗，溫度計上的酸會和堿發(fā)生中和反應(yīng)而使熱量散失，故要沖洗干凈；沖洗后的溶液不能倒入小燒杯，若倒入，會使總?cè)芤旱馁|(zhì)量增加，而導(dǎo)致實(shí)驗結(jié)果誤差。3.用另一個量筒量取50mL0.55mol/LNaOH溶液，并用溫度計測量NaOH溶液的溫度，記入下表。.酸、堿混合時，為何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯而不能緩緩倒入？.

因為本實(shí)驗的關(guān)鍵是測反應(yīng)的反應(yīng)熱，若動作遲緩，將會使熱量損失而使誤差增大。4.把溫度計和環(huán)形玻璃攪拌棒放入小燒杯的鹽酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯（注意不要灑到外面）。用環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕攪動溶液，并準(zhǔn)確讀取混合溶液的最高溫度，記為終止溫度，記入下表。

實(shí)驗中所用HCl和NaOH的物質(zhì)的量比為何不是1∶1而是NaOH過量？若用HCl過量行嗎？為了保證0.50mol/L的鹽酸完全被NaOH中和，采用0.55mol/LNaOH溶液，使堿稍稍過量。若使鹽酸過量，亦可。5.重復(fù)實(shí)驗兩次，取測量所得數(shù)據(jù)的平均值作為計算依據(jù)。若其中有一次數(shù)據(jù)與其它相差太大，應(yīng)刪除。［議一議］你所測得的數(shù)據(jù)是否為57.3kJ/mol，若不是，分析產(chǎn)生誤差的原因。可能的原因有：1.量取溶液的體積有誤差（測量結(jié)果是按50mL的酸、堿進(jìn)行計算，若實(shí)際量取時，多于50mL或小于50mL都會造成誤差）2.溫度計的讀數(shù)有誤。3.實(shí)驗過程中有液體灑在外面。4.混合酸、堿溶液時，動作緩慢，導(dǎo)致實(shí)驗誤差。5.隔熱操作不到位，致使實(shí)驗過程中熱量損失而導(dǎo)致誤差。6.測了酸后的溫度計未用水清洗而便立即去測堿的溫度，致使熱量損失而引起誤差。H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kJ·mol-1討論下列問題1.本實(shí)驗中若把50mL0.50mol/L的鹽酸改為50mL0.50mol/L醋酸，所測結(jié)果是否會有所變化？為什么？2.若改用100mL0.50mol/L的鹽酸和100mL0.55mol/L的NaOH溶液，所測中和熱的數(shù)值是否約為本實(shí)驗結(jié)果的二倍（假定各步操作沒有失誤）？答案：1.會有所變化。因為醋酸為弱電解質(zhì)，其電離時要吸熱，故將使測得結(jié)果偏小。2.否。因中和熱是指酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時放出的熱量，其數(shù)值與反應(yīng)物的量的多少無關(guān)，故所測結(jié)果應(yīng)基本和本次實(shí)驗結(jié)果相同（若所有操作都準(zhǔn)確無誤，且無熱量損失，則二者結(jié)果相同）。3、寫出下列表示中和熱的熱化學(xué)方程式。稀鹽酸與稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)稀硫酸與稀氫氧化鉀溶液反應(yīng)AHCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ·mol-1