反應(yīng)熱及能量變化例

［全章知識脈絡(luò)］【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、 了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因和常見的能量轉(zhuǎn)化形式；2、 認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)過程中同時存在著物質(zhì)和能量的變化，而且能量的釋放或吸收是以發(fā)生變化的物質(zhì)為基礎(chǔ)的，能量的多少取決于反應(yīng)物和生成物的質(zhì)量；3、 了解反應(yīng)熱和焓變的涵義；4、認(rèn)識熱化學(xué)方程式的意義并能正確書寫熱化學(xué)方程式?！緶亓?xí)舊知】1、 化學(xué)反應(yīng)都有新物質(zhì)產(chǎn)生，同時還伴隨著能量變化，請列舉學(xué)過的有熱量變化的相關(guān)反應(yīng)。2、 在這些反應(yīng)中，哪些是我們?nèi)粘Ｉ钪欣玫降模俊緦W(xué)習(xí)新知】一、反應(yīng)熱焓變1、定義：化學(xué)反應(yīng)過程中所釋放或吸收的能量，都可以熱量（或轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的熱量）來表述，叫做反應(yīng)熱，又稱為“焓變”。符號：AH，單位：kj/mol或kj?mol-12、反應(yīng)熱的表示方法：反應(yīng)熱用AH表示，是以反應(yīng)體系作為研究對象的。放熱反應(yīng)：體系 ?環(huán)境，體系將能量釋放給環(huán)境，體系的能量降低，因此，放熱反應(yīng)的AHV0,為“一”能量吸熱反應(yīng)：環(huán)境 ?體系，體系吸收了環(huán)境的能量，體系的能量升高，因此，吸熱反應(yīng)的AH>0，為“+”化學(xué)變化過程中的能量變化見下圖：

3、 化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因分析化學(xué)反應(yīng)的微觀本質(zhì)：舊的化學(xué)鍵斷裂和新的化學(xué)鍵生成。任何化學(xué)反應(yīng)都有反應(yīng)熱，這是由于在化學(xué)反應(yīng)過程中，反應(yīng)物分子間相互作用時，舊的化學(xué)鍵斷裂，需要吸收能量；當(dāng)生成物分子生成時，新的化學(xué)鍵形成，需要放出能量，而吸收的總能量和放出的總能量是有差距的。如果反應(yīng)完成時，生成物釋放的總能量比反應(yīng)物吸收的總能量大，這是放熱反應(yīng)。對于放熱反應(yīng)，由于反應(yīng)后放出能量（釋放給環(huán)境）而使反應(yīng)體系的能量降低。反之，對于吸熱反應(yīng)，由于反應(yīng)吸收能量（能量來自環(huán)境）而使反應(yīng)體系的能量升高。4、 反應(yīng)熱（焓變AH）的計算（1） 根據(jù)“研究對象是反應(yīng)體系”AH=E生成物總能量—E反應(yīng)物總能量生成物總能量 反應(yīng)物總能量（2） 根據(jù)能量守恒，反應(yīng)熱等于反應(yīng)物分子化學(xué)鍵斷裂時所吸收的總能量與生成物分子化學(xué)鍵形成時所釋放的總能量之差（因為：反應(yīng)物的總能量+反應(yīng)物分子化學(xué)鍵斷裂時所吸收的總能量=生成物的總能量+生成物分子化學(xué)鍵形成時所釋放的總能量）。即AH=E反應(yīng)物分子化學(xué)鍵總鍵能—E生成物分子化學(xué)鍵總鍵能5、放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)比較類型比較放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)定義反應(yīng)物總能量比生成物總能量大反應(yīng)物總能量比生成物總能量小形成原因反應(yīng)物分子化學(xué)鍵斷裂時所吸收的總能量比生成物分子化學(xué)鍵形成時所釋放的總能量小反應(yīng)物分子化學(xué)鍵斷裂時所吸收的總能量比生成物分子化學(xué)鍵形成時所釋放的總能量大表示方法AHV0AH>0二、熱化學(xué)方程式1、定義：在表明化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)變化的同時表明反應(yīng)的能量變化，這樣的化學(xué)方程式叫做熱化學(xué)方程式。2、書寫熱化學(xué)方程式的注意事項：需注明反應(yīng)的溫度和壓強；因反應(yīng)的溫度和壓強不同時，其AH不同。對于25°C、lOlKPa時進行的反應(yīng)可以不注明要注明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)。(不同物質(zhì)中貯存的能量不同)2如：H2(g)+龍02(g)=H2O(g)；△H=—241.8kj/mol1H(g)+S0(g)=H0(l)；△H=-285.8kj/mol222熱化學(xué)方程式各物質(zhì)前的化學(xué)計量數(shù)不表示分子個數(shù)只表示物質(zhì)的量，它可以是整數(shù)也可以是分?jǐn)?shù)。對于相同物質(zhì)的反應(yīng)，當(dāng)化學(xué)計量數(shù)不同時，其AH成比例變化。(詳細閱讀教材P資料)4如:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)；△H=—184.6kj/mol112H(g)+2c|(g)=HCl(g)；△H=—92.3kj/mol三、中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定1、概念：酸和堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol水時所釋放的熱量稱為中和熱2、 資料：稀溶液中，強酸與強堿的中和熱為定值：57.3kJ/mol3、 實驗原理：Q=mcAt 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。At：反應(yīng)前后溶液溫度的差值。Q=（V酸P酸+V堿P堿）?c?（t2—tl）②V酸二V堿=50mL。c酸=0.50mol/Lc堿=0.55mol/LP酸二P堿=1g/cm3c=4.18J/（g?°C）Q=0.418(t2—t1)kj③ ；■■■■■4、中和熱的測定步驟：用大、小燒杯、泡沫塑料、溫度計和環(huán)形攪拌棒組裝反應(yīng)裝置。（也可在保溫杯中進行）用量筒量取50mL0.5mol的鹽酸倒入小燒杯中并用溫度計測量溫度，記入下表。用另一量筒量取50mL0.55mol的NaOH溶液并測量溫度，記入下表。把溫度計和環(huán)形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，用環(huán)形攪拌棒輕輕攪動溶液，并準(zhǔn)確讀取混合溶液的最高溫度，記為最終溫度，記入下表。要精確地測定反應(yīng)中的能量變化，一是要注重“量的問題”，二是要最大限度地減小實驗誤差。所用裝置要盡可能做到保溫、隔熱。所用藥品溶液濃度的配制必須準(zhǔn)確，且濃度盡可能的要小。為保證鹽酸完全被氫氧化鈉中和，須使鹽酸的濃度稍大于氫氧化鈉溶液的濃度。溫度計刻度要小點，讀數(shù)要盡可能準(zhǔn)確，且估讀至小數(shù)點后兩位。水銀球部位一定要完全浸沒在溶液中，且要穩(wěn)定一段時間后再讀數(shù)，以提高測量的精度。兩次讀數(shù)的時間間隔要短，這樣才能讀到最高溫度，即最終溫度。實驗操作時動作要快，以盡量減少熱量的損失?！窘?jīng)典例題】1、 lmolC與lmolH20(g)反應(yīng)生成lmolC0(g)和lmolH2(g),需吸收131.5kJ的熱量，該反應(yīng)的反應(yīng)熱為AH= kj/mol。2、 拆開ImolH—H鍵、ImolN—H鍵、ImolN三N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,TOC\o"1-5"\h\z則ImolN生成NH的反應(yīng)熱為 ，lmolH生成NH的反應(yīng)熱為 。2 3 2 3a 土▼3、已知：C(c)+O(g)=CO(g)；△H=-393.5kJ/molH(g)+2。(g)=HO(g)；△22222H=-241.5kJ/mol欲得相同熱量，需充分燃燒C和H的質(zhì)量比約為2A.12:3.25 B.3.25:12 C.1：1 D.6：14、已知兩個熱化學(xué)方程式：2H(g)+O(g)=2HO(l)；△H=-571.6kJ/molCH(g)+50222382(g)=3C0(g)+4H0(l)；AH=-2220kJ/mol實驗測得H(g)和CH(g)的混合氣體共5mol，完全燃22238燒時放出3847kJ，則混合氣體中H與CH的體積比是2 38A.1：3 B.3：1