化学能与热能第二课时.doc

化学反应与能量的变化 焓变 反应热
.知识链接：
1 化学反应的特征有：

2 化学键在形成和断裂的过程中能量的变化：

3为什么化学反应过程中会有能量的变化？从两个角度来考虑：（1）从化学键的角度看化学反应是怎样发生的？与能量有什么关系？（2）反应物和生成物的相对能量的大小

4.【观察】图1-1

图像分析：反应物断键吸收的总能量：
新键的形成放出的总能量：
此反应在反应总过程中一共放出了 的热量。
从化学键的角度看化学反应包含两个过程：旧的化学键断裂和新的化学键形成。断裂化学键需要吸收能量，形成化学键要释放出能量，断开化学键吸收的能量和形成化学键释放的能量通常不相等；2、反应物和生成物的总能量通常不相等，当反应物的总能量大于生成物的总能量时，化学能转化为其他形式的能量释放出来，当反应物的总能量小于生成物的总能量时，化学反应将其他形式的能量转化为化学能储存起来，所以化学反应过程中总会伴随着能量的变化。
学习过程：
一、焓变 反应热
1、定义：化学反应过程中所释放或吸收的能量，
都可以用热量（或换算成相应的热量）来表述，叫做反应热，又称为“焓变”。焓（H）是与内能有关的物理量。在一定条件下，某一化学反应是放热还是吸热反应，由生成物与反应物的焓值差即焓变（△H）决定。在化学实验和生产中，通常遇到的反应是在敞口容器中进行的，反应系统的压力与外界压力（大气压）相等。也就是说，反应是在恒压条件下进行的。此时反应的热效应等于焓变。许多化学反应的反应热可以通过实验直接测得。
2、符号：用△H表示
3、单位：△H的单位常用kJ/mol（或kJ·mol—1）。
4.规定：(1)反应体系的能量降低（即放热反应），则∆H为“－”；
(2)反应体系的能量升高（即吸热反应），则∆H为“＋”；
即：当∆H为“－”（ ∆H<0）时，为放热反应
当∆H为“＋”（ ∆H>0）时，为吸热反应
二、 常见的吸热反应1、氢氧化钡晶体与氯化铵固体的反应
2、 用C 、H2 、CO还原金属氧化物;
3、灼热碳与水蒸气、CO2的反应
4、某些加热分解反应
5、盐的水解和弱电解质的电离
三、 常见放热反应1.金属置换水或酸中的氢的反应
2.可燃物的燃烧反应
3.酸碱中和反应
4.大多数化合反应
5.铝热反应
6.硫酸工业三反应
7.合成氨及氨催化氧化反应

放热反应：反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量;
吸热反应：反应物具有的总能量小于生成物 具有的总能量.
∆H＝生成物的总能量－ 反应物的总能量
例1、1molC与1molH2O（g）反应生成1molCO（g）和1molH2（g），需吸收131.5KJ的热量，该反应的反应热为△H= KJ/mol。

a表示断裂旧化学键吸收的能量,即反应的活化能
b表示生成新化学键放出的能量
c表示反应热
△H=旧化学键断裂所吸收的能量---新化学键形成所放出的能量
即：反应物键能总和-生成物键能总和
例2：拆开 lmol H—H键、lmol N－H键、lmolN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则1mol N2生成NH3的反应热为 ；1mol H2生成NH3的反应热为 ；
例3：白磷与氧可发生如下反应：P4+5O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P—P a kJ·mol—1、P—O b kJ·mol—1、P=O c kJ·mol—1、O=O d kJ·mol—1。
根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的△H，其中正确的是（ ）
A．（6a+5d－4c－12b）kJ·mol—1
B. （4c+12b－6a－5d）kJ·mol—1
C．（4c+12b－4a－5d）kJ·mol—1
D．（4a+5d－4c－12b）kJ·mol—1
拓展训练1：化学反应N2＋3H2＝2NH3(l)的能量变化如图所示，根据图示有关数据估算该反应的△H，其中正确的是（ ）

A. N2(g)＋3H2(g)＝2NH3(l) ΔH＝2(a–b–c)kJ/mol
B. N2(g)＋3H2(g)＝2NH3(g) ΔH＝2(b–a)kJ/mol
C. 1/2N2(g)＋3/2H2(g) ＝NH3(l) ΔH＝(b＋c–a)kJ/mol
D. 1/2N2(g)＋1/3H2(g) ＝NH3(g) ΔH＝(a＋b)kJ/mol
例2

A．H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝(a＋b) kJ/mol
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝2(b－a) kJ/mol
C．H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝(b＋c－a) kJ/mol
D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝2(a－b－c) kJ/mol
【思考】以放热反应为例分析：
Ø ΔH有没有正负之分呢？
Ø ΔH的正负值是如何规定的？参照体系是什么？
Ø 体系的能量如何变化？升高还是降低？
Ø 环境的能量如何变化？升高还是降低？
Ø 规定放热反应的ΔH 为“－”，是站在谁的角度？体系还是环境？

有关反应热的计算
【例1】25℃、101kPa时，使1.0 g钠与足量的氯气反应，生成氯钠晶体并放出17.87 kJ的热量，求生成1 mol氯化钠的反应热。

【解】Na(g) + ½ Cl2(g) ==NaCl(s)
17.87 kJ / 1g × 23 g / mol = 411 kJ / mol
答：生成1 mol NaCl时放出热量411 kJ。
【小结】 △H计算的几种表达式：
(1) △H == 化学键断裂所吸收的总能量—化学键生成所释放的总能量
(2) △H == 生成的总能量 –反应物的总能量
(3) △H == 反应物的键能之和– 生成物的键能之和
(4) ΔH == 生成物的焓－反应物的焓
反应热、焓变的定义，符号单位，正负值的含义。当△H为“－”或△H<0时，为放热反应；当△H为“＋”或△H>0时，为吸热反应。中和反应，燃烧反应均为放热反应
化学反应中能量变化的多少首先取决于化学键的强弱，对一个特定反应，其能量大小也与物质的质量有密切的关系。
达标训练1. 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
2. 下列说法正确的是（　　）
A．需加热才能发生的反应一定是吸热反应
B．任何放热反应在常温条件一定能发生反应
C．反应物和生成物分别具有的总能量决定了反应是放热反应还是吸热反应
D．当△H＜0时表明反应为吸热反应
3. 下列有关反应：4NH3 (g)+5O2 (g) === 4NO(g)+6H2O(g) △H (298K)= －905 kJ· mol-1 的描述不正确的是（ ）
A. 生成物的总能量小于反应物的总能量
B. 该反应为吸热反应
C. 该反应为放热反应
D. 该反应中每4 mol NH3(g)被氧化，放出905 kJ热量
4. 对于放热反应2H2(g)+O2(g) ===2H2O(l)，下列说法正确的是（ ）
A. 产物H2O所具有的总能量高于反应物H2和O2所具有的总能量
B. 反应物H2和O2所具有的总能量高于产物H2O所具有的总能量
C. 反应物H2和O2所具有的总能量等于产物H2O所具有的总能量
D. 无法确定
5. 下列说法正确的是（ ）
A．物质发生化学反应都伴有能量变化
B. 伴有能量变化物质变化都是化学变化
C. 在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量总高于生成物的总能量
D. 在一个确定的化学反应关系中，生成物的总能量总高于反应物的总能量
6. 下列变化过程，属于放热反应的是（ ）
① 液态水变成水蒸气 ② 酸碱中和反应 ③ 浓H2SO4稀释
④ 固体NaOH溶于水 ⑤ H2在Cl2中燃烧 ⑥ 弱酸电离
A、②③④⑤ B、②③④ C、②⑤ D、①③⑤
7. 已知25℃、101 kPa下，金刚石、石墨燃烧的热化学方程式分别为：
C（石墨）+O2（g）=== CO2（g） △H＝-393.51 kJ• mol-1
C（金刚石）+O2（g）=== CO2（g） △H＝-395.41 kJ• moL-1
据此判断，下列说法正确的是（ ）
A. 由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低
B. 石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高
C. 由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低
D. 由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高
8. 分析右面的能量变化图，判断下列选项中正确的是（ ）
A. 2A(g)+B(g) === 2C(g) △H<0
B. 2A(g)+B(g) === 2C(g) △H>0
C. 2A+B=== 2C △H<0
D. 2C=== 2A+B △H<0
9 在一定条件下A与B反应可生成C和D，其能量变化如图：

（1）下列有关反应A+B===C+D的说法正确的是 。
A. 反应前后原子的种类和数目一定不变
B. 该反应若有能量变化，则一定是氧化还原反应
C. 该反应若为放热反应，则不需加热反应就一定能自发进行
D. 反应物的总质量与生成物的总质量一定相等，且遵循能量守恒
（2）若E1<E2，则生成物的总能量 （填“>”、“<”或“=”）反应物的总能量，为 （填“吸热”或“放热”）反应。