1、第一章第一章 化學反應與能量化學反應與能量第一節第一節化學反應與能量的變化化學反應與能量的變化人教版新課程選修人教版新課程選修4化學反應原理化學反應原理(第一課時第一課時)思考與交流思考與交流1 1、你所知道的化學反應中有哪些是放熱反應？、你所知道的化學反應中有哪些是放熱反應？活潑金屬與水或酸的反應、酸堿中和反應、活潑金屬與水或酸的反應、酸堿中和反應、燃燒反應、多數化合反應燃燒反應、多數化合反應2 2、你所知道的化學反應中有哪些是吸熱反應？、你所知道的化學反應中有哪些是吸熱反應？多數的分解反應、氯化銨固體與氫氧化鋇晶體多數的分解反應、氯化銨固體與氫氧化鋇晶體的反應、水煤氣的生成反應、炭與二氧化

2、碳生的反應、水煤氣的生成反應、炭與二氧化碳生成一氧化碳成一氧化碳從化學鍵角度從化學鍵角度（微觀）：（微觀）：Q1Q2,反應吸熱反應吸熱Q1E2,E1E2,反應放熱反應放熱反應吸熱反應吸熱等壓條件下的化學反應熱等于等壓條件下的化學反應熱等于“焓變焓變”。焓變：焓變：1 1、符號：、符號：2 2、單位：、單位：HkJ/mol kJ/mol 或或 kJkJ molmol1 13 3、HH生成物生成物-H反應物反應物放熱反應放熱反應( (體系能量降低體系能量降低) )：H 0H 0H 0， H H為為“ + + ”注：單位中的每注：單位中的每molmol是與整個反應對應的，是與整個反應對應的，即反應熱

3、表示每即反應熱表示每molmol反應放出或吸收的熱量。反應放出或吸收的熱量。如：如：a A(g) + b B(g) p C(g);a A(g) + b B(g) p C(g);H = H = m kJ/molm kJ/mol放熱放熱反應物反應物生成物生成物能量能量反應過程反應過程H H0 0H生成物能量反應物能量（宏觀）生成物能量反應物能量（宏觀）吸熱吸熱反應物反應物生成物生成物能量能量反應過程反應過程H H0 0從鍵能角度看：從鍵能角度看：H2+Cl2=2HClH反應物總鍵能生成物總鍵能（微觀）反應物總鍵能生成物總鍵能（微觀）從鍵能角度看：從鍵能角度看：H436 kJ/mol243 kJ/m

4、ol 431 kJ/mol2183kJ/mol 1、1mol C與與1mol H2O(g)反應生成反應生成lmol CO(g)和和1mol H2(g)，需要吸收，需要吸收131.5kJ的熱量，該反應的反應熱為的熱量，該反應的反應熱為H= kJ/mol。 2、拆開、拆開 lmol HH鍵、鍵、lmol NH鍵、鍵、lmolNN鍵分鍵分別需要的能量是別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，則，則1mol N2生生成成NH3的反應熱為的反應熱為 ，1mol H2生成生成NH3的反的反應熱為應熱為 。 131.5-92KJ/mol-30.6KJ/mol3、下表中的數據是破壞、下表中的數據是破

5、壞1 mol化學鍵所消耗的能量化學鍵所消耗的能量（kJ）： 根據上述數據回答（）（根據上述數據回答（）（3）題）題 （1）下列物質本身具有的能量最低的是（）下列物質本身具有的能量最低的是（） l l2 r r2 （2）下列氫化物中，最穩定的是（）下列氫化物中，最穩定的是（） l l r r （3）相同條件下，）相同條件下， （代表（代表l l,r r,）分別與氫）分別與氫 氣反應，若消耗等物質的量的氫氣時，放出或吸收熱量最氣反應，若消耗等物質的量的氫氣時，放出或吸收熱量最多的是多的是 物質物質 Cl2 Br2 I2 HCl HBr HI H2能量（能量（ kJ） 243193151432366

6、2984361.下列說法正確的是下列說法正確的是（ ） A需要加熱的化學反應都是吸熱反應需要加熱的化學反應都是吸熱反應 B中和反應都是放熱反應中和反應都是放熱反應C原電池是將電能轉化為化學能的一種原電池是將電能轉化為化學能的一種裝置裝置 D水力發電是將化學能轉化為電能的過水力發電是將化學能轉化為電能的過程程B練習:2.已知反應已知反應ABCD為放熱反應，對為放熱反應，對該反應的下列說法中正確的是（該反應的下列說法中正確的是（ ） A. A的能量一定高于的能量一定高于CB. B的能量一定高于的能量一定高于DC.A和和B的總能量一定高于的總能量一定高于C和和D的總能量的總能量D. 該反應為放熱反應

7、，故不必加熱就一該反應為放熱反應，故不必加熱就一定能發生定能發生C3.在反應在反應H2 （g）+ Cl2 （g） 2HCl（g）中，已知）中，已知HH 鍵能為鍵能為436kJ，ClCl鍵能為鍵能為247kJ，HCl鍵能為鍵能為431kJ，判斷該反應是，判斷該反應是（ ）A. 吸熱反應吸熱反應 B. 放熱反應放熱反應C. 吸收吸收179kJ熱量熱量 D.放出放出179kJ熱量熱量BDBD4.已知：已知：H + H H2 H = 436KJ/mol，則下列敘述正確的是（，則下列敘述正確的是（ ）A. 2個個H 原子的能量高于原子的能量高于 H2 的能量的能量 B. H 原子的能量低于原子的能量低于

8、 H2 的能量的能量C. H 原子比原子比 H2分子穩定分子穩定 D. H2分子比分子比 H 原子穩定原子穩定AD5下列過程中，需要吸收能量的下列過程中，需要吸收能量的是（是（ ） AH+H=H2 BH+Cl=HCl CI2I+I DS+O2=SO2C 6.已知鍵能已知鍵能: NN: 946KJ/mol, H-H :436KJ/mol, H-N :391KJ/mol N2（g) + 3H2(g) 2NH3(g), 從理論上計算從理論上計算H為（為（ ）A+1800KJ/mol B. + 92KJ/mol C. 92KJ/mol D. 46KJ/mol C7.已知已知299 K時，合成氨反應時，

9、合成氨反應 N2 (g ) + 3H2 ( g ) 2 2NH3 ( g ) H = -92.0 kJ/mol，將此溫度，將此溫度下的下的1 mol N2 和和3 mol H2 放在一密閉容器中，在放在一密閉容器中，在催化劑存在時進行反應，達到平衡時，反應放出催化劑存在時進行反應，達到平衡時，反應放出的熱量為（忽略能量損失）的熱量為（忽略能量損失）（ ）A. 一定大于一定大于92.0 kJ B. 一定等于一定等于92.0 kJ C. 不能確定不能確定 D. 一定小于一定小于92.0 kJD8.石墨和金剛石都是碳元素的單質，石墨石墨和金剛石都是碳元素的單質，石墨在一定條件下可轉化為金剛石。已知在

10、一定條件下可轉化為金剛石。已知12 g石墨石墨完全轉化成金剛石時，要吸收完全轉化成金剛石時，要吸收E kJ的能量，的能量，下列說法正確的是下列說法正確的是（ ）A石墨不如金剛石穩定石墨不如金剛石穩定 B金剛石不如石墨穩定金剛石不如石墨穩定C等質量的石墨與金剛石完全燃燒，金剛石放出等質量的石墨與金剛石完全燃燒，金剛石放出的能量多的能量多D等質量的石墨與金剛石完全燃燒，石墨放出的等質量的石墨與金剛石完全燃燒，石墨放出的能量多能量多BC 第一節第一節 化學反應與能量的變化化學反應與能量的變化（第二課時）（第二課時） 第一章 化學反應與能量人教版新課程選修人教版新課程選修4化學反應原理化學反應原理反應

11、物反應物生成物生成物能量能量反應過程反應過程反應物反應物生成物生成物能量能量反應過程反應過程放熱吸熱H H0 0H H0 0H = E 生成物生成物 E 反應物反應物H = 反應物的鍵能總和反應物的鍵能總和生成物的鍵能總和生成物的鍵能總和溫故知新：新知探究:任何一個化學反應都包括任何一個化學反應都包括物質的變化物質的變化和和能量的變化能量的變化。如：如： 在在200、101kPa時，時，1 mol H2與碘蒸氣作用生與碘蒸氣作用生成成HI同時放出同時放出14.9KJ/mol的能量。的能量。H2 + I2 = 2HI只表示物質變化只表示物質變化科學文獻上表示為：科學文獻上表示為：H2(g)+I2

12、(g)=2HI(g) H=14.9kJ/mol200101kPa那么，有什么表達式能把這兩種變化都表示出來？那么，有什么表達式能把這兩種變化都表示出來？二、熱化學方程式二、熱化學方程式 能表示參加反應能表示參加反應物質的量物質的量和和反應熱反應熱的的 關系的化學方程式。關系的化學方程式。1.定義：定義：思思考考交交流流與化學方程式相比，熱化學方程式有與化學方程式相比，熱化學方程式有哪些不同？哪些不同？正確書寫熱化學方程式應注意哪幾點？正確書寫熱化學方程式應注意哪幾點？請看以下請看以下幾個例子幾個例子，再思考！，再思考！H2(g)+I2(g)=2HI(g) H=14.9kJ/mol200101k

13、Pa熱化學方程式與化學方程式不同之處熱化學方程式與化學方程式不同之處H2(g)+ O2(g)=H2O(g) H=241.8kJ/mol12H2(g)+ O2(g)=H2O(l) H=285.8kJ/mol12【例例2】在在25、101kPa時，有時，有H2和和O2合成合成1molH2O的反應，一個生成氣態水，一個生成液態水，其熱化的反應，一個生成氣態水，一個生成液態水，其熱化學方程式可表示為：學方程式可表示為：【例例1】 在在200、101kPa時，時，1 mol H2與碘蒸氣作與碘蒸氣作用生成用生成HI同時放出同時放出14.9KJ/mol的能量。的能量。2、書寫熱化學方程式注意：（2）需注明

14、反應的溫度和壓強，如不注明條件，即）需注明反應的溫度和壓強，如不注明條件，即指指: 25 1.01105Pa（3）每種物質后需標聚集狀態）每種物質后需標聚集狀態（s、l、g、aq）（1）化學方程的右邊必須寫上）化學方程的右邊必須寫上H，并用，并用“空格空格”隔開隔開,H用用“+”、“”表示吸熱放熱，單位是表示吸熱放熱，單位是kJ/mol或或J/mol;熱化學方程式與化學方程式不同之處熱化學方程式與化學方程式不同之處H2(g)+ O2(g)=H2O(g) H=241.8kJ/mol12結論：書寫熱化學方程式注意：（4）系數）系數僅表示物質的量并不表示分子數僅表示物質的量并不表示分子數，因此，因此

15、化化學計量數可以是整數也可以是分數。學計量數可以是整數也可以是分數。所以系數加倍時，所以系數加倍時， H也應相應加倍。也應相應加倍。2H2(g)+ O2(g)=2H2O(g) H=？-483.6kJ/mol-483.6kJ/molH2O(g) = H2(g)+ O2(g) H=？12+241.8kJ/mol+241.8kJ/mol（5 5）若反應逆向進行，）若反應逆向進行，則則H H改變符號，但絕對值不變改變符號，但絕對值不變1、當、當1mol氣態氣態H2與與1mol氣態氣態Cl2反應生成反應生成2mol氣態氣態HCl，放出，放出184.6KJ的熱量，請寫出的熱量，請寫出該反應的熱化學方程式。

16、該反應的熱化學方程式。H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) H =-184.6KJ/mol而這些書寫也是對的！而這些書寫也是對的！1.寫出下列反應的熱化學方程式寫出下列反應的熱化學方程式（1）1molC(固態固態)與適量與適量H2O(氣態氣態) 反應反應,生成生成CO(氣氣態態)和和H2(氣態氣態),吸收吸收131.3kJ的熱量的熱量（2）0.5molCu(固態固態) 與適量與適量O2(氣態氣態) 反應反應, 生成生成CuO(固態固態), 放出放出78.5 kJ的熱量的熱量C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) H=+131.3KJ/mol2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s)

17、H= 314KJ/mol（4）氫氧化鉀稀溶液與硝酸稀溶液發生中和）氫氧化鉀稀溶液與硝酸稀溶液發生中和反應生成反應生成1mol水水,放出放出57.3KJ的熱量的熱量.寫出此反寫出此反應的熱化學方程式。應的熱化學方程式。 （3） 2.00gC2H2完全燃燒生成液態水和完全燃燒生成液態水和CO2放出的熱放出的熱量為量為99.6KJ，寫出，寫出C2H2燃燒的熱化學方程式。燃燒的熱化學方程式。2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=2589.6KJ/mol2、沼氣的主要成分是甲烷。、沼氣的主要成分是甲烷。0.5 mol CH4完全燃燒完全燃燒生成生成CO2和和H2O時，放出時

18、，放出445 kJ的熱量。則下列熱化學的熱量。則下列熱化學方程式中正確的是（方程式中正確的是（ ）A、2CH4( g ) 4O2( g ) 2CO2( g ) 4H2O ( l ) ; H = + 890 kJ/mol B、CH4 2O2 CO2 H2O; H = 890 kJ/mol C、CH4 ( g ) 2 O2 ( g ) CO2 ( g ) 2 H2O ( l ) ; H = 890 kJ/mol D、 1/2CH4 ( g ) O2 ( g ) 1/2CO2 ( g ) H2O ( l ) ; H = 890 kJ/mol C狀態狀態H = 445 kJ/mol點撥：熱化學方程式書

19、寫正誤的判斷可從反應原理、點撥：熱化學方程式書寫正誤的判斷可從反應原理、物質的聚集狀態、物質的聚集狀態、H H的正負號、物質的量的大小、單的正負號、物質的量的大小、單位等主要方面入手位等主要方面入手3、 在同溫、同壓下，比較下列反應放出熱量在同溫、同壓下，比較下列反應放出熱量H1 、 H2的大小的大小 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)數量的分析：反應物的狀態，數量和生成物數量的分析：反應物的狀態，數量和生成物的數量都相同，但由于氣態水轉化為液態要的數量都相同，但由于氣態水轉化為液態要放出一定熱量放出一定熱量Q2Q1H1 = -Q1H 2= -Q

20、2H2 H14、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則則a、b、c、d的關系正確的是的關系正確的是 。A、acd0 C、2a=b0 C5 5、在同溫同壓下，下列各組熱化學方程式中、在同溫同壓下，下列各組熱化學方程式中 Q Q2 2QQl l的是的是 ( )( )A

21、 A、2H2H2 2(g)+0(g)+02 2(g) =2H(g) =2H2 20(g)0(g)； H H1 1=-Q=-Q1 1 2H 2H2 2(g)+0(g)+02 2(g)=2H(g)=2H2 20(1)0(1)； H H2 2=-Q=-Q2 2B B、S(g)+OS(g)+O2 2(g)=S0(g)=S02 2(g)(g)； H H1 1=-Q=-Q1 1 S(s)+0 S(s)+02 2(g)=S0(g)=S02 2(g)(g)； H H2 2=-Q=-Q2 2C C、C(s)+C(s)+1 1/ /2 2O O2 2 (g)=CO(g) (g)=CO(g)； H H1 1=-Q=

22、-Q1 1 C(s)+0 C(s)+02 2(g)=C0(g)=C02 2(g)(g)； H H2 2=-Q=-Q2 2D D、H H2 2(g)+Cl(g)+Cl2 2(g)=2HCl(g)(g)=2HCl(g)； H H1 1=-Q=-Q1 1 1 1/ /2 2H H2 2(g)+ (g)+ 1 1/ /2 2ClCl2 2(g)= HCl(g)(g)= HCl(g)； H H2 2=-Q=-Q2 2AC分析：分析：A：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)+Q1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)+Q2數量的分析：反應物的狀態，數量和生成物數量的分析：反應物的狀態，數量和生成物

23、的數量都相同，但由于氣態水轉化為液態要的數量都相同，但由于氣態水轉化為液態要放出一定熱量放出一定熱量Q2Q1B: S(g)+O2(g)=SO2(g)+Q1 S(S)+O2(g)=SO2(g)+Q2分析：分析：兩式數量相同，兩式數量相同，S由固態吸收熱量轉化為由固態吸收熱量轉化為氣態，在氧化燃燒生成氣態，在氧化燃燒生成SO2。其放出熱量。其放出熱量的總和小于由氣態的總和小于由氣態S直接燃燒所放出的熱直接燃燒所放出的熱量，量，Q1Q2。C: C(S)+1/2O2(g)=CO(g)+Q1 C(S)+O2(g)=CO2(g)+Q2分析：分析：固態固態C氧化為氧化為CO，釋放出熱量，釋放出熱量Q1，CO

24、是氣是氣體燃料，和體燃料，和O2反應生成反應生成CO2，又釋放熱量，又釋放熱量Q3，兩次釋放熱量的總和兩次釋放熱量的總和Q1+Q3，等于固態，等于固態C氧化氧化為氣態為氣態CO2釋放的熱量釋放的熱量Q2，Q2Q1D: H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)+Q1 1/2H2(g)+1/2Cl2(g)= HCl(g)+Q2狀態相同，但數量后式僅是前式的一半，釋狀態相同，但數量后式僅是前式的一半，釋放的熱量也應是前式的一半，放的熱量也應是前式的一半，Q2Q1分析：分析：第一節第一節 化學反應與能量的變化化學反應與能量的變化（第三課時）（第三課時） 第一章 化學反應與能量人教版新課程選修人教版新課

25、程選修4化學反應原理化學反應原理中和熱：中和熱：1.定義：在定義：在稀稀溶液中，酸和堿發生中和反應生溶液中，酸和堿發生中和反應生成成1molH2O(l),這時的這時的反應熱反應熱叫做中和熱。叫做中和熱。 2. 單位單位: KJ/mol3. 注意注意 必須是必須是稀稀溶液溶液,如濃硫酸稀釋或如濃硫酸稀釋或NaOH固體溶固體溶解時放熱；解時放熱； 酸和堿反應酸和堿反應 標準標準:生成生成1molH2O(l)放出的熱量放出的熱量.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) H=57.3KJ/mol KOH(aq)+HNO3(aq)=KNO3(aq)+H2O(l) H=57.3K

26、J/molBa(OH)2(aq)+2HCl(aq)=BaCl2(aq)+2H2O(l) H=114.6KJ/molH (aq)+OH (aq)=H2O(l)H=57.3KJ/mol4.(1)強酸、強堿的稀溶液：強酸、強堿的稀溶液： H+(aq)+OH- (aq)=H2O(l) H=-57.3 kJ/mol（3）若反應過程中有其他物質生成（沉淀、）若反應過程中有其他物質生成（沉淀、難電離物質等），這部分反應熱不屬于中和熱。難電離物質等），這部分反應熱不屬于中和熱。(2)有弱酸（或弱堿）參加中和反應，中和熱一有弱酸（或弱堿）參加中和反應，中和熱一般低于般低于57.3 kJ/mol，因為電離吸熱。，

27、因為電離吸熱。實驗目的 測定強酸與強堿反應的反應熱學習重點學習重點 中和反應反應熱的測定原中和反應反應熱的測定原理和方法理和方法。實驗用品 大燒杯（大燒杯（500 mL）、小燒杯（）、小燒杯（100 mL）、溫度計、）、溫度計、量筒（量筒（50 mL）兩個、泡沫塑料）兩個、泡沫塑料 或紙條、泡沫塑料或紙條、泡沫塑料板或硬紙板（中心有兩個小孔）、板或硬紙板（中心有兩個小孔）、環形玻璃攪拌棒環形玻璃攪拌棒。0.50 mol/L 鹽酸、鹽酸、0.55 mol/L NaOH溶液溶液實驗步驟：實驗步驟：P4-5并回答問題并回答問題中和熱的測定中和熱的測定1.1.大、小燒杯放置時，為何要使兩杯口相平？大、

28、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，你有何填碎紙條的作用是什么？對此裝置，你有何更好的建議？更好的建議？2.2.溫度計上的酸為何要用水沖洗干凈？沖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？洗后的溶液能否倒入小燒杯？為什么？ 答案：答案：1.1.兩杯口相平，可使蓋板把杯口盡量蓋嚴，兩杯口相平，可使蓋板把杯口盡量蓋嚴，從而減少熱量損失；填碎紙條的作用是為了達到保從而減少熱量損失；填碎紙條的作用是為了達到保溫隔熱、減少實驗過程中熱量損失的目的。若換用溫隔熱、減少實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）會使實驗隔熱、密

29、封性能更好的裝置（如保溫杯）會使實驗結果更準確。結果更準確。2 2、因為該溫度計還要用來測堿液的溫度，若不沖洗，、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生中和反應而使熱量散失，故溫度計上的酸會和堿發生中和反應而使熱量散失，故要沖洗干凈；沖洗后的溶液不能倒入小燒杯，若倒入，要沖洗干凈；沖洗后的溶液不能倒入小燒杯，若倒入，會使總溶液的質量增加，而導致實驗結果誤差。會使總溶液的質量增加，而導致實驗結果誤差。3.3.本實驗中若把本實驗中若把50 mL 0.50 mol/L50 mL 0.50 mol/L的鹽酸改為的鹽酸改為50 50 mL 0.50 mol/LmL 0.50

30、mol/L醋酸，所測結果是否會有所變化？醋酸，所測結果是否會有所變化？為什么？為什么？4.4.若改用若改用100 mL 0.50 mol/L100 mL 0.50 mol/L的鹽酸和的鹽酸和100 mL 100 mL 0.55 mol/L0.55 mol/L的的NaOHNaOH溶液，所測中和熱的數值是否溶液，所測中和熱的數值是否約為本實驗結果的二倍（假定各步操作沒有失約為本實驗結果的二倍（假定各步操作沒有失誤）？誤）？答案：答案：1.1.會有所變化。因為醋酸為弱電解質，其電會有所變化。因為醋酸為弱電解質，其電離時要吸熱，故將使測得結果偏小。離時要吸熱，故將使測得結果偏小。2.2.否。因中和熱是

31、指酸與堿發生中和反應生成否。因中和熱是指酸與堿發生中和反應生成1 mol 1 mol H H2 2O O時放出的熱量，其數值與反應物的量的多少無關，時放出的熱量，其數值與反應物的量的多少無關，故所測結果應基本和本次實驗結果相同（若所有操故所測結果應基本和本次實驗結果相同（若所有操作都準確無誤，且無熱量損失，則二者結果相同）。作都準確無誤，且無熱量損失，則二者結果相同）。實驗中實驗數據怎樣處理？怎樣計算實驗中實驗數據怎樣處理？怎樣計算本實驗的中和熱？本實驗的中和熱？實驗原理實驗原理: Q=mct Q : 中和反應放出的熱量中和反應放出的熱量 m: 反應混合液的質量反應混合液的質量 c: 混合液的比熱容混合液的比熱容 常用常用4.18J (g) t: 反應前后的溫度差反應前后的溫度差 討論：討論：議一議議一議你所測得的數據是否為你所測得的數據是否為57.3 kJ/mol57.3 kJ/mol，若不是，分析產生誤差的原因。若不是，分析產生誤差的原因。可能的原因有：可能的原因有：1.1.量取溶液的體積有誤差（測量結果是按量取溶液的體積有誤差（測量結果是按50 mL50 mL的的酸、堿進行計算，若實際量