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1、化学反应与能量,化学反应原理,一、化学反应与能量变化,(2)特征：既有_生成，又有_的变化。,(1)实质：_断裂和_形成。,旧键,新键,新物质,能量,HH + ClCl,2H + 2Cl,2H + 2Cl,2 HCl,吸收能量放出能量，所以化学变化总是伴随着能量变化。,化学反应的实质与特征,一、化学反应中的能量变化,放热反应与吸热反应的比较,键能越大，能量越低，越稳定.,二、反 应 热,反应物和生成物本身,物质的状态,1、含义：在恒压条件下化学反应的热效应，其符号为_ _，单位是_。,许多反应的反应热可通过实验测定,测量仪器：量热计,2、影响因素,H,kJmol1,D,解析 A项，气态水变成液
2、态水放出热量，但属于物理变化；B项，该反应的H0，是吸热反应；C项，未告诉断裂化学键吸收的能量，无法判断该反应是吸热反应还是放热反应；D项，反应物的总能量大于生成物的总能量，故该反应为放热反应。,(2).比较反应热的大小：,已知：C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g)，H=-393.5kJ/mol C(金刚石，s)+O2(g)=CO2(g)，H=-395.0kJ/mol 问：金刚石和石墨谁更稳定？,3、应用,(1).判断物质的稳定性：,a.同一反应物质状态不同 b.两个有联系的不同反应,E(s)E(l)E(g),固态 液态 气态,相加减后分析新反应的能量变化,判断各种条件下反应热或H 的数量
3、大小,说明： 由于反应物或生成物的状态不同、反应物的数量不同、反应产物不同，比较反应热的数量多少。 本知识点是高考的重点，作题时要分清比较的是反应热值(即Q)还是“H”。,例1、在同温、同压下，比较下列反应H1 、 H2的大小,2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)； H1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)； H2,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放出一定数量的热量, H1 H2,S(g)+O2(g)=SO2(g)； H1 S(S)+O2(g)=SO2(g)； H2,例2、在同温、同压下，比较下列反应放出热量H1、 H2的大小,两式数量相同，S由
4、固态吸收热量转化为气态，再氧化燃烧生成SO2。其放出热量的总和小于由气态S直接燃烧所放出的热量, H1H2,C(S)+1/2O2(g)=CO(g)； H1 C(S)+O2(g)=CO2(g)； H2,例3、在同温、同压下，比较下列反应H1、 H2的大小,固态C氧化为CO，释放出热量H1，CO是气体燃料，和O2反应生成CO2，又释放热量H3，两次释放热量的总和H1 H3，等于固态C氧化为气态CO2释放的热量H2 ，, H1 H2,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)； H1 1/2H2(g)+1/2Cl2(g)= HCl(g)； H2,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
5、的一半，,例4、在同温、同压下，比较下列反应H1、 H2的大小, H1 H2,三、重要的反应热燃烧热,1.概念：,在101kPa时，1mol物质完全燃烧生成 稳定的氧化物时所放出的热量，叫做 该物质的燃烧热,2.单位：,kJ/mol,(1)燃烧的物质必须为:1mol (2)完全燃烧是指物质中下列元素完全转变成对应的物质：CCO2，HH2O(l)，SSO2等。 (3)燃烧热通常由实验测得,3.注意：,4.表示的意义：,例如:C的燃烧热为393.5kJmol，表示: 在101kPa时1molC完全燃烧放出393.5kJ的热量。, 燃烧热是以1mol物质完全燃烧放出的热量来定义的，因此在书写它的热化
6、学方程式时，应以燃烧1mol物质为标准来配平其余物质的系数。例如： C8H18(g)+25/2O2（g） 8CO2（g）十 9H2O(l)； H5518kJmol C8H18的燃烧热为5518kJmol。,四、重要的反应热中和热,在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1molH2O，这时的反应热叫中和热。,1.概念：,条件：,反应物：,生成物及物质的量：,放出的热量：,稀溶液,酸与碱（中学阶段只讨论强酸与强酸中和）,生成1mol的H2O,H573kJmol。,2.注意：,如果浓度偏大，则溶液中阴、阳离子间的相互牵制作用就大，表观电离度就会减小，这样酸碱中和时产生的热量势必要用去一部分来补偿未电离
7、分子的离解热，造成较大误差(偏低)。,若用弱酸代替强酸，或用弱 碱代替强碱，因中和过程中弱电解质电离吸热，会使测得中和热的数值偏低。,燃烧热与中和热的区别和联系,放热反应,H0 单位：kJ/mol,1mol燃料,可能是1mol,也可能是0.5或1/3mol等,不限量,生成的水为1mol,1mol物质完全燃烧时放出的热量；不同物质，燃烧热不同,生成1mol水时放出的热量；不同强酸强碱的中和热大致相同，均约为：57.3kJ/mol,练习：,1下列热化学方程式中H的绝对值能表示可燃物的燃烧热的是 （ ） AH2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）；H=-184.6kJ/mol BCH4（g）+2O2
8、（g）=CO2（g）+2H2O（g）； H=- 802.3kJ/mol C2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）； H=-571.6kJ/mol DCO（g）+1/2O2（g）=CO2（g）；H=-283kJ/mol,D,2.下列有关中和热的说法不正确的是 （ ） A、在稀溶液里酸与碱反应，生成1molH2O放出的热量，叫中和热 B、1mol硫酸与1molBa(OH)2完全中和所放出的热量为中和热 C、书写中和热的热化学方程式应以生成1molH2O(l)为标准来配平 其余物质的化学计量数 D、醋酸(aq)与氢氧化钠(aq) 反应的反应热为Ha kJ/mol， 则a 57.3,B,五、热化学方
9、程式,表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式。,1.概念：,(1) 注明各物质的聚集状态。(气：g，液：l，固：s),(2) H“-”，为放热反应，H“+”为吸热反应,(3) 需注明反应的温度和压强，若不注明温度和压强，一般指250C ,1.01105Pa,系数只表示物质的量，可以是整数、小数或分数。,(5) 系数必须与反应热相对应。,3.书写热化学方程式注意事项,2.意义:,溶液：aq,不仅表示化学反应中的物质变化，还表示化学反应中的能量变化。,例：2H2（g）+ O2 （g）= 2H2O （l）； H 571.6 kJ/mol,热化学方程式与普通方程式的比较,B,C,SiH4(g)2O2(
10、g)=SiO2(s)2H2O(l) H1520.0 kJmol1,TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)=TiCl4(l)2CO(g) H81 kJmol1,D,六、有关热化学方程式的计算,主要方法： （1）根据反应物和生成物的总能量计算 H=E生成物-E反应物。 （2）依据反应物化学键断裂与生成物化学键形成过程中的能量变化计算,H=化学键断裂吸收的能量-化学键形成释放的能量 =E(键能)反应物 - E(键能)生成物,（3）根据热化学方程式的计算 反应热与反应物各物质的物质的量成正比。,（4）根据盖斯定律的计算,相同,始态、终态,H1H2,1641.0 kJmol1,解题技巧 利用盖斯定律进行
11、计算时，无论是“相加”还是“相减”，都以将无关物质“消去”为基本目的。,C, 例 在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为： 2H2( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( l ) ; H 571.6 kJ/mol C3H8( g ) +5O2 ( g ) = 3CO2 ( g ) +4H2O ( l ) ; H 2220 kJ/mol 5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ，则 氢气和丙烷的体积比为 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1,解法1 ：设H2、C3H8的物质的量分别为x，y,x + y = 5,(571.6/2)(x) + 2
12、220y = 3847,V(H2):V(C3H8) =n(H2):n(C3H8) = 3.75:1.25 = 3:1,求混合物的组成,x = 3.75 mol,y = 1.25 mol,选 B,方法2 ：1mol H2 燃烧放热 571.6kJ/2 = 285.8 kJ,答：氢气和丙烷的体积比为 3：1,1mol C3H8燃烧放热 2220 kJ,1mol 混合气 燃烧放热 3847kJ/5 = 769.4 kJ,H2 285.8,C3H4 2220,769.4,1450.6,483.6, 例 在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为： 2H2( g ) + O2 ( g ) = 2H2O
13、( l ) ; H 571.6 kJ/molC3H8( g ) +5O2 ( g ) = 3CO2 ( g ) +4H2O ( l ) ; H 2220 kJ/mol 5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ，则 氢气和丙烷的体积比为 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1,求混合物的组成,方法3 ：( 巧解-估算法）,5mol 混合气中，C3H8 物质的量必小于2mol，,H2 的物质的量必大于3mol。, 2mol C3H8 燃烧放热 4440 kJ, 超过总放热量 3847 kJ,n (H2) : n (C3H8) 必大于 3 : 2,选 B, 例
14、在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为： 2H2( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( l ) ; H 571.6 kJ/mol C3H8( g ) +5O2 ( g ) = 3CO2 ( g ) +4H2O ( l ) ; H 2220 kJ/mol 5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ，则 氢气和丙烷的体积比为 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1,2测量装置 套烧杯简易量热计。,3操作步骤 (1)量取50 mL 0.50 molL1的盐酸，倒入小烧杯中，测定其温度，记作tHCl，然后将温度计上的酸用水冲洗干净。 (2)用另一个量
15、筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液，测定其温度，记作tNaOH。 (3)先将温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯中，然后把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯中(注意不要洒到外面)，用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液并准确读取混合溶液的最高温度，记作t终。 (4)重复上述实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。 (5)根据实验数据计算：,4注意事项 (1)碱液稍过量的目的是确保盐酸被完全中和。 (2)操作时动作要快目的是尽量减少热量的损失。 (3)实验中若使用了弱酸或弱碱，会使测得中和热的数值偏小。,【典例探究】 50 mL 0.50 molL1盐酸与50 mL 0.55 molL1 NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量即可计算中和热。,回答下列问题： (1)从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是_。 (2)烧杯间填满纸屑的作用是_。 (3)大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值_。(填“偏大”、“偏小”或“无影响”),环形玻璃搅拌棒,减少实验过程中的热量损失,偏小,(4)实
