【正文】 第 1頁 共 126 頁 第八章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第 2頁 共 126 頁 學(xué)案 24 化學(xué)反應(yīng)與能量的變化 第 3頁 共 126 頁 輕松學(xué)教材 一 ?化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系 ,斷開反應(yīng)物中的化學(xué)鍵要 1吸收 能量 ,而形成生成物中的化學(xué)鍵要 2放出 能量 ,化學(xué)鍵的 3斷裂和形成正是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因 ? 第 4頁 共 126 頁 25 ℃ 和 101 kPa下 ,斷開 1 mol化學(xué)鍵所吸收的能量與生成 1 mol相同化學(xué)鍵所放出的能量 4相等 ,而在化學(xué)反應(yīng)中 ,斷裂舊鍵與形成新鍵這兩個(gè)過程所吸收和放出的能量不相等 ,因此化學(xué)反應(yīng)必然伴隨著能量變化 ? 第 5頁 共 126 頁 二 ?放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)以及反應(yīng)熱 ,決定于 5反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的相對(duì)大小 ,當(dāng)反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量時(shí) ,該反應(yīng)為 6放熱反應(yīng) ,當(dāng)反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量時(shí) ,該反應(yīng)為 7吸熱反應(yīng) ?規(guī)定放熱反應(yīng)的 Δ H為“ ”, 吸熱反應(yīng)的 Δ H為“ +”, 綜上所述 ,當(dāng) Δ H為“ ” 或 Δ H0時(shí) ,反應(yīng)為 8放熱反應(yīng) ,當(dāng) Δ H為“ +” 或Δ H0時(shí) ,反應(yīng)為 9吸熱反應(yīng) ? 第 6頁 共 126 頁 :大部分的 10化合反應(yīng) ,可燃物的 11燃燒 ,金屬與 12酸或水 的反應(yīng) ,以及酸與堿發(fā)生的 13中和反應(yīng) 等 ?常見的吸熱反應(yīng)有 :大部分的 14分解反應(yīng) ,CO2與紅熱的 15炭 的反應(yīng) ,紅熱的炭與 16水蒸氣 的反應(yīng)等 ? ,都可以用熱量來表述 ,叫做 17反應(yīng)熱 ,又稱為 18焓變 ,符號(hào)為 19Δ H,單位常用20kJ/mol? 第 7頁 共 126 頁 mol C與 1 mol水蒸氣反應(yīng)生成 1 mol CO和 1 mol H2,需吸收 kJ的熱量 ,該反應(yīng)的反應(yīng)熱為 21+ kJ/mol。1 mol N2與適量 H2反應(yīng)生成 NH3放出 kJ的熱量 ,該反應(yīng)的反應(yīng)熱為 kJ/mol? 第 8頁 共 126 頁 三 ?熱化學(xué)方程式的書寫 熱化學(xué)方程式是指表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和 23反應(yīng)熱 的關(guān)系的化學(xué)方程式 ,書寫熱化學(xué)方程式要注明反應(yīng)時(shí)的 24溫度 和25壓強(qiáng) ,常溫常壓可不注明 ?化學(xué)計(jì)量數(shù)可用 26分?jǐn)?shù) 表示 ,它表示 27物質(zhì)的量 。要注明各物質(zhì)的 28狀態(tài) ,分別用 29s?l?g表示固 ?液 ?氣 。在方程式后用 30Δ H表示反應(yīng)熱 ,31Δ H0表示吸熱 ,32Δ H0表示放熱 ,其數(shù)值要與 33化學(xué)計(jì)量數(shù) 對(duì)應(yīng) ? 第 9頁 共 126 頁 體驗(yàn)熱身 ( ) 答案 :A 第 10頁 共 126 頁 解析 :當(dāng)生成物的總能量高于反應(yīng)物的總能量時(shí)表現(xiàn)為吸熱反應(yīng) ?B?C?D均為放熱反應(yīng) ? 第 11頁 共 126 頁 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) Δ H= kJ/mol,則關(guān)于熱化學(xué)方程式“ 2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) Δ H0” 的說法中正確的是 ( ) Δ H0大于零 Δ H0= kJ/mol 36 g 水分解時(shí)的熱效應(yīng) 答案 :B 第 12頁 共 126 頁 解析 :熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示物質(zhì)的量 ,故 A不正確 。正 ?逆反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等 ,符號(hào)相反 ,故 B正確 ,C不正確 。該反應(yīng)可表示在 25℃ ?101 kPa時(shí) 36 g液態(tài)水分解 ,生成氫氣和氧氣的熱效應(yīng) ,故 D不正確 ? 第 13頁 共 126 頁 ( ) ,前者放出熱量多 :H+(aq)+OH(aq)===H2O(l) Δ H= kJ/mol,若將含 mol H2SO4的稀硫酸與含 1 mol NaOH的溶液混合 ,放出的熱量等于 kJ mol S完全燃燒放熱 kJ,其熱化學(xué)方程式為 :S+O2===SO2 Δ H= kJ/mol 答案 :C 第 14頁 共 126 頁 解析 :A中 H2與 O2反應(yīng)生成等量的水蒸氣和液態(tài)水 ,后者放出熱量多 。B中某些反應(yīng)需要提供“加熱”的外部條件 ,但本身是放熱反應(yīng) ,如碳的燃燒 。D中熱化學(xué)方程式未注明狀態(tài) ? 第 15頁 共 126 頁 ,下列熱化學(xué)方程式正確的是 ( ) 第 16頁 共 126 頁 (金剛石 )+O2(g)===CO2(g) Δ H1=a kJ/mol(a0) (石墨 )+O2(g)===CO2(g) Δ H2=b kJ/mol(b0) +O2===CO2(g) Δ H3=c kJ/mol(c0) (金剛石 )===C(石墨 ) Δ H4=d kJ/mol(d0) 答案 :A 解析 :由圖示知 ,① 反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量 ,即反應(yīng)為放熱反應(yīng) 。② C(金剛石 )+O2(g)比 C(石墨 )+O2(g)能量高 ,說明由 C(金剛石 )===C(石墨 )為放熱反應(yīng) ,所以有a0,b0,c0,d0? 第 17頁 共 126 頁 ,其實(shí)驗(yàn)順序是①按圖所示將實(shí)驗(yàn)裝置連接好 。② 在 U形管內(nèi)加入少量紅墨水(或品紅溶液 )打開 T形管螺旋夾 ,使 U形管內(nèi)兩邊的液面處于同一水平面 ,再夾緊螺旋夾 。③ 在中間的試管里盛 1 g氧化鈣 ,當(dāng)?shù)稳?2 mL左右的蒸餾水后 ,即可觀察 ? 第 18頁 共 126 頁 試回答 : (1)實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象是_____________________________________________? (2)該實(shí)驗(yàn)中必須進(jìn)行的一步實(shí)驗(yàn)操作是____________________? (3)該實(shí)驗(yàn)的原理是______________________________________? U形玻璃管里的紅墨水或品紅溶液會(huì)沿開口端上升 檢查裝置氣密性 答案： CaO和水反應(yīng)放出熱量使大試管中空氣膨脹 ,引起紅墨水或品紅溶液在 U形管中的位置不再相平 第 19頁 共 126 頁 (4)實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式 :________________________? (5)說明 CaO?H2O的能量與 Ca(OH)2能量之間的關(guān)系 :____________________________________________? (6)若該實(shí)驗(yàn)中 CaO換成 NaCl,實(shí)驗(yàn)還能否觀察到相同現(xiàn)象 ?_________? CaO+H2O===Ca(OH)2 CaO和 H2O的能量和大于 Ca(OH)2的能量 否 第 20頁 共 126 頁 解析 :這是一道以能量變化 ?反應(yīng)熱為背景的實(shí)驗(yàn)探討題 ?從提供的儀器和目的來看 ,意在通過觀察 U形管里液面變化指示左邊裝置中發(fā)生的反應(yīng)熱量變化 ?自然想到了熱脹冷縮現(xiàn)象 。而在實(shí)驗(yàn)中利用大試管里的空氣膨脹 ,故此實(shí)驗(yàn)要求裝置必須氣密性良好 ,否則無法觀察到現(xiàn)象 ,弄清楚了這些 ,問題自然不難解決 ? 第 21頁 共 126 頁 : 第 22頁 共 126 頁 (1)寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 :________________________________________________?(2)在溶液中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì) ,其狀態(tài)標(biāo)為“ aq”, 已知 mol H2SO4在溶液中與足量氫氧化鈉反應(yīng)放出 kJ的熱量 ,用離子方程式寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 :________________________________________________? A(g)+2B(g)===C(l)+3D(l) Δ H=432 kJ/mol H+(aq)+OH(aq)===H2O(l) Δ H= kJ/mol 第 23頁 共 126 頁 (3)合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 : N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) Δ H= kJ/mol 已知合成氨反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化為生成物的反應(yīng) ,在某一定條件下 ,N2的轉(zhuǎn)化率僅為 10%,要想通過該反應(yīng)得到 kJ的熱量 ,至少在反應(yīng)混合物中要投放多少摩爾的 N2? 答案： 10 mol 第 24頁 共 126 頁 解析 :(1)讀圖可知 :反應(yīng)物總能量高于生成物總能量 ,可判斷是一個(gè)放熱反應(yīng) ,據(jù)圖可寫出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 ? (3)據(jù)熱化學(xué)方程式可知 ,1 mol N2完全反應(yīng)才能得到 kJ的熱量 ,而 N2轉(zhuǎn)化率為 10%,則實(shí)際需要投入 10 mol N2才能轉(zhuǎn)化 1 mol N2? 第 25頁 共 126 頁 重點(diǎn)探究 吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的比較 第 26頁 共 126 頁 第 27頁 共 126 頁 第 28頁 共 126 頁 特別提醒 :① 化學(xué)反應(yīng)表現(xiàn)為吸熱或放熱與反應(yīng)開始是否需要加熱無關(guān) ,需要加熱的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng) (如 ),不需要加熱的反應(yīng)也不一定是放熱反應(yīng) ? ② 濃 H2SO4?NaOH固體溶于水放熱 。NH4NO3溶于水吸熱 ?因不是化學(xué)反應(yīng) ,其放出或吸收的熱量不是反應(yīng)熱 ? ? 22C O C O點(diǎn) 燃第 29頁 共 126 頁 【 例 1】 根據(jù)下圖所示 ,寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 ,并回答相關(guān)問題 : 第 30頁 共 126 頁 (1) _____________________________________ ? (2) _____________________________________ ? Q1與 Q2的關(guān)系 :Q1__________(填“大于”“小于”或“等于” )Q2? A(g)+B(g)===C(g) Δ H=Q1 kJ/mol C(g)===A(g)+B(g) Δ H=+Q2 kJ/mol 等于 第 31頁 共 126 頁 解析 :由圖 (1)知反應(yīng)物為 A(g)?B(g),生成物為 C(g),反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量 ,所以該過程為放熱反應(yīng) ,因此該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 :A(g)+B(g) ===C(g) Δ H=Q1 kJ/mo