【正文】 第 1頁 共 126 頁 第八章 化學反應與能量 第 2頁 共 126 頁 學案 24 化學反應與能量的變化 第 3頁 共 126 頁 輕松學教材 一 ?化學鍵與化學反應中能量變化的關系 ,斷開反應物中的化學鍵要 1吸收 能量 ,而形成生成物中的化學鍵要 2放出 能量 ,化學鍵的 3斷裂和形成正是化學反應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化學鍵所吸收的能量與生成 1 mol相同化學鍵所放出的能量 4相等 ,而在化學反應中 ,斷裂舊鍵與形成新鍵這兩個過程所吸收和放出的能量不相等 ,因此化學反應必然伴隨著能量變化 ? 第 5頁 共 126 頁 二 ?放熱反應和吸熱反應以及反應熱 ,決定于 5反應物的總能量與生成物的總能量的相對大小 ,當反應物的總能量大于生成物的總能量時 ,該反應為 6放熱反應 ,當反應物的總能量小于生成物的總能量時 ,該反應為 7吸熱反應 ?規(guī)定放熱反應的 Δ H為“ ”, 吸熱反應的 Δ H為“ +”, 綜上所述 ,當 Δ H為“ ” 或 Δ H0時 ,反應為 8放熱反應 ,當 Δ H為“ +” 或Δ H0時 ,反應為 9吸熱反應 ? 第 6頁 共 126 頁 :大部分的 10化合反應 ,可燃物的 11燃燒 ,金屬與 12酸或水 的反應 ,以及酸與堿發(fā)生的 13中和反應 等 ?常見的吸熱反應有 :大部分的 14分解反應 ,CO2與紅熱的 15炭 的反應 ,紅熱的炭與 16水蒸氣 的反應等 ? ,都可以用熱量來表述 ,叫做 17反應熱 ,又稱為 18焓變 ,符號為 19Δ H,單位常用20kJ/mol? 第 7頁 共 126 頁 mol C與 1 mol水蒸氣反應生成 1 mol CO和 1 mol H2,需吸收 kJ的熱量 ,該反應的反應熱為 21+ kJ/mol。1 mol N2與適量 H2反應生成 NH3放出 kJ的熱量 ,該反應的反應熱為 kJ/mol? 第 8頁 共 126 頁 三 ?熱化學方程式的書寫 熱化學方程式是指表示參加反應物質的量和 23反應熱 的關系的化學方程式 ,書寫熱化學方程式要注明反應時的 24溫度 和25壓強 ,常溫常壓可不注明 ?化學計量數(shù)可用 26分數(shù) 表示 ,它表示 27物質的量 。要注明各物質的 28狀態(tài) ,分別用 29s?l?g表示固 ?液 ?氣 。在方程式后用 30Δ H表示反應熱 ,31Δ H0表示吸熱 ,32Δ H0表示放熱 ,其數(shù)值要與 33化學計量數(shù) 對應 ? 第 9頁 共 126 頁 體驗熱身 ( ) 答案 :A 第 10頁 共 126 頁 解析 :當生成物的總能量高于反應物的總能量時表現(xiàn)為吸熱反應 ?B?C?D均為放熱反應 ? 第 11頁 共 126 頁 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) Δ H= kJ/mol,則關于熱化學方程式“ 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 水分解時的熱效應 答案 :B 第 12頁 共 126 頁 解析 :熱化學方程式中的化學計量數(shù)只表示物質的量 ,故 A不正確 。正 ?逆反應的反應熱數(shù)值相等 ,符號相反 ,故 B正確 ,C不正確 。該反應可表示在 25℃ ?101 kPa時 36 g液態(tài)水分解 ,生成氫氣和氧氣的熱效應 ,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中某些反應需要提供“加熱”的外部條件 ,但本身是放熱反應 ,如碳的燃燒 。D中熱化學方程式未注明狀態(tài) ? 第 15頁 共 126 頁 ,下列熱化學方程式正確的是 ( ) 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 反應物的總能量高于生成物的總能量 ,即反應為放熱反應 。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 ,所以有a0,b0,c0,d0? 第 17頁 共 126 頁 ,其實驗順序是①按圖所示將實驗裝置連接好 。② 在 U形管內加入少量紅墨水(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?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)實驗中觀察到的現(xiàn)象是_____________________________________________? (2)該實驗中必須進行的一步實驗操作是____________________? (3)該實驗的原理是______________________________________? U形玻璃管里的紅墨水或品紅溶液會沿開口端上升 檢查裝置氣密性 答案： CaO和水反應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)實驗中發(fā)生的化學反應方程式 :________________________? (5)說明 CaO?H2O的能量與 Ca(OH)2能量之間的關系 :____________________________________________? (6)若該實驗中 CaO換成 NaCl,實驗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 ?反應熱為背景的實驗探討題 ?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)生的反應熱量變化 ?自然想到了熱脹冷縮現(xiàn)象 。而在實驗中利用大試管里的空氣膨脹 ,故此實驗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)寫出該反應的熱化學方程式 :________________________________________________?(2)在溶液中進行化學反應中的物質 ,其狀態(tài)標為“ aq”, 已知 mol H2SO4在溶液中與足量氫氧化鈉反應放出 kJ的熱量 ,用離子方程式寫出該反應的熱化學方程式 :________________________________________________? 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)合成氨反應的熱化學方程式 : N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) Δ H= kJ/mol 已知合成氨反應是一個反應物不能完全轉化為生成物的反應 ,在某一定條件下 ,N2的轉化率僅為 10%,要想通過該反應得到 kJ的熱量 ,至少在反應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 :反應物總能量高于生成物總能量 ,可判斷是一個放熱反應 ,據(jù)圖可寫出反應的熱化學方程式 ? (3)據(jù)熱化學方程式可知 ,1 mol N2完全反應才能得到 kJ的熱量 ,而 N2轉化率為 10%,則實際需要投入 10 mol N2才能轉化 1 mol N2? 第 25頁 共 126 頁 重點探究 吸熱反應和放熱反應的比較 第 26頁 共 126 頁 第 27頁 共 126 頁 第 28頁 共 126 頁 特別提醒 :① 化學反應表現(xiàn)為吸熱或放熱與反應開始是否需要加熱無關 ,需要加熱的反應不一定是吸熱反應 (如 ),不需要加熱的反應也不一定是放熱反應 ? ② 濃 H2SO4?NaOH固體溶于水放熱 。NH4NO3溶于水吸熱 ?因不是化學反應 ,其放出或吸收的熱量不是反應熱 ? ? 22C O C O點 燃第 29頁 共 126 頁 【 例 1】 根據(jù)下圖所示 ,寫出下列反應的熱化學方程式 ,并回答相關問題 : 第 30頁 共 126 頁 (1) _____________________________________ ? (2) _____________________________________ ? Q1與 Q2的關系 :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)知反應物為 A(g)?B(g),生成物為 C(g),反應物的總能量高于生成物的總能量 ,所以該過程為放熱反應 ,因此該反應的熱化學方程式為 :A(g)+B(g) ===C(g) Δ H=Q1 kJ/mo