【正文】 第一章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量的變化 從物質(zhì)的角度： 有新物質(zhì)生成 從微粒的角度： 原子重新組合的過(guò)程 從化學(xué)鍵的角度： 舊鍵的斷裂和新鍵的形成 從能量的角度 : 釋放或貯存能量的過(guò)程 化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì) 一、焓變 反應(yīng)熱 反應(yīng)熱 恒 (等 )壓過(guò)程：反應(yīng)前后壓強(qiáng)不變，體積改變 敞口、針筒、活塞 在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中放出或吸收的熱量 恒 (等 )容過(guò)程：反應(yīng)前后體積不變，壓強(qiáng)改變 密閉容器、體積不變?nèi)萜? 焓變 焓：熱力學(xué)狀態(tài)函數(shù)。 焓變：在一定條件下（恒壓）的反應(yīng)熱 生成物與反應(yīng)物的焓值差 ① 焓變符號(hào) ：△ H ② 焓變單位 ： kJ/mol ③ 測(cè)量條件 ： 恒壓下，一般為敞口容器中 ④ “ +” ：吸熱 ，環(huán)境對(duì)體系做功自身能量增加 “ ” ：放熱 ，體系對(duì)環(huán)境做功自身能量減少 反應(yīng)熱產(chǎn)生的原因 ① 從物質(zhì)所具有的能量角度 反應(yīng)物的總能量 ＞ 生成物的總能量 生成物的總能量 ＞ 反應(yīng)物的總能量 △ H0 △ H0 放熱反應(yīng)： 吸熱反應(yīng)： 183 kJ/mol（理論值） ΔH= kJ/mol（實(shí)驗(yàn)值） √ ΔH= 化學(xué)鍵斷裂 ——吸熱 化學(xué)鍵形成 ——放熱 ② 從化學(xué)鍵的角度 常見(jiàn)吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng) ① 放熱反應(yīng) 放出熱量的化學(xué)反應(yīng)。 △ H 為“ ”或△ H 0 常見(jiàn)放熱反應(yīng)：中和反應(yīng) 燃燒反應(yīng) 活潑金屬與酸反應(yīng) 大多數(shù)化合反應(yīng) ② 吸熱反應(yīng) 吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)。 △ H 為“ +”或△ H 0 常見(jiàn)的吸熱反應(yīng)： 大多數(shù)分解反應(yīng) 某些金屬氧化物的還原反應(yīng) C+CO2 C+H2O Ba(OH)28H2O+NH4Cl 已知拆開(kāi) 1mol H2中的化學(xué)鍵要吸收 436 kJ的能量，拆開(kāi) 1mol O2中的化學(xué)鍵要吸收 496 kJ的能量，形成水分子中的 1mol H— O鍵要放出 463 kJ的能量，試說(shuō)明 2H2+ O2 = 2H2O中的能量變化。 △ H=484kJ/mol 1molC與 1molH2O(g)反應(yīng)生成 lmol CO(g)和1mol H2(g)，需要吸收 ，該反應(yīng)的反應(yīng)熱為△ H= kJ/mol。 拆開(kāi) lmol H—H鍵、 lmol N－ H鍵、lmolN≡N 鍵分別需要的能量是 436kJ、 391kJ、946kJ，則 1mol N2生成 NH3的反應(yīng)熱為 ， 1mol H2生成 NH3的反應(yīng)熱為 。 ＋ 92KJ/mol 練 習(xí) 二、熱化學(xué)方程式 表示參加 反應(yīng)物質(zhì)的量 和 反應(yīng)熱 的 關(guān)系 的化學(xué)方程式。 H2 (g)+ I2 (g) 2HI (g) 200℃ 101KPa △ H= － 熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)要點(diǎn) ① 需注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng) 如在 25℃ 、 101KPa下進(jìn)行的反應(yīng)，可不注明溫度和壓強(qiáng) ② 應(yīng)注明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài) 氣體用 g；液體用 l；固體用 s；溶液用 aq 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △ H1=Q1kJ/mol 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △ H2=Q2kJ/mol ④ 化學(xué)計(jì)量數(shù)表示物質(zhì)的量，而不是分子個(gè)數(shù)。 化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù)，可以是分?jǐn)?shù)。 ⑤ 化學(xué)計(jì)量數(shù)與△ H成正比，當(dāng)化學(xué)計(jì)量數(shù)不同時(shí)，其△ H不同 H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)， △ H=③ 右端標(biāo)注熱量數(shù)值和符號(hào)， △ H：吸熱用“ +”，放熱用：“ ”。 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)，△ H= 已知在 25℃ ， 101kpa下 ， 1gC8H18(辛烷 )燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時(shí)放出 量 ， 表示上述反應(yīng)的熱化學(xué)方程式正確的是 A． C8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g) Δ H= kJmol1 B． C8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1) Δ H=5518 kJmol1 C． C8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1) Δ H=+5518 kJmol1 D． C8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1) Δ H= kJmol1 1克甲烷在空氣中燃燒，恢復(fù)常溫下測(cè)得放出熱量 ，試寫(xiě)出熱化學(xué)方式。 CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △ H= 890 kJ/mol 常溫下 14克 CO在足量氧氣中充分燃燒， 放出 ，寫(xiě)出該熱化學(xué)方程式。 CO(g) + 1/2O2(g)=CO2(g) △ H= kJ/mol 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)，△ H1=Q1kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)，△ H2=Q2kJ/mol 比較 Q1和 Q2的大小、 △ H1和 △ H2的大小 Q1﹥ Q2 △ H1 ＜ △ H2 注意：熱量比較比數(shù)值， △ H比較帶符號(hào) 練：⑴比較 Q1＜ Q2的大小、 △ H1 ＞ △ H2的大小 S(g)+O2(g)==SO2(g) △ H1= Q1 kJ/mol S(s)+O2(g)==SO2(g) △ H2= Q2 kJ/mol Q1Q2 △ H1 △ H2 已知某溫度下的熱化學(xué)方程式： 2SO2(g) ＋ O2(g) 2SO3(g) △ H=197kJ/mol 試寫(xiě)出 SO3分解的熱化學(xué)反應(yīng)方程式。 2SO3(g) 2SO2(g) ＋ O2(g) △ H=+197kJ/mol 注意： 對(duì)于可逆反應(yīng)， ① 當(dāng)反應(yīng)逆向進(jìn)行時(shí)，其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的數(shù)值相等，符號(hào)相反。 ② 其反應(yīng)熱是指反應(yīng)物完全轉(zhuǎn)變成生成物放出或吸收的熱量。 已知： C(s)+O2(g)==CO2(g) △ H= kJ/mol 要獲得 1000kg熱量，需燃燒多少克碳？ 備用： 已知： S(s)+O2(g)=SO2(g) △ H= kJ/mol 求 SO2氣體 ,放出多少熱量？ 三、中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定 中和熱 酸與堿反應(yīng)生成 1mol H2O時(shí)釋放的熱量稱(chēng)中和熱。 數(shù)值： 稀 溶液中， 強(qiáng)酸 和 強(qiáng)堿 中和時(shí) △ H= 中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定 ① 原理： Q=mc△ t ② 儀器及藥品 ③ 實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)步驟： a、在大燒杯底部墊泡沫塑 料（或紙條），使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平。然后再在大、小燒杯之間填滿(mǎn)碎泡沫塑料（或紙條），大燒杯上用泡沫塑料板（或硬紙板）作蓋板，在板中間開(kāi)兩個(gè)小孔，正好使溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒通過(guò)， 以達(dá)到保溫、隔熱、減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中熱量損失的目的 ，如上圖所示。該實(shí)驗(yàn)也可在保溫杯中進(jìn)行。 b、用一個(gè)量筒量取 50mL ， 倒入 小燒杯中，并用溫度計(jì)測(cè)量鹽酸的溫度，記錄 。 把溫度計(jì)上的酸用水沖洗干凈。 c、用另一個(gè)量筒量取 50mL 鈉，并用溫度計(jì)測(cè)量氫氧化鈉的溫度，記錄。 d、把套有蓋板的溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒放入小燒杯中，并把量筒中的 NaOH溶液一次倒入小燒杯（注意不要灑在外面），蓋好蓋板。用環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕攪動(dòng)溶液，并準(zhǔn)確量取混合溶液的 最高溫度 ，記為終止溫度，記錄。 e、 重復(fù) 實(shí)驗(yàn)步驟 2—4三次 如何提高中和熱測(cè)定的準(zhǔn)確度呢？ ? 增強(qiáng)保溫、隔熱措施，減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中熱量的損失。 ? 不斷攪動(dòng)，使熱量分散均勻 ? 使用稀酸溶液和稀堿溶液，減少溶解熱的干擾 ? 使用強(qiáng)酸和強(qiáng)堿溶液，減少電離熱效應(yīng)的干擾 第一章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第二節(jié) 燃燒熱 能源 若 g 乙炔（ C2H2，氣態(tài)）完全燃燒生成液態(tài)水和 CO2（ g）時(shí)放熱 130 kJ。則乙炔燃燒的熱化學(xué)方程式為 : C2H2(g) ＋ 5/2O2 (g) = 2CO2 (g) ＋ H2O（ l） ΔH=－ 1300 kJ/mol 2C2H2 (g) ＋ 5O2 (g) = 4CO2(g)＋ 2H2O(l) ΔH=－ 2600 kJ/mol 反應(yīng)熱 燃燒熱 中和熱 。 溶解熱 一、燃燒熱 定義 101kPa時(shí)， 1mol純物質(zhì)完全 燃燒生成 穩(wěn)定的氧化物 時(shí)所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱。 例子： CH4(g)+2O2 (g) =CO2 (g) +2H2O (l) ΔH= 注意問(wèn)題： ④ 研究?jī)?nèi)容：放出的熱量（ ΔH0 ，單 kJ/mol） ① 研究條件： 25℃ 、 101 kPa ② 反應(yīng)程度：完全燃燒，產(chǎn)物是穩(wěn)定的氧化物。 ③ 燃燒物的物質(zhì)的量： 1 mol → CO2(g) → H2O（ l） → SO2（ g） 如 :C H S 名稱(chēng) 化學(xué)式 ΔH/kJ mol1 名稱(chēng) 化學(xué)式 ΔH/kJ mol1 石墨 C(s) 乙烷 C2H6(g) 金剛石 C(s) 乙烯 C2H4(g) 氫氣 H2(g) 乙炔 C2H2(g) 一氧化碳 CO(g) 乙醇 C2H5OH(l) 甲烷 CH4(g) 丙烷 C3H8(g) 甲醇 CH3OH(l) 苯 C6H6(l) 一些物質(zhì)燃燒熱 能否根據(jù)式子 1/2CH4(g)+O2 (g) =1/2CO2 (g) +H2O(l) ΔH= 認(rèn)為甲烷的燃燒熱是 ？ 已知： 2H2( g ) + O2 ( g) = 2H2O ( l ) ΔH= kJ/mol H2( g ) +1/2 O2 ( g) = H2O ( g ) ΔH= kJ/mol 求氫氣的燃燒熱。 答 :ΔH= kJ/mol 請(qǐng)分別寫(xiě)出石墨和金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式。 C(石墨 s） + O2（ g） = CO2（ g） ΔH= kJ/mol C(金剛石 s） + O2（ g） = CO2（ g） ΔH= kJ/mol 因?yàn)槭c金剛石的晶體結(jié)構(gòu)不同 ,其具有的能量也不相同 石墨與金剛石的燃燒熱為什么不相同？ 燃燒熱與中和熱的區(qū)別與聯(lián)系 相 同 點(diǎn) 燃燒熱 中和熱 能量變化 ΔH 不 同 點(diǎn) 反應(yīng)物的量 生成物的量 反應(yīng)熱 的含義 放熱反應(yīng) ΔH0 , 單位 kJ/mol 1mol可燃物 可能是 1mol也可以是 (不限 ) 不限量 H2O 1mol 1mol反應(yīng)物完全燃燒時(shí)放出的熱量 。不同的物質(zhì)燃燒熱不同 酸堿中和生成1molH2O時(shí)放出的熱量 ,強(qiáng)酸強(qiáng)堿間的中和反應(yīng)中和熱大致相同 ,均約為 二、能源 能源定義 能源種類(lèi) 我國(guó)現(xiàn)階段能源構(gòu)成 能源研究熱點(diǎn)課題 下列性質(zhì)中，能說(shuō)明乙醇宜作燃料的是 ①燃燒時(shí)發(fā)生氧化反應(yīng) ②充分燃燒的產(chǎn)物不污染環(huán)境 ③乙醇是一種再生能源 ④燃燒時(shí)放出大量的熱 A. ①② ③ B. ①②④ C. ① ③ ④ D. ② ③ ④ （ CH3NHNHCH3）完全燃燒，放出 50kJ熱量，則二甲基肼的燃燒熱為： ，當(dāng)10kg 丁烷完全燃燒并生成二氧化碳和液態(tài)水時(shí)，放出熱量 5 105kJ。 寫(xiě)出丁烷燃燒的熱化學(xué)方程式。 第一章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算 H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) △ H1=－ 已知： H2O(g)=H2O(l) △ H= － 44kJ/mol 是否可以求出氫氣的燃燒熱？ H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)