第一章 化学反应与能量

第一节化学反应与能量的变化

人教版新课程选修 4 化学反应原理

思考与交流

1 、你所知道的化学反应中有哪些是放热反应？

活泼金属与水或酸的反应、酸碱中和反应、燃烧反应、多数化合反应

2 、你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应？

多数的分解反应、氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应、水煤气的生成反应、炭与二氧化碳生成一氧化碳

化学反应中存在能量变化的主要原因是：化学反应中存在能量变化的主要原因是：

1.1. 从化学键的角度加以分析从化学键的角度加以分析

2.2. 从能量守恒的角度加以分析从能量守恒的角度加以分析

从化学键角度（微观）：

Q1>Q2,

Q1<Q2,

反应吸热

反应放热

1.1. 从化学键的角度加以分析从化学键的角度加以分析

能量

能量

反应物

反应物生成物

生成物

反应过程（ I ） 反应过程（ II ）

E1

E2 E1

E2

2.2. 从能量守恒的角度加以分析从能量守恒的角度加以分析

从物质总能量守恒角度（宏观）：

E1>E2,

E1<E2,

反应放热

反应吸热

一、反应热 焓变一、反应热 焓变

化学反应过程中所释放或吸收的能量，化学反应过程中所释放或吸收的能量，

都可以用热量（或转换成相应的热量）来表都可以用热量（或转换成相应的热量）来表

述，叫做述，叫做反应热反应热，又称为“，又称为“焓变焓变”。”。

符号： ΔH ，单位： kJ/mol 或 kJ•mol-1

放热反应：

吸热反应：ΔH＜ 0 或 ΔH为“ ”－ΔH＞ 0 或 ΔH为“ ”＋

放热

反应物

生成物

能量

反应过程

△H＜0

ΔH ＝生成物能量－反应物能量（宏观）

吸热

反应物

生成物能量

反应过程

△H＞0

H2+Cl2=2HCl

ΔH＝反应物总键能－生成物总键能（微观）从键能角度看：

ΔH＝ [436 kJ/mol ＋ 243 kJ/mol] － 431 kJ/mol×2 ＝－ 183kJ/mol

石墨、金刚石哪个更稳定？C( 石墨 s ) C( 金刚石 s ) ΔH = +1.9 kJ/mol

活学活用

1.判断物质的稳定性

2. 判断反应热的大小

下表中的数据是破坏 1 mol 化学键所消耗的能量（ kJ ）：

根据上述数据回答（１）～（ 3 ）题．

（ 1 ）下列物质本身具有的能量最低的是（　　）

Ａ．Ｈ２　　Ｂ．Ｃ l2 Ｃ．Ｂ r2 Ｄ．Ｉ２

（ 2 ）下列氢化物中，最稳定的是（　　）

Ａ．ＨＣ l Ｂ．ＨＢ r Ｃ．ＨＩ

（ 3 ）相同条件下，Ｘ２ （Ｘ代表Ｃ l, Ｂ r, Ｉ）分别与氢 气反应，若消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收热量最多的是

物质 Cl2 Br2 I2 HCl HBr HI H2

能量（ kJ ）

243 193 151 432 366 298 436

二、热化学方程式

什么叫热化学方程式 ?

正确书写热化学方程式应注意哪几点？

如何用化学方程式表示化学反应中的能量变化？

二、热化学方程式1.1. 定义：定义：

能表示化学反应放出或吸收热量多少的化学能表示化学反应放出或吸收热量多少的化学方程式，叫做热化学方程式。方程式，叫做热化学方程式。

观察观察

H2(g)+I2(g)======2HI(g) △H= － 14.9kJ/mol

200℃101kPa

热化学方程式包含物质变化和能量变化两个部分，二者缺一不可。

普通化学方程式只包含物质变化一个部分。

物质变化 能量变化

归纳总结（归纳总结（重要重要）：）： 1)1) 要要注明反应的温度、压强注明反应的温度、压强（（ 298K,101k298K,101kPaPa 时不写时不写 ) ) 。。 2)2) 要要注明反应物和生成物的聚集状态注明反应物和生成物的聚集状态，因为，因为物质的物质的聚集状态不同聚集状态不同 ,, 反应热也不同反应热也不同 .. 同素异同素异形体要注明物质名称形体要注明物质名称 .. 3)3) 热化学方程式中各物质化学计量数表示各热化学方程式中各物质化学计量数表示各物质的物质的物质的量，所以可以为分数或小数。物质的量，所以可以为分数或小数。 4 )4 )ΔH 的值必须与必须与方程式的化学计量数对应。。计量数加倍时， ΔH 也要加倍。 ΔH 的符号符号取决与放热（—）和吸热（取决与放热（—）和吸热（ ++ ）。）。

1 、已知

（ 1 ） H2( g ) ＋ 1/2O2 ( g ) ＝ H2O ( g ) ΔH1 = a kJ/mol

（ 2 ） 2H2( g ) ＋ O2 ( g ) ＝ 2H2O ( g ) ΔH2 = b kJ/mol

（ 3 ） H2( g ) ＋ 1/2O2 ( g ) ＝ H2O ( l ) ΔH3 = c kJ/mol

（ 4 ） 2H2( g ) ＋ O2 ( g ) ＝ 2H2O ( l ) ΔH4 = d kJ/mol

则 a 、 b 、 c 、 d 的关系正确的是 。

A 、 a<c<0 B 、 b>d>0 C 、 2a=b< 0 D 、 2c=d>0

C

巩 固 练 习

1 、 1mol C 与 1mol 水蒸气反应生成 1mol C

O 和 1mol H2 ，需要吸收 131.5 kJ 的热量。

写出此反应的热化学方程式。

2 、氢氧化钾稀溶液与硝酸稀溶液发生中和反

应生成 1mol 水 , 放出 57.3KJ 的热量 . 写出此

反应的热化学方程式。

小试身手

3 、 4.0 g 硫粉完全燃烧时放出 37 KJ 热量，写出此反应的热化学方程式。

4 、沼气是一种能源，它的主要成分是 CH4 。 1

克 CH4 完全燃烧生成 CO2 和 H2O 时，放出 Q k

J 的热量。写出此反应的热化学方程式。

5 、在同温同压下，下列各组热化学方程式中 Q2>Ql 的是 ( )

A 、 2H2(g)+02(g) =2H20(g) ； △ H1=-Q1

2H2(g)+02(g)=2H20(1) ； △ H2=-Q2

B 、 S(g)+O2(g)=S02(g) ； △ H1=-Q1

S(s)+02(g)=S02(g) ； △ H2=-Q2

C 、 C(s)+1/2O2 (g)=CO(g) ； △ H1=-Q1

C(s)+02(g)=C02(g) ； △ H2=-Q2

D 、 H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ； △ H1=-Q1

1/2H2(g)+ 1/2Cl2(g)= HCl(g) ； △ H2=-Q2