化学反应中的能量变化（第三册）

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朱富生朱富生

化学反应 根据能量变化情况

放热反应：放出热量的化学反应

吸热反应：吸收热量的化学反应

∑E （反应物）＞∑ E （生成物） 放热反应（能量释放）

∑E （反应物）＜∑ E （生成物） 吸热反应（能量贮存）

一、反应热一、反应热 在化学反应过程中放出或吸收的热量，通常叫做反应热。

1. 符号：△ H

2. 单位： kJ/mol

注：单位中的每注：单位中的每 molmol 是与整个反应对应的，即反应是与整个反应对应的，即反应热表示每热表示每 molmol 物质反应所放出或吸收的热量。物质反应所放出或吸收的热量。

5 、放热反应：放出热量的化学反应。 ( 放热 > 吸热） △ H 为“ -” 或△ H <0

6 、吸热反应：吸收热量的化学反应。（吸热 > 放热）△ H 为“ +” 或△ H >0

3 、测量条件：一定压强下，敞口容器中发生的反应

4 、产生原因：化学键断裂——吸热，化学键形成——放热。

二、热化学方程式的书写二、热化学方程式的书写

1 、热化学方程式 ：

表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式

例如：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ，△ H=-483.6kJ/mol

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ，△ H=-571.6kJ/mol

注：气体用注：气体用 gg ；液体用；液体用 ll ；固体用；固体用 ss

2 、书写热化学方程式的注意点：

①① 标聚集状态（标聚集状态（ ss 、、 ll 、、 gg ））②② 右端标热量数值和符号，右端标热量数值和符号， △△HH ：吸热用“：吸热用“ +”+” ，放热用：“，放热用：“ -”-” 。。③③ 系数单位是“摩”，而不是“个”。系数单位是“摩”，而不是“个”。④④ 系数可用分数，但热量值要相应变化。系数可用分数，但热量值要相应变化。如：如： 2H2H22(g)+O(g)+O22(g)=2H(g)=2H22O(l)O(l) ；；△△ HH=-571.6kJ/=-571.6kJ/molmol HH22(g)+1/2O(g)+1/2O22(g)=1H(g)=1H22O(l)O(l) ；；△△ HH=-285.8k=-285.8kJ/molJ/mol⑤⑤ 不注明条件，既指不注明条件，既指 :(25:(2500CC ，， 1.01×1051.01×105Pa)Pa)

[ 例题 1] 1g 甲烷在空气中燃烧，恢复常温下测得放出热量 55.625KJ ，试写出热化学方程式。

1. 为什么聚集状态不同，热量值不同？答：液态水变成水蒸气要吸收热量2. 若反应物状态不同，而生成物状态相同，那么热量值相同吗？答：不同

CH4(g)+O2(g)=2H2O(l)+CO2(g); △H=-890kJ/mol

[ 例题 2] 同温、同压下，比较 Q1 与 Q2 的大小：S(g)+O2(g)==SO2(g) ；△ H=- Q1 kJ/molS(s)+O2(g)==SO2(g) ； △ H=- Q2 kJ/mol

Q1>Q2

[ 例题 3] 已知：C(s)+O2(g)==CO2(g) ； △ H=- 393.5 kJ/mol要获得 1000 千焦热量，需燃烧多少克碳？

[ 练习 4] 已知： S(s)+O2(g)=SO2(g) ； △ H=- 290.6 kJ/mol 求： 1.6 克硫燃烧成为 SO2 气体放出多少热量？

14.53kJ

30.5克

[ 练习 ] 写出下列反应的热化学方程式。

1 、 5 克碳酸钙分解时吸收 8.885kJ 热量。

2 、 1molC 与适量的水蒸气反应，需吸收 131.3kJ 的热量。

3 、 1.00L 0.1Omol/LH2SO4 溶液与足量稀的氢氧化钠溶液反应放出 11.46kJ 的热量。

　 4 、 57 克辛烷完全燃烧放出 2759 kJ 的热量。

CaCO3(s) ＝ CaO(s)+CO2(g); △H ＝ +177.7kJ/mol

C(g)+H2O(g) ＝ CO(g)+H2(g); △H ＝ +131.3kJ/mol

2NaOH(aq)+H2SO4(aq) ＝ Na2SO4(aq)+H2O(l); △H ＝ -11.46kJ/mol

Zn(S)+1/2O2(g)=1/2ZnO(S); H△ ＝ -3145.1kJ/mol)

3 、盖斯定律及其应用

　　化学反应的反应热只与反应物的绐态和终态有关，而与具体反应进行的途径无关。

有些反应的反应热无法直接测得，用盖斯定律间接计算求得。如：对于反应：

C(s)+1/2O2(g)==CO(g); △H=?

C(s)+O2(g)==CO2(g); △H=-393.5kJ/mol

CO(g)+1/2O2(g)==CO2(g); △H=-283.0kJ/mol

CO(g)+1/2OCO(g)+1/2O22(g)(g)

C(s)+OC(s)+O22(g)(g) COCO22(g)(g)△H1

△H2 △H3

△H1 ＝ △ H2 +△H3

＝ -393.3kJ/mol-(-283.0kJ/mol)

＝ -110.5kJ/mol

△H2 △H1－△H1＝

即： C(s)+1/2O2(g)==CO(g); △H=-110.5kJ/mol

练习：

已知： P4+5O2=P4O10; H△ = - 2983.2 kJ/mol

　 P( 红磷 )+5/4O2=¼P4O10; H△ = - 738.5 kJ/mol

　　　试写出白磷转化为红磷的热化学方程式：

P4(s) = 4P （ S 、红磷）； △ H= - 29.2 kJ/mol

例 1 、在同温、同压下，比较下列反应放　　　出热量 △ 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

∴ △ H1 < △ H2

　　 C(S)+1/2O2(g)=CO(g) ； △ H1

C(S)+O2(g)=CO2(g) ； △ H2

例 3 、在同温、同压下，比较下列反应放出热量 △ 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的一半，

例 4 、在同温、同压下，比较下列反应放出热量 △ H1 、 △ H2 的大小

∴ △ H1 ＜△ H2

12g石墨与 O2 反应生成 CO2 放出 393.51KJ热量； 12g金刚石与 O2 反应生成 CO2 放出395.41KJ 热量，试比较，石墨与金刚石哪个稳定？比较相同状态、相同数量的金刚石和石墨，与 O2 完全反应，生成相同状态、相同数量的 CO2 ，金刚石释放出的热量更多，说明金刚石具有的总能量高，不稳定

例题 5

1 、下列反应既属于氧化还原反应 ,又是吸热反应的是 ( )

A.铝片与稀盐酸的反应 .

B.Ba(OH)2·8H2O 与 NH4Cl 的反应 .

C.灼热的碳与 CO2 的反应

D. 甲烷在氧气中的燃烧反应

2 、下列燃料中 , 不属于化石燃料的是 ( )

A.煤 B.石油 C.天然气 D. 水煤气

[ 练习 ]

c

D

3 、酸雨危害可包括 ( )

① 对人体的直接危害 ,引起肺部疾病而使人致死 ,②引起河流 , 湖泊的水体酸化 ,严重影响水生动植物的生长 ,③破坏土壤 ,植被 ,森林 ④腐蚀金属 ,油漆 ,皮革 ,纺织品及建筑材料等 ,⑤渗入地下 , 可能引起地下水酸化 .

A. B. ①③⑤ ①②③④

C. D.①③④⑤ ①②③④⑤

D

三、燃烧热和中和热三、燃烧热和中和热

1 、燃烧热：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

例如，测得 101kPa 时 1molC 完全燃烧放出 393.5kJ 的热量，这就是 C 的燃烧热。

C(s)+O2==CO2(g); △ H=-393.5kJ/mol

C(s)+1/2O2(g)==CO(g); △ H=-110.5kJ/mol

CO(g)1/2O2==CO2(g); △ H =-283.0kJ/mol

比一比比一比 是燃烧热吗？

【例题 1】 101kPa 时， 1molCH4 完全燃烧生成 CO2 和液态 H2O ，放出 890.3kJ 的热量， CH4 的燃烧热为多少？1000LCH4 （标准状况）燃烧后所产生的热量为多少？

【 解】根据题意，在 101kP 时， 1molCH4 完全燃烧的热化学方程式为：

CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+H2O(l); △ H =-890.3kJ/mol

即 CH4 的燃烧热为 890.3kJ/mol 。

1000LCH4 （标准状况）的物质的量为：

n(CH4)=1000L/22.4L·mol-1=44.6mol

44.6mol×890.3kJ/mol=3.97×104kJ

答（略）

【例题 2】葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一。葡萄糖燃烧的热化学方程式为： C6H12O6(s)+6O2(g)==6CO2(g)+6H2O(l); △H=-2800kJ/mol葡萄糖在人体组织中氧化的热化学方程式与它燃烧的热化学方程式相同。计算 100g葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量。

【 解】根据题意

n(C6H12O6)=100g/180g·mol-122.4L·mol-1=0.556mol

0.556mol×2800kJ/mol=1560kJ

答（略）

2 、中和热：在稀溶液中，酸跟碱的反发生中和而生成 1molH2O 时所放出的热量。当 1L1mol/L 稀盐酸跟 1L1mol/LNaOH 溶液起中和反应时，放出 57.3kJ的热量。

NaOH(aq)+HCl(aq)==NaCl(aq)+H2O(l);

△H=-57.3kJ/mol如果用 1L1mol/LHNO3 溶液跟 1L1mol/LKOH 溶液起中和反应，也能放出 57.3kJ 的热量。

HNO3(aq)+KOH(aq)=KNO3(aq)+H2O(l) ；

△H=-57.3kJ/mol

H+(aq)+OH-(aq)==H2O(l); △ H=-57.3kJ/mol

想一想想一想

1 、中和热为什么要强调酸、碱均为稀溶液？浓溶液行吗？

2 、如果是弱酸弱碱发生中和反应，其中和热有改变吗？其离子反应的热化学方程式还是下式吗？

H+(aq)+OH-(aq)==H2O(l); △H=-57.3kJ/mol

练习：（练习：（ 0404 南京质检）城市使用的燃料，现大多用煤气、液化南京质检）城市使用的燃料，现大多用煤气、液化石油气。煤气的主要成分是一氧化碳和氢气的混合气，它是由石油气。煤气的主要成分是一氧化碳和氢气的混合气，它是由碳和水蒸汽反应制得，故又称水煤气。碳和水蒸汽反应制得，故又称水煤气。

（（ 11 ）试写出制取水煤气的主要化学反应反应方程式：）试写出制取水煤气的主要化学反应反应方程式：

（（ 22 ）液化石油气的主要成分是丙烷，丙烷的热化学反应方程）液化石油气的主要成分是丙烷，丙烷的热化学反应方程式为：式为： CC33HH88(g)5O(g)5O22(g)=3CO(g)=3CO22(g)+4H(g)+4H22O(l); O(l); △H =-2220.0kJ/mol=-2220.0kJ/mol

已知已知 COCO 气体燃烧的热化学方程式为：气体燃烧的热化学方程式为：

CO(g)+1/2OCO(g)+1/2O22=CO=CO22(g); (g); △H =-282.57kJ/mol=-282.57kJ/mol

试比较同物质的量的试比较同物质的量的 CC33HH88 和和 COCO 燃烧，产生的热量比值约为：燃烧，产生的热量比值约为：

C+H2O （气） =CO+H2

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