高二化学化学反应与能量的变化

“给我一个支点和一根足够长的杠杆，我可以撬动地球！”•推动人类社会进步的这个支点和杠杆是什么呢？思考这是一幅幅多么撩人的自然美景，然而，如今的地球正在遭受着前所未有的灾难：大气污染加剧、水污染严重，固体废弃物与日俱增、臭氧空洞、酸雨、赤潮、温室效应、水土流失、土地沙漠化等。归根结底，都和化学反应有着密切的关系，我们这一章研究的主要是物质的能量变化，这种能量变化常以热能、电能、光能等形式表现出来。让我们共同学习、研究化学反应与能量，做好保护地球，保护环境的工作。你所知道的化学反应中有哪些是放热反应？哪些是吸热反应？能作一个简单的总结吗？常见的放热反应•活泼金属与酸或水的反应•酸碱中和反应•燃烧反应•多数化合反应常见的吸热反应•多数的分解反应•氯化铵与氢氧化钡晶体的反应•碳与二氧化碳的反应•碳与水蒸汽的反应•1．下列说法不正确的是（）。•A．放热反应不需加热即可发生•B．化学反应过程中的能量变化除了热能外，也可以是光能、电能等•C．需要加热才能进行的化学反应不一定是吸热反应•D．化学反应热效应数值与参加反应的物质多少有关•2．将铁粉和硫粉混合后加热，待反应一发生即停止加热，反应仍可持续进行，直至反应完全生成新物质硫化亚铁。该现象说明了（）。•A．该反应是吸热反应•B．该反应是放热反应•C．铁粉和硫粉在常温下难以发生反应•D．生成物硫化亚铁的总能量高于反应物铁粉和硫粉的总能量••一、反应热、焓变•H-H断键Ｈ+Ｈ++•Cl-Cl断键Cl+Cl•H-ClH-Cl•假想的中间物质•反应热∶化学过程中所释放或吸收的能量，都可以热量来表述，叫做反应热，也称为“焓变”，符号用△Ｈ表示，单位常采KJ/mol。•一、反应热、焓变[思考]∆H为“－”或∆H为“＋”时能量是如何转换的？能量从哪里转移到哪里？体系的能量如何变化？升高是降低？环境的能量如何变化？升高还是降低？规定放热反应的ΔH为“－”，是站在谁的角度？体系还是环境？反应物的总能量高生成物的总能量低生成物的总能量高反应物的总能量低放热反应吸热反应化学反应的过程,可以看成是能量的“贮存”或“释放”的过程综上所述∶•当△Ｈ为“－”或△ＨＯ时，为放热反应；•当△Ｈ为“+”或△ＨＯ时，为吸热反应。•∆H＝E（生成物的总能量）－E（反应物的总能量）•∆H＝E（反应物的总键能）－E（生成物的总键能）1、1molC与1molH2O(g)反应生成lmolCO(g)和1molH2(g)，需要吸收131.5kJ的热量，该反应的反应热为△H=kJ/mol。2、拆开lmolH—H键、lmolN－H键、lmolN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则1molN2生成NH3的反应热为，1molH2生成NH3的反应热为。练习＋131.5-92KJ/mol-30.6KJ/mol3、下列叙述正确的是（）A.化学反应一定伴随热量的变化B.凡是吸热或放热过程中热量的变化均称为反应热C.若△H0，则反应物的能量高于生成物的能量D.若△H0，则反应物的能量高于生成物的能量4、已知：H+H═H2；△H=－436KJ/mol，则下列叙述正确的是（）A.2个H原子的能量高于1个H2的能量B.2个H原子的能量低于1个H2的能量C.H原子比H2分子稳定D.H2分子比H原子稳定ACAD5、下列变化过程中会放出热量的是（）①硝酸铵溶于水②物质的燃烧③苛性钠溶于水④生石灰放入水中⑤醋酸的电离A．仅①⑤B．仅②③C．仅②④D．②③④D6、下列变化中，属于放热反应的是（）A.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应B.点燃的镁条在二氧化碳中继续燃烧C.灼热的碳与二氧化碳的反应D.氯化钠溶于水B放热反应吸热反应表现行式△H﹤0或△H为“—”△H﹥0或△H为“+”能量变化生成物释放的总能量大于反应物吸收的总能量生成物释放的总能量小于反应物吸收的总能量键能变化生成物总键能大于反应物总键能生成物总键能小于反应物总键能联系键能越大，物质能量越低，越稳定，反之键能越小，物质能量越高，越不稳定。分析与思考•参照课本氢气和氯气反应生成氯化氢的反应热应等于生成物分子形成时所释放的总能量与反应物分子断裂时所吸收的总能量的差，即放出１８３千焦每摩的能量。规定放热反应的△Ｈ为“-”，吸热反应的△Ｈ为“+”，分析结果与实验数据很接近。•下面我们把之总结∶Ｈ２（ｇ）＋Ｃl２（ｇ）＝２ＨＣl（ｇ）△H=－184.6KJ/mol而C（S）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=+131.5KJ/mol∶∶二、热化学方程式能够表示化学反应热效应的化学方程式应怎样书写？下面我们来讨论和研究∶例１∶在2000C、101KPa时，１molH2与碘蒸气作用生成HI的反应，科学文献上表示为∶•当在2000C101KPa时H2（g）+I2（g）＝2HI（g）△H=一14.KJ/mol•例2∶在250C、101KPa时，有两个由氢气和氧气化合成1mol水的反应，一个生成气态水，一个生成液态水，其化学方程式可表示∶H2（ｇ）+1/2O2（ｇ）=H2O（g）△H=一241.8KJ/molH2（ｇ）+1/2O2（ｇ）=H2O（l）△H=一285.8KJ/mol请同学们分析为什么二者的产物同样是水，而释出的能量却不同？热化学方程式∶能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。在250C、101KPa时思考1.在同温、同压下，比较下列反应放出热量Q1、Q2的大小A：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)+Q12H2(g)+O2(g)=2H2O(l)+Q2数量的分析：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热量∴Q2＞Q1B:S(g)+O2(g)=SO2(g)+Q1S(S)+O2(g)=SO2(g)+Q2思考２.在同温、同压下，比较下列反应放出热量Q1、Q2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，Q1Q2。C:C(S)+1/2O2(g)=CO(g)+Q1C(S)+O2(g)=CO2(g)+Q2思考３.在同温、同压下，比较下列反应放出热量Q1、Q2的大小固态C氧化为CO，释放出热量Q1，CO是气体燃料，和O2反应生成CO2，又释放热量Q3，两次释放热量的总和Q1+Q3，等于固态C氧化为气态CO2释放的热量Q2，∴Q2＞Q1D:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)+Q11/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g)+Q2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，Q2＜Q1思考与交流•热化学方程式与普通化学方程式有什么区别？正确书写其应当注意哪几点？小结∶热化学方程式不单表示了反应物和生成物的关系，而且表示了反应的热效应。•书写热化学方程式应注意∶•１、需注明反应的温度和压强。如在多少度，多少千帕；如在常温（250c）、常压（101kpa）下，可不注明温度和压强的条件；•２、应注明反应物和生成物的状态；固体一s，液体一l，气体一g；•３、热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数。化学计量数可以是整数，也可以是分数。对于相同的反应，当计量数不同时，其△H不同。•４、在方程式右端要注明△H为多少“+”或“一”kJ/mol。（练习与巩固）依据事实，写出下列反应的热化学方程式∶•（１）1mol碳完全燃烧放出393.5KJ的热量；•（２）1克甲醇燃烧生成二氧化碳和水（液态）时放热22.68KJ；•（３）1mol氯气和水蒸气通过灼热的炭层反应，生成氯化氢和二氧化碳放出145KJ的热量。H2+Cl2＝2HCl△1、下列叙述正确的是（）A.化学反应一定伴随热量的变化B.凡是吸热或放热过程中热量的变化均称为反应热C.若△H0，则反应物的能量高于生成物的能量D.若△H0，则反应物的能量高于生成物的能量2、已知：H+H═H2；△H=－436KJ/mol，则下列叙述正确的是（）A.2个H原子的能量高于1个H2的能量B.2个H原子的能量低于1个H2的能量C.H原子比H2分子稳定D.H2分子比H原子稳定ACAD练习3、下列变化过程中会放出热量的是（）①硝酸铵溶于水②物质的燃烧③苛性钠溶于水④生石灰放入水中⑤醋酸的电离A．仅①⑤B．仅②③C．仅②④D．②③④D4、下列变化中，属于放热反应的是（）A.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应B.点燃的镁条在二氧化碳中继续燃烧C.灼热的碳与二氧化碳的反应D.氯化钠溶于水BA.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=-4bkJB.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=-4bkJ/molC.C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(g)△H=-4bkJ/molD.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=+4bkJ/molE.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=-2bkJ/mol5、已知充分燃烧ag乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量bkJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是B点拨：热化学方程式书写正误的判断可从物质的聚集状态、△H的正负号、物质的量的大小、单位等主要方面入手6、沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。0.5molCH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445kJ的热量。则下列热化学方程式中正确的是A、2CH4(g)＋4O2(g)＝2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH=+890kJ/molB、CH4＋2O2＝CO2＋H2OΔH=－890kJ/molC、CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)ΔH=－890kJ/molD、1/2CH4(g)＋O2(g)＝1/2CO2(g)＋H2O(l)ΔH=-890kJ/mol7、已知在1×105Pa，298K条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，下列热化学方程式正确的是()A.H2O（g）＝H2（g）＋1/2O2（g）ΔH＝＋242kJ·mol－1B.2H2（g）＋O2（g）＝2H2OΔH＝－484kJ·mol－1C.H2（g）＋1/2O2（g）＝H2O（g）ΔH＝＋242kJ·mol－1D.2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（g）ΔH＝＋484kJ·mol－1