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化学反应中能量的变化第一讲反应热与焓变一、放热反应、吸热反应和反应热1.放热反应：具有的总能量大于的总能量时，反应释放能量，ΔH 0(填“>”或“<”)。
2.吸热反应：具有的总能量小于的总能量时，反应吸收能量，ΔH 0(填“>”或“<”)。
二、化学反应的焓变1.焓（H）用于描述物质具有的能量的物理量。
2.焓变（ΔH）始、终状态焓的变化表示为ΔH=H（反应产物）-H（反应物）3.反应热的含义：化学反应过程中所释放或吸收的能量，在恒压条件下，它等于反应前后物质的焓变，符号是ΔH，单位是kJ/mol；反应热随反应物的物质的量变化而变化，反应热随反应前后物质的聚集状态变化而变化，一个“可逆的”化学反应，它的正反应和逆反应的焓变（ΔH）大小相等符号相反。
4..化学反应热的计算ΔH=E（生成物的总能量）—E（反应物的总能量）ΔH=E（反应物的键能总和）—E（生成物的键能总和）例题：1. (07年全国II理综)已知：①1 mol H2分子中化学键断裂时需要吸收436 kJ的能量；②1 mol Cl2分子中化学键断裂时需要吸收243 kJ的能量；③由H原子和Cl原子形成1 mol HCl分子时释放431 kJ 的能量；下列叙述正确的是（ C ）A．氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是 H2(g)＋Cl2(g) = 2HCl(g)B．氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体，反应的∆H = 183 kJ/molC．氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体，反应的∆H =－183 kJ/molD．氢气和氯气反应生成1 mol氯化氢气体，反应的∆H =－183 kJ/mol解析：ΔH=E（反应物的键能总和）—E（生成物的键能总和）=436 kJ/mol+243 kJ/mol－2×431 kJ/mol= －183 kJ/mol变式练习1.（2011重庆） SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S-F键。
反应热和焓变反应热和焓变是化学反应中重要的热力学概念，用来描述反应过程中的能量变化。
在本文中，我们将探讨反应热和焓变的定义、测定方法以及其在化学领域中的应用。
一、反应热和焓变的定义反应热（ΔH）指的是化学反应在标准条件下所伴随的热量变化。
正值的反应热表示反应吸热，也就是吸收了热量；负值的反应热则表示反应放热，即释放了热量。
反应热的单位通常用焦耳（J）或千焦（kJ）表示。
焓变（ΔH）也是表示化学反应中的能量变化，但它的定义与反应热略有不同。
焓变指的是反应物到生成物之间焓的差异，也就是化学反应中产生的热量变化。
与反应热类似，正值的焓变表示反应吸热，负值的焓变表示反应放热。
二、焓变的测定方法测定反应热和焓变的方法有许多，下面介绍两种常用方法。
1. 热量计法热量计法是通过在一个绝热容器中进行反应，并测量反应过程中容器的温度变化来计算反应热和焓变的方法。
通过测量温度变化，结合热容量的知识，可以推算出反应过程中释放或吸收的热量。
2. 常压下的燃烧法常压下的燃烧法适用于涉及到燃烧反应的焓变测定。
通过将反应物燃烧并与大量水接触，测量水的温度变化，然后利用热容量的知识计算出反应热和焓变。
三、反应热和焓变在化学领域中的应用反应热和焓变在化学领域中有广泛的应用，下面列举几个例子。
1. 反应的放热或吸热性质通过测定反应热或焓变的正负值，可以确定一个化学反应是放热反应还是吸热反应。
这对于了解化学反应的特性和动力学过程非常重要。
2. 化学反应的平衡性质焓变与化学反应的平衡性质密切相关。
根据焓变的正负值可以判断某个反应是放热反应还是吸热反应，从而对反应的平衡性质进行分析和预测。
3. 反应活性与能量变化的关系焓变也可以用来研究反应的活性和反应速率。
一般来说，焓变越大，反应也越活跃。
因此，通过研究焓变可以对不同反应的活性进行比较和评估。
4. 反应热的工业应用反应热在工业化学反应中有重要的应用价值。
通过测定反应热可以确定不同化学反应的热效应，从而为工业生产提供相关的设计和控制依据。
化学反应热与焓变计算化学反应热与焓变是研究化学反应过程中能量变化的重要概念。
在化学反应中，物质的原子、离子或分子重新组合，形成新的化学物质。
在这一过程中，反应物的化学键被破坏，而新产生的化学物质则形成新的化学键。
这种反应被伴随着能量的吸收或释放，被称为焓变。
本文将介绍化学反应热与焓变的计算方法和应用。
1. 焓变的概念焓变是指化学反应过程中物质的总能量变化。
焓变可以分为焓变(ΔH)和反应热(Q)两种表示方式。
焓变(ΔH)是在恒定压力下的热力学函数，通常通过实验测定计算。
反应热(Q)则是在实验条件下通过测量温度变化获得的能量变化。
2. 焓变的计算方法焓变可以通过热化学方程式来计算。
热化学方程式描述了反应物与生成物之间的化学关系，并且给出了反应物与生成物之间的物质的摩尔数比。
根据化学方程式，可以使用热化学方程的系数来计算焓变。
例如，对于以下反应方程：2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l)根据热化学方程式，可以得出焓变的计算方式如下：ΔH = (2mol H2O × 摩尔热变化) - (2mol H2 ×摩尔热变化) - (1mol O2 ×摩尔热变化)3. 焓变计算的应用焓变计算在化学工业和环境科学中有着广泛的应用。
在化学工业中，焓变计算可以用于计算反应的能量效率，从而优化工业生产过程。
在环境科学中，焓变计算可以用于评估化学反应对环境的影响，例如大气污染和温室气体排放等。
此外，在化学教育中，焓变计算也是重要的学习内容。
通过学习焓变的计算方法，可以提高学生对化学反应过程的理解，并培养他们的问题解决能力和实验设计能力。
4. 焓变计算的注意事项在进行焓变计算时，需要考虑反应物和生成物的物态变化及反应条件。
例如，在液体和气体反应中，需要考虑到气液相变的焓变计算。
此外，反应中产生或吸收的热量可能会影响反应速率，因此计算焓变时还需要考虑反应动力学因素。
总结：化学反应热与焓变计算是研究化学反应过程能量变化的重要概念。
反应热与焓变的计算化学反应中的热能变化计算在化学反应中，热能变化（ΔH）是一个重要的物理性质，在计算中起着关键作用。
本文将介绍如何计算化学反应中的热能变化，具体包括反应热和焓变的计算。
1. 反应热的计算反应热是指在常压下，物质在一定温度范围内进行化学反应时所吸收或释放的热量。
反应热可以通过燃烧实验或通过实验室反应器测定得到。
在计算反应热时，可以使用以下公式：反应热（ΔH）= 反应前的热量 - 反应后的热量其中，反应前的热量是指反应物在初始温度下的热量，反应后的热量是指生成物在最终温度下的热量。
2. 焓变的计算焓变是指物质在化学反应过程中，由于化学键的断裂和形成而引起的热量变化。
焓变可以通过标准反应焓变（ΔH°）来表示，标准反应焓变是指在标准温度（298K）和标准压力（1 atm）下，物质完全转化为生成物所伴随的热量变化。
在计算焓变时，可以使用以下公式：焓变（ΔH）= ∑(生成物的摩尔数 ×反应焓) - ∑(反应物的摩尔数 ×反应焓)其中，反应焓是指每个物质在反应中产生或吸收的热量，可以通过实验或者化学手册中的标准值来获取。
3. 热能变化的计算热能变化是指化学反应中反应热和焓变的总和。
在计算热能变化时，可以使用以下公式：热能变化（ΔE）= 反应热（ΔH）+ 焓变（ΔH）热能变化的值可以表示反应的放热性质或吸热性质。
当热能变化为负值时，表示反应为放热反应，释放热量；当热能变化为正值时，表示反应为吸热反应，吸收热量。
4. 实例分析例如，我们考虑以下反应：2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l) ΔH° = -571.6 kJ/mol我们可以计算该反应的反应热和焓变。
首先，计算反应热：反应热（ΔH）= 反应前的热量 - 反应后的热量反应前的热量：2 × 0 kJ/mol (H2的标准热量) + 1 × 0 kJ/mol (O2的标准热量) = 0 kJ/mol反应后的热量：2 × (-285.8 kJ/mol) (H2O的标准热量) = -571.6kJ/mol反应热（ΔH）= 0 kJ/mol - (-571.6 kJ/mol) = 571.6 kJ/mol接下来，计算焓变：焓变（ΔH）= ∑(生成物的摩尔数 ×反应焓) - ∑(反应物的摩尔数 ×反应焓)焓变（ΔH）= 2 × (-285.8 kJ/mol) - (2 × 0 kJ/mol + 1 × 0 kJ/mol) = -571.6 kJ/mol最后，计算热能变化：热能变化（ΔE）= 反应热（ΔH）+ 焓变（ΔH） = 571.6 kJ/mol + (-571.6 kJ/mol) = 0 kJ/mol根据计算结果，可以得出该反应的热能变化为0 kJ/mol，即该反应为热力学平衡反应。
1-1-1焓变反应热一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)1．(2011·西安高二检测)下列反应既是氧化还原反应，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．灼热的炭与CO2的反应D．甲烷在氧气中的燃烧反应【解析】A、D为放热反应，B为吸热反应但不属于氧化还原反应。
【答案】 C2．下列说法正确的是()A．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应B．任何放热反应在常温条件下一定能发生反应C．反应物和生成物所具有的能量差决定了反应是放热还是吸热D．有的吸热反应在常温下就能发生反应【解析】Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应属于吸热反应，但常温下就能进行，A错误；有些放热反应需加热才能进行，如木炭的燃烧，B错误；当反应物的总能量大于生成物的总能量时，该反应为放热反应，反之为吸热反应。
【答案】CD3．(2011·临沂高二检测)下列说法正确的是()A．干冰蒸发需要吸收大量的热，这就是化学反应中的吸热反应B．酒精常被用作酒精灯和内燃机的燃料，说明酒精燃烧是放热反应C．木炭常温下不燃烧，加热才能燃烧，说明木炭燃烧是吸热反应D．人们用氢氧焰焊接或切割金属，主要利用了氢气和氧气化合时所放出的能量【解析】干冰升华要吸热，这是物理变化，A不正确；酒精之所以能做燃料，是因为它燃烧放热，B正确；木炭燃烧需加热引发反应，但反应开始后，反应放出的热可使木炭继续燃烧，说明反应放热，C不正确；D正确。
【答案】BD4．下列反应中，生成物的总能量大于反应物总能量的是() A．氢气在氧气中燃烧B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl固体的反应C．硫黄在氧气中燃烧D．焦炭在高温下与水蒸气的反应【解析】A、C的反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量；B、D为吸热反应，符合题目要求。
【答案】BD5．已知：①1mol H2分子中化学键断裂时需要吸收436kJ的能量；②1mol Cl2分子中化学键断裂时需要吸收243kJ的能量；③由H 原子和Cl原子形成1mol HCl分子时释放431 kJ的能量。
下列叙述正确的是()A．氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体，反应的ΔH＝＋183kJ/molB．氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体，反应的ΔH＝183kJ/molC．氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体，反应的ΔH＝－183kJ/molD．氢气和氯气反应生成1mol氯化氢气体，反应的ΔH＝－183kJ/mol【解析】H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)，反应的ΔH＝(436＋243)kJ/mol－2×431kJ/mol＝－183kJ/mol。
【答案】 C6．下列说法正确的是()A．反应热就是反应中放出的能量B．在101kPa时，1mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热C．由C(石墨)―→C(金刚石)ΔH＝＋1.9kJ·mol－1可知，金刚石比石墨稳定D．等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多【解析】反应过程中所放出或吸收的热都是反应热，因此A 错；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叫做该物质的燃烧热，B选项未指明碳完全燃烧生成二氧化碳，是错误的；由C(石墨)―→C(金刚石)ΔH＝＋1.9kJ·mol－1可知，金刚石能量高，不稳定；因为硫固体变为硫蒸气要吸热，所以等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多是正确的(相同条件下，同一物质在气态时具有的能量最多，液态时次之，固态时最少，反应放出的热量等于反应物所具有的能量减去生成物所具有的能量，因为生成物是一样的，所以等量的硫蒸气燃烧时放出的热量比硫固体放出的更多。
)【答案】 D7．白磷与氧气可发生如下反应：P4＋5O2＝P4O10。
已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P—P a kJ·mol－1、P—O b kJ·mol－1、P===O c kJ·mol－1、O===O d kJ·mol－1。
根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH，其中正确的是()A．(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1B．(4c＋12b－6a－5d)kJ·mol－1C．(4c＋12b－4a－5d)kJ·mol－1D．(4a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1【解析】选A。
因为ΔH等于反应物化学键断裂吸收的能量总和减去反应产物化学键形成释放的能量总和，即ΔH＝E反应物－E产物，根据反应方程式P4＋5O2＝P4O10和模型图分析可知，该反应的反应热ΔH＝(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1，A正确。
【答案】 A8．下列图象分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系据此判断下列说法中正确的是()A．石墨转变为金刚石是吸热反应B．白磷比红磷稳定C．S(g)＋O2(g)＝SO2(g)ΔH1，S(s)＋O2(g)＝SO2(g)ΔH2，则ΔH1＞ΔH2D．CO(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋H2 (g)ΔH＞0【答案】 A9．下列变化为放热的化学反应的是()A．H2O(g)＝H2O(l)ΔH＝－44.0kJ/molB．2HI(g)＝H2(g)＋I2(g)ΔH＝＋14.9kJ/molC．形成化学键时共放出能量862kJ的化学反应D．能量变化如图所示的化学反应【答案】 D10.科学家已获得了极具理论研究意义的N4分子，其结构为正四面体(如图所示)，与白磷分子相似。
已知断裂1mol N—N键吸收193kJ热量，断裂1mol N≡N键吸收941kJ热量，则() A．N4的熔点比P4高B．1mol N4气体转化为N2时要吸收724kJ能量C．N4是N2的同系物D．1mol N4气体转化为N2时要放出724kJ能量【解析】选D。
N4与白磷(P4)结构相似，均为分子晶体，由于N4相对分子质量小于P4，故其分子间作用力弱于P4，其熔点低于P4，A错；N4与N2互为同素异形体，而不是同系物，则C错；从结构图中可看出，一个N4分子中含有6个N—N键，根据N4(g)＝2N2(g)ΔH，有ΔH＝6×193kJ/mol－2×941kJ/mol＝－724kJ/mol，故B项错误，D项正确。
【答案】 D11．根据热化学方程式：S(l)＋O2(g)＝SO2(g)ΔH＝－293.23kJ/mol，分析下列说法正确的是()A．S(s)＋O2(g)＝SO2(g)，反应放出的热量大于293.23kJ/molB．S(g)＋O2(g)＝SO2(g)，反应放出的热量小于293.23kJ/molC．1mol SO2的化学键断裂吸收的能量总和大于1mol硫和1mol 氧气的化学键断裂吸收的能量之和D．1mol SO2的化学键断裂吸收的能量总和小于1mol硫和1mol 氧气的化学键断裂吸收的能量之和【答案】 C二、非选择题12．在一定条件下，A和B反应可生成C和D，其能量变化如下：A＋B总能量为E1――――――――――――――→发生反应A＋B===C＋D C＋D总能量为E2(反应前)(反应后)(1)下列关于反应A＋B===C＋D的说法正确的是________。
A．反应前后原子的种类和数目一定不变B．该反应若有热量变化，则一定是氧化还原反应C．若该反应为放热反应，则不需加热反应就一定能自动进行D．反应物的总质量与生成物的总质量一定相等，且该反应遵循能量守恒(2)若E1<E2，则该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应，该反应的反应热为________。
【解析】(1)每个反应都遵循质量守恒和能量守恒，故A、D 两项正确，任何反应都伴随着能量变化，B项错误。
某一反应是放热反应还是吸热反应与反应条件无关，加热是为了使旧化学键断裂，引发反应，C项错误。
(2)A＋B===C＋DE1(A＋B)、E2(C＋D)—⎪⎪⎪⎪若E1>E2，放出能量→ΔH＝(E2－E1)kJ/mol<0若E1<E2，吸收能量→ΔH＝(E2－E1)kJ/mol>0【答案】(1)AD(2)吸热ΔH＝(E2－E1)kJ/mol13.我国发射的神舟七号飞船外壳覆盖了一种新型结构陶瓷材料，其主要成分是氮化硅，该陶瓷材料可由石英固体与焦炭颗粒在高温的氮气流中通过如下反应制得：SiO 2＋C ＋N 2――→高温Si 3N 4＋CO该反应变化过程中的能量变化如右图所示。
回答以下问题。
(1)上述反应中的还原剂是________，其还原产物是________。
(2)该反应________(填“吸热”或“放热”)，反应热ΔH _____ ___0(填“>”“<”或“＝”)。
【解析】 (1)SiO 2＋C ＋N 2――→高温Si 3N 4＋CO 反应中碳元素的化合价由0升高到＋2，氮元素的化合价由0降低到－3。
故反应中的还原剂是C 。
还原产物为Si 3N 4。
(2)该反应过程中，反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应，ΔH <0。
【答案】 (1)C Si 3N 4(2)放热 <14.盐酸或硫酸和氢氧化钠溶液的中和反应没有明显的现象。
某学习兴趣小组的同学为了证明氢氧化钠溶液与盐酸或硫酸发生了反应，从中和反应的热效应出发，设计了下面几种实验方案。
请回答有关问题。
(1)方案一：如图组装好实验装置，图中小试管用细线吊着，细线的上端拴在细铁丝上。
开始时使右端U 形管两端红墨水相平。
实验开始，向下插细铁丝，使小试管内盐酸和广口瓶内氢氧化钠溶液混合，此时观察到的现象是________________________，原因是________________________。
(2)方案二：该小组同学借助反应溶液温度的变化来判断反应的发生。
如果氢氧化钠溶液与盐酸混合前后有温度的变化，则证明发生了化学反应。
该小组同学将不同浓度的氢氧化钠溶液和盐酸各10mL 混合，用温度计测量反应前后温度的变化，测得的部分数据如下表：(3)方案三：该小组还设计了如图所示装置来证明氢氧化钠溶液确实与稀硫酸发生了反应。
他们认为若洗气瓶中导管口有气泡冒出，则说明该反应放出热量，从而证明发生了反应。
①实验时，打开分液漏斗活塞，发现导管流出液体不畅，原因可能是_______________________________________________________ __________________________________________________________。
②从原理上讲，该实验设计的不合理之处为__________________ ___________________________________________________________ __________________________________________________________。
