1化学反应与能量的变化

化学反应与能量的变化一、焓变反应热1．焓和焓变焓是与物质内能有关的物理量。

单位：kJ·mol－1，符号：H。

焓变是在恒压条件下，反应的热效应。

单位：kJ·mol－1，符号：ΔH。

2．化学反应中能量变化的原因化学反应的本质是反应物分子中旧化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程。

任何化学反应都有反应热，这是由于在化学反应过程中，当反应物分子间的化学键断裂时，需要克服原子间的相互作用，这需要吸收能量；当原子重新结合成生成物分子，即新化学键形成时，又要释放能量。

ΔH＝反应物分子的总键能－生成物分子的总键能。

3．放热反应与吸热反应当反应完成时，生成物释放的总能量与反应物吸收的总能量的相对大小，决定化学反应是吸热反应还是放热反应。

ΔH=H（生成物）- H（反应物）(1)当ΔH为“－”或ΔH<0时，为放热反应，反应体系能量降低。

(2)当ΔH为“＋”或ΔH>0时，为吸热反应，反应体系能量升高。

4．反应热思维模型(1)放热反应和吸热反应放热反应吸热反应(2)反应热的本质(以H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－186 kJ·mol－1为例)E1：E(H—H)＋E(Cl—Cl)E2：2E(H—Cl)ΔH＝E1－E2例1．下列说法不正确的是()A．需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应B．放热反应在常温下一定很容易发生C．反应是放热还是吸热必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小D．吸热反应在一定条件下也能发生例2．已知在相同状况下，要使同一化学键断裂需要吸收的能量等于形成该化学键放出的能量。

下列说法正确的是()A．电解熔融的Al2O3可以制得金属铝和氧气，该反应是一个放出能量的反应B．水分解产生氢气和氧气时放出能量C．相同状况下，反应2SO2＋O2===2SO3是一个放热反应，则反应2SO3===2SO2＋O2是一个吸热反应D．氯化氢分解成氢气和氯气时放出能量例3．通常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。

现给出化学键的键能(见下表)：请计算H2(g)2A．＋862 kJ·mol－1B．＋679 kJ·mol－1C．－183 kJ·mol－1D．＋183 kJ·mol－1例4．已知H—H键键能(断裂时吸收或生成时释放的能量)为436 kJ·mol－1，H—N键键能为391 kJ·mol－1，根据热化学方程式：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。

则NN键的键能是()A．431 kJ·mol－1 B．946 kJ·mol－1C．649 kJ·mol－1D．896 kJ·mol－1例5．已知25 ℃、101 kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：C(石墨)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5 kJ·mol－1①C(金刚石)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－395.4 kJ·mol－1②据此判断，下列说法正确的是()A．由石墨制备金刚石是吸热反应；石墨的能量比金刚石的低B．由石墨制备金刚石是吸热反应；石墨的能量比金刚石的高C．由石墨制备金刚石是放热反应；石墨的能量比金刚石的低D．由石墨制备金刚石是放热反应；石墨的能量比金刚石的高例7．由右图分析，有关叙述正确的是()A．A―→B＋C和B＋C―→A两个反应吸收或放出的能量不等B．A―→B＋C是放热反应C．A具有的能量高于B和C具有的能量总和D．A―→B＋C是吸热反应，则B＋C―→A必然是放热反应二、热化学方程式1．概念能表示参加反应的物质的量和反应热的关系的化学方程式叫做热化学方程式。

2．表示意义(1)热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的热量变化。

(2)热化学方程式中物质的化学计量数，表示实际参加反应的反应物的物质的量和实际生成的生成物的物质的量。

(3)热化学方程式中的反应热与反应物、生成物的物质的量相对应。

3．书写热化学方程式的注意事项(1)注明物质的聚集状态；(2)标出对应的反应热；(3)标明反应所处的外界条件(常温常压时，可不注明)。

例1．下列说法正确的是()A．书写热化学方程式时，只要在化学方程式的右端写上热量的符号和数值即可B．凡是在加热或点燃条件下进行的反应都是吸热反应C．表明反应所放出或吸收热量的化学方程式叫做热化学方程式D．氢气在氧气中燃烧的热化学方程式是2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－483.6 kJ例2．热化学方程式C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1表示() A．碳和水反应吸收131.3 kJ能量B．1 mol碳和1 mol水反应生成1 mol一氧化碳和1 mol氢气并吸收131.3 kJ热量C ．1 mol 固态碳和1 mol 水蒸气反应生成1 mol 一氧化碳气体和1 mol 氢气并吸收131.3 kJ热量D ．1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.3 kJ例3．氢气是人类最理想的能源。

已知在25 ℃、101 kPa 下，1 g 氢气完全燃烧生成液态水时放出热量142.9 kJ ，则下列热化学方程式书写正确的是( )A ．2H 2＋O 2===2H 2O ； ΔH ＝142.9 kJ·mol －1B ．2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l)； ΔH ＝－142.9 kJ·mol －1C ．2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l)； ΔH ＝－571.6 kJ·mol－1D ．2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l)； ΔH ＝571.6 kJ·mol －1例4．已知充分燃烧a g 乙炔气体时生成1 mol 二氧化碳气体和液态水，并放出热量b kJ ，则下列乙炔燃烧的热化学方程式书写正确的是( )A ．2C 2H 2(g)＋5O 2(g)===4CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH ＝－4b kJ·mol－1B ．C 2H 2(g)＋52O 2(g)===2CO 2(g)＋H 2O(l) ΔH ＝2b kJ·mol －1C ．2C 2H 2(g)＋5O 2(g)===4CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH ＝－2b kJ·mol －1D ．2C 2H 2(g)＋5O 2(g)===4CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH ＝b kJ·mol －1 例5．下列热化学方程式书写正确的是( )A ．2SO 2＋O 22SO 3 ΔH ＝－196.6 kJ·mol －1B ．H 2(g)＋12O 2(g)===H 2O(l) ΔH ＝－285.8 kJ·mol－1C ．2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l) ΔH ＝－571.6 kJ·mol －1D ．C(s)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH ＝393.5 kJ·mol －1例6．工业生产硫酸过程中，SO 2在接触室中被催化氧化为SO 3气体，已知该反应为放热反应。

现将2 mol SO 2、1 mol O 2充入一密闭容器充分反应后，放出热量98.3 kJ ，此时测得SO 2的转化率为50%，则下列热化学方程式正确的是( )A ．2SO 2(g)＋O 2(g)2SO3(g) ΔH ＝－196.6 kJ·mol －1B ．2SO 2(g)＋O 2(g)3(g) ΔH ＝－98.3 kJ·mol －1C ．SO 2(g)＋12O 2(g)3(g) ΔH ＝98.3 kJ·mol －1D ．SO 2(g)＋12O 2(g)3(g) ΔH ＝－196.6 kJ·mol －1三、反应热——中和热、燃烧热 （一）中和热及其测定 1．实验原理在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1_mol_H 2O ，这时的反应热叫做中和热。

本实验并由此求得中和热。

2．实验仪器及试剂仪器：大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL)、环形玻璃搅拌棒、温度计、量筒(50_mL)两个、碎泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有两个小孔)；药品：盐酸(0.50 mol·L －1)、氢氧化钠溶液(0.55 mol·L －1)。

3．实验步骤(1)制作简易的量热器(如图所示)(2)用量筒准确量取反应溶液，准确测量温度(精确到0.1 ℃)。

(3)将溶液混合反应，记录终止温度。

ΔH＝－Qn(H2O)，其中Q＝c·m·Δt。

5．中和热的特点中和热只适用于中和反应热效应判别，且数值为生成1 mol 水时所释放的热量，注意以下特点：①中和反应都放出热量。

②稀溶液中，强酸与强碱的中和热为定值：57.3 kJ/mol。

③弱酸与弱碱中和热偏低，因为弱酸或弱碱电离过程会吸热。

例1．在一800 mL的大烧杯中放入碎纸屑，把盛有50 mL 0.50 mol·L－1盐酸的200 mL烧杯放到大烧杯中，两只烧杯间填满碎纸屑。

用泡沫塑料板做成大烧杯盖，通过盖子插入一根玻璃搅拌棒(末端呈半圆环的玻璃棒)和一只温度计，测定溶液的温度。

迅速往盐酸溶液中加入50 mL 0.55 mol·L－1烧碱溶液，盖好，搅拌溶液，观察温度的变化。

当温度保持稳定时，记录读数，取出装反应液的烧杯，倒出溶液，清洗干净，保持内外杯壁干燥。

重复进行三次实验。

用这一实验可以粗略测定中和热。

(1)烧杯间填满碎纸屑的作用是________________________________________________________________________。

(2)要重复进行三次实验的目的是________________________________________________________________________。

(3)烧杯如果不盖泡沫塑料板，所求得的中和热数值将________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。

(4)实验中若改用60 mL 0.50 mol·L－1盐酸和50 mL 0.55 mol·L－1烧碱溶液进行上述反应，与上述实验相比，所放出的热量________(填“相等”或“不相等”)，所求中和热________(填“相等”或“不相等”)，理由是_______________________________________________________________________________________________________________________。