第一讲化学反应与能量的变化
子«新课标»高三化学〔人教版〕第一轮复习选修〔4〕单元讲座
第四章化学反应与能量
第一讲化学反应与能量的变化
复习目标
1、了解化学反应中能量转化的缘故和常见的能量转化形式；
2、认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的变化，而且能量的开释或吸取是以发生的物质为基础的，能量的多少决定于反应物和生成物；
3、了解反应热和焓变的含义；
4、认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式。
复习重、难点:
1、化学反应中的能量变化，热化学方程式的书写；
2、△H的〝+〞与〝-〞。
课时划分：一课时
知识梳理
焓变
1．定义：化学反应过程中＿＿＿＿＿＿＿的能量都属于反应热，又称为＿＿〔ΔH〕，单位＿＿＿。
摸索：化学反应中什么缘故会相伴能量变化？〔微观讲明〕
旧键的断裂：＿＿＿＿能量；新键的形成：＿＿＿能量，总能量的变化取决于上述两个过程能量变化的相对大小。吸热：＿＿者>＿＿者；放热：＿＿者<＿＿者。
2．化学反应中能量变化与反应物和生成物总能量的关系
3．放热反应：放出热量的化学反应。(放热>吸热)ΔH＿＿0；吸热反应：吸取热量的化学反应。(吸热>放热) ΔH＿＿0
二．热化学方程式
1．定义：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的化学方程式
例如：H2 (气) + 1/2 O2 (气) = H2O (气) ΔH= －241.8kJ/mol
H2(气) + 1/2 O2(气) = H2O (液) ΔH= －285.8 kJ/mol
讨论：
1.什么缘故集聚状态不同，热量值不同？答：液态水变成水蒸气要吸取热量
2.假设反应物状态不同，而生成物状态相同，那么热量值相同吗？答：不同
2．书写要点： C(固) + H2O(气) = CO(气) + H2(气) ΔH= +131.3 kJ/mol
(1)标集聚状态〔固、液、气〕
(2)右端标热量数值和符号：吸热用〝＋〞，放热用：〝－〞。
(3)系数单位是〝摩〞，而不是〝个〞；也不能表示物质的量之比。
(4)系数可用分数，但热量值要相应变化。
如：2H2(气) + O2(气) = 2H2O(液) ΔH= －571.6 kJ/mol
H2(气) + 1/2 O2(气) = H2O(液) ΔH= －285.8 kJ/mol
(5)不注明条件，即指250C 、1.01×105Pa
三．化学反应中的能量变化规律
化学反应所开释的能量是现代能量的要紧来源之一。化学反应一样是以热量和功的形式跟外界环境进行能量交换的，而其中多以热量的形式进行能量交换。
(1)化学反应的特点是有新物质生成，生成物与反应物所具有的总能量不同。
(2)任何化学反应除遵循质量守恒外，同样也都遵循能量守恒。
(3)反应物与生成物的能量差假设以热量形式表现即为放热反应或吸热反应。
自我检测：
1.3mol CH4燃烧时，生成液态水和CO2同时放出2670.9KJ的热。请写出热化学方程式。
2.常温下14克CO在足量氧气中充分燃烧，放出141.3KJ热量，写出该热化学方程式。
3.1836年，俄国化学家盖斯指出：化学反应的热效应仅与反应物的最初状态和生成物的最终状态有关，而与中间步骤无关。按此规律，结合以下热化学方程式：
C(固、金刚石) + O2(气) == CO2(气) ΔH= －395.41 kJ/mol
C(固、石墨) + O2(气) == CO2(气) ΔH= －393.51 kJ/mol
回答有关咨询题：(1)石墨转化为金刚石的热化学方程式是：(2)石墨和金刚石相比较，__________的稳固性更大。
答案：
1. CH4(气) + 2O2(气) = CO2(气) + 2H2O(液) ΔH= －890.3 kJ/mol
2. 2CO(气) + O2(气) = 2CO2(气) ΔH= －565.2 kJ/mol
固、石墨) == C(固、金刚石) ΔH= ＋1.90 kJ/mol〔2〕石墨
焓它是表示物质系统能量的一个状态函数，通常用H来表示，其数值上等于系统的内能U加上压强P和体积V的乘积，即H＝U＋PV。
在«中华人民共和国国家标准GB3100～3102-93〝量和单位〞»中规定，热量(Q)应当用适当的热力学函数的变化来表示，例如用〝T·△S〞或〝△H〞表示(△S 是熵的变化，△H 是焓的变化)。
焓是热力学的差不多概念之一。总的来讲，封闭体系不做非体积功时的过程，内能变化能够通过测定恒容热效应来求，焓变能够通过测恒压热效应求得。
研究恒压条件下、放开容器中发生的反应所放出或吸取的热量。依照热力学第一定律：系统在过程中的热力学能变化〝△U〞等于传给系统的热量〝Q〞与外界对系统所作功〝W〞之和，即：△U = Q + W 。当系统处于恒压过程时，那么有：
△U= Q P + W
假设系统在反应过程中只有体积功，即：W =－P(V2－V1) =－(P2V2－P1V1)，有：
△U = Q P－(P2V2－P1V1)
依据焓(H)的定义：H = U + PV ，明显：
Q P = (U2－U1)+(P2V2－P1V1) = (U2+P2V2)－(U1+P1V1) = H2－H1 = △H
即有：△H= Q P
式中〝Q P〞叫恒压热，是指封闭系统不做除体积功以外的其他功时，在恒压过程中吸取或放出的热量。上式讲明，恒压热等于系统焓的变化。即：Q = Q P = △H，这也是新教材中引入△H的依据。
