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化学反应的焓变
专题１ 化学反应与能量变化
苏教版 选择性必修1
1.认识化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。
2.认识物质具有能量，认识吸热反应与放热反应，知道化学反应可以实现化学能与其他能量形式的转化，能量的转化遵循能量守恒定律。
3.知道内能是体系内物质的各种能量的总和，受温度、压强和物质的聚集状态等影响。
4.认识恒温恒压条件下化学反应的反应热可以用焓变表示，能进行反应焓变的简单计算，能用热化学方程式表示反应中的能量变化。
化学反应过程中既有物质变化，又有能量变化。能量的转换以发生化学变化的物质为基础，遵循能量守恒定律。释放或吸收热是化学反应中能量变化的主要形式之一，释放或吸收热的多少取决于化学反应中反应物的转化量。人们广泛利用化学反应与能量的关系解释生产和生活现象，如生命体中糖类与氧气的反应为机体提供能量，生产、生活中燃料的燃烧等都是化学反应中能量变化的重要应用。
阅读教材第2页，思考什么是内能？内能受哪些因素的影响？
内能：
内能的影响因素：
物质的各种能量的总和
受温度、压 强、物质的聚集状态和组成的影响。
物质处于一定的状态，就具有一定的内能；状态发生改变，内能就会发生相应的变化。
科学研究表明，物质内能的绝对值无法直接测得，但内能的变化可以通过变化过程中体系吸收（或放出）的热和对内（或对外）所做的功的形式表现出来。焓是与内能有关的物理量，用符号H表示。焓的数值的变化称为焓变，即为ΔH。
请举例说明放热反应和吸热反应，如何表示化学反应中放出或吸收的热？
放热反应
吸热反应


②大多数化合反应；
④金属与酸或水的置换反应；
⑤物质的缓慢氧化；
①所有燃烧反应；
③酸碱中和反应；
①大多数分解反应
③高温条件下C、H2、CO作还原剂的反应。

②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；
反应放出或吸收的热用?H表示，负值表示在该条件下反应放热，正值表示在该条件下反应吸热。
注意：
物质在发生物理变化时，也会放出或吸收能量，它们不属于放热反应或吸热反应。
常见的放热过程有：①浓硫酸稀释、NaOH溶于水；
②物态变化：气态→液态→固态
常见的吸热过程有：①NH4NO3溶于水；②弱电解质的电离；
③物态变化：固态→液态→气体
1、反应热（化学反应的热效应）：
在化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同温度时，吸收或释放的热
2、焓变：
符号：
单位：
规定：
焓变的标准态：
在恒压的条件下，化学反应过程中吸收或释放的热。
ΔH
kJ·mol-1或kJ/mol
ΔH>0 吸热反应 ΔH前加“+” ΔH<0 放热反应ΔH前加“-”
25℃（298K）、101kPa
为什么有的化学反应吸热反应，有的是放热反应？
3、化学反应放热、吸热的原因
取决于反应物总能量和生成物总能量之间的相对大小。
反应物的总能量 生成物的总能量
反应物的总能量 生成物的总能量
小于
大于
吸收能量
释放能量
计算公式：ΔH = ________________________________
生成物的总能量－反应物的总能量
1、下列物质间的反应，其能量变化符合右图的是（ ）
A.合成氨反应
B.碳与水蒸气高温制水煤气
C.Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体混合
D.碳酸钙的分解
A
2、反应A＋B→C(ΔH＜0)分两步进行：
① A＋B→X(ΔH＞0)， ② X→C(ΔH＜0)。
下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是（ ）
D
请观察下列表示氢气在氧气中燃烧生成水和水分解为氢气、氧气反应热效应的化学方程式，分析并讨论其在书写上与化学方程式有何不同。
2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
H2(g)＋ O2(g)=H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g) ΔH＝+571.6 kJ·mol－1
H2O(l) =H2(g)＋ O2(g) ΔH＝+285.8 kJ·mol－1
4、热化学方程式：
表示反应热的化学方程式
（1）标明反应物及生成物的状态、反应温度和压强。若不标明温度和压强， 则表示是在25℃（即298K）、101kPa条件下的焓变。
热化学方程式的书写要点：
一般用“g”表示气体，“l”表 示液体，“s”表示固体，“aq”表示水溶液。
2H2＋O2==2H2O
2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
点燃
（2）标注ΔH的正负和单位。化学方程式后面空一格标注ΔH，若为放热反应，ΔH为“－”；若为吸热反应，ΔH为“＋”(“＋”可省略不写)。
2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
H2(g)＋ O2(g)=H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
（3）物质化学式前面的化学计量数表示物质的量，可以用整数或简单分数表示。同一化学反应，热化学方程式中的化学计量数不同，ΔH也不同。
（4）若一个反应的焓变ΔH＝+a kJ·mol－1，则其逆反应的焓变ΔH＝－a kJ·mol－1。
2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g) ΔH＝+571.6 kJ·mol－1
发射卫星时可用肼（ N2H4）作燃 料 ，已知在 298 K 、101 kPa时1g液态肼燃烧生成氮气和液态水，释放19.44 kJ的热量。观察并分析下列肼燃烧反应的热化学方程式，判断这些热化学方程式是否正确。
（1）N2H4＋O2=N2＋2H2O ΔH＝-622.08 kJ·mol-1
（2）N2H4(l)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(l) ΔH＝ 622.08 kJ·mol-1
（3）N2H4(l)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(l) ΔH=-622.08 kJ·mol-1
（4）N2H4(l)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝-622.08 kJ·mol-1
（5） N2H4(l) ＋ O2(g) = N2(g)＋H2O(l) ΔH＝-311.04 kJ·mol-1
未标明物质状态
ΔH应为负值
正确
水的状态错误
正确
热化学方程式正误判断的方法：
【例1】25 ℃、101 kPa时，1 g甲烷气体完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水，放出55.64 kJ的热，写出该反应的热化学方程式。
解：甲烷燃烧的化学方程式为CH4＋2O2=CO2＋2H2O
设1 mol甲烷完全燃烧放出的热为 x，则有
解得x ≈ 890.2 kJ
则该反应的热化学方程式为 CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝-890.2 kJ·mol-1
答：甲烷气体完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水的热化学方程式为
CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝-890.2 kJ·mol-1
=
点燃
请参考例1，写出下列反应的热化学方程式（反应条件均为25 ℃、101 kPa）。
（1）N2(g)与H2(g)反应生成17g NH3(g)，释放46.2 kJ的热。
（2）1 mol C2H5OH(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，释放1366.8 kJ的热。
（3）44.8 L（标准状况）C2H2(g)在O2(g)中完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，释放2599.2 kJ的热。
（4）12g C (石墨，s)与适量H2O(g)反应完全转化为CO(g)和H2(g)，吸收131.3 kJ 的热。
红磷[P(s)]和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)，反应过程和能量关系如下图所示(图中的ΔH表示生成1 mol 物质的焓变)。
(1)、写出P(s)和Cl2(g)反应生成PCl3(g)的热化学方程式。 (2)、写出PCl5(g)分解成PCl3(g)和Cl2(g)的热化学方程式。
P(s)＋23Cl2(g)=PCl3(g) ΔH＝－306 kJ·mol－1
?
PCl5(g)=PCl3(g)＋Cl2(g)　 ΔH＝＋93 kJ·mol－1
化学反应中能量变化的本质
化学反应中的能量变化，本质上是由于化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时释放的能量不同所导致的。因此，化学键的断裂和形成是化学反应过程中伴随能量变化的根本原因。在恒温、恒压条件下，化学反应中的能量变化以热的形式表现出来，这就是反应热，也称化学反应的焓变。
5、化学反应中能量变化的本质
1 mol N2分子中的化学键断裂吸收的能量是_____________；
1 mol O2分子中的化学键断裂吸收的能量是_____________；
2 mol NO分子中的化学键形成释放的能量是_________________；
则N2(g)＋O2(g)=2NO(g)的反应吸收的热量为______________________________。
(946kJ+498kJ)-1264kJ=180kJ
946kJ
498kJ
2×632kJ=1264kJ
化学反应过程中形成化学键、断裂化学键能量变化可用如图表示：
上述反应过程表示该反应为 反应。E1与E2的差值表示 。
ΔH＝反应物的的总键能-生成物的总键能
放热
E1表示反应物断裂化学键
吸收的总热量
E2表示生成物形成化学键
放出的总热量
反应热
各物质的键能=该物质的物质的量×化学键数目之和
键能：断开（形成）1 mol某键所吸收（放出）的能量叫键能。例如，H-H键的键能是436.0 kJ/mol，那么断开（形成）1mol H-H键吸收（放出）的能量为436.0 kJ。
已知断裂1mol H2(g)中的 H—H 键需要吸收436 kJ的能量，断裂1mol O2(g)中的共价键需要吸收498 kJ的能量，生成 H2O(g)中的1 mol H—O键释放463 kJ的能量。试写出O2(g)与H2(g)反应生成H2O(g)的热化学方程式。
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-482kJ·mol-1
注意：①用“反应物”减去“生成 物” ②总键能：键的种类要全、个数要全
1、下表列出了3种化学键的键能：
请根据以上信息写出氢气在氯气中燃烧生成氯化氢气体的热化学方程式。
H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=-183kJ·mol-1
2、化学反应A2(g)＋B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.该反应每生成2 mol AB(g)吸收b kJ热量
B.反应热ΔH＝＋(a－b) kJ·mol－1
C.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D.断裂1 mol A—A和1 mol B—B放出a kJ能量
B
1、已知：
（1）H2(g) ＋ O2(g)=H2O(g) ΔH1＝-a kJ·mol-1
（2）2H2(g) ＋O2(g)=2H2O(g) ΔH2＝-b kJ·mol-1
（3） H2(g) ＋ O2(g)=H2O(l) ΔH3＝-c kJ·mol-1
（4）2H2(g) ＋O2(g)=2H2O(1) ΔH4＝-d kJ·mol-1
下列关系式中不正确的是（ ）
A. a < c B. b > d C. 2a＝b D. 2c＝d
B
注意物质的状态、ΔH的正负、化学计量数的大小、反应进行的程度等
2、已知完全燃烧7.80g乙炔气体生成二氧化碳气体和液态水时，释放389.88 kJ的热。下列有关乙炔气体燃烧的热化学方程式中，正确的是（ ）
A. 2C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)＋2H2O(1) ΔH＝-389.88 kJ·mol-1
B. 2C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)＋2H2O(1) ΔH＝-2599.2 kJ·mol-1
C. C2H2(g)＋ O2(g)=2CO2(g)＋H2O(g) ΔH＝-1299.6 kJ·mol-1
D. 2C2H2(g) ＋5O2(g)=4CO2(g)＋2H2O(1) ΔH＝-1299.6 kJ·mol-1
B
3、甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用CO和H2在催化剂作用下合成甲醇，发生反应如下：CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)　ΔH。
已知反应中相关的化学键键能数据如下：
化学键
H—H
C—O
C O
H—O
C—H
E/kJ·mol－1
436
343
1 076
465
413
由此计算ΔH＝_____ kJ·mol－1。
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