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化学反应中的能量变化
教学目标：
1、了解化学反应中的能量变化
2、吸热反应、放热反应、反应热、燃烧热和中和热及新能量的开发等概念
3、掌握有关燃烧热的计算
4、掌握热化学方程式的含义
一、反应热：
1、 放热反应： 举例
2、 吸热反应： 举例
[练习]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.氯化铝的水解
3、能量守恒：
反应物具有的能量 生成物具有的能量
E反应物 E生成物
若E反应物 >E生成物 则反应 ；
若E反应物 [练习] 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△H<0，则反应物的能量高于生成物的能量
D.若△H>0，则反应物的能量高于生成物的能量
4、化学反应的本质：
反应物分子化学键的断裂和生成物分子化学键的形成。前者需要 热而后者要 热量。
如：H2（g)+Cl2(g)=2HCl(g)；△H=
∵Q=生成物的键能总和－反应物的键能总和
＝
= KJ
∴△H= KJ/mol
当△H为“ ”或△H（ ）0 ，为放热反应。表示反应体系给出能量，反应体系的能量降低。
当△H为“ ”或△H（ ）0 ，为吸热反应。表示反应体系获得能量，反应体系的能量升高。
C（s)+ H2O (g)═ CO(g)+H2(g)；△H=+131.5KJ/mol
反应热的单位一般是（ ） ，由实验测得（一定大气压、敞开的容器中用量热器测定）无法测定的反应热可通过计算获得。如：
C（s)+ O2(g)═ CO2(g)；△H=－393.5KJ/mol ①
CO(g) + O2(g)═ CO2(g)；△H=－283.0KJ/mol ②
①-②得：C（s）+ O2(g)═ CO(g)；△H=－110.5KJ/mol
[练习
已知键能:N≡N△H=－946KJ/mol,
H-H△H=－436KJ/mol,H-N△H=－391KJ/mol
N2（g) +3H2(g) == 2NH3(g),从理论上计算△H为（ ）
A．+1800KJ/mol B.+92KJ/mol C.-92KJ/mol D.-46KJ/mol
二、热化学方程式
1、概念：（ ）
如2gH2完全燃烧放出的热量为285.8KJ,则H2燃烧生成液态水的热化学方程式为:
2H2（g)+O2(g)=2H2O(l)；△H=－571.6KJ/mol
或H2（g)+ O2(g)=H2O(l)；△H=－285.8KJ/mol
2、热化学方程式表示的意义: 质→量→能
表示
3、热化学方程式的书写方法：
写出
注明 。
[例]1、2.00gC2H2完全燃烧生成液态水和CO2放出的热量为99.6KJ则C2H2燃烧的热化学方程式为:
[例]2、写出下列反应的热化学方程式
（1）1molC(固态)与适量H2O(气态) 反应,生成CO(气态)和H2(气态),吸收131.3kJ的热量
（2）0.5molCu(固态) 与适量O2(气态) 反应, 生成CuO(固态), 放出78.5 kJ的热量
注意点：
1、要注明温度和压强: 一般地说反应热是在 ℃和 KPa 条件下测定的，因而可以不注明。但要注明热量的数值和符号。
2、反应物和生成物要注明聚集状态: 因为物质的聚集状态不同所含的能量也不同。
固态 吸热 液态
吸热 吸热
气态
如H2（g)+1/2 O2(g)=H2O(l)；△H=－285.8KJ/mol
H2（g)+1/2 O2(g)=H2O(g)；△H=－241.8KJ/mol
∴H2O(l)═H2O(g)；△H=+44KJ/mol
3、热化学方程式中各物质前的化学计量数表示 不表示 ,因而必要时可用分数。热化学方程式中的化学计量数不同则 也不同。
H2（g）+Cl2(g)=2HCl(g)； △H=－184.6KJ/mol
1/2H2（g）+1/2 Cl2(g)=HCl(g)；△H=－92.3KJ/mol
[练习]将12.7克固态碘与氢气完全反应生成碘化氢气体时，必须吸收2.604千焦的热量，其热化学方程式为
4、关于热化学方程式的简单计算
[例题]汽油的主要成分是辛烷(C8H18), 1mol C8H18(液态)在O2(气态)中燃烧,生成CO2(气态) 和H2O(液态),放出5518 kJ的热量,试写出该反应的热化学方程式并计算在同样情况下燃烧28.5g辛烷时放出的热量。
[练习] 在一定条件下,CO和CH4燃烧的热化学方程式分别为:
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)；△H=－566KJ/mol
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)；△H=－890KJ/mol
由1摩CO和3摩CH4组成的混和气在上述条件下完全燃烧时,释放的热量为( )
A．2912KJ B.2953KJ C.3236KJ D.3867KJ
三、燃烧热
1、燃料的燃烧：
1)、燃料的充分燃烧的条件：
a、
b、 。
如：煤的液化、汽油的雾化。
2)、化石燃料包括： 和 。
3)、化石燃料燃烧对环境的影响：
煤燃烧产生SO2和烟尘污染环境，煤、石油燃烧产生SO2，SO2会导致酸雨的形成。
化石燃料燃烧产生CO2 CO2会导致“温室效应”。
4)、改进措施：
改变能源结构，开发新能源，少用煤和石油
如充分利用地热、太阳能、大力开发水电和核电。
煤→焦炭→水煤气，减少污染，提高热效率。
5） 使用气体燃料比使用煤、煤球等固体燃料的好处：
首先，气体燃料便于管道运输、使用方便（易点燃、易熄灭）、无渣无尘、清洁卫生；
其次，因气体易扩散，故气体燃料与空气混合充分，容易发生完全燃烧，与固体燃料相比有较高的能量利用率；
第三，固体煤中含有硫、氮等杂质，直接燃煤，会产生大量二氧化硫、氮氧化物、粉尘，造成大气污染，住宅环境、居室空气的污染则更严重。
[练习]、在相同的条件下，对环境污染程度最小的燃料是（ ）
A．液化气 B.煤油 C.煤饼 D.木柴
2、燃烧热：
定义： ，叫做该物质的燃烧热。
单位：
注意：
①反应程度：完全燃烧，例如：C→CO不是完全燃烧；S→SO2不是燃烧产物。
②产物是稳定的氧化物：例如生成的水为液态，不是气态。
③研究条件： 101KPa
④研究内容：放出的热量(△H<0,单位KJ/mol）
⑤不同反应物的燃烧热不同
如：C→CO2（g),H→H2O(l),S→SO2(g),N→N2 (g)
2H2（g）+O2(g)=2H2O(l)；△H=－571.6KJ/mol
H2的燃烧热为285.8KJ/mol而不是241.8KJ/mol。
C2H2的燃烧热为1300KJ/mol，C的燃烧热为393.5KJ/mol而不是110.5KJ/mol 。
[练习]已知:2H2（g)+O2(g)=2H2O(l),△H=－571.6KJ/mol
2H2（g)+O2(g)=2H2O(g),△H=－483.6KJ/mol
则氢气的燃烧热为（ ）
A．571.6KJ/mol B.483.6KJ/mol C.285.8KJ/mol D.241.8KJ/mol
四、中和热:
1定义： 叫中和热。
若是强酸强碱其中和热均为 。这是因为强酸与强碱发生中和反应的实质是
1mol/LHNO3 与1mol/LNaOH 发生中和反应生成1molH2O放出的热量为 。
一定要“稀溶液” 这是因为浓溶液中离子之间存在较强的牵制作用。
２、强调：
①稀溶液是指溶于大量水的离子
②中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离所伴随的热效应。
③中和反应的实质是H+与OH-化合生成H2O，若反应过程中有其他物质生成，这部分反应热也不在中和热内。
④强酸与强碱间的中和反应的中和热相同．（57.3KJ/mol）
⑤不同反应物的中和热大致相同，都约是57.3KJ/mol
练习:下列各对酸与碱的中和热大于 57.3KJ/mol的是 ,
小于 57.3KJ/mol的是 ,等于 57.3KJ/mol的是 。
（填序号）
A．盐酸与氢氧化钾 B.氨水与盐酸
C. 醋酸与氢氧化钠 D.硫酸与氢氧化钡
五、中　和　热　的　测　定
1、原理：
Q=mc△t Q= (V酸d酸+V碱d碱)c(t2-t1) 其中c=4.18J/(g. ℃)
　Q=0.418(t2-t1)KJ △H= 0.418(t2-t1)/ 0.０25 KJ/mol
2、实验注意事项：
１）、大小烧杯放置时，要使两杯口相平：可使盖板把杯口尽量盖严，从而减少热量损失；
２）、填碎纸条的作用：为了达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的
３）、若换用隔热、密封性能更好的装置（如保温杯）会使实验结果更准确。
４）、温度计上的酸要用水冲洗干净：温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗，温度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失
５）、冲洗后的溶液不要倒入小烧杯：若倒入，会使总溶液的质量增加，而导致实验结果误差。
６）、酸、碱混合时，要把量筒中的氢氧化钠溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入：因为本实验的关键是测反应的反应热，若动作迟缓，将会使热量损失而产生误差。
７）、实验中所用盐酸和氢氧化钠的物质的量比不是１：１而是氢氧化钠过量：为了保证0.5mol/L的盐酸完全被氢氧化钠中和，采用0.55mol/L氢氧化钠溶液，使碱稍稍过量。若使盐酸过量也可以。
学科练习
1．下列变化中，属于吸热反应的是（ ）
①液氨气化②将胆矾加热变为白色粉末③稀释浓硫酸④氨催化氧化生成NO
⑤氯酸钾分解制O２⑥酸碱中和生成水⑦氯化铁溶于水显酸性
A．②⑤⑦ B．①③④ C．①②⑤ D．③④⑥
2、下列变化中，属于吸热反应的是（ ）
A.氨催化氧化生成NO B.酸碱中和
C.酯化反应 D.焦炭与高温水蒸气反应
3、已知：H + H ═ H2；△H=－436KJ/mol，则下列叙述正确的是（ ）
A．H原子的能量高于H2的能量 B.H原子的能量低于H2的能量
C. H原子比H2分子稳定 D.H2分子比H原子稳定
4．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①⑤ B．仅②③ C．仅②④ D．②③④
5、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－1
B. 2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（l）；ΔH＝－484kJ·mol－1
C. H2（g）＋1/2O2（g）＝H2O（g）；ΔH＝＋242kJ·mol－1
D. 2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（g）；ΔH＝＋484kJ·mol－1
6、0．3摩的高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧气中燃烧,生成固体B2O3和液态水,放出649.5千焦的热量,又知:H2O(液)=H2O(气) ；△H=+44KJ/mol，下列热化学方程式中,正确的是( )
A．B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(g)；△H=－2165KJ/mol
B. B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(g)；△H=－2033KJ/mol
C. B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l)；△H=－2165KJ/mol
D. B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l)；△H=－2033KJ/mol
7、在同温同压下,下列各组热化学方程式中,Q2>Q1的是( )
A.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);△H=－Q1 KJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=－Q2KJ/mol
B.S(g)+O2(g)=SO2(g);△H=－Q1 KJ/mol
S(s)+O2(g)=SO2(g);△H=－Q2KJ/mol
C.C(s)+1/2O2(g)=CO(g);△H=－Q1 KJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g);△H=－Q2KJ/mol
D.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g);△H=－Q1 KJ/mol
1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g);△H=－Q2KJ/mol
8、已知白磷和红磷分别在氧气中燃烧的热化学方程式为:
P4(固,白磷)+5O2(气)=P4O10(固)；△H=－2983.2KJ/mol
P(固,红磷)+5/4O2(气)=1/4P4O10(固)；△H=－738.5KJ/mol
则:P4(固,白磷)=4P(固,红磷) 反应的ΔH=___________________，
红磷比白磷 (填稳定或不稳定),理由是 。
9、一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出的热量为QKJ．它所生成的CO2用过量饱和石灰水完全吸收可得100g碳酸钙沉淀，则完全燃烧1mol无水乙醇放出的热量是（ ）
A．0.5ＱKJ B．ＱKJ C．2ＱKJ D．5ＱKJ
10、已知：2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）；△H=－571.6KJ/mol
CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g）；△H=－282.9KJ/mol
若有一定量H2和CO的混合气体，完全燃烧后共生成3.6克液态水，并放出了113.74KJ的热量，则原混合气体中CO的物质的量为（ ）
A、0.2mol B、0.15mol C、0.1mol D、0.05mol
11、使18g焦炭发生不完全燃烧，所得气体中CO占1/3体积，CO2占2/3体积，
已知：C(S)+ 1/2 O2(g)=CO(g)；△H=－Q1 KJ/mol,
CO(g)+1/2 O2(g)=CO2(g)；△H=－Q2 KJ/mol
与这些焦炭完全燃烧相比较，损失的热量是（ ）
A、1/3Q1KJ B、1/3Q2KJ C、1/3(Q1+Q2)KJ D、1/2Q2KJ
12、铝在纯氧中燃烧，每生成1gAl2O3（固）放出QkJ热量，写出其热化学方程式
13、根据以下叙述,回答第（1）—（3）题
能源可划分为一级能源和二级能源.自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源;需依靠其它能源的能量间接制取的能源称为二级能源.氢气是一种高效而没有污染的二级能源,它可以由自然界中大量存在的水来制取:2H2O(l)=2H2(g)+O2(g);△H =517.6 KJ/mol
（ 1）下列叙述正确的是（ ）
A.电能是二级能源 B.水力是二级能源
C.天然气是一级能源　　 D.焦炉气是一级能源
（ 2）.已知:CH4(g)+2O2(g)=2H2O(l)+CO2(g)，△H=－890.3KJ/mol,1克氢气和1克甲烷分别燃烧后,放出的热量之比约是 ( )
A．1:3.4 　B.1:1.7　 C.2.3:1　　　D.4.6:1
（3）关于用水制取二级能源氢气,以下研究方向不正确的是( )
A．构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质,因此可研究在水不分解的情况下,使氢成为二级能源
B．设法将太阳光聚集,产生高温,使水分解产生氢气
C．寻找高效催化剂,使水分解产生氢气,同时释放能量
D．寻找特殊化学物质,用于开发廉价能源,以分解水制取氢气
14、1gCH4在标准状况下燃烧生成液态水和二氧化碳时，放出55．6KJ热量，则CH4燃烧的热化学方程式是
CH4的燃烧热为 。
15．已知：C的燃烧热为393.5KJ/mol，CO的燃烧热为283.0KJ/mol,则C燃烧生成CO的热化学方程式是
。
16、下列各对酸与碱的中和热大于 57.3KJ/mol的是（ ）
A．盐酸与氢氧化钾 B.氨水与盐酸
C. 醋酸与氢氧化钠 D.硫酸与氢氧化钡
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