第二节　资源综合利用　环境保护特级教师教学实录

【教总46】第一章

化学反应与能量变化

第一节

化学反应与能量变化

主备人：杨海青

审核人：彭主瑞

【课标要求】

1．了解化学反应中的能量变化、吸热反应、放热反应、反应热、燃烧热、中和热等概念。

2．掌握热化学方程式的含义，正确书写热化学方程式。

3．掌握有关燃烧热的简单计算。

4．初步了解新能源的开发。

【考点1】化学反应中能量变化的理解

1、从化学键角度理解

化合物里的原子或离子之间通过________相结合。

化学反应可以理解为旧键的断裂和新键的形成。

化学键是原子间一种强烈的相互作用，被打断时，要从外界吸收能量。

相应的，新键形成时，要向外界放出能量。

若旧键断裂时吸收的能量，大于新键形成时放出的能量，显然该反应为_________ 若旧键断裂时吸收的能量，小于新键形成时放出的能量，则该反应为_________ 任何化学反应，都伴随能量的变化，这种能量变化包括多种形式，主要以______形式体现。

2、从能量守恒角度理解

任何物质有含有一定的能量，

若反应物的能量比生物的能量少，根据能量守恒，多的那部分能量只能从外界吸收，反应为吸热反应，反之为放热反应。

换句话说，对于一个吸热反应，反应物的能量加上从外界吸收的能量，应该等于生成物的能量，放热反应同理。

如：2H2 + O2 = 2H2O （放出Q kJ热量）

2H2O = 2H2 + O2

（吸收Q kJ热量）

2H2+ O22H2+ O2

+Q-Q

2H2O2H2O

从能量守恒的角度来看，

2H2 + O2

– Q = 2H2O

2H2O + Q = 2H2 + O2

整理后如下：

2H2 + O2 = 2H2O + Q

2H2O = 2H2 + O2 – Q 【思考】在同温、同压下，比较下列反应放出热量Q1、Q2的大小

①2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) + Q1

③C(s) + 1/2O2(g) = CO(g) +Q1

2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) + Q2

C(s) +

O2(g) = CO2(g) + Q2

②S(g) + O2(g) = SO2(g) + Q1

④H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) + Q1

S(s) + O2(g) = SO2(g) + Q2

1/2H2(g) + 1/2Cl2(g) =

HCl(g) + Q2

3、常见放热反应、吸热反应

常见放热反应：①大多数化合反应

常见吸热反应：①大多数分解反应

②所有的燃烧反应

②盐类的水解

③酸碱中和反应

③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应

④金属与酸反应

4、吸热与加热

需要加热的反应不一定是吸热反应，不需要加热的反应也不一定就是放热反应。

1

化学反应时吸热还是放热与是否需要加热无关

5、反应与过程

注意区别反应与过程。

我们这里的反应特指化学反应。

而过程有很多种，包括物理过程，化学过程（即化学反应）等

如液态水蒸发为水蒸气需要吸热，这是一个物理过程，不是吸热反应

【考点2】反应热

在化学反应中放出或吸收的热量，通常叫做________

E2

E3

E1

上图中，E1为反应物所含有的能量，E3为生成物含有的能量

反应时，旧键断裂，物质从外界吸收能量（E2

–E1）--------------即反应物键能之和

新键形成，物质向外界放出能量（E2

– E1）-------------即生成物键能之和

可以看出，这里给出的是一个吸热反应的图像，请大家在其右侧画出放热反应的图像。

1、

从化学键角度

从化学键角度，反应的能量变化应该等于：“旧键断裂时吸收的能量”与“新键形成时放出的能量”之差，即

（E2

–E1）－(E2

– E3）

对于任何反应，规定：

反应热

= 反应物键能之和

—

生成物键能之和

2、

从能量守恒角度

从能量守恒角度，反应的能量变化应该等于反应物与生成物能量之差，即E3

－E1

对于任何反应，规定：

反应热

= 生成物的能量

—

反应物的能量

【注意】：虽然两种角度计算方式不同，但结果相同，都是E3

－E1 我们将物质自身含有的能量称为焓

（*严格来讲，焓的概念比较复杂，为了理解方便，这里我们暂且这么说也无妨）

焓的符号_________，单位_________，这样，我们就可以将反应热表示为：“△H”，

【思考】：放热反应，△H_____0, 例：填写下表

判断依据

放热反应

吸热反应

吸热反应，△H_____0 反应物总能量与生成物E反应物

____E生成物

总能量的相对大小

E反应物_____E生成物

与化学键的关系

生成物分子成键时释放出生成物分子成键时释放出的总的总能量____反应物分子能量_____反应物分子断裂时断裂时吸收的总能量

吸收的总能量

ΔH的符号

ΔH_____0 (______) ΔH_____ 0 (______)

3、

kj / mol 如果说“kj”是能量的单位，好理解，那么这里的“/mol”是什么意思呢？

2

△H既然是反应热（化学反应中能量的变化）的符号，它的单位应该是kj才对，为什么要加上“/mol”呢？

这里的“/mol”，是指“1mol反应”。

何谓“1mol反应”？

以

H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g)

和

1/2H2(g) + 1/2Cl2(g) =

HCl(g)

为例

对于前者，1mol反应是指1molH2和1molCl2完全反应生成2mol HCl 对于后者，1mol反应是指1/2 mol H2和1/2 mol Cl2 完全反应生成1mol HCl 相信大家都能看出来了，所谓1mol反应，简单点说就是方程式中各物质的系数就是各自参加反应的物质的量。上述两个方程式，在以往看来没有什么差别，但在热化学中，代表却是两个不同的情况。

【考点3】燃烧热

什么是燃烧热？是不是物质燃烧放出的热量就叫燃烧热呢？

在25℃,101 kPa时，1 mol 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。

在理解物质燃烧热的定义时，要注意以下几点：

①研究条件：

25℃

,101 kPa ②反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物。

③燃烧物的物质的量：1 mol ④研究内容：放出的热量。（ΔH<0，单位kJ/mol）

⑤在未有特别说明的情况下，外界压强一般指25℃

,101 kPa. 【考点4】中和热

什么是燃烧热？是不是物质燃烧放出的热量就叫燃烧热呢？

在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1 mol水时的反应热叫做中和热．

在理解物质燃烧热的定义时，要注意以下几点：

①必须是酸和碱的稀溶液，因为浓酸溶液和浓碱溶液在相互稀释时会放热．

②强酸和强碱的稀溶液反应才能保证H＋(aq)＋OH－(aq)====H2O(l) 中和热均为57．3 kJ/mol，

而弱酸或弱碱在中和反应中由于电离吸收热量，其中和热小于57．3 kJ/mol；

③以生成1 mol水为基准．

中和热测定实验：

实验步骤

（1)往小烧杯中加入50 mL 0.50 mol/L的盐酸，并用温度计测量盐酸的温度。

(2)用量筒量取50 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液，并测量其温度。

(3)将NaOH溶液迅速倒入小烧杯中，盖好盖板，

并用

轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度。

(4)重复实验2～3次。

注意事项

(1)碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是

。

(2)为保证酸、碱完全中和，常使

稍稍过量。

(3)实验中若使用弱酸或弱碱，会使测得数值

。

3

【教总47】热化学方程式的书写方法和应用

主备人：李花

审核人：彭主瑞

【复习】什么是化学反应热？如何表示？如何准确地描述物质间的化学反应及其能量变化？

【阅读】阅读教材相关内容，思考下列问题：

1、

什么是热化学方程式，有何意义？书写步骤？

2、

书写热化学方程式为什么要注明物质的状态？

3、

化学计量数与△H的关系？

一、热化学方程式

1、热化学方程式定义：表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式，叫热化学方程式。

2、意义：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能量变化。

3、书写步骤：

（1）写出化学方程式；

（2）标明各物质的聚集状态；（气体g ，液体l ，固体s ，溶液aq ）

（3）注明反应的温度和压强（中学阶段可不特别注明）；

（4）写出△H的值并标明“+”与“-”；

（5）检查化学计量数和△H值是否对应。

化学计量数与△H的关系：热化学方程式中，物质前的化学计量数不表示分子个数。因此它可以是整数，也可以是分数，对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其△H也不同。

例如：

H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）；

△H= -184.6KJ/mol 1/2 H2（g）+1/2Cl2（g）=HCl（g）；△H= -92.3KJ/mol 2

H2（g）+O2（g）=2H2O（g）；

△H= -483.6KJ/mol

H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g）；

△H= -241.8KJ/mol 规律：

1、

△H与化学计量数成正比；

2、

无论化学计量数怎么变，△H的单位都规定为KJ/mol。

【练习】书写热化学方程式：课本第6页，课后习题第3题

【思考】H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g）；△H= 241.8KJ/mol，热化学方程式有什么含义？

【分析】例如：H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g）；△H= 241.8KJ/mol，表示1mol气态H2和1/2molO2反应生成1mol水蒸气，放出241.8KJ的热量。（在101Kpa，25℃时）

【练习】1、已知C（s）+O2（g）=CO2（g）；△H= -393.5KJ/mol H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g）；△H=- 241.5KJ/mol 欲得到相同热量，需充分燃烧C和H2的质量比约为

（

）

A、12：3.25

B、3.25：12

C、1：1

D、6：1

4

2、已知两个热化学方程式

2 H2（g）+O2（g）=2H2O（l）；△H= -571.6KJ/mol

C3H8（g）+5O2（g）=3CO2+4H2O；△H= -2220KJ/mol

实验测得H2和C3H8的混合气体共5mol，完全燃烧时放热3847KJ，则混合气体中H2和C3H8的体积比是

（

）

A、1：3

B、3：1

C、1：4

D、1：1 二、中和热

1、定义：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1 mol水时的反应热叫做中和热．

2、在理解物质燃烧热的定义时，要注意以下几点：

①必须是酸和碱的稀溶液，因为浓酸溶液和浓碱溶液在相互稀释时会放热．

②强酸和强碱的稀溶液反应才能保证H＋(aq)＋OH－(aq)====H2O(l) 中和热均为57．3 kJ/mol，

而弱酸或弱碱在中和反应中由于电离吸收热量，其中和热小于57．3 kJ/mol；

③以生成1 mol水为基准．

中和热测定实验：

1、

实验步骤

（1)往小烧杯中加入50 mL 0.50 mol/L的盐酸，并用温度计测量盐酸的温度。

(2)用量筒量取50 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液，并测量其温度。

(3)将NaOH溶液迅速倒入小烧杯中，盖好盖板，

并用

轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度。

(4)重复实验2～3次。

2、注意事项

(1)碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是

。

(2)为保证酸、碱完全中和，常使

稍稍过量。

(3)实验中若使用弱酸或弱碱，会使测得数值

。

1．在测定中和热的实验中，使用下列用品不是为了减小实验误差的是

A．碎泡沫塑料

B．环形玻璃棒

C．底部垫纸条

D．两个量筒

2．含Ba（OH）2 1 mol的稀溶液与足量稀盐酸反应，放出114．6 kJ的热量，表示该反应中和热的热化学方程式正确的是

A．Ba（OH）2（aq）＋2HCl（aq）===BaCl2（aq）＋2H2O（l）；ΔH=－114．6 kJ/mol B．Ba（OH）2（aq）＋2HCl（aq）===BaCl2（aq）＋2H2O（l）;ΔH=＋114．6 kJ/mol 11Ba（OH）2（aq）＋HCl（aq）=== BaCl2（aq）＋H2O（l）；ΔH=－57．3 kJ/mol 2211D．Ba（OH）2（aq）＋HCl（aq）= BaCl2（aq）＋H2O（l）；ΔH=＋57．3 kJ/mol 22C．3．下列实验都需要使用温度计，其中水银球应悬空在反应的溶液中的是

A．苯和硝酸的反应制硝基苯

B．中和热的测定

C．混合液的蒸馏

D．浓H2SO4与乙醇反应制乙烯

4、了测其酸碱反应的中和热，计算时至少需要的数据是

①酸的浓度和体积

②碱的浓度和体积

③比热容

④反应后溶液的质量

⑤生成水的物质的量

⑥反应前后浓度变化

⑦操作所需的时间

A．①②③⑥ B．①③④⑤

C．③④⑤⑥

D．全部

－1－15、0．5 mol·L NaOH溶液分别与0．5 mol·L的盐酸、醋酸溶液反应，且所取的溶液体积均相等，测出的中和热数值分别为ΔH1和ΔH2，则ΔH1和ΔH2两者的关系正确的是

A．ΔH1＞ΔH2

B．ΔH1=ΔH2

C．ΔH1＜ΔH2

D．无法比较

5