第一讲 化学反应与能量
[考纲要求] 1.了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。2.了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。 一、化学键与化学反应中能量变化的关系 1．化学反应中的能量变化
(1)化学反应中的两大变化：________变化和__________变化。 (2)化学反应中的两大守恒：________守恒和__________守恒。
(3)化学反应中的能量转化形式：________、光能、电能等。通常主要表现为________的变化。
2.化学反应中能量变化的原因
物质中的原子之间是通过 相结合的，断开反应物中的化学键要 能量；形成生成物中的化学键要 能量。 3.决定化学反应中能量变化的因素
（1）E（吸收） E（释放）——放热反应
E（吸收） E（释放）——吸热反应
（2）∑E（反应物） ∑E（生成物）————放热反应
∑E（反应物） ∑E（生成物）————吸热反应 二、化学能与热能的相互转化 1．两条基本的自然定律
⑴质量守恒定律：自然界中物质发生变化时， 不变。
⑵能量守恒定律：化学能是能量的一种形式，可以转化为 能量， 如转化为 等。 2．吸热反应与放热反应
放热反应 吸热反应 定义 ________热量的化学反应 ________热量的化学反应 反应物具有的总能量____生反应物具有的总能量____生形成原因 成物具有的总能量 成物具有的总能量 生成物成键时释放的总能量生成物成键时释放的总能量与化学键 ____反应物断键时吸收的总____反应物断键时吸收的总的关系 能量 能量 ΔH__0 ΔH__0 表示方法 图示 ①可燃物的燃烧；②酸碱中和反应；③大多数化合反应；④金属跟酸的置换反应；⑤物质的缓慢氧化 ①大多数分解反应； ②盐的水解和弱电解质的电离；③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；④碳和水蒸气、C和CO2的反应 常见反应类型 【思维拓展】
1．“放热反应都不需要加热，吸热反应都需要加热”这种说法对吗？ 2．凡是有能量变化的过程一定发生了化学变化吗？
3．是否存在反应物的总能量等于生成物的总能量的化学反应？为什么？
4．吸热反应（放热反应）与反应物、生成物具有的总能量、化学键强弱有何关系？ 三、焓变、反应热
(1)定义：在________条件下进行的反应的________。 (2)符号：________。
(3)单位：__________或__________。 (4)化学键与化学反应中能量变化的关系 发生化学反应时，断开反应物的化学键要________能量，形成生成物的化学键要________能量，这两个过程中的能量________，因此化学反应中必然伴随着能量的变化。即
①吸热反应完成后体系能量增加，故ΔH＞0，为正值。放热反应完成后体系能量减少，故ΔH＜0，为负值。
②比较反应热(ΔH)的大小时，不要忽视“＋”、“－”号。放热越多，ΔH就越小。 问题思考
1．同质量的硫粉在空气中燃烧和在纯氧中燃烧，哪一个放出的热量多，为什么？ 2．放热反应不需要加热就能反应，吸热反应不加热就不反应，对吗？
3．做实验时，不管吸热反应和放热反应都用到酒精灯，怎样判断该反应是吸热反应还是放热反应？放热反应加热的目的是什么？
四、 热化学方程式 1．概念
表示参与化学反应的物质的____________和________的关系的化学方程式。 2．意义
表明了化学反应中的________变化和________变化。 如：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
－
ΔH＝－571.6 kJ·mol1
表示：2 mol氢气和1 mol氧气反应生成2 mol液态水时放出571.6 kJ的热量。 3．书写
(1)注明反应条件：反应热与测定条件(温度、压强等)有关。绝大多数反应是在25 ℃、101 kPa下进行的，可不注明。
(2)注明物质状态：常用____、____、____、____分别表示固体、液体、气体、溶液。
－
(3)注意符号单位：ΔH应包括“＋”或“－”、数字和单位(kJ·mol1)。
(4)注意守恒关系：①原子守恒和得失电子守恒；②能量守恒。(ΔH与化学计量数相对应) (5)注意特殊反应：
①表示中和热的热化学方程式中，产物H2O的系数必为____。
②表示燃烧热的热化学方程式中，可燃物的系数必为____，且燃烧产物应为________________。
(6)区别普通方程式：一般不注“↑”、“↓”以及“点燃”、“加热”等。 思考：1．书写热化学方程式时，一定要注明反应条件吗？
2．物质的聚集状态与ΔH有什么联系？
3．热化学方程式中的化学计量数表示的意义是什么？使用时需注意什么问题？
4. 反应热的单位kJ/mol 含义是什么？
5. 可逆反应的热化学方程式怎样书写？
五、中和热
1、中和热的定义： 溶液中，酸与碱反应生成 时放出的热量。
2、对中和热的理解:强酸与强碱反应，生成可溶性盐时表示中和热的热化学方程式为：+-H(aq)+OH(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3KJ/mol
所以中和热为定值，为57.3KJ/mol，但当反应中有弱酸或弱碱时，由于弱酸或弱碱的电离需吸收热量，所以生成1molH2O时放出的热量 （填大于、小于、等于）57.3KJ/mol，即反应热ΔH -57.3KJ/mol。当反应中有浓硫酸时，由于浓硫酸溶于水时 热量，所以
生成1molH2O时放出的热量 （填大于、小于、等于）57.3KJ/mol，即反应热ΔH -57.3KJ/mol。 3、中和热的测定 （1）实验装置图
（2）实验用品有：
（3）实验步骤：
①在大烧杯底部垫泡沫或纸条，使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口 。然后，在两烧杯
间填满泡沫或纸条。用塑料板或硬纸板做盖板，在板中间开两个小孔，正好使 和 通过，以达到 的目的。
②用一个量筒量取50 mL 0.50 mol/L盐酸，倒入小烧杯中，并 ，记录下来。然后把温度计上的酸 。
③用另一个量筒量取50 mL mol/L NaOH溶液，并 ，记录下来。
④把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液 倒入小烧杯(注意不要洒到外面)，盖好盖板。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的 温度，记录下来。
⑤重复实验2--4次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。 （4）数据处理：Q=cmΔt= cm（t2-t1）
3
提示：①把实验所用酸碱的密度近似当做1g/cm
0
②近似认为酸碱中和后的溶液的比热容和水相同(4.18J/(g·c) （5）误差分析
①大烧杯上不盖硬纸板，求得的中和热数值 （填偏大、偏小、不变）。 ②使用铁质搅拌棒，求得的中和热数值 （填偏大、偏小、不变）。
③测量盐酸的温度计没有冲洗就测氢氧化钠的温度，求得的中和热数值 。
④倒入氢氧化钠时，有少量液体溅出，求得的中和热数值 （填偏大、偏小、不变）。 【思维拓展】：
1、实验中为什么采用稀的强酸、强碱溶液？ 2、为什么碱的浓度要稍大于酸？反过来可以吗？
3、在上述实验中，若改用60 mL 0.50 mol/L盐酸跟50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液进行反应，
与上述实验相比，所放出的热量_ （填“相等”“不相等”），所求中和热 （填“相等”“不相等”）。
若用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值_ ；用50 mL 0.50 mol/L NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会 _．（均填“偏大”“偏小”“无影响”）
4、 要想提高中和热测定的准确性，实验应注意什么？ 六、燃烧热
1.定义：101KPa时， 纯物质完全燃烧生成 的氧化物时所放出的热量。 2.对燃烧热的理解
（1）条件： （2）规定的量：
（3）生成物： 如：C→ H→ S→ （4）单位： (5)有无“+”“-”号：
（6）表示燃烧热的热化学方程式的书写要求：
①可燃物的物质的量为 mol ②生成物为 的氧化物 【练习1】 已知：2CO(g)+ O2(g)=2CO2(g) ΔH= —566.0kJ/mol，
则表示CO燃烧热的热化学方程式为 。 【练习2】已知
则氢气的燃烧热为
（7）区分燃烧热、反应热、反应放出的热量
已知：CH4(g)+2O2(g)= CO2(g) +2H2O(l) ΔH= —890.31kJ/mol
则该反应的反应热（ΔH）为： CH4的燃烧热为： 燃烧1mol CH4放出的热量为： 。 七、有关燃烧热的计算
例1.乙醇的燃烧热ΔH= —1366.8 kJ/mol，在250C、101KPa时，1Kg乙醇完全燃烧放出多少热量？
例2完全燃烧多少摩H2使生成液态水，才能得到1000KJ热量？（氢气的燃烧热为285.8kJ/mol）
例3 4.0g硫粉在氧气中完全燃烧生成SO2，放出37KJ热量，计算硫的燃烧热。
八、盖斯定律
1.内容：化学反应不管是一步完成还是几步完成，其反应热是相同的，也就是说，化学反应的反应热只与反应的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与具体的反应进行的途径无关。如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热和该反应一步完成的反应热相同，这就是盖斯定律。
