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第一课时化学反应与能量变化 2


人有了墙才会倚着,所以不破釜不沉舟不成功。

专题二: 化学反应与能量转化
第二单元
[学习目标]
1、 理解化学反应中能量变化的原因及实质。

化学反应中的热量

命制:黄志华 曹晓莉 校对:王子凯 杨春飞 审核:王志明 穆新平

2、熟练掌握热化学方程式的书写及热量的

计算。 [教学重难点]
热化学方程式的书写;热量的计算。

[课前准备]
钻木取火的发明来源于我国古时的神话传说。燧人氏是传说中发明钻木取火 的人。那你想过没有为什么钻木可以生火呢?火是怎么来的呢?

[新课学习]

一、 化学反应中的热量变化
1、 (1)吸热反应和放热反应
化学反应的特征是 化;许多化学反应的能量变化主要表现为 ①放热反应:把有热量放出的化学反应叫做放热反应。 ②吸热反应:把吸收热量的化学反应叫做吸热反应。 ,同时伴随着 的转 。

∑E(反应物)>∑E(生成物) (2)常见的放热、吸热反应

∑E(反应物)<∑E(生成物)

放热反应:①所有燃烧反应 ②酸碱中和反应 ③金属与酸或水的反应 ④大 多数的化合反应 ⑤浓硫酸、生石灰的溶解。 吸热反应:①以 C、CO、H2 等为还原剂的氧化还原反应 ②铵盐与碱的反应:

Ba(OH)2· 8H2O(s) + 2NH4Cl(s) = BaCl2(aq) +2NH3(g) + 10H2O(l)
1

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③大多数的分解反应 ④电离反应 ⑤硝酸铵的溶解。 2、化学反应中能量变化的实质
化学反应过程中为什么会伴随能量的变化呢?这是由于化学反应过程中 存在化学键的断裂和形成。反应物中旧化学键的断裂,要克服原子间的相互 作用而吸收能量,生成物中新化学键的形成,要释放能量。新化学键形成所 释放的总能量与反应物中旧化学键断裂所吸收的总能量的差就是此反应的 能量变化。 指导阅读:有关化学键键能知识,请同学们自己阅读教材 P36 页相关内 容。 从微观角度来说,吸热反应是断开化学键吸收的能量 学键放出的能量;放热反应是断开化学键吸收的能量 放出的能量。 从宏观角度来说,吸热反应是反应物的总能量 的总能量;放热反应是反应物的总能量 3、反应热表示方法 (1)定义:反应热是表示化学反应过程中放出或吸收的热量。 (2)符号:Δ H (3)单位:kJ.mol-1 (4)计算 Δ H = E(生成物)—E(反应物)或 Δ H =反应物的键能总和 — 生成物的键能总和 若Δ H 增加----吸热-----则用 “ 表示。 (填“+”或“—” ) 例 1、1molC 与 1molH2O(g)反应生成 1molCO(g)和 1molH2(g),需吸收 131.5kJ 的热量,该反应的反应热为△H= 4、热化学方程式: ⑴定义:表明反应所放出或吸收热量的化学方程式,叫做热化学方程式。 例如: CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) 交流与讨论: ①分析上述热化学方程式,说出下列符号的涵义:△H 表 示 示 ②单位一般采用
2

形成化 形成化学键 生成物

生成物的总能量。

” 表示; Δ H 减少-----放热------则用 “



kJ/mol。

△H=-889.6 kJ/mol △H=+178.5 kJ/mol

、 “ - ” 表示 ; 。

、“+”表

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⑵书写热化学方程式的注意事项: ①不需注明反应条件,但要注明反应物和生成物的状态。 (g: 气态 l:液态 s:固态) ; ②△H 表示反应热,“ — ”表示放热,“ + ”表示吸热,单位一般采用 kJ/mol; ③热化学方程式中的系数表示该物质的物质的量,可以取分数,数值与 ΔH 数值要对应; 同时应注明反应时的温度和压强,如不注明则指 25 ℃、101 kPa。 (3)意义:

[练习]
书写下列反应的热化学方程式 1、1molN2(g)与适量 O2(g)反应生成 NO (g),需吸收 68kJ 的热量;

2、2molCu(s)与适量 O2(g)反应生成 CuO(s),放出 314kJ 热量;

3、 1g 硫粉在氧气中充分燃烧放出 9.36kJ 热量, 写出硫燃烧的热化学方程式。

4、拆开 1molH—H 键、1molN—H 键、1molN≡N 键分别需要的能量是 436kJ、 391kJ、946kJ,则 1molN2 生成 NH3 的反应热为 1mol H2 生成 NH3 的反应热为 。 ,

二、 燃料燃烧释放的热量
1、 热值 在一定条件下 相等。 2、燃料燃烧过程放出的热量的大小,取决于反应物的总能量和生成物的总 能量的相对大小,燃料燃烧放出热量的多少,等于形成生成物分子的化学键 放出的总能量和燃烧时断裂反应物分子的化学键吸收的总能量之差。 的物质 燃烧所放出的热量。单位是 kJ/g。 由于不同的燃料热值不同,质量相同的不同燃料,完全燃烧后放出的热量不

[例题]
已知拆开化学键需要消耗能量,形成化学键能够释放能量。下表是有关 “化学键的形成与断裂的相关数据” 。请回答所提问题:
3

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能 量
4H + 2O 吸收能量 KJ 吸热 436 496 463 2H2+O2 放热 KJ 2H2O 反应过程 放出能量 kJ

吸热 1mol 化学键 拆开 H 一 H 或放热

能量/KJ

拆开 O 一 O 吸热 形成 H 一 O 放热 ⑴完成右图数据标注;

⑵写出氢气在氧气中燃烧的热化学方程式。 交流与讨论:燃烧是一种剧烈的氧化反应,那么燃烧的条件是什么?怎样能 使燃料充分燃烧释放更多的能量呢?如果不充分燃烧会有什么危害呢?怎 样合理利用能源呢? 1.燃烧的条件是:① ③ 2.燃料充分燃烧的条件是什么? ① ① ① ;② ;② ;② 3.燃料不充分燃烧会造成怎样的结果? 4.增大燃料与空气接触面积可采取哪些措施? 5.为使燃料充分燃烧,要通入足够多的空气,空气过多行吗? 例题:把煤作为燃料可通过下列两个途径: 途径Ⅰ:C(s)+O2(g)
点燃

;② 。



CO2(g)(放热 Q1J) ,
点燃

途径Ⅱ:①先制水煤气:C(s)+H2O(g)= CO(g)+H2(g)(吸热 Q2J) ②再燃烧水煤气: CO(g)+1/2O2 (g) (共放热 Q3J) 试回答下列问题: ⑴判断两种途径放热大小: 途径Ⅰ放出的热量 或“小于”)途径Ⅱ放出的热量。 ⑵Q1、Q2、Q3 的数学关系式是
4

CO2, H2(g)+1/2O2 (g)

点燃

H2O(g)

(填“大于”、 “等于”

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⑶由于制取水煤气反应里,反应物所具有的总能量 有的总能量,所以反应过程中,反应物应需要 物,因此其反应条件为 ⑷简述煤通过途径Ⅱ作为燃料的意义。 生成物所具 能量才能转化为生成

[巩固练习]
1.吸热反应一定是 A.释放能量 C.储存能量 2.下列反应中一定释放热量的是 A.中和反应 B.化合反应 C.分解反应 3.下列说法正确的是 A.在化学反应中发生物质变化的同时,不一定发生能量变化 B.ΔH >0 表示放热反应,ΔH<0 表示吸热反应 C.ΔH 的大小与热化学方程式中化学计量数无关 D.生成物释放的总能量大于反应物吸收的总能量时,ΔH<0 4、4P(红磷 s) P4(白 s);△H=+17kJ· mol 1,下列推论正确的


( B.需要加热才能发生 D.反应物总能量高于生成物总能量 ( (



) )

D.置换反应

( )

A.正反应是一个放热反应 C.白磷热稳定性比红磷大

B.当 4g 红磷转变成白磷时吸收 17kJ 热量 D.当 lmol 白磷转变成红磷时放出 17kJ 热量
-

5.已知 H2(g) + C12(g) = 2HCl(g);△H=-184.6kJ· mol 1,则反应 HCl(g)= 1/2H2(g) +1/2 Cl2(g)的△H 为 A.+92.3 kJ· mol
-1


-1



B.-92.3 kJ· mol

C.-369.2 kJ· mol-1

D.+184.6 kJ· mol-1 ( C. 450kJ )

6.燃烧 1g 乙炔(C2H2)气体,生成液态水和二氧化碳,放出 50kJ 热量,则燃 烧 3mol 乙炔所放出的热量为 A. 50kJ B. 150kJ 7.写出下列反应的热化学方程式。 ⑴4g 硫粉完全燃烧生成二氧化硫气体,放出 37kJ 热量 _____________________________________________________________ ⑵9g 铝与足量氯气化合生成固体氯化铝,放出热量 274.2kJ ____________________________________________________________ ⑶10g CaCO3 分解吸收热量 17.56kJ
5

D. 3 900kJ

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_____________________________________________________________ 8.在一支试管中放入几小块镁片,把试管放入盛有 25℃的饱和石灰水的烧 杯中,用胶头滴管滴 5ml 盐酸于试管中。试回答下列问题: (提示:Ca(OH)2 的溶解度受温度的影响。 ) ⑴试验中观察到的现象是 ⑵产生上述现象的原因是 ⑶写出有关反应的离子方程式 ⑷在上述试验结束后,将试管取出。在烧杯中放入小烧杯,小烧杯中放入氢 氧化钡晶体和氯化铵晶体的混合物,用玻璃棒搅拌,则试验现象 是 是 6O2(g) 。 6CO2(g) + 6H2O(l);△H=-2 804.6 kJ· mol 1。若每人每天需消


,产生上述现象的原因

9 .人体内葡萄糖氧化作用可以用以下热化学方程式表示: C6H12O6(s) + 耗热量 12558kJ,则每人每天至少需要葡萄糖多少 g。

参考答案 1~6:C、A、D、D、A 、D 7.⑴S(s) + O2(g) = SO2(g) △H=-296kJ· mol
-1 -1 -1

⑵2Al(s) + 3Cl2(g) = 2AlCl3(s) △H=-1645.2kJ· mol

⑶CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) △H= + 175.6kJ· mol

8.⑴试管中产生大量的气泡;烧杯中的石灰水变化浑浊 ⑵金属与酸反应是放热反应;Ca(OH)2 的溶解度随温度升高而减小 ⑶Mg+2H =Mg2 +H2↑;Ca2 +2OH =Ca(OH)2↓
+ + + -

⑷闻到刺激性的氨味,石灰水又变澄清;氢氧化钡和氯化铵反应生成氨 气,是吸热反应 9.806g

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