化学反应与能量变化 化学反应中的热效应

③ C2H5OH(l) + 3 O2(g) ==== 2 CO2(g) + 3 H2O(l) ΔH3=-1370 kJ·mol-1
试计算④ 2CO(g)＋ 4 H2(g)==== H2O(l)＋ C2H5OH(l) 的ΔH
④ = ①×2 + ②×4 - ③ 所以，ΔH＝ΔH1×2 ＋ΔH2×4 －ΔH3
吸热反应 大多数分解反应 C+CO2 C+H2O Ba(OH)2+NH4Cl Ca(OH)2+NH4Cl
一、化学反应的焓变 4、热化学方程式 能表示反应热的化学方程式叫做热化学方程式。它不仅表明 了化学反应中物质的变化，也表明了化学反应中能量的变化。
H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ∆ H= -184.6 kJ·mol-1 CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ∆ H = -890.3 kJ·mol-1 NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ∆ H = -57.3kJ·mol-1
（2）N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(g) △H2=-534.4kJ·mol-1
（3）N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l) △H2=-534.4kJ·mol-1
（4）N2H4+O2==N2+2H2O △H2=-534.4kJ·mol-1 状态
（5）1/2N2H4(g)+1/2O2(g)==1/2N2(g)+H2O(g) △H2=-267.2kJ·mol-1
2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l) △H＝－b kJ·mol－1
H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(g) △H＝－c kJ·mol－1
A．a＞b，b＝2c
B．a＝b＝c
C．a＜b，a＝2c
D．无法比较
3、已知键能: N≡N 946KJ/mol, H-H 436KJ/mol, H-N 391KJ/mol，写出合成氨反应的
2、焓变： 在恒温、恒压的条件下，化学反应过程中 吸收或释放的热量称为反应的焓变。
符号： ∆H
单位： kJ·mol-1
规定： 当∆H为“－”（ ∆H<0）时，为放热反应； 当∆H为“＋”（ ∆H>0）时，为吸热反应。
一、化学反应的焓变 3、常见放热反应和吸热反应 放热反应
所有燃烧反应 酸碱中和反应 金属与酸（水）的反应 铝热反应 大多数化合反应
热化学方程式： ____________________________________
课堂练习
高温 4、将煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)＋H2O(g) ===== CO(g)＋H2(g)； C(s)、 CO(g)
和H2(g)完全燃烧的热化学方程式为
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
2020
专题1 化学反应与能量变化
第一单元 化学反应中的热效应
苏教版 《化学反应原理》
发热包的主要成分是:碳酸钠、 焙烧硅藻土、铁粉、铝粉、焦 炭粉、活性炭、盐，生石灰。
发热原理：石灰发热包当中的 氧化钙遇水生成氢氧化钙时会 释放大量热并产生水蒸气，从 而煮熟食物。
一、化学反应的焓变
1、反应热：当反应物和生成物具有相同温度时，化学 反பைடு நூலகம்过程中吸收或释放出的热量。
ΔH
A
B
徒步登泰山
乘缆车上泰山
ΔH1
ΔH2
C
△H＝△H1+△H2
化学反应的焓变（ΔH）只与反应体系的始态和终态有关， 而与反应的途径无关。
二、反应热的计算
已知在298K时，C（石墨）、CO（g）完全 燃烧的热化学方程式如下： C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5kJ·mol-1 ① CO(g)+1/2O2(g)= CO2(g) ΔH2=-283.0kJ·mol-1 ② 运用盖斯定律计算反应C(s)+1/2O2(g)=CO(g) 的焓变ΔH3
一、化学反应的焓变
热化学方程式书写注意事项：
(1) 应指明反应的温度、压强，如是在25 ℃、101 kPa下进行的， 可不注明。 (2)注明物质聚集状态：常用s-固体、l-液体、g-气体、aq-溶液。
(3) 在热化学 方程式 后面要 注明 ΔH 的 正 负 号 、 数 值和 单 位
(kJ·mol－1)。 (4) 一般不注“↑”、“↓”以及“点燃”、“加热”等。
二、反应热的计算
2、盖斯定律的应用
例3：发射卫星用N2H4（肼）为燃料，NO2为氧化剂，两者反应生 成N2和液态水，已知： N2(g)+2O2(g)==2NO2(g) △H1=+67.2kJ·mol-1 ① N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l) △H2=-534kJ·mol-1 ② ×2 假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应的热化学方程式。
ΔH＝（436kJ·mol-1＋243kJ·mol-1）－ 431kJ·mol-1×2＝－183kJ·mol-1
ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能
例2：通常把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量
化学键的强弱，也可用于估算化学反应的反应热(ΔH)，化学反应的ΔH等于反应中断裂旧
二、反应热的计算
CO(g)
Δ H3
ΔH2
C(s) ΔH1
Δ H1= Δ H2+ Δ H3
CO2(g)
二、反应热的计算
C(s)+O2(g)==CO2(g) -) CO(g)+1/2O2(g)==CO2(g)
△H1＝-393.5 kJ·mol-1 ① △H2＝-283.0 kJ·mol-1 ②
C(s)+1/2O2(g)==CO(g) △H3＝？
1 mol C(s)完全燃烧放出的热量多。甲同学据此认为“煤转化为水煤气可以使
煤燃烧放出更多的热量”；乙同学根据盖斯定律做出下列循环图：
并据此认为“煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与 煤直接燃烧放出的热量相等”。 分析：甲、乙两同学观点正确的是_____(填“甲” 或“乙”)；判断的理由是 ____________________________________。
一、化学反应的焓变 热化学方程式书写注意事项：
(5)注意热化学方程式的化学计量数 热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物 质的物质的量，可以是整数，也可以是分数。且化学计量数
必须与ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。
H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g) △H=－241.8kJ·mol-1 2H2(g)+O2(g)==2H2O(g) △H=－483.6kJ·mol-1 H2O(g) == H2(g)+1/2O2(g)△H= +241.8kJ·mol-1
∴△H3 = △H1－ △H2 = -393.5 kJ·mol-1 －(-283.0 kJ·mol-1) = -110.5 kJ·mol-1
二、反应热的计算 盖斯定律的计算要注意：
①写出目标方程式； ②找出目标方程式中各物质出现在已知方程式的位置； ③明确化学计量数； ④明确加减法（相同位置的用加，不同位置的用减）。
② ×2 - ①
ΔH＝ΔH2×2 －ΔH1
2 N2H4(g)+ 2NO2(g)== 3N2(g)+4H2O(l) △H=-1135.2kJ·mol-1
二、反应热的计算
例4： 已知 ① CO(g) + 1/2 O2(g) ====CO2(g)
ΔH1= －283.0 kJ·mol-1 ×2
② H2(g) + 1/2 O2(g) ====H2O(l) ΔH2= －285.8 kJ·mol-1 ×4
课堂练习
1、下列反应既属于氧化还原反应，又属于放热反应的是（ ）
A．锌粒和稀硫酸反应
B．灼热的木炭与CO2反应
C．甲烷在空气中燃烧的反应
D．Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应
2、在同温同压下，下列三个反应放出的热量分别以a、b、c表示，则a、b、c的关系
为（ ）
2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g) △H＝－a kJ·mol－1
宏观： 反应物和生成物所具有的总能量不同。
微观： 旧的化学键断裂时所吸收的能量与新的化学键 形成时所放出的能量不同。
一、化学反应的焓变
反应物分子断键时吸收的能量 < 生成物分子成键时释放的能量 放热反应
反应物分子断键时吸收的能量 > 生成物分子成键时释放的能量 吸热反应
一、化学反应的焓变
化学键断裂时 吸收总能量= 436kJ＋243kJ 化学键形成时 放出总能量= 431kJ×2
热ΔH为
。
解析 SiCl4、H2和HCl分子中共价键的数目容易计算，而产物硅属于原子晶体，根据原子
晶体的结构，1 mol晶体硅中所含的Si—Si键为 2 mol，即制取高纯硅反应的反应热ΔH＝
4×360 kJ·mol－1＋2×436 kJ·mol－1－(2×176 kJ·mol－1＋4×431 kJ·mol－1) ＝＋236 kJ·mol－1 。
一、化学反应的焓变
1mol是32g, 放出的热量为
534.4kJ
例1：发射卫星时可用肼（N2H4）作燃料，已知在298K时1g肼 气体燃烧生成氮气和水蒸气，放出16.7kJ的热量。请观察并判
断下列肼燃烧的热化学方程式是否正确。
（1）N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(g) △H2=534.4kJ·mol-1
一、化学反应的焓变 5、能量变化的原因 化学反应中为什么会有能量的变化？
宏观： 反应物和生成物所具有的总能量不同。
一、化学反应的焓变
能 量
反应物
能 量
生成物
放热
△H＜0
吸热
△H＞0
生成物 反应过程
反应物 反应过程
ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量
一、化学反应的焓变 5、能量变化的原因 化学反应中为什么会有能量的变化？
＝－283.2 kJ·mol-1 ×2 －285.8 kJ·mol-1 ×4 ＋1370 kJ·mol-1 ＝－339.2 kJ·mol-1
课堂小结
1、了解化学反应中能量转化的原因及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、放热反应和反应热 、焓变等概念。 3、了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。 4、理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。
二、反应热的计算
【思考】C(s)+1/2O2(g)=CO(g) △H=？
能直接测定吗？为什么？ 在众多的化学反应中，有些反应的速率很慢，有 些反应同时有副反应，还有些反应在通常条件下不易 直接进行，直接测定这些反应的热效应很困难。
二、反应热的计算 1、盖斯定律：
一个化学反应，不论是一步 完成，还是分几步完成，只要始态 和终态完全一致，其总的热效应是 完全相同的。
化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。下面列举了一些化学键的键能 数据，供计算使用:
化学键
Si—O Si—Cl H—H H—Cl Si—Si Si—C
键能/kJ·mol－1
460
360 436 431 176
347
工业上的高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(g)，该反应的反应
请回答：(1)根据以上数据，
H2(g)＋12O2(g)===H2O(g) ΔH＝－242.0 kJ·mol－1 写出C(s)与水蒸气反应的热
CO(g)＋12O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283.0 kJ·mol－1 化学方程式：___________
(2)比较反应热数据可知，1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和比