化学反应中的能量关系4
化学反应中的能量变化与平衡
化学反应中的能量变化与平衡化学反应是物质转化过程中发生的能量变化的重要表现形式之一，同时也与化学平衡密切相关。
本文将探讨化学反应中的能量变化与平衡之间的关系，以及如何应用这些原理。
一、反应热和焓变在化学反应中，能量的变化通过反应热来衡量。
反应热是指在恒定压力下，物质发生化学反应时释放或吸收的热量。
反应热可分为放热反应和吸热反应。
放热反应是指在反应过程中物质释放热量，从而使周围温度升高。
一般来说，燃烧反应都属于放热反应。
例如，燃烧木材时，木材中的化合物与氧气反应，释放出大量的热量和光能。
吸热反应则是指在反应过程中物质吸收热量，导致周围温度下降。
典型的例子是氨和水之间的反应。
氨和水反应会吸热，使反应容器周围的温度降低。
为了描述物质在化学反应中释放或吸收的热量，引入了焓变概念。
焓变（ΔH）是指物质在定压下发生化学反应时释放或吸收的热量变化。
焓变为负值表示放热反应，为正值则表示吸热反应。
例如，当燃烧一摩尔的乙醇时，释放的热量为-1367千焦，因此焓变（ΔH）为-1367千焦。
二、能量守恒定律与反应热的变化化学反应中的能量变化符合能量守恒定律。
根据能量守恒定律，能量既不能被创造也不能被破坏，只能从一种形式转化为另一种形式。
在化学反应中，所释放或吸收的能量来自于反应物中的化学键的形成或解离。
反应热的变化可通过反应物和生成物之间化学键的形成或解离来解释。
在放热反应中，化学键的形成释放出能量，而在吸热反应中，化学键的解离吸收外界的能量。
反应热的变化可用以下方程表示：反应热 = 结合能 - 解离能结合能为化学键形成释放的能量，解离能为化学键解离吸收的能量。
三、平衡态与热力学平衡常数在化学反应中，当反应物被完全转化为生成物时，反应达到平衡态。
平衡态时，反应物和生成物的浓度保持不变，但反应仍在继续进行，而正反应的速率相等。
平衡态的研究需要引入热力学平衡常数（K）。
热力学平衡常数是一个定量描述平衡态的物理量，它的值与温度有关。
化学反应中的能量变化：内能焓与热容
化学反应中的能量变化：内能焓与热容化学反应中的能量变化：内能、焓与热容在化学反应中，物质发生变化时伴随着能量的转化和释放。
能量的变化是化学反应中重要的研究内容之一，它揭示了化学反应的动力学特征和热力学规律。
本文将介绍化学反应中的能量变化，重点讨论内能、焓与热容的概念、计算方法和实际应用。
一、内能（U）内能是指物质微观粒子的动能和势能之和，是描述系统热力学状态的重要参量。
化学反应中的内能变化可以通过实验测定或计算得到。
根据能量守恒定律，反应过程中的能量转化可表达为以下方程式：ΔU = Q - W其中，ΔU表示内能变化；Q表示系统与外界间的热量交换；W表示系统与外界间的功交换。
当Q和W都为正值时，系统吸热和做功；当Q和W都为负值时，系统放热和受到外界做功；当Q和W一正一负时，系统既吸热又放热，或既做功又受到外界做功。
内能是一个状态函数，与路径无关，只与起始状态和结束状态有关。
二、焓（H）焓是指在恒压条件下，系统与外界之间进行的热量变化，常用符号H表示。
在化学反应中，若反应为恒压反应，内能变化和焓变之间存在以下关系式：ΔH = ΔU + PΔV其中，ΔH为焓变；ΔU为内能变化；PΔV为压力与体积间的做功。
当ΔH为正值时，化学反应为吸热反应，系统获取热量；当ΔH为负值时，化学反应为放热反应，系统释放热量。
与内能不同，焓是一个状态函数，在化学反应中常用来表示反应的热力学性质。
三、热容（C）热容是指物质吸热或放热时温度变化的量度，常用符号C表示。
热容可分为恒容热容（Cv）和恒压热容（Cp）。
恒容热容指的是在等体积条件下，物质对热量的吸收或释放所引起的温度变化；恒压热容指的是在等压条件下，物质对热量的吸收或释放所引起的温度变化。
热容与物质的性质有关，同一物质在不同的物理状态下具有不同的热容。
热容可用于计算物质的温度变化和热量变化之间的关系，符合以下公式：Q = CΔT其中，Q表示吸热或放热的热量；C表示热容；ΔT表示温度变化。
化学反应与能量知识点总结
化学反应与能量知识点总结一、化学反应与能量变化的关系化学反应过程中，不仅有物质的变化，还伴随着能量的变化。
能量变化通常表现为热量的变化，有时也会以光能、电能等形式表现出来。
从化学键的角度来看，化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成。
旧键断裂需要吸收能量，新键形成会释放能量。
如果反应物总能量高于生成物总能量，反应就会放出能量；反之，如果反应物总能量低于生成物总能量，反应则需要吸收能量。
例如，燃烧反应一般都是放热反应，因为燃料和氧气的化学键断裂所吸收的能量小于燃烧产物化学键形成所释放的能量。
而像碳酸钙高温分解这样的反应则是吸热反应，因为分解所需的能量大于生成的氧化钙和二氧化碳形成新键释放的能量。
二、常见的吸热反应和放热反应1、吸热反应（1）大多数分解反应，如氯化铵受热分解。
（2）一些需要持续加热才能进行的反应，比如碳和二氧化碳在高温下反应生成一氧化碳。
（3）以碳、氢气、一氧化碳为还原剂的氧化还原反应，例如氢气还原氧化铜。
2、放热反应（1）所有的燃烧反应，如甲烷的燃烧。
（2）酸碱中和反应，比如盐酸和氢氧化钠的反应。
（3）金属与酸的置换反应，例如锌与稀硫酸反应生成氢气。
（4）大多数化合反应，比如二氧化硫和氧气生成三氧化硫。
三、反应热反应热是指化学反应在一定条件下放出或吸收的热量。
通常用符号ΔH 表示，单位是 kJ/mol。
如果ΔH 为正值，表示反应吸热；如果ΔH 为负值，表示反应放热。
例如，对于反应 H₂(g) ＋ Cl₂(g) ＝ 2HCl(g)，ΔH ＝－1846 kJ/mol，表示每生成 2 mol HCl 气体，放出 1846 kJ 的热量。
四、热化学方程式热化学方程式是表示化学反应与反应热关系的化学方程式。
它不仅表明了化学反应中的物质变化，还表明了能量变化。
热化学方程式与普通化学方程式的区别在于：1、要注明反应的温度和压强（如果是在 25℃、101 kPa 下进行的反应，可以不注明）。
选修4化学反应中的能量变化
第三节化学反应中的能量变化一、反应热1、定义：在化学反应过程中放热或吸收的热能2、表示方法：放热反应，ΔH<0；吸热反应，ΔH>03、燃烧热：在101kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量4、中和热：①定义：在稀溶液中，酸跟碱发生反应生成1molH2O时的反应热②强酸和强碱反应的中和热为：H+（aq）+OH-(aq)== H2O（l）；ΔH=-57.3k J/mol③弱酸弱碱电离要消耗能量，中和热ΔH>-57.3k J/mol二、化学反应的热效应1、常见的放热反应①金属置换水中或酸中氢的反应②酸碱中和反应③燃料的燃烧反应④易爆物的爆炸反应⑤大多数的化合反应2、常见的吸收能量的反应①氢氧化钡晶体【Ba（OH）2·8H2O】与氯化铵固体的反应②碳与水的反应，灼烧的碳与CO2反应③氢气与碘单质的化合反应④大多数分解反应⑤弱电解质的电离三、注意正确区分“中和热化学方程式”与“中和的热化学方程式”；“燃烧热化学方程式”与“燃烧的热化学方程式”。
四、热化学方程式热化学方程式的书写⑴ΔH只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边，并用“；”隔开。
若为放热反应，ΔH为“-”；若为吸热反应，ΔH为“+”。
ΔH的单位一般为k J/mol⑵反应热ΔH与测定条件（温度、压强等）有关。
因此书写热化学方程式时应注明ΔH的测定条件。
绝大多数ΔH是在25℃、1.01×105Pa下测定的，可不注明温度和压强。
⑶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，并不表示物质的分子或原子数。
因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。
⑷反应物和产物的聚集状态不同，反应热数值以及符号都可能不同。
因此，必须著名物质的聚集状态（s、l、g）才能完整地体现出热化学方程式的意义。
热化学方程式中不用“”和“”。
不用“”而用符号“===”表示。
⑸热化学方程式是表示反应已完成的数量。
化学反应中的能量关系
1.2.3标准摩尔反应焓变及其计算
标准摩尔反应焓变
标准态
物质
标准态
气体 标准压力(p =100kPa)下纯气体
液体
标准压力(p =100kPa)下
固体
纯液体、纯固体
溶液中 标准压力(p )下质量摩尔浓度为 的溶质 1mol·kg-1(近似为1mol·L-1)
标准摩尔生成焓
4. 正、逆反应的Qp的绝对值相同, 符号相反
H。gO(s)
Hg(l) +
12→OH2g(g()l)→+ H12 gOO2((gs))
rHm = 90.83 kJ·mol-1 rHm = -90.83 kJ·mol-1
1赫.4斯.2反(H应es热s)定和律反应焓变
在等温等压条件下，体系不做非体积功, 则反
应热只取决于反应的始态和终态，而与变化过
程的具体途径无关。
应即用一个赫化斯学定反律应不如果仅分可几计步算完某成些，则等总压反反应
的应反热应热，等而于且各可步计反应算的难反以应或热无之法和。用实验 测C定(s的) 反+ O应2热(g)。 rHm CO2(g)
H1
CO(g)
+
1 2
O2(g)
H2
rHm= H1+ H2 H1 = rHm-kJ·mol-1
-11.3
解: 计算fHm(CuO,s)
Cu(s) + ½O2(g) → CuO(s)
(2)式2=(3)式 2CuO(s)+2Cu(s)→2Cu2O(s)
(3)式+(1)式=(4)式 2Cu(s)+O2(g)→2CuO(s)
序号 例2
反应
化学反应中的能量关系
化学反应中的能量关系
说明：
反应物总能量：在化学反应开始之前，所有参与反应的物质的能量总和。
生成物总能量：在化学反应结束后，所有生成的物质的能量总和。
反应热（ΔH）：反应物总能量与生成物总能量之差，表示反应是放热还是吸热。
如果ΔH为负，则反应是放热的；如果ΔH为正，则反应是吸热的。
键能：化学键形成或断裂时涉及的能量。
键能越大，表示化学键越稳定。
活化能：反应物达到活化状态所需的能量，是反应进行的一个关键能量障碍。
焓变（ΔH°）：在标准状态下（即特定温度、压力和浓度），反应热的变化量。
熵变（ΔS）：反应过程中系统的无序度或混乱度的变化。
如果ΔS为正，表示系统变得更加混乱；如果ΔS为负，表示系统变得更加有序。
自由能变化（ΔG）：反应在恒温恒压下进行的自发性指标。
如果ΔG为负，则反应在给定条件下是自发进行的；如果ΔG为正，则反应不是自发进行的。
化学反应中的焓变和能量变化
化学反应中的焓变和能量变化化学反应是物质之间发生的变化过程，其中伴随着焓变和能量变化。
焓变是指化学反应中发生的能量变化，它可以使系统释放或吸收能量。
本文将深入探讨化学反应中的焓变和能量变化。
1. 焓变的定义及计算方法焓变（ΔH）可以理解为热变化，是指在等温条件下，系统在化学反应中吸热或放热的量。
焓变可以通过测量反应前后物质的热容和温度变化来计算，计算公式如下：ΔH = ∑(n_i*H_i)其中，ΔH为焓变，n为反应物或生成物的摩尔数，H为摩尔焓。
2. 焓变的正负及其含义焓变的正负表明了化学反应释放热量还是吸收热量。
当焓变为正值时，表示反应吸热，即从周围环境中吸收热量；当焓变为负值时，表示反应放热，即向周围环境释放热量。
3. 焓变和反应热的关系焓变与反应热之间存在着一定的关系。
反应热是指摩尔焓变，表示单位摩尔反应物完全参与反应时放出或吸收的热量。
反应热与化学方程式中的摩尔系数有关，可以通过实验测量得到。
4. 焓变和能量变化的关系焓变是化学反应中的能量变化方式之一，化学反应的焓变可以分为两部分：化学焓变和物理焓变。
化学焓变是指化学反应发生时，分子之间的键能发生变化，从而产生能量变化。
物理焓变是指由于温度或压力的变化导致的热量变化。
5. 焓变与律动性原理的应用焓变的概念与热力学中的律动性原理密切相关。
律动性原理认为，一个断裂的分子键在合成时需要吸收一定量的能量，而在分解时则放出一定量的能量。
利用焓变和律动性原理，可以推断化学反应的倾向性和方向性。
6. 焓变与化学反应速率的关系化学反应速率受到焓变的影响。
一般来说，焓变越大，反应速率越快。
这是因为焓变较大的反应需要较少的能量激活，因此反应速率较快。
7. 焓变与燃烧反应的关系焓变在燃烧反应中起着重要的作用。
燃烧反应是一种放热反应，因此焓变为负值。
燃烧反应中的焓变可以用来计算可燃物质的热值，即燃烧单位质量可得到的能量。
综上所述，焓变是化学反应中的重要概念，用于描述系统吸热或放热的能力。
4..化学反应中的能量变化
【专题四】化学反应中地能量变化【考点突破】考点1 化学反应中地能量变化1.放热反应和吸热反应由于各物质所具有地能量不同，如果反应物所具有地总能量高于生成物所具有地总能量，那么在发生化学反应时，有一部分能量就会转变成热能等形式释放出来，这就是放热反应.表示：ΔH为“-”或“ΔH＜0”，单位：kJ·mol-1.如果反应物所具有地总能量小于生成物所具有地总能量，那么在发生化学反应时，反应物就需要吸收能量才能转化为生成物，这就是吸热反应.表示：ΔH为“+”或“ΔH＞0”，单位：kJ·mol-1.2.燃烧热：在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成稳定地氧化物时所放出地热量，叫做该反应地燃烧热.3.中和热：在稀溶液中，酸和碱发生中和反应时生成1 mol H2O，这时地反应热叫中和热.单位kJ·mol-1.方法点击反应热ΔH=反应物总能量-生成物总能量或者反应热ΔH=反应物键能之和-生成物键能之和.此处常以计算题地形式出现.例如：通常人们把拆开1 mol某化学键所吸收地能量看成该化学键地键能.键能地大小可以衡量化学键地强弱，也可以用于估计化学反应地反应热(ΔH>，化学反应ΔH等于反应中断裂旧化学键地键能之和与反应中新化学键地键能之和地差.工业上高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g>+2H2(g>Si(s>+4HCl(g>该反应地反应热ΔH=_________kJ·mol-1此题是结合晶体硅(金刚石>地立体空间构型计算反应热.首先分析1 mol Si中含Si—Si地物质地量(一个Si原子与四个Si原子形成四个Si—Si，一个Si—Si归属于两个Si原子，所以1 mol Si中含Si—Si地物质地量是2mol>.ΔH=(4×Si—Cl+2×H—H>-(2×Si—Si+4×H—Cl>ΔH=+236 kJ·mol-1考点2 热化学方程式能表示反应过程中热量变化地化学方程式叫热化学方程式.书写热化学方程式地注意点(1>注明物质地聚集状态：气体(g>、固体(s>、液体(l>、稀溶液(aq>及晶型.(2>注明反应地温度和压强(若是101 kPa和25 ℃可不注明>，注明ΔH地“-”和“+”及单位(kJ·mol-1>.(3>热化学方程式地化学计量数表示地是物质地量，所以可以是整数，也可以是分数.对于相同物质地反应，化学计量数不同，ΔH也不同.聚集状态不同，ΔH也不同，所以书写热化学方程式时，首先注明物质聚集状态，然后再根据化学方程式地化学计量数与反应热地正比关系确定ΔH地值.方法点击化学反应中地能量变化在高考中经常涉及地内容有：书写热化学方程式、判断热化学方程式地正误及反应热地大小比较等等.1.书写热化学方程式及判断热化学方程式地正误同学们经常出错及出题人常设错地方式：(1>丢掉或写错反应物及生成物地聚集状态.(2>丢掉ΔH地“-”和“+”及单位(kJ·mol-1>，特别是“+”.(3>反应热地数值与聚集状态地关系搞错.(4>热化学方程式中地反应热数值表示反应物按方程式中化学计量数反应进行到底时地热量值，若反应存在化学平衡，则热量值小于对应地反应热数值.2.比较反应热地大小(1>同一反应生成物状态不同时A(g>+B(g>====C(g>；ΔH1＜0；A(g>+B(g>====C(l>；ΔH2＜0因为C(g>====C(l>；ΔH3＜0，则ΔH3=ΔH2-ΔH1，所以|ΔH2|＞|ΔH1|.(2>同一反应物状态不同时S(g>+O2(g>====SO2(g>；ΔH1＜0S(s>+O2(g>====SO2(g>；ΔH2＜0ΔH3+ΔH1=ΔH2，固S(s>S(g>吸热，ΔH3>0，所以|ΔH1|＞|ΔH2|(3>两个有联系地不同反应相比C(s>+O2(g>====CO2(g>；ΔH1＜0C(s>+1/2O2(g>====CO(g>；ΔH2＜0ΔH3+ΔH2=ΔH1，所以ΔH1<ΔH2(或|ΔH1|>|ΔH2|>化学反应不管是一步还是几步完成，其总地反应热是相同地，即化学反应地反应热只与反应地始态(各反应物>与终态(各生成物>有关，与反应途径无关，这就是盖斯定律.正因为如此，所以热化学方程式可以进行数学处理.考点3 中和热地实验测定1.实验原理及仪器装置(如下图>在稀溶液中，酸和碱发生中和反应生成1 mol水，此时地反应热叫中和热.2.中和热地计算公式：ΔH=kJ·mol-1，其中(m1+m2>表示溶液质量，c为比热容：c=4.18 J·(g·℃>-1.常使c×10-3变成kJ·(g·℃>-1.3.误差分析若热量损失，中和热数值偏小.方法点击中和热实验地测定是高中阶段比较重要地一个定量实验.无论从能量地角度，还是从实验地角度，中和热实验地测定都将会是今后高考考查地热点.除掌握化学实验地基本操作外，还应注意以下几点：1.为了保证实验中盐酸完全反应，使用地碱稍微过量，计算中和热时按酸来算.2.做好保温工作是本实验成功地关键，如为什么用环形玻璃棒，不能用铁质或铜质环形棒，还应注意环形玻璃棒地使用方法.3.实验中若用弱酸、弱碱代替强酸、强碱，因弱酸、弱碱电离过程吸热，会使中和热数值偏小.【精题精讲】1. N2H2是一种高效清洁地火箭燃料.0.25 mol N2H2(g>完全燃烧生成氮气和气态水时，放出133.5 kJ热量.则下列热化学方程式正确地是( >A.N2H2(g>+O2(g>====N2(g>+2H2O(g>；ΔH=+133.5 kJ·mol-1B.N2H2(g>+O2(g>====N2(g>+2H2O(g>；ΔH=-133.5 kJ·mol-1C.N2H2(g>+O2(g>====N2(g>+2H2O(g>；ΔH=+534 kJ·mol-1D.N2H2(g>+O2(g>====N2(g>+2H2O(g>；ΔH=-534 kJ·mol-1答案：D解读：本题考查了热化学方程式地书写及简单计算.热化学反应方程式前面地化学计量数，放热用“-”号，-133.5×4 kJ·mol-1=-534 kJ·mol-1.2.燃烧1 g乙炔生成二氧化碳和液态水，放出热量50 kJ，则这一反应地热化学反应方程式为( >A.2C2H2(g>+5O2(g>====4CO2(g>+2H2O(l>；ΔH=+50 kJ·mol-1B.C2H2(g>+5/2O2(g>====2CO2(g>+H2O；ΔH=-1 300 kJC.2C2H2+5O2====4CO2+2H2O；ΔH=-2 600 kJD.2C2H2(g>+5O2(g>====4CO2(g>+2H2O(l>；ΔH=-2 600 kJ·mol-1答案：D解读：本题考查了热化学方程式地书写及简单计算.热化学方程式前面地化学计量数表示物质地量.反应热单位是kJ·mol-1,B和C均错.2 mol C2H2燃烧放出地热量为-2×26×50 kJ·mol-1=-2 600 kJ·mol-1.3.下列叙述中正确地是( >A.热化学方程式2H2(g>+O2(g>====H2O(l>;ΔH=-571.6 kJ·mol-1中ΔH表示H2地燃烧热B.分子晶体地熔点、沸点随共价键增强而升高C.非金属元素呈现地最高化合价不超过该元素原子地最外层电子数D.阴离子地核外电子排布一定与上一周期稀有气体元素原子地核外电子排布相同答案：C解读：A中1 mol H2完全燃烧地反应热表示H2地燃烧热.B中分子晶体地熔沸点与分子间作用力有关，与共价键强弱无关.D项如：简单阴离子地核外电子排布应与本周期稀有气体元素原子地核外电子排布相同.4.已知1 g CH4完全燃烧生成CO2和液态水时放出55.6 kJ地热量，则下列甲烷燃烧地热化学方程式正确地是( >A.CH4+2O2====CO2+2H2O；ΔH=-889.6 kJ·mol-1B.CH4(g>+2O2(g>====CO2(g>+2H2O(g>；ΔH=-889.6 kJ·mol-1C.CH4(g>+2O2(g>====CO2(g>+2H2O(l>；ΔH=889.6 kJ·mol-1D.CH4 (g>+2O2(g>====CO2(g>+2H2O(l>；ΔH=-889.6 kJ·mol-1答案：D解读：本题考查热化学方程式书写应注意地问题.①要注明状态；②注意吸放热符号；③注意化学计量数与反应热地正比关系；④注意反应热地单位是kJ·mol-15. 0.3 mol地气态高能燃料乙硼烷B2H6在O2中燃烧，生成固态B2O3和液态H2O，放出649.5 kJ地热量.下列热化学方程式中正确地是( >A.B2H6(g>+3O2(g>====B2O3(s>+3H2O(l>；ΔH=+2 165 kJ·mol-1B.B2H6(g>+3O2(g>====B2O3(s>+3H2O(l>；ΔH=-2 165 kJ·mol-1C.B2H6+3O2====B2O3+3H2O；ΔH=-2 165 kJ·mol-1D.B2H6(g>+O2(g>====B2O3(s>+H2O(g>；ΔH=-2 165 kJ·mol-1答案：B解读：本题考查热化学方程式书写应注意地问题及简单计算.注意热化学方程式与普通地化学方程式地区别.二者均要配平.6.可逆反应aA(s>+bB(g>cC(g>+dD(g>；ΔH=Q，在反应过程中，当其他条件不变时，某物质在混合物中地含量与温度(T>、压强(p>地关系如下图所示：根据上图分析，以下正确地是( >A.T1>T2，Q>0B.T2>T1，Q<0C.p1>p2，a+b=c+dD.p1<p2，b<c+d答案：B解读：据图中所给斜率分析可知：T1<T2，p1<p2，故温度升高C％减小，反应应为放热反应，Q<0，故B正确.右图显示压强变化时B%不变，说明反应前后气体地体积没有变化.7.下列化学反应ΔH地数值(放热>最大地是( >A.NaOH(aq>+HCl(aq>====NaCl(aq>+H2O(l>；ΔH1B.NaOH(aq>+H2SO4(aq>====Na2SO4(aq>+H2O(l>；ΔH2C.CH3COOH(aq>+NaOH(aq>====CH3COONa(aq>+H2O(l>；ΔH3D.NaOH(aq>+H2SO4(浓>====Na2SO4(aq>+H2O(l>；ΔH4答案：D解读：A、B反应放出地热均为中和热.C项由于醋酸为弱酸，其电离过程吸热，反应放出地热量小于中和热.D项浓硫酸与氢氧化钠溶液混合时放出热量，总热量大于中和热.8.已知：在热力学标准态(298 K、1.01×105Pa>下，由稳定地单质发生反应生成1 mol化合物地反应热叫该化合物地生成热(ΔH>.下图为氧族元素氢化物a、b、c、d地生成热数据示意图.试完成下列问题：(1>写出氧族元素中含有18e-地两种氢化物地电子式___________________________.(2>请你归纳：非金属元素氢化物地稳定性与氢化物地反应热ΔH地关系__________________.(3>写出硒化氢在热力学标准态下，发生分解反应地热化学反应方程式：__________________.答案：(1>(2>非金属元素氢化物越稳定，ΔH越小，反之亦然(3>H2Se(g>====Se(s>+H2(g>；ΔH=-81 kJ·mol-1解读：本题以元素化合物为载体，结合所给信息考查反应热与物质稳定性地关系.一般来说：物质本身具有地能量越低，物质越稳定.换言之，相同状况下，生成一定量地某物质放出地热量越多，物质越稳定.所以，ΔH越小，非金属元素氢化物越稳定.a、b、c、d对应地氢化物分别为：碲化氢、硒化氢、硫化氢和水.【专题演练】(时间60分钟，满分100分>一、单项选择题(本题包括5小题，每小题4分，共20分>1．下列说法中正确地是(>A．在化学反应过程中，发生物质变化地同时不一定发生能量变化B．破坏生成物全部化学键所需要地能量大于破坏反应物全部化学键所需要地能量时，该反应为吸热反应C．生成物地总焓大于反应物地总焓时，反应吸热，ΔH>0D．ΔH地大小与热化学方程式地计量数无关解读：化学反应中一定有能量变化，A错误；B项中，ΔH＝反应物地键能总和－生成物地键能总和，得ΔH<0，故为放热反应．答案：CHBr＋H地能量2．(2018·温州月考>参照反应Br＋H对反应历程地示意图，下列叙述中正确地是(>A．正反应为吸热反应B．加入催化剂，该化学反应地反应热变大C．反应物总能量高于生成物总能量D．升高温度可增大正反应速率，降低逆反应速率解读：对比反应历程示意图地能量变化，可知反应物地总能量低于生成物地总能量，故生成HBr需要吸热，A正确，C错误；催化剂只能改变化学反应速率，与反应热无关，B错误；升高温度，对于正逆反应速率都起到了促进作用，D错误．答案：A3．N2H4是一种高效清洁地火箭燃料0.25 mol N2H4(g>完全燃烧生成氮气和气态水时，放出133.5 kJ热量．则下列热化学方程式中正确地是(>A.错误!N2H4(g>＋错误!O2(g>===错误!N2(g>＋H2O(g>ΔH＝＋267 kJ·mol－1B．N2H4(g>＋O2(g>===N2(g>＋2H2O(l>ΔH＝－133.5 kJ·mol－1C．N2H4(g>＋O2(g>===N2(g>＋2H2O(g>ΔH＝＋534 kJ·mol－1D．N2H4(g>＋O2(g>===N2(g>＋2H2O(g>ΔH＝－534 kJ·mol－1解读：热化学方程式中ΔH>0表示吸热，ΔH<0表示放热，选项A、C中ΔH地符号错误．热化学方程式中化学式前面地化学计量数仅表示物质地量，0.25 mol N2H4(g>燃烧放热133.5 kJ，故1 mol N2H4(g>燃烧放热4×133.5 kJ，选项D 正确，B错误．答案：D4．(2018·淄博检测>已知：H2(g>＋F2(g>===2HF(g> ΔH＝－546.6 kJ·mol－1，下列说法不．正确地是(>A．44.8 L氟化氢气体分解成22.4 L地氢气和22.4 L地氟气吸收546.6 kJ热量B．1 mol 氢气与1 mol氟气反应生成2 mol液态氟化氢放出地热量大于546.6 kJ C．相同条件下，1 mol 氢气与1 mol氟气地能量总和高于2 mol氟化氢气体地能量D．2 mol H—F键地键能比 1 mol H—H 键和1 mol F—F键地键能之和大546.6 kJ解读：只有在标准状况下，A才正确；1 mol H2(g>和1 mol F2(g>反应生成2 mol HF(g>放出546.6 kJ热量，而HF(g>→HF(l>是放热过程，B对；因反应是放热反应，C对；ΔH＝反应物地键能之和－生成物地键能之和＝－546.6 kJ·mol－1，D对．答案：A5．(2018·湛江市检测>下列变化为放热反应地是(>A．H2O(g>===H2O(l> ΔH＝－44.0 kJ·mol－1B．2HI(g>H 2(g>＋I2(g> ΔH＝＋14.9 kJ·mol－1C．形成化学键时共放出能量863 kJ地化学反应D．能量变化如图所示地化学反应解读：H2O(g>―→H2O(l>是一个放热过程，但不是化学反应，A错．HI(g>分解反应是吸热反应，B错．一个化学反应放热还是吸热，取决于破坏化学键时吸收地总能量和形成化学键时放出地总能量地相对大小，C错．反应物地总能量大于生成物地总能量，反应放热，D对．答案：D二、不定项选择题(本题包括5小题，每小题6分，共30分，每小题有1～2个选项正确>6．(2009·上海高考>已知氯气、溴蒸气分别跟氢气反应地热化学方程式如下(Q1、Q2均为正值>；H2(g>＋Cl2(g>===2HCl(g> ΔH＝－Q1 kJ·mol－1H2(g>＋Br2(g>===2HBr(g> ΔH＝－Q2 kJ·mol－1有关上述反应地叙述正确地是(>A．Q1>Q2B．生成物总能量均高于反应物总能量C．生成1 mol HCl气体时放出Q1热量D．1 mol HBr(g>具有地能量大于1 mol HBr(l>具有地能量D解读：A项，因为Cl2比Br2活泼，所以Q1>Q2；B项，因为反应为放热反应，所以生成物总能量要低于反应物总能量；C项，生成 1 mol HCl气体时放出错误!Q1热量；D项，因为HBr(g>→HBr(l>为放热反应，所以1 mol HBr(g>具有地能量大于1 mol HBr(l>具有地能量．答案：AD7．下列变化过程，属于放热过程地是(>①液态水变成水蒸气②酸碱中和反应③浓H2SO4稀释④固体氢氧化钠溶于水⑤H2在Cl2中燃烧⑥弱酸电离⑦NH4Cl晶体与Ba(OH>2·8H2O混合搅拌A．②③④⑤B．①⑥⑦C．②③④ D．①③⑤解读：弱电解质地电离是吸热过程．答案：A与H2反应过程8．如图，a曲线是198 K、101 kPa时N中能量变化地曲线图，下列叙述正确地是(>A．该反应地热化学方程式为：N2＋3H 22NH3ΔH＝－92 kJ·mol－1B．b曲线是升高温度时地能量变化曲线C．加入催化剂，该化学反应地反应热改变D．在198 K、体积一定地条件下，通入1 mol N2和3 mol H2反应后放出地热量为Q1kJ，若通入 2 mol N2和 6 mol H2反应后放出地热量为Q2kJ则184>Q2>2Q1解读：热化学方程式表示198 K,101 kPa条件下地反应热，各物质要标聚集状态，故A不正确；由图可知b曲线情况下，活化能降低，应是加入催化剂，因升高温度不能改变活化能，故B不正确；加入催化剂，反应地反应热不变，故C 不正确；题图表示地是1 mol N2和3 mol H2完全反应时地反应热，实际上N2和H2地反应是可逆反应，该条件下放出地热量小于92 kJ，故2 mol N2和6 mol H2，在该条件下放出地热量为184>Q2>2Q1，故D正确．答案：D9．下列关于反应能量地说法正确地是(>A．Zn(s>＋CuSO4(aq>===ZnSO4(aq>＋Cu(s>ΔH＝－216 kJ·mol－1，E反应物>E生成物B．CaCO3(s>===CaO(s>＋CO2(g>ΔH＝＋178.5 kJ·mol－1，E生成物>E反应物C．HI(g>错误!H 2(g>＋错误!I2(s>ΔH＝＋26.5 kJ·mol－1,1 mol HI 在密闭容器中分解达平衡后吸收26.5 kJ地能量D．H＋(aq>＋OH－(aq>===H2O(l>ΔH＝－57.3 kJ·mol－1,1 L 1 mol·L－1地NaOH 溶液与1 L 1 mol·L－1地CH3COOH溶液混合后放热57.3 kJ解读：当E反应物<E生成物时，反应吸收能量，ΔH>0，反之，反应放出能量，ΔH<0，则A对，B对；C中为可逆反应，1 mol HI不可能在密闭容器中完全分解；D中CH3COOH分子电离吸热，与NaOH溶液反应放出热量小于57.3 kJ.答案：AB10．已知：①101 kPa 时，C(s>＋1/2O2(g>===CO(g>ΔH1＝－110.5 kJ·mol－1；②稀溶液中，H＋(aq>＋OH－(aq>===H2O(l>ΔH2＝－57.3 kJ·mol－1.下列结论正确地是(>A．若碳地燃烧热用ΔH3来表示，则ΔH3<ΔH1B．若碳地燃烧热用ΔH3来表示，则ΔH3>ΔH1C．浓硫酸与稀NaOH溶液反应地中和热为ΔH4，则ΔH4<ΔH2D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol 水，放出57.3 kJ热量解读：ΔH本身有正负之分，放热为负值，吸热为正值．燃烧热是指生成稳定氧化物所放出地热量，碳燃烧生成地稳定氧化物为CO2，因为CO燃烧生成CO2是放热反应，因此，ΔH3<ΔH1，A对B错；C项浓硫酸溶于水要放热，因此，浓硫酸与稀NaOH溶液反应地中和热要小于－57.3 kJ·mol－1；D项醋酸是弱电解质，电离过程要吸热，故稀醋酸与烯NaOH溶液反应生成1 mol水，放出地热量要小于57.3 kJ.答案：AC三、非选择题(本题包括4个小题，共50分>11．(12分>(2018·安徽巢湖高三四校联考>已知某反应A(g>＋B(g>C(g>＋D(g>，反应过程中地能量变化如图所示，回答下列问题．(1>该反应是________反应(填“吸热”或“放热”>，该反应地ΔH＝________kJ·mol－1(用含E1、E2地代数式表示>，1 mol气体A和1 mol气体B具有地总能量比1 mol气体C和1 mol气体D具有地总能量________(填“一定高”“一定低”或“高低不一定”>．(2>若在反应体系中加入催化剂使逆反应速率增大，则E1和E2地变化是：E1________，E2__________，ΔH________(填“增大”“减小”或“不变”>．解读：(1>从图象中看出反应物地能量低，生成物地能量高，该反应一定为吸热反应，反应焓变ΔH＝E生成物－E反应物．(2>催化剂是通过降低化学反应地活化能来加快化学反应速率地，对于可逆反应，催化剂能同等程度地降低正反应和逆反应地活化能．答案：(1>吸热E1－E2一定低(2>减小减小不变12．(13分>(2018·芜湖一次联考>金刚石和石墨均为碳地同素异形体，它们燃烧时若氧气不足则生成一氧化碳，充分燃烧时生成二氧化碳，反应中放出地热量如图所示．(1>等量金刚石和石墨完全燃烧________(填“金刚石”或“石墨”>放出热量更多，写出表示石墨燃烧热地热化学方程式_______________________________________________．(2>在通常状况下，金刚石和石墨________(填“金刚石”或“石墨”>更稳定，写出石墨转化为金刚石地热化学方程式_________________________________________________________________________________________________________________________.(3>12 g石墨在一定量空气中燃烧，生成气体36 g，该过程放出地热量____________________________________________________________________ ____．解读：(1>从图象上可以看出金刚石能量比石墨高，所以等量金刚石和石墨完全燃烧金刚石放出热量更多．根据燃烧热定义，石墨完全燃烧生成二氧化碳，根据图象反应放出地总热量为110.5＋283.0＝393.5 kJ，所以表示石墨燃烧热地热化学方程式为C(石墨，s>＋O2(g>===CO2(g>ΔH＝－393.5 kJ·mol－1.(2>因为金刚石能量比石墨高，根据能量越低越稳定，所以在通常状况下石墨更稳定，石墨转化为金刚石要吸收热量，1 mol 石墨转化为金刚石吸收热量为395.4－393.5＝1.9 kJ，热化学方程式为：C(石墨，s>===C(金刚石，s>ΔH＝＋1.9 kJ·mol－1.(3>12 g石墨在一定量空气中燃烧，生成气体36 g，根据碳原子守恒，气体总物质地量为1 mol，所以生成气体平均摩尔质量为36 g/mol，利用十字交叉法求算混合气体中CO和CO2地物质地量之比，所以混合气体中CO和CO2各0.5 mol，该过程放出热量为(110.5＋393.5>÷2＝252.0(kJ>．答案：(1>金刚石C(石墨，s>＋O2===CO2(g>ΔH＝－393.5 kJ·mol－1(2>石墨C(石墨，s>===C(金刚石，s>ΔH＝＋1.9 kJ·mol－1(3>252.0 kJ13．(12分>测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热地实验装置如右图所示．(1>写出该反应地热化学方程式(中和热为57.3 kJ·mol－1>：_______________________________________________________________________________________________________(2>取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验，实验数据如下表．①请填写下表中地空白：②近似认为0.50 mol·L－1 NaOH溶液和0.50 mol·L－1硫酸溶液地密度都是1 g/cm3，中和后生成溶液地比热容c＝4.18 J/(g·℃>．则中和热ΔH＝________(取小数点后一位>．③上述实验数值结果与57.3 kJ·mol－1有偏差，产生偏差地原因可能是________(填字母>．a．实验装置保温、隔热效果差b．量取NaOH溶液地体积时仰视读数c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸地小烧杯中d．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液地温度解读：(1>写热化学方程式时除注意方程式配平外，还要注意物质地聚集状态，ΔH地符号和单位．(2>①实验2地误差太大要舍去②ΔH＝－错误!＝错误!＝－53500 J/mol＝－53.5 kJ·mol－1.③a、c项易使部分热量损失，导致结果偏低，b项仰视读数，V(NaOH>偏大，会导致结果偏高．d项会使温差变小、导致结果偏低．答案：(1>错误!H2SO4(aq>＋NaOH(aq>===错误!Na2SO4(aq>＋H2O(l>ΔH＝－57.3 kJ·mol－1(2>①4.0②－53.5 kJ·mol－1③a、c、d14．(13分>通常把拆开1 mol某化学键所吸收地能量看成该化学键地键能．已知部分化学键地键能如下：(1>发射神舟飞船地长征火箭用了肼(N2H4，气态>为燃料，若它在氧气(气态>中燃烧，生成N2(气态>和H2O(液态>.1 mol肼完全燃烧时放出地热量为________．(2>为了提高肼(N2H4>燃烧过程中释放地能量，常用二氧化氮作氧化剂代替氧气，这两者反应生成氮气和水蒸气．已知①N2(g>＋2O2(g>===2NO2(g> ΔH1＝＋67.7 kJ·mol－1②N2H4(g>＋O2(g>===N2(g>＋2H2O(g> ΔH2＝－534 kJ·mol－1试写出肼和NO2完全反应地热化学方程式：_________________________________________________________________________________________________________.(3>随着中国空间技术地发展，寻找更高效地火箭推进剂也被提到了议事日程．在实验室我国科研人员应用电子计算机模拟出具有高能量地物质N60，它地结构与C60十分相似．已知N60分子中每个N原子均以氮氮键结合三个氮原子，且N60分子结构中每个氮原子均形成8个电子地稳定结构．试推测1个N60地结构含有________个N—N键．解读：(1>据题意，肼燃烧时发生反应为N2H4(g>＋O2(g>===N2(g>＋2H2O(l>, 故ΔH＝[(386×4＋167>＋498]－(946＋2×2×460>＝－577(kJ·mol－1>，即1 mol肼完全燃烧时放出地热量为577 kJ.(2>根据题意，要求计算下列反应地反应热地值：③N2H4(g>＋NO2(g>===3/2N2(g>＋2H2O(g> ΔH3.根据盖斯定律，一个反应仅与其始态和终态有关，而与其过程无关，则存在：②－①÷2＝③，即：ΔH3＝ΔH2－ΔH1÷2＝－567.85 kJ·mol－1.(3>由于氮原子最外层电子数为5，而已知N60分子中每个N原子均以氮氮键结合三个氮原子，故N60分子中只存在着N—N键，再根据原子地均摊思想，在N60分子中应共有90个N—N键．答案：(1>577 kJ(2>N2H4(g>＋NO2(g>===3/2N2(g>＋2H2O(g> ΔH3＝－567.85kJ·mol－1(3>90申明：所有资料为本人收集整理，仅限个人学习使用，勿做商业用途.。
第一章____化学反应中的能量关系
1.2.2 物质的量 物质的量(n)：用于计量指定的微观基本单元如分子、 物质的量 ：用于计量指定的微观基本单元如分子、 原子、离子、电子等微观粒子的一个物理量。 原子、离子、电子等微观粒子的一个物理量。 12 当某物质系统中所含的基本单元的数目与0.012kg C 当某物质系统中所含的基本单元的数目与 的原子数相等,即为 即为6.022×1023 (阿伏加德罗常数 个 阿伏加德罗常数)个 的原子数相等 即为 × 阿伏加德罗常数 就称该物质系统的“物质的量” 时，就称该物质系统的“物质的量”为1 mol. 1.2.3 摩尔质量和摩尔体积 摩尔质量(M)：某物质的质量 除以该物质的物质的量 摩尔质量 ：某物质的质量(m)除以该物质的物质的量 (n) M= m / n 摩尔体积(V ：某气体物质的体积(V)除以该气体物质 摩尔体积 m)：某气体物质的体积 除以该气体物质 的量(n) Vm = V / n 的量 在标准状况下（ ），任何理 如：在标准状况下（273.15K,101.325kPa），任何理 ）， 想气体的摩尔体积为22.4 L·mol-1 想气体的摩尔体积为
第一章 化学反应中的质量关系和能量关系
1.1 物质的聚集态 1 物质三态 气态 液态 固态 气态、 气态、液态属流态 液态、 液态、固态属凝聚态 在一定条件下可以相互转化
2 等离子态 在足够高的温度或辉光放电条件下， 在足够高的温度或辉光放电条件下，气体分子会 部分或全部解离成原子并进一步电离为气态阳 离子和电子，此时的气体性质（如导电性、 离子和电子，此时的气体性质（如导电性、粒 子间作用力、化学反应的活性等） 子间作用力、化学反应的活性等）不同于原来 未电离时的，呈现为一种有别于气、 未电离时的，呈现为一种有别于气、液、固三 态的新物态 在茫茫无际的宇宙空间里， 在茫茫无际的宇宙空间里，等离子态是一种普遍 存在的状态， 存在的状态，常被看作物质的第四态 太阳及其它许多恒星是极炽热的星球， 太阳及其它许多恒星是极炽热的星球，它们就是 等离子体。 等离子体。宇宙内大部分物质都是等离子体
化学反应过程的能量变化
化学反应过程的能量变化一、概念解析1.能量变化：化学反应过程中，反应物和生成物之间能量的差异称为能量变化。
2.活化能：化学反应中，使反应物分子变成活化分子所需的最小能量称为活化能。
3.放热反应：化学反应中，生成物的总能量低于反应物的总能量，能量差以热能形式释放，称为放热反应。
4.吸热反应：化学反应中，生成物的总能量高于反应物的总能量，能量差以热能形式吸收，称为吸热反应。
二、能量变化的原因1.化学键的断裂与形成：化学反应中，反应物化学键的断裂和生成物化学键的形成过程中，能量的吸收和释放。
2.分子轨道的重排：化学反应过程中，反应物分子轨道的重排导致能量的变化。
3.原子核之间的相互作用：化学反应中，原子核之间的相互作用导致能量的变化。
三、能量变化的计算1.焓变：化学反应过程中，系统内能的变化，用焓（ΔH）表示。
2.熵变：化学反应过程中，系统混乱度的变化，用熵（ΔS）表示。
3.自由能变化：化学反应过程中，系统自由能的变化，用自由能（ΔG）表示。
四、能量变化与反应速率1.活化能与反应速率：活化能越低，反应速率越快。
2.催化剂：降低活化能，加快反应速率。
五、能量变化与化学平衡1.吉布斯自由能：化学反应达到平衡时，系统自由能的变化。
2.勒夏特列原理：化学反应平衡时，系统总能量的变化。
六、能量变化在生活和生产中的应用1.燃烧反应：放热反应，广泛应用于加热、照明、动力等领域。
2.电池：利用化学反应过程中的能量变化，实现电能的储存和转化。
3.化学热泵：利用化学反应过程中的能量变化，实现热能的转移和利用。
七、注意事项1.掌握能量变化的基本概念，理解化学反应过程中能量的转化。
2.注意能量变化与反应速率、化学平衡之间的关系。
3.联系实际应用，认识能量变化在生活和生产中的重要性。
习题及方法：1.习题：某放热反应的反应物总能量为E1，生成物总能量为E2，则该反应的焓变ΔH为多少？解题方法：根据放热反应的定义，反应物总能量高于生成物总能量，因此焓变ΔH为负值。
化学反应中的质量关系和能量关系
第一章化学反应中的质量关系和能量关系首先阐述化学中的计量，以巩固高中化学中的有关概念，在此基础上引入化学计量数，反应进度函数，标准态核反应焓变等重要概念，以阐明化学反应中的质量关系和能量关系。
在中学化学和大学化学中起承上启下关系。
重点要求的是会应用热化学方程式和物质的量标准摩尔生成焓计算标准摩尔反应焓变。
化学是研究物质的组成、结构、性质及化学变化的科学。
化学变化又称化学反应，是化学研究的核心部分。
物质发生化学反应，常伴随有质量和能量的变化。
例如，在空气中燃烧24.3g镁条，不仅会发出耀眼的白光，释放出热能，而且最终生成了40.3g的氧化镁。
本章专门就化学反应中的质量关系和能量关系进行讨论。
1-1 化学中的计量在化学领域中往往要测定或计算物质的质量、溶液的浓度、反应的温度以及气体的压力和体积等，为此，首先需要掌握化学中常用的量和单位以及有关的定律。
[粗略计算相对分子质量时，相对原子质量只需取至小数点后两位数即可。
]1-1-1相对原子质量和相对分子质量元素是具有相同质子数的一类单核粒子的总称。
具有确定质子数和中子数的一类单核粒子称为核素。
质子数相等而中子数不等的同一元素的一些原子品种互称为同位素。
自然界中氧就有三种同位素：、、，他们在氧气中的含量分别为99.759%、0.037%和0.204%；碳有两种同位素：和, 它们的相对存在量分别为98.892%和1.108%。
相对原子质量(Ar)被定义为元素的平均原子质量与核素12C原子质量的1/12之比，以往被称为原子量。
例如：Ar(H) = 1.0079 Ar(O) = 15.999英国人道尔顿（J.Dalton, 1766～1844年）是第一个测定原子量的人。
现在通过质谱仪测定各核素的原子质量及其在自然界的丰度后，可以确定各元素的相对原子质量。
北京大学张青莲教授等测定的铟（In）、锑（Sb）、铱（Ir）及铕（Eu）相对原子质量值先后被国际原子量委员会采用为国际标准，说明我国原子量测定的精确度已达到国际先进水平。
化学反应与能量变化
化学反应与能量变化化学反应是物质之间发生变化的过程，而能量则是在化学反应中扮演着至关重要的角色。
能量的转化和转移在化学反应中起着决定性的作用，影响反应的速率、方向以及所放出或吸收的热量。
本文将探讨化学反应与能量变化之间的关系，以及能量如何在反应过程中转换和转移。
1. 能量与化学反应速率化学反应速率指的是反应物转化为产物的速度。
能量的转化在反应速率中发挥着关键作用。
首先，反应物必须克服化学键的能量以进行反应。
这被称为活化能，它对于反应速率具有重要影响。
活化能越高，反应速率就越慢。
只有当反应物具有足够的能量时，才能克服活化能的障碍，进而发生反应。
2. 放热反应与吸热反应化学反应可以分为放热反应和吸热反应。
放热反应指的是在反应过程中释放出热量的反应，而吸热反应则是吸收热量的反应。
这种能量转化是由于化学键的形成或断裂而引起的。
放热反应常常伴随着温度的升高，例如燃烧反应。
而吸热反应则通常导致温度的下降，例如化学冷包的反应。
3. 热力学与化学反应热力学研究能量转化的方向和程度。
根据热力学第一定律，能量不能被创造或销毁，只能转化为其他形式，例如热能和功。
化学反应在热力学中以反应焓变ΔH为指标来描述能量的变化。
ΔH为负时表示反应放热，而ΔH为正时表示反应吸热。
根据ΔH的大小，可以预测反应的趋势和程度。
4. 反应焓变与反应物质的量关系反应焓变的大小与反应物质的量相关。
根据反应的化学方程式，可以利用反应焓变来计算不同物质的量之间的关系。
这可以通过斯托伯姆定律来实现，该定律描述了反应焓变与物质的量之间的比例关系。
例如，在燃烧反应中，可以利用反应焓变来计算氧气的量和燃料的量的比率。
5. 能量转移与反应平衡能量的转移对于反应的平衡态也具有重要影响。
反应的平衡态是指反应物和产物浓度保持恒定的状态。
当系统中发生能量的转移时，可以影响到反应的平衡。
例如，当加热或冷却一个化学平衡体系时，系统会倾向于向能量较少的方向移动以达到热平衡。
化学中的化学反应与能量
化学中的化学反应与能量化学反应是化学中重要的基本概念之一，涉及到物质之间的转化和能量的转移。
化学反应的进行需要一定的能量进入系统，而反应的结果则会释放或吸收能量。
本文将探讨化学反应与能量之间的关系，并介绍一些与能量相关的重要概念和实例。
一、能量的介绍能量是指物体或系统所拥有的做功能力，是物质运动和相互作用的基本驱动力。
在化学领域中，我们主要关注的能量形式包括热能、电能和化学能。
1. 热能热能是物体内部由于分子和原子的热运动而产生的能量，通常以温度高低来表示。
在化学反应中，热能的增加或减少可以改变反应速率和反应方向。
2. 电能电能是指带电粒子所具有的能量，化学反应中的电能转化可以导致电解反应的进行，例如电池中的化学反应就利用了化学能转化为电能。
3. 化学能化学能是一种特殊的能量形式，储存在物质的化学键中。
化学反应的进行常常伴随着化学键的形成和断裂，从而释放或吸收化学能。
二、化学反应与能量变化化学反应的进行涉及到能量的转移和转化。
根据反应过程中能量的变化情况，我们可以将化学反应分为放热反应和吸热反应。
1. 放热反应放热反应是指在反应过程中系统向外界释放热能的反应。
这种反应常常伴随着温度的升高、物体的变热或者火焰的产生。
例如，燃烧反应是一种典型的放热反应，将燃料与氧气反应释放出大量的热能。
2. 吸热反应吸热反应是指在反应过程中从外界吸收热能的反应。
这种反应常常伴随着温度的降低、物体的变冷或者吸热现象的观察到。
例如，溶解氨氯水的过程是一种吸热反应，溶解过程中会吸收周围的热量。
三、热力学与化学反应为了定量描述化学反应中的能量变化，我们需要使用热力学这个学科的工具和理论。
热力学研究了物质和能量之间的转化关系，包括能量的传递和能量转换。
1. 焓变焓变是指在常压下，物质发生化学反应时吸热或放热的能量变化。
具体地，我们可以表示为反应物和生成物的焓之差，即∆H = H(生成物) - H(反应物)。
焓变的正负值可以判断反应是放热反应还是吸热反应。
化学反应平衡与能量变化的关系
化学反应平衡与能量变化的关系在化学领域中，反应平衡是指当化学反应达到一定条件下，反应物与生成物之间的浓度或者压强保持稳定的状态。
反应平衡的过程中，能量也会发生变化，这种变化被称为能量变化。
本文将探讨化学反应平衡与能量变化之间的关系。
一、热力学基本概念在讨论化学反应平衡与能量变化的关系之前，我们首先需要了解一些基本的热力学概念。
1. 反应焓变（ΔH）反应焓变（ΔH）是指化学反应过程中吸热或放热的量。
吸热反应的焓变为正值，放热反应的焓变为负值。
反应焓变可以通过实验测定得到，也可以根据反应物与生成物的标准生成焓进行计算。
2. 反应熵变（ΔS）反应熵变（ΔS）是指化学反应过程中体系混乱程度的变化。
反应物与生成物之间的反应熵变可以通过实验数据或者熵表进行查找得到。
3. 反应自由能变（ΔG）反应自由能变（ΔG）是指化学反应在一定温度下能够释放的自由能。
能在一定温度下进行自发反应的反应自由能变为负值，而需要外界输入能量才能进行的反应自由能变为正值。
二、反应平衡与能量变化的关系反应平衡是在化学反应中达到动态稳定状态的处理。
一般来说，反应物与生成物之间的能量差异会导致反应的进行，而达到平衡状态时，能量差异被消除。
这表明在反应平衡位置处，反应物与生成物之间的能量变化趋向于零。
由于化学反应平衡与能量变化之间的关系较为复杂，无法用简单的公式来表示。
根据热力学基本概念，我们可以通过反应焓变（ΔH）、反应熵变（ΔS）和反应温度（T）来分析反应平衡与能量变化之间的关系。
根据吉布斯自由能方程（ΔG = ΔH - TΔS），当ΔG = 0时，反应达到平衡。
在这种情况下，可以推导出以下两个常见的情况：1. 当ΔH < 0且ΔS > 0时这表示反应具有负的焓变和正的熵变。
当温度较高时，焓变项对自由能变化的贡献更为显著，此时反应平衡位置偏向生成物。
2. 当ΔH > 0且ΔS < 0时这表示反应具有正的焓变和负的熵变。
化学反应中的能量关系
第五章化学反应中的能量关系化学反应总是伴随着吸热或放热现象，称所吸收、放出的热为反应的热效应（反应热）并把研究化学反应中热与其他能量变化的定量关系的学科叫做热化学。
本章主要讨论化学反应和相变化过程中的热效应以及反应热的热化学计算。
5.1基本概念和术语5.1.1体系和环境1、体系：研究的对象。
（1）、隔离体系（无能量与物质的交换）；（2）、封闭体系（有能量交换，无物质交换）；（3）、敞开体系（有能量与物质的交换）。
2、环境：体系以外的物质。
5.1.2状态函数体系的状态：体系一切宏观性质的总和。
（T、P、V、n等）例：对某一气体（CO2）的状态，可用给定的压力、体积、温度和物质的量来描述。
当体系处于一定的状态时，体系的性质只决定于它现在所处的状态而与其过去的历史无关。
若外界条件不变，体系的各种性质就不会发生变化。
而当体系的状态发生变化时，它的一系列性质也随之而改变。
改变多少，只取决于体系的开始和终了状态，而与变化时所经历的途径无关。
无论经历多么复杂的变化，只要体系恢复原状，则这些性质也恢复原状。
在热力学中，把具有这种特性的物理量叫做状态函数。
状态函数：描述体系给定状态的个别性质或物理量。
它可用其它物理量的函数关系式来表示（状态方程）。
状态函数的特征：决定于状态本身，而与变化过程的具体途径无关。
例：1mol理想气体由始态（P1=101325Pa,V1=22.4L,T1=273K）变到终点（P2=1013250Pa,V2=4.48L,T2=546K），无论中间经历过些什么过程，这些状态函数的改变量均为：ΔP=p2-P1=(1013250-101325)Pa=911925Pa, ΔV=V2-V1=(4.48-22.4)L=-17.9L, ΔT=T2-T1=(546-273)K=273K5.1.3功和热1、热（q）体系与环境之间因温度不同而传递的能量形式称为热。
一个给定的体系若不发生变化，就不会有热这种能量转换和传递的形式表现出来。
化学反应中的能量关系
2.1.1基本概念
（1）系统和环境 系统：被研究对象。 环境：系统外与其密切相关的部分。 敞开系统:与环境有物质交换也有能量交换。 封闭系统：与环境无物质交换有能量交换. 孤立系统：与环境无物质交换也无能量交换。
（2）相： 任何物理和化学性质完全相同的部分。 如：气相、液相和固相。
1.一个相不一定只有一种物质。（NaCl溶 液） 2.聚集状态相同的物质在一起，不一定就 是单相系统。（水和油） 3.同一种物质可因聚集状态不同而形成多 相系统。（冰、水、水蒸气）
第二章 化学反应中的能量关系
2.1 化学反应中的能量守恒 热化学 2.2 化学反应的自发性
2.1化学反应中的能量守恒
化学热力学：
应用热力学的基本原理研究化学反应过程中能量
变化问题的学科。
化学热力学主要解决化学反应中的三个问题：
① 化学反应中能量的转化； ② 化反应的方向性； ③ 反应进行的程度。
应用：1.利用方程式组合计算 △ rHm 已知298.15K下，反应： (1) C(s) + O2 (g)
CO2 (g)
r H m = -393.5kJ· mol-1
(2) CO(g)+ 1 O2 (g) 2
CO2 (g)
r H m = -282.98kJ· mol-1
计算碳燃烧生成CO的反应热。
r H m 298 .15 483 .64 kJ mol 1
● 正逆、反应的反应热效应绝对值相等，符号相反
2H 2 g O2 g 2H 2Og
r H m 298 .15 483 .6kJ mol 1
2H 2Og 2H 2 g O2 g
2.1.1.2 状态和状态函数
化学反应中的能量关系
第一章化学反应中的能量关系【教学基本要求】(1)理解热、功、热力学能、焓和焓变的概念及其物理意义。
(2)掌握状态函数的定义及特征。
(3)理解化学计量数和反应进度的概念及特征。
(4)理解并掌握热力学第一定律的数学表达式及其物理意义。
(5)熟悉热化学反应方程式的书写，理解恒压反应热与焓变的关系。
(6)掌握赫斯定律的应用，会用标准摩尔生成焓计算反应热。
【重点和难点】重点（1）化学方程式的计算（2）化学计量数和反应进度（3）状态函数的定义及特征（4）标准生成焓和标准焓变的区别（5）化学方程式的书写，恒压反应热与焓变的关系盖斯定律的应用以及用标准生成焓计算反应的标准焓变。
难点：（1）化学计量数和反应进度（2）状态函数的定义及特征（3）标准生成焓和标准焓变的区别【引言】化学反应过程不仅有质量的变化，而且总伴随着有能量的吸收或释放。
例如，煤燃烧时放热，氮的氧化要吸热；原电池反应能产生电能，电解饱和食盐水则消耗电能。
热力学是专门研究能量相互转换规律的一门科学。
利用热力学的原理、定律和方法去研究化学反应，讨论化学变化过程中所伴随的能量变化的学科称为化学热力学。
热力学所讨论的是大量质点的平均行为，即物质的宏观性质，而不涉及个别或少数分子、原子的微观性质。
这样，应用热力学研究化学反应时，只需要知道过程进行的条件及过程的始态和终态，而无须知道化学反应具体的历程是什么。
因此，化学热力学只研究反应的可能性。
化学热力学研究解决的问题主要有：(1)化学反应或与化学反应密切相关的物理过程中的能量变化。
(2)判断化学反应进行的方向和限度。
由于在后续课程中，将会系统地学习化学热力学，因此本章的主要目的是介绍一些热力学原理在无机化学中的基本应用，从而利用化学热力学的基本原理分析、研究无机物的基本性质及反应性。
本章主要介绍化学反应中的能量关系。
本章讨论的核心内容是化学反应和相变过程中的热效应，以及反应热的热化学计算。
在学习过程中，如何把握重点、理解难点是一个关键性的问题。
化学反应中的能量关系
也是化学反应热力学研究
反应的热效应、预测化学
的基础。
反应的方向和速率等。
能量平衡在化学反应中的应用
01
化学反应中的能 量变化：化学反 应过程中，反应 物和生成物的能 量会发生变化， 能量平衡可以预 测化学反应的方 向和速率。
02
热力学数据：能 量平衡可以帮助 我们计算化学反 应的热力学数据， 如焓变、熵变等， 从而预测化学反 应的热力学性质。
STEP4
能量平衡是化学 反应的关键因素， 影响反应速率和 产物分布
优化能量平衡可 以提高反应效率， 降低能耗和成本
化学反应中的能 量平衡可以通过 改变反应条件、 催化剂和反应物 比例等方式实现
能量平衡的优化 可以促进化学反 应的绿色化和可 持续发展
谢谢
03
化学反应的调控： 通过控制反应条 件，如温度、压 力等，可以实现 化学反应的能量 平衡，从而控制 化学反应的进行。
04
能量转化：能量 平衡可以帮助我 们了解化学反应 中的能量转化过 程，如化学能转 化为热能、电能 等，从而实现能 量的高效利用。
能量平衡与化学反应的优化
STEP1
STEP2
STEP3
02
化学键的断裂需 要吸收能量，而 化学键的形成则
会释放能量。
04
化学反应中的能 量来源还可以包 括光能、热能等 外部能量输入。
化学反应中的能量消耗
1
化学反应中的 能量消耗主要 包括热能、电 能、光能等。
2
化学反应中的 能量消耗与化 学反应的速率、 温度、压力等 因素有关。
3
化学反应中的 能量消耗与化 学反应的平衡 状态有关，平 衡状态越稳定， 能量消耗越小。
4
化学反应中的 能量消耗与化 学反应的产物 有关，产物越 稳定，能量消 耗越小。
化学反应中的质量关系和能量关系
编辑ppt
d ξ = υB-1dnB
dnB = υBd ξ nB(ξ) - nB(ξ0) = υB (ξ - ξ0)
△ nB = υB ξ
编辑ppt
举例
N2 +
3H2 = 2NH3 (△ nB = υB ξ)
△n (N2)/mol △n (H2)/mol
ξ/mol
△n (NH3)/mol
0
0
0
0
-1/2
-3/2
1
½
-1 1
-3
2
编辑ppt
½ N2 + 3/2 H2 = NH3
ξ= 1
(△ nB = υB ξ)
△n (N2)/mol △n (H2)/mol △n (NH3)/mol
-1/2
-3/2
1
编辑ppt
结论
对同一化学反应方程式,反应进度(ξ)的值 与选用反应式中哪种物质的量的变化计 算无关.
= 8.3144 Pa·m3·mol-1·K-1
= 8.3144 J·mol-1·K-1
编辑ppt
理想气体状态方程式
PV = nRT
*R值的选取与P，V的单位有关
编辑ppt
R与P、V单位的关系
P的单位 V的单位
Pa
m3
kPa
L
R的单位 8.314 m3 •Pa •mol-1 •K-1 8.314 L •kPa •mol-1 •K-1
-∑PiVi
可逆膨胀
p1,p2,..pj=p终 -nRTIn(V2/V1)
与过程有关---功为非状态函数
编辑ppt
热力学能(内能) : U
①系统吸热不做功 Q = △ U ②环境对系统做功，没有热量交换,内能增
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化学反应中的能量关系４————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:20０9-2010学年第一学期无机化学期末考试试卷班级：_______＿＿＿___学号：＿＿__＿_____＿_姓名：_＿＿__＿_＿_____得分:__＿__________(卷面共有５０题，总分100分，各大题标有题量和总分,每小题标号后有小分）一、选择题(28小题，共５6分）[２分](1)已知２.０0mol气体B,其ｐ1=１0.0kＰａ，T1＝50．0℃,则当p2=80.0kP ａ，T２＝50.０℃时,其V２=（）。
A、6７.0L;B、10．0L；C、８３．0L；D、10．０m3。
[２分](2）在温度相同、容积相等的两个密闭容器中，分别充有气体A和B。
若气体A的质量为气体B的二倍，气体A的相对分子质量为气体B的0.5倍,则p A、：p B、=( ）。
A、1／4; Ｂ、１/2； C、2; D、４。
［2分］（３)某氧气钢瓶的容积为40.0L，压力为2.０２×106Pa，则在２5℃时钢瓶中氧气的质量为（）。
Ａ、32.4g； B、１.０4×１03ｇ; C、8.6２×103ｇ; D、3.28×103g。
［2分](4)对下列各种烃来说，使其均处于气态并在充有足量氧的密闭容器中完全燃烧，生成CＯ2和H2Ｏ。
若燃烧前后容器内的温度(１３0℃)和压力都保持不变,则此气态烃是（)。
A、C6H6; Ｂ、C4Ｈ8；C、C4H6； D、C３Ｈ４。
[2分］(5)对下列各种烃来说,使其均处于气态并在充有足量氧的密闭容器中完全燃烧,生成CO2和H２Ｏ。
若燃烧前后容器内的温度(140℃)和压力都保持不变,则此气态烃是( ）。
Ａ、Ｃ3H６; B、C3H８；Ｃ、C２H４; D、C2Ｈ2。
[2分](6）300K、１01kPa的Ｏ２恰好和4.0Ｌ、４00K、５０.5kPａ的NＯ反应生成NＯ2,则Ｏ2的体积为( ）。
A、１．5L；B、3.０L; Ｃ、0．75L; Ｄ、0.20L。
［2分](7)在一定温度下，于某一容器中充入A、B两种理想气体,若组分A的摩尔分数为0.200,混合气体的总压为１01325Ｐa,则组分B的分压为（）。
Ａ、20．３kPａ; B、81.1kPa; Ｃ、16.2kPa；Ｄ、１01.3kPa。
[２分](8)混合等物质的量的NO与N2,则混合气体的平均摩尔质量是（）。
A、58g·ｍol-1；B、30g·moｌ-1；Ｃ、2８g·mol-1; D、29g·mｏl-1。
[2分](9)将25℃、１01.3kＰa、1．0LＯ２和0℃、20２.6kPａ、2.０LH2以及-60℃、303.9kPa、3．0LN２充入２.0Ｌ密闭容器中,温度保持在25℃，则( ）。
Ａ、O２的压力降低,H2、N2的压力升高;B、Ｈ２的压力降低,Ｏ２、N2的压力升高;Ｃ、N2的压力降低，H2、Ｏ2的压力升高;D、Ｏ2、N2、Ｈ２的压力都降低。
[2分］(１0)温度为30３K、压力为111.5ｋPa、体积为3．0×１04m3的空气中,n（O ２）为( ）。
A、1.３×106ｍol;Ｂ、2．8×102mｏl；C、1.3×103ｍoｌ；Ｄ、2．8×105mol。
[2分](１1)某煤气柜内的压力为１04kPａ，温度为２98K、体积为１．6×103ｍ３,29８K时水的饱和蒸气压为3.1７kPa，则气柜中煤气的物质的量和水蒸气的质量分别为( )。
A、６．５×104mｏl和37ｋg；B、6.5×107mol和3.7×10３k ｇ；Ｃ、6.５×１０６mｏｌ和0．13kg；D、6．5×１０4mｏl和1.３×102ｋg。
[2分](１2）一混合理想气体,其压力、体积、温度和物质的量分别用p、V、Ｔ、ｎ表示,如果用ｉ表示某一组分的气体,则下列表达式中错误的是( ）。
A、pＶ=ｎRT；B、pｉV＝n i RＴ;C、ｐV i=n i RＴ;D、p i V i＝ｎi RT。
［２分］(13)下列叙述中正确的是( ）。
A、只有等压过程,才有化学反应热效应；B、在不做非体积功时，等压过程所吸收的热量全部用来增加系统的焓值;C 、焓可以被认为是系统所含的热量；D 、在不做非体积功时,等压过程所放出的热量全部用来增加系统的焓值。
[２分](14)298Ｋ时下列物质的△ｆθm H 不为零的是.（ ）。
A 、F ｅ(l ）;B 、P 4(白磷,s);C 、Ne(ｇ)；D 、Ｃl 2(g ）。
[2分](15)下列各种物质中,2９8K 时标准摩尔生成焓不为零的是( ）。
A 、C(石墨)； B 、Ｎ２(l ）； C 、H ２（g)； D 、I 2（ｓ）。
［2分](16）已知在相同温度下,金刚石和石墨与O 2(g ）反应生成1．0mo ｌCO 2(g ）的反应热分别为-３９5.4kJ ·ｍol -1和-3９3．5k Ｊ·ｍol -1，则C(石墨)→Ｃ(金刚石）的反应热为（ )。
A 、1.9kJ ·mo ｌ-1;Ｂ、-1.９kJ ·ｍol －1；C 、3８kJ ·ｍｏｌ-1；D 、-38kJ ·ｍol -1。
［2分](1７）已知C （s ）+21 O 2(g)→CO(ｇ）的△r θm H =－110.5k Ｊ·mol -１，C(ｓ)+O ２(g)→CO 2(g)的△r θm H =-393.5ｋJ ·mol －1,则CO （s)＋ 21 Ｏ2（g)→CO ２(g)的△ｒθm H =（ ）。
A 、-2８3．0ｋJ ·ｍol -1;Ｂ、2８3.0kJ ·mol -1； C 、-１１0.５kJ ·m ｏl -1；D 、-504.０k Ｊ·mol -1。
［2分](１8)已知:H 2（g ）+Ｂr ２(ｇ)→2ＨBr(ｇ)，△r θm H (１); H 2(g ）+Ｂr 2(l)→2ＨBr(g)，△r θm H (２）； 则△r Θm H (1）与△r Θm H (２)的关系是( )。
A 、△r Θm H (１)>△ｒΘm H (2);B 、△r Θm H （１)=－△ｒΘm H (2）；Ｃ、△ｒΘm H （１）=△ｒΘm H (2)； Ｄ、△r Θm H （1)＜△ｒΘm H (2)。
[2分](19)已知298K 时,B 4C(s ）+４O 2(g)→2Ｂ２O 3(ｓ)+ＣＯ2(g)的△r Θm H =-２85９.０ｋJ ·m ｏl -１，且△ｆΘm H (B 2Ｏ３，ｓ)=-１272.8kJ ·m ｏl -1,△f Θm H (ＣO ２,g)＝-393.５kJ ·ｍo ｌ－1,则△f Θm H (Ｂ4C,ｓ)为( )。
A 、80.1kJ ·mo ｌ－１；B 、-1１92．７kJ ·ｍo ｌ－1;Ｃ、119２.7kJ ·mol -1； D 、-80.1kJ ·mol -1。
[2分]（20)已知298K 时，△ｆΘm H （Ca Ｏ,s ）=-６35.1k Ｊ·m ｏl -1,△f Θm H (H 2O,l)=-２８5.8kJ ·m ｏｌ-１,△f Θm H (Ca(OH)2，s)=-986.１k Ｊ·mo ｌ-1，Ca 的相对原子质量为40.1。
则在298Ｋ时,１.００kgCaO 与水反应生成Ｃa(OH ）２时放出的热量为（ ）。
A 、2.３3×103kJ;B 、－65.２k Ｊ；C 、-2.33×１０3k Ｊ；D 、-１.1６×103kJ 。
[2分](21)已知298Ｋ时,2ＮH ３(g ）→N 2(g)+3H ２（g)的△r Θm H (1)＝９２.２ｋJ ·moｌ-1，.H 2（g)+ 21 O 2(g ）→H ２O （g)的△ｒΘm H (２)=-２41.8k Ｊ·ｍｏl -1，4NH 3(ｇ)+5Ｏ2(g)→４ＮO(g)＋6H 2O （g)的△r Θm H (３)=－９０５.５ｋJ ·m ｏl -1,则NO （g)的△ｆΘm H 为（ ）。
A 、9０．2ｋＪ·mo ｌ-１;B 、-90.2k Ｊ·ｍol －1;C 、-70９．8ｋJ ·ｍo ｌ－１;D 、360．8k Ｊ·mol -１。
［２分](2２)下列关于熵的叙述中正确的是（ )。
Ａ、熵是系统混乱度的量度，在０℃时，任何完美晶体的绝对熵为零; B 、对一个化学反应来说，如果系统熵增，则反应一定能自发进行；C 、在一定条件下，对某反应来说,随着反应物增加,则△r θm S 增大;D 、熵是系统混乱度的量度，一定量的某物质的熵随着温度升高而增大。
[２分](23）已知298K 时，θm S (H 2,g)=１30.６J ·mol -1·Ｋ-１,θm S (Ｎ2,g)＝1９1．5J ·moｌ-１·K -1，θm S (N Ｈ３，g)=１９2.3Ｊ·m ｏｌ-1·K -１。
则反应３H 2(ｇ)+N ２(g)→2NH 3(g)的△r θm S ( )。
A 、19８.7Ｊ·mo ｌ-1·Ｋ-１；B 、-198．7J ·mol -1·K －１；C 、-129.8J ·mo ｌ-1·K -1；D 、129.８J ·ｍｏl －1·K -1。
[2分]（２4)下列反应中,其反应的△r θm G 与相对应生成物的△f θm G 值相同的是( ）。
Ａ、ＣO 2(ｇ）+C ａO(s)→C ａC Ｏ３(s); B 、N ２(g)+3Ｈ２（g)→2NH ３(g);C 、21Ｈ2(g)+ 21 I 2(g)→ＨI(ｇ)；D 、21H 2(g)＋ 21 I 2(s ）→HI(g ）。
［２分](2５）已知2N Ｏ(g)+O 2（g)→2ＮO 2(ｇ)的△ｒθm G =-7０．6ｋJ ·mo ｌ-1,△ｆθm G (NO,g)＝8６.６kJ ·ｍol -１,则△ｆθm G (NO ２,ｇ)=( )。
A 、-70.6kJ ·ｍol -1；B 、14１.2kJ ·mo ｌ-１;C 、-35．3ｋJ ·mol -1； Ｄ、51.3ｋJ ·ｍol -1。