第一章 化学反应中的能量关系(1)
化学反应与能量知识点
第一章化学反应与能量一、反应热焓变1、定义：化学反应过程中放出或吸收的热量叫做化学反应的反应热.在恒温、恒压的条件下，化学反应过程中所吸收或释放的热量称为反应的焓变。
2、符号：△H3、单位：kJ·mol-14、规定：吸热反应:△H > 0 或者值为“+”，放热反应:△H < 0 或者值为“-”常见的放热反应和吸热反应放热反应吸热反应燃料的燃烧C+CO2, H2+CuO酸碱中和反应C+H2O金属与酸Ba(OH)2.8H2O+NH4Cl大多数化合反应CaCO3高温分解大多数分解反应小结：1、化学键断裂，吸收能量；化学键生成，放出能量2、反应物总能量大于生成物总能量，放热反应，体系能量降低，△H为“－”或小于0反应物总能量小于生成物总能量，吸热反应，体系能量升高，△H为“+”或大于03、反应热数值上等于生成物分子形成时所释放的总能量与反应物分子断裂时所吸收的总能量之差5、燃烧热（1）概念：25℃、101Kpa时，1mol纯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，单位为KJ/mo。
（2）注①对物质的量限制：必须是1mol：②1mol纯物质是指1mol纯净物（单质或化合物）；③完全燃烧生成稳定的氧化物。
如C→CO2(g)；H→H2O(l)；N→N2(g)；P→P2O5(s);S→SO2(g)等；④物质的燃烧热都是放热反应，所以表示物质燃烧热的△H均为负值，即△H＜0 （3）表示燃烧热热化学方程式的写法以燃烧1mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数，股灾热化学方程式中常出现分数。
（1）有关燃烧热计算：Q（放）＝n（可燃物）×△Hc。
Q（放）为可燃物燃烧放出的热量，n（可燃物）为可燃物的物质的量，△Hc为可燃物的燃烧热。
6、中和热（1）定义：稀溶液中，酸和碱发生中和反应生成1mol水时的反应热二、热化学方程式1.概念:表示化学反应中放出或吸收的热量的化学方程式.2.意义:既能表示化学反应中的物质变化,又能表示化学反应中的能量变化.[总结]书写热化学方程式注意事项:（1）反应物和生成物要标明其聚集状态，用g、l、s分别代表气态、液态、固态。
化学选修4(化学反应原理)第一章第一节化学反应与能量的变化 .ppt
二、热化学方程式 热化学方程式∶能表示参加 反应 物质的量 和反应热 的关系的化学方程式。
【练习】
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= ＋131.5 kJ/mol。 2、拆开1molH—H键、1molN—H键、1mol N≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ， －92kJ/mol 则1molN2生成NH3的反应为： ，1mol H2 －30.67kJ/mol 生成NH3的反应热为： 。
30.5克
4、已知： S(s) + O2(g) = SO2(g) ΔH =－290.6KJ， 求 1.6克硫燃烧成为SO2气体放出多少热量？
14.53KJ
思考与交流
热化学方程式与普通 化学方程式有什么区别？正确书写其应当 注意哪几点？
小结∶热化学方程式不单表示了反应物和生 成物的关系，而且表示了反应的热效应。
D、1/2CH4 (g)＋O2 (g) ＝1/2CO2 (g) ＋H2O (l) ΔH = -890 kJ/mol
3、已知
（1）H2(g)＋1/2O2 (g) ＝H2O (g) ΔH1 = a kJ/mol
（2）2H2(g)＋O2 (g) ＝2H2O (g) ΔH2 = b kJ/mol
（3） H2(g)＋1/2O2 (g) ＝ H2O (l) ΔH3 = c kJ/mol （4） 2H2(g)＋O2 (g) ＝2H2O (l) 则a、b、c、d的关系正确的是 C ΔH4 = d kJ/mol 。
A、 2CH4 (g)＋4O2 (g)＝2CO2 (g)＋ 4H2O (l) ΔH = +890 kJ/mol B、 CH4 ＋2 O2 ＝ CO2 ＋ H2O C、CH4 (g)＋2 O2 (g) ＝CO2 (g) ＋2H2O (l) ΔH = －890 kJ/mol ΔH = －890 kJ/mol
无机化学总结
第一章 化学反应中的能量关系一、概念1、化学计量数（ν）2、反应进度（ξ） B B n νξ∆=3、体系 敞开体系:既有物质，又有能量交换 封闭体系:没有物质，但有能量交换 孤立体系:没有物质，也没有能量交换4、热（Q ）:体系和环境之间因温差而传递的能量叫热 功（W ）:除热以外，其他各种形式被传递的能量叫功5、热力学能（U ∆）:体系内部所含总能量称为体系的热力学能 W Q U U U +=-=∆126、等压反应热p Q :体系不做非体积功，当反应终了的温度、压力恢复到反应前的温度、压力时，体系所吸收或放出的能量H H H Q p ∆=-=127、标准摩尔生成焓（Θ∆m f H ）在标准态下，由最稳定的纯态单质生成单位物质的量的某物质的焓变（即等压反应热）8、摩尔吉布斯自由能变m r m r m r S T H G ∆-∆=∆（在封闭体系下，不做非体积功）()()()T S T T H T G m r m r mr ΘΘΘ∆-∆=∆ ()()K S T K H m r m r 15.29815.298ΘΘ∆-∆≈J RT G G m r m r ln +∆=∆Θ9、活化能（a E ）：活化分子具有的平均能量(_*E )与反应物分子的平均能量()E 之差 E E E a -=*_ 10、反应速率常数（c K ）对同一反应来说，K 值与反应物浓度、分压无关，只与反应的性质、温度及催化剂有关11、基元反应：由反应物一步就直接转变为生成物的反应（质量作用定律只适用于基元反应) 12、理想气体状态方程 nRT pV = 式中：p 为气体的压力，单位为帕(Pa );V 为气体的体积，单位为立方米(3m );n 为气体的物质的量，单位为摩(mol );T 为气体的热力学温度，简称气体温度，单位为开(K ); R 为摩尔气体常数 ()K mol j R ⋅=314.8二、思考题(1).标准状况与标准态有何不同(2).化学反应方程式的系数与化学计量数有何不同 三、判断下列说法是否正确 (1).热是一种传递中的能量(√) (2).同一体系:(a).同一状态可能有多个热力学值(×) (b).不同状态可能有相同的热力学值(√) (3) .体系的焓等于等压反应热(√)(4) .最稳定的纯态单质的标准生成焓等于零(√) 四、例题例一、计算下列可逆反应在723K 和指定非标准态时的m r G ∆值，并判断该反应自发进行的方向。
选修4 第一章 化学反应与能量
第一章化学反应与能量第一节化学反应与能量的变化一．反应热焓变1．定义：化学反应过程中所释放或吸收的能量都属于反应热，又称为焓变（ΔH），单位kJ/mol。
化学反应中为什么会伴随能量变化？（微观解释）旧键的断裂：吸收能量新键的形成：放出能量总能量的变化取决于上述两个过程能量变化的相对大小。
吸热：前者>后者放热：前者<后者2．放热反应：放出热量的化学反应。
(放热>吸热）ΔH<0吸热反应：吸收热量的化学反应。
(吸热>放热) ΔH>0[小结]（1）化学反应的本质：原子的分离与结合的过程（2）反应物分子中原子解离-------吸热。
生成物新分子的形成---------放热。
二．热化学方程式1．定义：能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式例如：H2 (气) + 1/2 O2 (气) = H2O (气) ΔH= －241.8kJ/molH2(气) + 1/2 O2(气) = H2O (液) ΔH= －285.8 kJ/mol[讨论] 1.为什么集聚状态不同，热量值不同？答：液态水变成水蒸气要吸收热量2.若反应物状态不同，而生成物状态相同，那么热量值相同吗？答：不同[思考与交流]2．书写要点：C(固) + H2O(气) = CO(气) + H2(气) ΔH= +131.3 kJ/mol①标集聚状态（固、液、气）②右端标热量数值和符号：吸热用“＋”，放热用：“－”。
③系数单位是“摩”，而不是“个”；也不能表示物质的量之比。
④系数可用分数，但热量值要相应变化。
如：2H2(气) + O2(气) = 2H2O(液) ΔH= －571.6 kJ/molH2(气) + 1/2 O2(气) = H2O(液) ΔH= －285.8 kJ/mol⑤不注明条件，即指250C 、1.01×105Pa例：1克甲烷在空气中燃烧，恢复常温下测得放出热量55.625KJ，试写出热化学方程式。
无机化学---第一章 化学反应中的质量关系和能量关系
=2.87×104Pa
p(N2)=p-p(O2)-p(CO2)=(9.33-2.67-2.87)×104Pa
=3.79×104Pa
n(O2) n
=
p(O2) p
=92..3637××110044=0.286
1-1-6 化学计量化合物和非计量化合物
化学1-式1-6化学计量化合物和非计量化合
对能于表物那明些组非成分化子学型物物质质的,各只元能素用原最子简数式目表之示。 例间分如最子：简式离单子的型整化数合比物关氯系化，钠因，此习又惯称上最以简最式 简能式表N明a分Cl子表型示物。质中一个分子所包含的 各种元素原子的数目。
分子式可能和最简式相同，也可能是最简 式的整数倍。例如
分子型物质 气态氯化铝
水
化学式 AlCl3 H2O
分子式 Al2Cl6 H2O
1-1-6 化学计量化合物和非计量化合物
化学计量化合物 具有确定组成且各种元素的原子互成简单 整数比的化合物，这类化合物又称整比化 合物或道尔顿体。 例如：
混合气体的体积为V 则它们的压力： pB = nBRT/V
p = nRT/V
将两式相除，得
pB p
＝
nB n
则
pB=
nB n
p
nB n
为组分气体B的摩尔分数
理想气体分压定律
同温同压下,气态物质的量与其体积成正比
则
VVB=
nB n
而
pB p
＝
nB n
所以
pB
=
VB V
p
体积为10.0L含N2、O2、CO2的混合气体，例
T=30℃、p=93.3kPa, 其中:p(O2)=26.7kPa, CO2的含量为5.00g, 试计算N2、CO2分压。
第一章化学反应中的能量关系练习题与答案
第一章 化学反应中的能量关系一、判断1、状态函数是物质现有状态的性质，它与形成该状态的途径无关。
2、化学反应进度可以度量化学反应进行的程度，所谓1mol 反应，是指得到1mol 产物的反应。
3、因为∆H=p Q ，∆H 是状态函数，p Q 也是状态函数。
4、Fe(s)与Cl 2(l)的θm f H ∆均为零。
5、系统与环境无热量交换的变化为绝热过程。
6、化学计量数等于方程式中相应分子式前面的系数。
二、选择1、实际气体与理想气体更接近的条件是 。
（1）高温高压 （2）低温高压 （3）高温低压 （4）低温低压2、一混合理想气体，i 表示其中某一组分气体，则下列表达式中错误的是 。
（1）nRT pV = （2）RT n V p i i = （3）RT n pV i i = （4）RT n V p i i i =3、将一定量KClO 3加热后，其质量减少0.48g ，生成的氧气用排水法收集。
若温度为210C ，压力为99591.8Pa ，水的饱和蒸气压为2479.8Pa ，氧气相对分子质量为32.0，则收集的气体体积为 。
（1）188.5 cm 3 （2）754 cm 3 （3）565.5 cm 3 （4）377.0 cm 34、将1升101.3KPaO 2（g ）和1升202.6KPaN 2（g ）混和在2升抽空的密闭容器中，在温度不变的条件下，混合气体的总压力是 。
（1）151.9KPa （2）101.3KPa （3）202.6KPa （4）303.9 KPa5、一密闭容器装有互不发生反应的混合气体A(g)和B(g)，此时总压力为p ，A 的分压为A p ，向容器中充入稀有气体，使总压力为2p ，则此时A 的分压为 。
（1）A p （2）A p 21 （3）2A p （4）4p 6、以公式ΔU = Q – p ΔV 表示的热力学第一定律，其适用条件是 。
（1）封闭系统 （2）封闭系统，不做非体积功（3）封闭系统，不做非体积功的等压过程 （4）封闭系统，不做非体积功的等温等压过程7、某热力学系统完成一次循环过程，系统和环境有二次能量交换。
高一化学第一册第一章化学反应中的能量变化知识点
高一化学第一册第一章化学反应中的能量变化知识点高一化学第一册第一章化学反应中的能量变化知识点化学反应中的能量变化，通常表现为热量的变化。
以下是第一章化学反应中的能量变化知识点，请大家掌握。
一、反应热1、定义：在反应过程中放出或吸收的热量叫反应热。
放出热量的反应叫放热反应。
吸收热量的反应叫吸热反应(化学反应过程中，不仅有新物质生成，同时还伴随着能量的变化，并可以以热能、电能或光能等的形式表现出来。
当能量以热的形式表现时，我们把反应分为放热反应和吸热反应。
)2、符号：⊿H(大吸小放)3、单位：kJ/mol4、计算依据：⊿H=生成物的总能量 - 反应物的总能量= H (生成物) - H(反应物)⊿H=反应物的总键能生成物的总键能5、书写热化学方程式的注意事项：(1)要标明反应的温度和压强，如不特别注明，即表示在101kPa和298K。
(2)要标明反应物和生成物的聚集状态，因为物质在不同的聚集状态下所具有的能量是不相同的，对同一反应来说，物质聚集状态不同，反应热(⊿H)的数值不同。
(3)热化学方程式中的化学计量数不表示分子个数，而是表示物质的量，所以，它可以是整数，也可以是分数。
相同物离子在水中的水合热，物质的溶解热，电解质电离所伴随的热效应。
(3) 中和反应的实质是氢离子和氢氧根离子起反应生成水，若反应过程中有其他物质生成，这部分不属于中和热。
(4) 稀的强酸和稀的强碱反应的中和热为57.3 kJ/mol.若是弱酸或弱碱参与反应，则由于他们的电离要吸收热量，其热量的数值会小于57.3 kJ/mol.第一章化学反应中的能量变化知识点的内容就为大家分享到这里，更多精彩内容请持续关注查字典化学网。
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
第1章 化学反应中的能量关系 习题及参考答案Yao
第一章 化学反应中的能量关系1) 某理想气体对恒定外压(93.1kPa)膨胀，其体积从50L 变化至150L ，同时吸收6.48kJ 的热量，试计算内能的变化。
解：ΔU = Q + W , Q = 6.48 kJW = －p 外(V 2－V 1) = －93.31×103Pa×(150－50)×10－3m 3 = －9.331kJΔU = (6.48－9.331)kJ =－2.851kJ∴ 内能的变化为－2.851kJ2) 已知下列热化学方程式：Fe 2O 3(s) + 3CO(g) = 2Fe(s) + 3CO 2(g), Q p =－27.6kJ •mol -1Fe 2O 3(s) + CO(g) = 2Fe 3O 4(s) + CO 2(g), Q p =－58.6kJ •mol -1Fe 3O 4(s) + CO(g) = 3FeO(s) + CO 2(g), Q p =38.1kJ •mol -1不用查表，计算下列反应的Q p ：FeO(s) + CO(g) = Fe(s) + CO 2(g)(提示：根据盖斯定律，利用已知反应方程式，设计一循环，消去Fe 2O 3和Fe 3O 4，而得到所需反应方程式。
)解：若以①、②、③分别表示所给的化学方程式， 根据盖斯定律，设计一循环：61[3×①－②－2×③] 可得下列方程：FeO(s) + CO(g) =Fe(s) + CO 2(g)∴ 该反应的Q p =61×[3×(－27.6)－(－58.6)－2×38.1]kJ•mol -1 =－16.7 kJ•mol -13) 试用书末附录1提供的标准摩尔生成焓O ∆m f H 数据，计算下列反应的O ∆m r H 。
① CaO(s) + SO 3(g) + 2H 2O(l) = CaSO 4•2H 2O(s)② C 6H 6(l) + 721O 2(g) = 6 CO 2(g) + 3H 2O(l)③ 2Al(s) + Fe 2O 3(s) = 2Fe(s) + Al 2O 3(s)解： ① CaO(s) + SO 3(g) + 2H 2O(l) = CaSO 4•2H 2O(s)O ∆m f H / kJ ⋅mol 1- －635.5 －395.26 －285.85 －2021.12O ∆m r H = O ∆m f H ( CaSO 4•2H 2O,s) －O ∆m f H (CaO,s)－O ∆m f H (SO 3,g) －2O ∆m f H (H 2O,l) = [(－2021.12) －(－635.5)－(－395.26) －2×(－285.85)] kJ ⋅mol 1-=－418.66 kJ ⋅mol 1-② C 6H 6(l) + 721O 2(g) = 6 CO 2(g) + 3H 2O(l)O ∆m f H / kJ ⋅mol 1- 49.04 0 －393.51 －285.85O ∆m r H = 6O ∆m f H (CO 2,g) +3O ∆m f H (H 2O,l) －O ∆m f H (C 6H 6,l) = [6×(－393.51) +3×(－285.85)－49.04] kJ ⋅mol 1-=－3267.65 kJ ⋅mol 1-③ 2Al(s) + Fe 2O 3(s) = 2Fe(s) + Al 2O 3(s)O ∆m f H / kJ ⋅mol 1- 0 －822.2 0 －1669.79O ∆m r H =O ∆m f H ( Al 2O 3,s) －O ∆m f H ( Fe 2O 3,s)= [(－1669.79)－(－822.2)] kJ ⋅mol 1-=－847.59 kJ ⋅mol 1-4) 判断下列反应或过程中熵变的数值是正值还是负值。
化学反应与能量的变化(1)
第一章化学反应与能量第一节化学反应与能量的变化（第一课时）课型新授课班级姓名【学习目标】：1.了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式。
2.认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的变化，而且能量的释放或吸收是以发生的变化的物质为基础的，能量的多少取决于反应物和生成物的质量。
3.了解反应热和焓变的涵义。
【学习重点】：1. 化学反应中的能量变化2. 焓变，△H的“+”、“-”【预习案】1.反应热、焓变化学反应中所的能量，叫反应热。
，它等于反应前后体系的，用符号来表示，其单位常采用，许多化学反应的反应热都可以直接测量。
2. 化学反应中的能量变化的本质原因化学反应的本质是。
任何反应都有反应热，这是由于在反应过程中，当反应物分子内或原子间的化学键时，需要能量；当原子重新结合成生成物分子时，即形成化学键时，又要能量。
3．放热反应与吸热反应（1）物质发生化学反应时常伴有__________，在一般化学反应里，常表现_______________。
常见的放热反应有；常见的吸热反应有 。
⑵当△H 为“ ”或△H 0时，为放热反应；当△H 为“ ”或△H 0时，为吸热反应。
【探究案】1. 反应热与焓变的联系2.化学反应过程中的能量变化图结论：反应过程Ⅰ是 反应，△H 0； 反应过程Ⅱ是 反应，△H 0。
填写下表：能量 能量 反应物 反应物生成物生成物反应过程（I ） 反应过程（II ）例、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= kJ/mol。
3.根据教材提供的键能数据计算H2与Cl2反应的反应热4、拆开1molH—H键、1molN—H键、1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则生成1mol NH3时的反应热为△H= kJ/mol，则生成2mol NH3时的反应热为△H= kJ/mol。
化学反应能量变化课件
键能之和
作业： 《创新设计》 和《创新设计·活页》
第一章 第一节 第二课时 热化学方程式 中和热
明天早上交！ 只交一张 ^_^
热化学方程式表示的意义
1、反应物和生成物的种类、聚集状态 2、反应中各物质的物质的量比和质量比 3、反应中放出或吸收的热量。
问题：
反应物和生成物前的系数它代表了什么？
在方程式中∆H它表示了什么意义？ ∆H
它的值与什么有关系？
热化学方程式中各物质前的化学计量数不表 示分子个数，表示对应物质的物质的量。
热化学方程式
能表示参加反应物质的量和反应热的关系
的化学方程式
H2H24822((15gg..88))++kkJJ1212//mmOO22oo((llgg))====HH22OO((gl))
△H=－ △H=－
3、热化学方程式需注明各物质的状态。 普通化学方程式不需注明物质的状态。
★书写热化学方程式的注意事项
∆H(KJ/mol)它表示每摩尔反应所放出的热 量，∆H它的值与方程式中的计量系数有关，即 对于相同的反应，当化学计量数不同时，其∆H 不同。
1、当1mol气态H2与1mol气态Cl2反 应 生成2mol气态HCl，放出184.6KJ的热 量，请写出该反应的热化学方程式。
H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ∆H =-184.6KJ/m
3、沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445 kJ 的热量。则下列热化学方程式中正确的是 C
A、 2CH4 ( g )＋4O2 ( g ) ＝ 2CO2 ( g ) ＋ 4H2O ( l ) ΔH = +890 kJ/mol
无机化学知识点学习笔记(1)
《无机化学》学习笔记一第一章化学反应中的质量关系和能量关系1.初步了解体系与环境、状态函数、热、功、热力学能的概念和化学计量数、反应进度、恒压反应热、焓变、标准摩尔生成焓的含义。
2.熟悉热化学方程式的书写和赫斯定律的应用。
3.会应用热化学方程式和标准摩尔生成焓计算标准摩尔反应焓变。
知识点:1.化学计量数化学反应方程式：cC+dD=yY+zZ，令：-c=νc,-d=νd,y=νy, z=νz,得：0=νc C+νd D+νy Y+νz Z,称为化学计量方程式。
νc,νd,νy,νz分别为物质C,D,Y,Z的化学计量数。
2.反应进度对于化学计量方程式：0=νc C+νd D+νy Y+νz Z,dξ=d n B/νB，ξ为反应进度。
3.体系和环境体系--为了研究方便，把要研究的那部分物质和空间与其它物质或空间人为地分开。
被划分出来作为研究对象的那部分物质或空间称为体系。
环境--体系之外,并与体系有密切联系的其它物质或空间称为环境。
4.体系与环境的关系按照体系和环境之间物质和能量的交换情况，可将体系分为以下3类：敞开体系-----体系和环境之间，既有物质交换，又有能量交换。
封闭体系-----体系和环境之间，没有物质交换，但有能量交换。
孤立体系-----体系和环境之间，既没有物质交换，又没有能量交换。
5.状态函数描述体系状态的一系列宏观的物理量，称为状态函数。
6.状态函数的特点（1）体系的状态一确定，各状态函数均有确定值。
（2）当体系状态发生变化时，状态函数的改变量只与体系的起始状态和最终状态有关，而与状态变化的具体途径无关。
（3）体系的各状态函数之间往往是有联系的。
因此，通常只需确定体系的某几个状态函数，其它的状态函数也随之而定7.功和热热和功是体系状态发生变化时,体系与环境之间交换或传递能量的两种不同形式。
体系状态发生变化时,体系与环境因温度不同而发生能量交换的形式称为热。
在热力学中常用Q表示,定义体系从环境吸热时Q为正值,体系放热给环境时Q为负值。
无机化学 第01章 化学反应中的质量关系和能量关系
n(N2)/mol n(H2)/mol n(NH3)/mol ξ/mol
0
0
0
0
-1/2
-3/2
1
1/2
-1
-3
2
1
-2
-6
4
2
1第.31.章2化化学计学量反数应与中反的应质进量度关 系 和 能 量 关 系
例 反应：N2 + 3H2 = 2NH3
对同一化学反应方程式，
反应进度(ξ)的值与选用反应式中何种物 质的量的变化进行计算无关。
0.012 kg 12C 所含的碳原子数目 (6.022×1023 个 ) 称 为 阿 伏 加 德 罗 常 数 [Avogadro]（NA）。
1.2.2物第质1章的量化学及反其应单中的位质量关系和能量关系
1mol H2表示有NA个氢分子 2mol C 表示有2NA个碳原子 3mol Na+表示有3NA个钠离子 4mol (H2+½O2)表示有4NA个 (H2+½O2)的特定组合体，其中含有 4NA个氢分子和2NA个氧分子。
第1章 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
第1章 化学反应中的质量关系和能量关系
第一节 物质的聚集态和层次
（自学）
第一章 化学反应中的 质量关系和能量关系
第二节 化学中的计量
1.2.1相第对1章原子化学质反量应和中的相质对量分关子系和质能量量关系
核素:具有确定质子数和中子数 的一类单核粒子称为核素。
N2、H2、NH3的化学计量数 ν(N2) = -1、ν(H2) = -3、ν(NH3) = 2
表明反应中每消耗1 mol N2和3 mol H2 生成2 mol NH3
第一章第一节 化学反应与能量的变化
吸收
【归纳】△H＝ 反应物总键能 －生成物总键能
释放
二、热化学方程式 能表示参加反应物质的量和反应热的关 在200℃、101kPa时，1molH2与碘蒸气 作用生成HI的反应，科学文献上表示为： 系的化学方程式，叫做热化学方程式。 200 ℃ 作业：课本第 62HI(g) 页第4题、第 题 H2(g)＋I2(g) △H=3 － 14.9kJ/mol 101kPa 书写热化学方程式除要遵循书写化学方 上式与以前学的化学方程式有何异同？ 程式的要求外还应注意以下几点： • 需注明反应温度和压强（常温常压例外） （1）要注明反应的温度和压强 • 应注明反应物和生成物的状态 :s、l、g、aq （ 2）要注明反应物和生成物的聚集状态 原因？（例题2） 比较第4页几个热化学方程式 （3）计量数表示完成反应的物质的量，可以 • 各化学计量数不表示分子个数，只表示物 是分数，且△ H的数值与计量数大小相对应 质的量，可以是分数，且化学计量数不同， （4）化学方程式与△H之间应用空格隔开 则△ H不同 （5）热化学方程式一般不要写反应条件
第一节
化学反应与能量的变化
一、化学键与化学反应中能量变化的关系 1.根据反应物总能量、生成物总能量的相对 大小判断 反应物总能量＞生成物总能量 释放能量 反应物总能量＜生成物总能量 吸收能量 2.根据反应物、生成物的键能相对大小判断 反应物总键能＞生成物总键能 吸收能量 反应物总键能＜生成物总键能 释放能量
放热 反应还 是吸热 反应？
△H 为 “＋”还 是为 “－”？
放热 反应还 是吸热 反应？
△H 为 “＋”还 是为 “－”？
许多化学反应的反应热可以通过实验直 试根据下表所示的键能数据计算反应 H2＋Cl2＝2HCl 的反应热。 接测量。例如： … 能否利用键能数据粗略计算化学反应的 化学键 H－H Cl－Cl H－Cl 反应热？如何计算？ 436 243 431 键能 (kJ/mol) 反应H2 (g) ＋Cl2 (g) ＝2HCl(g) 会放出183kJ/mol的能量（实验 测定结果为184.6kJ/mol ）。 常用实验数据表示反应热， 即该反应的△H＝－H）：与物质的内能有关的物理量 2.反应热：化学反应过程中所释放或吸收的能量， 都可以热量（或换算成相应的热量）来表述， 叫做反应热 2.焓变（ΔH）：生成物与反应物的焓值差 • ΔH＝H(生成物)－H(反应物) • 恒压条件下，反应热等于焓变。 • 当Δ H为“－”或Δ H ＜0时， 表示体系能量减小，为放热 反应； • 当Δ H为“＋”或Δ H ＞0时， 表示体系能量增加，为吸热 反应。 • 单位：kJ/mol（或kJ· mol－1） mol－1表示每摩尔反应
6.第一章 化学反应与能量 答案
△H=-483.6kJ/mol ；
1 O2(g) = H2O(1) △H =-285.8 kJ/mol 2
〖点评〗反应热的多少与物质的稳定状态和物质的量有关，而燃烧热必须是 1mol 物质完 全燃烧的反应热，请对比在本题中这两个方程式的叙述方式和表达方式，对比它们的 反应热，道理自在其中。 【例题 3】 （1）煤 人均能源占有量少，能源利用率低，单位产值能耗高（2）ABCD （3）H2 （4）不产生 CO2 ，不会因温室效应而影响大气，H2 来源丰富 ，燃烧产物 对环境无污染 【例题 4】 （1）1molH2SO4 与 2molNaOH 溶液反应放出 114.6KJ 的热量，所以热化学方程式为： H2SO4(aq) + 2NaOH(aq) = Na2SO4(aq) + 2H2O(l)； △H = —114.6kJ/mol （2）中和热对应的是生成 1mol 水时所放出的热量，所以中和热为—57.3kJ/mol。 （3）1moHF 在水溶液中完全电离时吸收 10.4KJ 的热量，故 1molHF 跟 1molNaOH 反应时放 出的热量为中和热减去电离所需的热量等于 46.9kJ，所以热化学方程式为： HF(aq) + NaOH(aq) = NaF(aq) + H2O(l)； △H = —46.9kJ/mol 〖基础知识巩固〗1.D 2.C 3.D 4.B 5.C 6.A 7.A 8.D 9. （1）△H = — 216 kJ· mol—1 S(s) + O2(g) = SO2(g) △H = — 216 kJ· mol—1 —1 （2）△H = — 285.8 kJ· mol H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l) △H = — 285.8 kJ· mol—1 〖思维能力训练〗 10.D 11.A 12.CD 13.B 14.D 15. 常规；新；新 16.（1）O2、H2 （2）2H2（g）＋O2（g）==2H2O（l） ；△H =-571.6kJ· mol—1 （3）燃烧的产物是水，不会给环境带来任何污染 （4）答：不现实。现有的制取氢气方法耗能大，制取的成本太高，另外是氢气的熔沸点 太低， 给储存和运输带来困难。 （注意： 如果答的是 “现实” ， 只要理由合情合理可以。 ）
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-第1章-物质变化过程中的能量关系
1
1
理想气体方程的应用
• 计算相对分子量（摩尔质量）M PV = (m/M) RT (n = m/M)
• 计算气体密度（r )
r = m/V P(m/r) = nRT r = P(m/n)/(RT) M= m/n r = (PM)/(RT)
例题：计算气体物质的量
在实验室中，由金属钠与氢气在较高温 度（＞300℃）下制取氢化钠时，反应前必 须将实验装置用无水无氧的氮气置换。氮气 是由钢瓶提供的，容积为50.0L，温度为25 ℃，压力为15.2MPa。（1）计算钢瓶中氮 气的物质的量n和质量m。（2）若将实验装 置用氮气置换五次后，钢瓶压力下降至 13.8MPa，计算在25 ℃，0.100MPa下，平 均每次消耗的氮气体积V平均。
PA T nA nB P V B 气体 B ：nB, PB= nB(RT/V) P总 Ｐ总 = PA + PB = (nA+ nB) (RT/V) ∵ PA /Ｐ总 = nA/ (nA+ nB) = nA/ n总
∴ PA = （nA/ n总）Ｐ总
课本P9 例1-3
P、T
▲ ▲ ▲ ● ▲ ▲ ●▲ ● ● ● ▲ ● ● ▲ ● ● ● ● ▲ ● ▲ ▲
例题：教室的容积是 100m 3 ，在温度是 7 ℃ ， 大气压强为1.0×105Pa时，室内空气的质量是 130kg，当温度升高到27℃时大气压强为 1.2×105Pa时，教室内空气质量是多少？
解：初态：P1=1.0×105pa，V1=100m3，T1=273+7=280K 末态：P2=1.2×105Pa，V2=？，T2=300K 根据理想气体状态方程： P P2V2 P 1V1 1T2 V2 V1 89.3m3 T1 T2 P2T1
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化学热力学,就是研究化学反应和 相变过程中能量转换规律的科学。
能否发生（反应方向） 反应限度（化学平衡）
化 学 反 应
能量转换（热效应）
化 学 热 力 学
反 应 的 现 实 性
反 应 的 可 能 性
反应速率
反应机理
化 学 动 力 学
化学是研究物质的组成、结构、性质及其 变化规律的科学，化学反应则是化学研究的 核心内容。 化学研究的两条主线： 结构与性质的观点（明线）。 能量变化的观点（暗线）。
3、应用：对于一定状态下的气体，已知其中 几个物理量，可以求未知量：P、V、n、T。
n m RT ρRT 4、公式变换： p RT V V M M
[例1-1]：在容积为10.0dm3真空钢瓶内，充入 氯气，当温度为288K时，测的瓶内气体的压强 为1.01×107Pa。试计算钢瓶内氯气的质量， 以千克表示。 解：由pV=nRT，推出
2.根据体系中组成的不同还可将体系分成 单相系和多相系。
相 (phase) ：体系中任何具有相同物理、化学性质的 均匀部分，称作体系的相。 界面:在不同的相之间有明确的界面。如H2O和杯子， 一般可以用机械的方法分开。
单相系（均匀系）: 只有一个相的体系称为单相系。 多相系（不均匀系）: 有两相或两相以上的体系称为 多相系。 相变：同一物质的气相、液相、固相间的相互转化， 叫做相变。固态物质不同晶形间的转化也属相变。
PA n A nA PA P P n n PB nB nB PB P P n n n Pi P i n
即：组分气体的分压等于总压与该组分气体的 摩尔分数的乘积。
约翰· 道尔顿（1766-1844）英国化 学家、物理学家、“近代化学之父”。 幼年时家贫，无钱上学，加上又是一个 红绿色盲患者，生活艰辛，但他以惊人 的毅力，自学成才。12岁任小学教师， 15岁任中学教师，26岁任曼彻斯特新学 院数学和自然哲学教授。 1801年提出分压定律，1804年系统地提出了原子学说， 主要观点：1）化学元素由不可分的微粒—原子构成；2）同 种元素的原子性质和质量都相同；3）不同元素化合时，原子 以简单整数比结合。他揭示出了一切化学现象的本质都是原 子运动，明确了化学的研究对象，对化学真正成为一门学科 具有重要意义。正如恩格斯指出的：化学的新时代是随着原 子论开始的，所以道尔顿应被称为“近代化学之父”。 除化学之外，他是第一个发现红绿色盲的人，并发表了 世界上第一篇有关色盲的论文。
1.2.3 过程(process)和途径(path)
1. 过程：
体系的状态发生变化，从始态到终态，体系经历了一个热 力学过程，简称过程。有各种不同的过程，如恒压、恒容、 恒温、绝热过程等。
2. 途径：
体系经历一个过程，从始态变化到终态，可以采用许多 不同的方式，体系发生变化的具体方式称作途径。 例如：烟台大连（陆地，空中，海上）
体系与环境之间无物质交换，但有能量交换。
（3）孤立体系（isolated system）
体系与环境之间既无物质交换，又无能量交换，故 又称为隔离体系。有时把封闭体系和体系影响所及的环 境一起作为孤立体系来考虑。
例如: 一个敞开瓶口, 盛满溶液的瓶子, 溶液为体系, 则是 敞开体系; 若加上一个盖子, 则成为封闭体系；若将瓶子换 成保温瓶, 则变成孤立体系。 热力学上研究得多的是封闭体系。
1995年美国的康奈尔、威曼和德国的克特勒首先从实验上证实 了这个新物态的存在。（2001年度诺贝尔物理学奖）。第五态中的原
子几乎不动，可以用来设计精确度更高的原子钟，以应用于太空航行和精 确定位等。不仅对基础研究有重要意义，在芯片技术、精密测量和纳米技 术等领域，也都有很好的应用前景。
第六态：费米子凝聚态
本章内容 §1－1 理想气体状态方程和分压定律 §1—2 能量和能量守恒
§1－3 焓、焓变和盖斯定律
§1－1 理想气体状态方程和分压定律
1.1.1理想气体状态方程 (Ideal gas state equation) 1.理想气体(ideal gas)
通常物质以三种状态存在：气态、液态和固态。其中 以气态的性质最为简单。
§1—2 能量和能量守恒
化学热力学是从能量变化的角度出发，讨论 化学反应能不能发生；如果能，反应进行的程度 如何；在反应进行过程中，能量的变化值是多少。
1.2.1 体系和环境（system and surrounding）
在科学研究时必须先确定研 究对象，把一部分物质与其余分 开，这种分离可以是实际的，也 可以是想象的。这种被划定的研 究对象称为体系，亦称为物系或 系统。 即体系就是所要研究的对象；体 系以外的与体系有密切联系的其 他物质或空间部分，叫做环境。
第一章 化学反应中的能量关系
热力学是专门探讨能量、能量转换以及能量与物 质交互作用的科学。尤其专注在系统与外在环境间能 量的交互作用，是结合工程、物理、与化学的一门学 问。早期物理中，把研究热现象的部分称为热物理， 后来称为热学，近代则称之为热力学。 热力学主要研究与能量有关的科学，主要包括引擎、 涡轮机、压缩机、发电机、推进器、燃烧系统、冷冻 系统、能源替代系统、生命支援系统及人工器官等。 热是一种传递中的能量。物体的原子或分子通过随 机运动，把能量有热的物体传向较冷的物体。
状态函数的特点： 异途同归 周而复始
值变相等 其值不变
而且要满足单值、连续、可微 状态函数有特征，状态一定值一定， 殊途同归变化等，周而复始变化同。
例 [1-2] 1mol理想气体，从始态 1 （ p1=101325Pa ， T1=273K ，
V1=22.4L ） 变 化 到 终 态 2 （ p2=1013250Pa ， T2=546K ， V2=4.48L）无论体系中间经过那些变化过程，这些状态函数 的改变量均为：
1.根据体系和环境的关系不同，体系可以分为三类： 敞开体系 (open system） 封闭体系 （close system) 孤立体系 (isolated system) （1）敞开体系（open system）
体系与环境之间既有物质交换，又有能量交换。
（2）封闭体系（closed system）
2.气体分压定律
混合气体的总压力等于混合气体各组分的分压 之和。
p p A pB pC pi
这就是道尔顿分压定律。
①两个容器中 O2 对器壁产生的压力是否相同？ 答：是。 ②两个容器的器壁承受的压力是否相同？
③
答：否。P1 PO ；P2 PO PN
2 2
2
p(O 2 ) p( N 2 ) ?
△p=p2－p1=(1013250－101325)Pa=911925Pa △V=V2－V1=(4.48－22.4)L=－17.9L △T=T2－T1=(546－273)K=273K
另外，状态函数之间存在一定的函数关系，如上 例，理想气体状态函数之间始终存在 pV=nRT 的关 系，这就是理想气体状态方程。这也是状态函数 之所以称作状态函数的原因。
化学反应的过程是组成物质分子的原子在新的 条件下重新组合的过程，总是伴随着能量的变化。 例如，煤的燃烧会放出大量的热量；镁条在燃烧的 时候，会产生大量的热量并放出耀眼的光；叶绿素 在太阳光的照射下，可使二氧化碳和水转化成糖类。
化学热力学研究的内容包括：
1、当一些物质相混合时， 能否发生反应—— 化学反应的方向如何？ 2、一个反应能够发生，反应进行的程度如何？ ——化学反应的平衡问题 3、 反应的快慢如何？——化学反应的速率 4、一个化学反应能够发生，反应的能量变化如何？ 成功处：着眼于宏观性质的变化，不考虑微观结 构和反应机理 局限性：没有时间概念
MpV m RT
71.0 103 1.01 107 10.0 103 m 8.314 288
=2.99 kg
1.1.2 气体分压定律
(Dalton’s law of partial pressures)
1.分压力(partial pressure)
混合气体中，某组分气体对容器所施加 的压力，叫作该组分的分压力。等于该组 分单独占有与混合气体相同体积时所产生 的压力。（温度不变）
2．理想气体方程
要点：
pV nR T
R 8.314J K 1 mol 1
1、注意单位：P－Pa、V－m3、T－K、n－mol → 2、适用条件：
理想气体——分子本身不占有空间、分子间没有相互作用力 高温、低压下的真实气体：一般温度不是太低、压力不是太 大的真实气体，可以忽略误差，使用该公式。体仍然遵守理想气体状态方程 设混合气体中只有两个组分 A 和 B ，其分压力分 别为PA和PB,其物质的量分别为nA和nB。混合气体的 总压力为p，混合气体的总摩尔数为n = nA + nB 则混合气体中各组分的分压力为
n RT n RT PA A , PB B V V P PA PB n A nB n RT RT V V
3. 状态函数的特征
体系的状态一定，体系的状态函数就有一定的值， 如果状态发生变化，状态函数也随之变化，但只要终态 和始态一定，状态函数的变化值就是一定的，不会因为 始态到终态的变化过程不同而有差别。如果体系经过一 系列变化又回到始态，各状态函数又回复到原值。或者 说，状态函数只与系统变化的始态和终态有关，而与变 化的途径无关。这是状态函数最重要的特征。