化学反应中能量的变化第一讲
反应热与焓变
一、放热反应、吸热反应和反应热
1.放热反应：具有的总能量大于的总能量时，反应释放能量，ΔH 0
(填“>”或“<”)。
2.吸热反应：具有的总能量小于的总能量时，反应吸收能量，ΔH 0
(填“>”或“<”)。
二、化学反应的焓变
1.焓（H）
用于描述物质具有的能量的物理量。
2.焓变（ΔH）
始、终状态焓的变化表示为
ΔH=H（反应产物）-H（反应物）
3.反应热的含义：化学反应过程中所释放或吸收的能量，在恒压条件下，它等于反应前后物质的焓变，符号是ΔH，单位是kJ/mol；反应热随反应物的物质的量变化而变化，反应热随反应前后物质的聚集状态变化而变化，一个“可逆的”化学反应，它的正反应和逆反应的焓变（ΔH）大小相等符号相反。
4..化学反应热的计算
ΔH=E（生成物的总能量）—E（反应物的总能量）
ΔH=E（反应物的键能总和）—E（生成物的键能总和）
例题：1. (07年全国II理综)已知：①1 mol H2分子中化学键断裂时需要吸收436 kJ的能量；②1 mol Cl2分子中化学键断裂时需要吸收243 kJ的能量；③由H原子和Cl原子形成1 mol HCl分子时释放431 kJ 的能量；下列叙述正确的是（ C ）
A．氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是 H2(g)＋Cl2(g) = 2HCl(g)
B．氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体，反应的?H = 183 kJ/mol
C．氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体，反应的?H =－183 kJ/mol
D．氢气和氯气反应生成1 mol氯化氢气体，反应的?H =－183 kJ/mol
解析：ΔH=E（反应物的键能总和）—E（生成物的键能总和）
=436 kJ/mol+243 kJ/mol－2×431 kJ/mol= －183 kJ/mol
变式练习1.（2011重庆） SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S-F键。已知：1molS(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ,断裂1molF-F 、S-F键需吸收的能量分别为160kJ、330kJ。则S(s)＋3F2(g)=SF6(g)的反应热△H为（）
A. -1780kJ/mol
B. -1220 kJ/mol
C.-450 kJ/mol
D. +430 kJ/mol
解析：本题考察反应热的有关计算。在化学反应中断键需要吸热，而形成新的化学键需要放热。由题意的1mol S(s)和3molF2(g)形成S原子和F原子共需要吸收能量是280kJ+3×160kJ＝760 kJ。而生成1mol SF6(g)时需形成6molS-F键，答案：B
变式练习2：（08年海南化学）白磷与氧可发生如下反应：P 4
+5O 2
=P 4O
10
。已知断裂下列化学键需要吸收
的能量分别为：P —P a kJ·mol —1
、P —O b kJ·mol —1
、P=O c kJ·mol —1
、O=O d kJ·mol —1
。
根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的△H ，其中正确的是（ ） A ．（6a +5d －4c －12b ）kJ·mol -1
B ．（4c +12b －6a －5d ）kJ·mol -1
C ．（4c +12b －4a －5d ）kJ·mol
-1 D ．（4a +5d －4c －12b ）kJ·mol
-1
解析：1mol 白磷（P 4）分子中含有6mol P —P 键，5mol O 2中含有5mol O=O 键，1mol P 4O 10中含有4 mol P=O 键和12 mol P —O 键 ；P —P a kJ·mol —1
、P —O b kJ·mol —1
、P=O c kJ·mol —1
、O=O d kJ·mol —1
。
ΔH=E （反应物的键能总和）—E （生成物的键能总和）=（6a +5d －4c －12b ）kJ·mol -1
变式练习3．(07年重庆理综)已知1 g 氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ ，且氧气中1 mol O =O
键完全断裂时吸收热量496 kJ ，水蒸气中1 mol H —O 键形成时放出热量463 kJ ，则氢气中1 mol H —H 键断裂时吸收热量为（ C ） A ．920 kJ
B ．557 kJ
C ．436 kJ
D ．188kJ
解析：1 g 氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ ,转换成热化学方程式为：
2
1H 2(g)+41O 2(g)=2
1H 2O(g) △H= －121 kJ·mol -1
进一步变换为：
H 2(g)+ 2
1O 2(g)= H 2O(g) △H= －242 kJ·mol -1
氢气中1 mol H —H 键断裂时吸收热量为x
ΔH=E （反应物的键能总和）—E （生成物的键能总和）=（x+2
496）—2?463= －242 ，x= +436
变式练习4（2010重庆卷）．已知()()()22H g Br l 2HBr g ;72kJ/mol.H +=?=- 蒸发1mol Br 2
（l ）需要吸收的能量为30kJ ，其它相关数据如下表：
则表中a 为（ ）
A ．404
B ．260
C ．230
D ．200
【解析】本题考查盖斯定律的计算。由已知得：Br 2(l)=Br 2(g) H =+30KJ/mol ，则H 2(g) + Br 2(g) = 2HBr(g)；
H = －102KJ/mol 。436+a-2×369=－102；a=―200KJ ，D 项正确。
三．物质稳定性的比较
1.物质的能量越低，物质就越稳定
2.键能越大越稳定
例题1．（全国）已知25℃、101kPa 下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为（ A ）
C(石墨) + O 2(g) === CO 2(g) △H = －393.51kJ ·mol -1 C(金刚石) + O 2(g) === CO 2(g) △H = －395.41kJ ·mol
-1
据此判断，下列说法中正确的是
A ．由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低
B ．由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高
C ．由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低
D ．由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高 变式练习1．已知25℃、101kPa 下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为 C(石墨)(s) + O 2(g) === CO 2(g) ΔH = －393.51kJ ·mol -1
C(金刚石)(s) + O 2(g) === CO 2(g) ΔH = －395.41kJ ·mol -1
据此判断，下列说法中正确的是（ BC ） A ．等质量的石墨和金刚石，金刚石比石墨稳定 B ．等质量的石墨和金刚石，石墨比金刚石稳定 C ．等质量的石墨和金刚石，石墨的能量比金刚石的低
D ．等质量的石墨和金刚石，石墨的能量比金刚石的高
四：反应热大小的比较
例题1. ΔH 1
= －395.41kJ ·mol
-1
ΔH 2 = －393.51kJ ·mol
-1
则下列正确的是 ( )
A. ΔH 1 ＞ΔH 2
B. ΔH 1＜ΔH 2
C.无法比较
2. ΔH 1
= +395.41kJ ·mol
-1
ΔH 2 = +393.51kJ ·mol
-1
则下列正确的是 ( )
A. ΔH 1 ＞ΔH 2
B. ΔH 1＜ΔH 2
C.无法比较 变式练习1下列各组热化学方程式中，化学反应的ΔH 前者大于后者的是 ( C )
①C(s)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH 1
C(s)＋1
2O 2(g)===CO(g) ΔH 2
②S(s)＋O 2(g)===SO 2(g) ΔH 3 S(g)＋O 2(g)===SO 2(g) ΔH 4
③H 2(g)＋1
2O 2(g)===H 2O(l) ΔH 5
2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l) ΔH 6 ④CaCO 3(s)===CaO(s)＋CO 2(g) ΔH 7 CaO(s)＋H 2O(l)===Ca(OH)2(s) ΔH 8 A ．① B ．④ C ．②③④ D ．①②③
2．已知
（l ）)g (O 2
1)g (H 22+ ＝H 2O （g ） △H 1＝a kJ·1mol - （2）)g (O )g (H 222+ ＝2H 2O （g ）△H 2＝b kJ·1mol - （3）)g (O 21)g (H 22+＝H 2O （l ） △H 3＝c kJ·1mol - （4）)g (O )g (H 222+ ＝2H 2O （l ） △H 4＝d kJ·1mol - 下列关系式中正确的是( C )
A ． a ＜c ＜0
B ．b ＞d ＞0
C ．2a ＝b ＜0
D ．2c ＝d ＞0
五、热化学方程式的含义
1.表明了化学反应中的物质变化和能量变化
2.方程式中的化学计量数只表示该物质的物质的量不表示分子数。
3.ΔH 表示反应已完成的热量变化，与反应是否可逆无关。 4．书写热化学方程式注意几点要求
(1)△H 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空格隔开，注明“+”“-”和单位kJ/mol
(2)注意反应热与测定条件有关，因此书写热化学方程式时应注明测定的条件，绝大多数反应△H 在250
C
和101.3kPa 下测定，可不注明温度和压强。
(3)注意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是分数 (4)注意反应物和产物的聚集状态不同，反应热数值及符号可能不同。因此必须注明物质的聚集状态(s 、l 、
g 、aq)才能完整体现出热化学方程式的意义，热化学方程式中不出现“↓”“↑”
(5)化学式前面的化学计量数必须与△H 相对应，如果化学计量数加倍，则△H 也要加倍，当反应逆向进行
时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。
例题1.下列热化学方程式书写正确的是【BC 】
A 2SO 2+O 2=2SO 3 △H ＝－196.6kJ/mol
B H 2(g)+1/2O 2(g)=H 2O(l) △H ＝－285.8kJ/mol
C 2H 2(g)+O 2(g)=2H 2O(l) △H ＝－571.6kJ/mol
D C(s)+O 2(g)=CO 2(g)△H ＝+393.5kJ/mol
2．已知在1×105
Pa 、298 K 条件下，2 mol 氢气燃烧生成水蒸气，放出484 kJ 热量，下列化学方程式正确的是 ( D )
A ．H 2O(g)===H 2(g)＋12O 2(g) ΔH ＝－242 kJ·mol －1
B ．2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l) ΔH ＝－484 kJ·mol －1
C ．H 2(g)＋1
2
O 2(g)===H 2O(g) ΔH ＝－242 kJ
D ．2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(g) ΔH ＝－484 kJ·mol －1
六：燃烧热的含义：在298K 、101kPa 时，1mol 可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫该物质的燃烧热。
所有的燃烧反应都是放热反应，在一定条件下的一种物质的燃烧热是固定值，并且是正值，对应的焓变是负值，碳的燃烧热是393.5kJ/mol ，据此写成热化学方程式： C(s)+O 2(g)= CO 2(g) ΔH= -393.5kJ/mol ，可以变形为： 2C(s)+2O 2(g)点燃2CO 2(g) ΔH= -787kJ/mol ，也可以变形为：
CO 2(g)= C(s)+O 2(g) ΔH= + 393.5kJ/mol 。
说明1：反应条件：298K 、101kPa ，通常情况下没有说明条件就是在298K 、101kPa 的条件下。 说明2：可燃物的物质的量：1mol
说明3：完全燃烧的含义：C→CO 2 （√）；C→CO （×）； 说明4：稳定的氧化物的含义：
①.C→CO 2 （√）； ②.H 2→H 2O （l ）（√） ； H 2→H 2O （g ）；（×）； ③.S→SO 2 （√）； ④.N 2H 4→N 2(g)+ H 2O （l ）（√） ； N 2H 4→N O 2(g)+ H 2O （l ）（×） 注意：N 2H 4燃烧产物中氮元素以氮气形式存在。
例1：（04广东）已知葡萄糖的燃烧热是2804kJ/mol ，当它氧化生成1g 水时放出的热量是 （ A ） A ．26．0kJ B ．51.9 kJ C ．155.8 kJ D ．467.3kJ
变式练习1：（03全国）已知在1*105
Pa ，298K 条件下，2mol 氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ 热量，下列
热化学方程式正确的是 （ A ） A ．H 2O(g)=H 2(g)+1/2O 2(g) ΔH = + 242kJ/mol B ．2H 2(g)+O 2(g) = 2H 2O(l) ΔH = - 484kJ/mol C ．H 2(g)+2
1O 2(g) = H 2O(g) ΔH = + 242kJ/mol
D ．2H 2(g)+O 2(g) = 2H 2O(g) ΔH = + 484kJ/mol
2．下列热化学方程式中的反应热下划线处表示燃烧热的是( B )
A.NH 3(g)+45O 2(g)NO(g)+4
6
H 2O(g)； ΔH =-a kJ ·mol -1
B.C 6H 12O 6(s)+6O 2(g)6CO 2(g)+6H 2O(l)； ΔH =-b kJ ·mol -1
C.2CO(g)+O 2(g)2CO 2(g)； ΔH =-c kJ·mol -1
D.CH 3CH 2OH(l)+2
1O 2(g)CH 3CHO(l)+H 2O(l)；ΔH =-d kJ ·mol -1
七：中和热的含义：在稀溶液中，强酸强碱中和反应生成1mol 水时放出的热量，中和热为57.3kJ/mol ，对应的热化学方程式为：H +(aq)+OH -(aq)=H 2O(l) ΔH = -57.3kJ/mol.
例1：2
1H 2SO 4(aq)+KOH(aq)=H 2O(l) +2
1K 2SO 4(aq) ΔH = -57.3kJ/mol.
变式练习1．下列关于热化学反应的描述中正确的是
( B )
A ．HCl 和NaOH 反应的中和热ΔH ＝－57.3 kJ·mol －1
，则H 2SO 4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH ＝2×(－
57.3) kJ·mol －1
B ．CO(g)的燃烧热是283.0kJ·mol －1
，则2CO 2(g)===2CO(g)＋O 2(g)反应的ΔH ＝＋(2×283.0) kJ·mol
－1
C ．1 mol 甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
D ．稀醋酸与稀NaOH 溶液反应生成1 mol 水，放出57.3 kJ 热量 2．25 ℃、101 kPa 时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为
57.3 kJ·mol －1
，辛烷的燃烧热为5 518 kJ·mol －1
。下列热化学方程式书写正确的是 ( C ) A ．2H ＋
(aq)＋SO 2－
4(aq)＋Ba 2＋
(aq)＋2OH －
(aq)===BaSO 4(s)＋2H 2O(l) ΔH ＝－57.3 kJ·mol －1
B ．KOH(aq)＋12H 2SO 4(浓)===12K 2SO 4(aq)＋H 2O(l) ΔH ＝－57.3 kJ·mol －1
C ．C 8H 18(l)＋252
O 2(g)===8CO 2(g)＋9H 2O(l) ΔH ＝－5 518 kJ·mol －1
D ．2C 8H 18(g)＋25O 2(g)===16CO 2(g)＋18H 2O(l) ΔH ＝－5 518 kJ·mol －1
3．下列酸与碱中和反应热化学方程式可用：H +（aq ）+OH -(aq)H 2O(l);ΔH =-57.3 kJ ·mol -1
来表示的是( C )
A.CH 3COOH （aq ）+NaOH(aq)CH 3COONa(aq)+H 2O(l);ΔH =-Q 1 kJ ·mol -1
B.1/2H 2SO 4(浓)+NaOH(aq)1/2Na 2SO 4(aq)+H 2O(l);ΔH =-Q 2 kJ ·mol -1
C.HNO 3(aq)+NaOH(aq)NaNO 3(aq)+H 2O(l);ΔH =-Q 3 kJ·mol -1
八：盖斯定律
1．盖斯定律： 不管化学反应是_______完成或__________完成，其反应热是_______的。就是说，化学反应的反应热只与反应体系的_____和______有关而与反应的途径无关。
2.利用盖斯定律进行ΔH 计算时的注意事项
（1）合理进行方程式的叠加
热化学方程式的叠加类似于整式的运算，叠加时应遵循数学的运算规则，当需要将某一热化学方程式同乘以某一化学计量数时，各物质前的化学计量数和ΔH 需同乘以该化学计量数。
（2）“ΔH ”在进行加、减、乘等运算时，一定要注意其符号的改变，即ΔH 的运算包括数值和符号的双重运算。
【例1】、已知： H 2(g)+ 1/2O 2(g)== H 2O(g) △H 1=-241.8kJ/mol
H 2O(g)==H 2O(l) △H 2=-44kJ/mol
那么， H 2(g)+1/2O 2(g)==H 2O(l) △H=？kJ/mol
【例2】已知C(s)+1/2O 2(g)==CO(g) △H1＝？ CO(g)+1/2O 2(g)==CO 2(g) △H2＝-283.0 kJ/mol
C(s)+O 2(g)==CO 2(g) △H3＝-393.5 kJ/mol 根据盖斯定律△H3＝ 则△H1＝
变式练习1、已知
①2C （S ）+ O 2（g ）===2CO （g ）△H=-221.0kJ/mol ②2H 2（g ）+O 2（g ）==2H 2O （g ）△H=-483.6kJ/mol
则制备水煤气的反应③C(S)+H 2O(g)==CO(g)+H 2 (g) 的△H 为
2.（2010山东卷）10下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是（ C ）
A 生成物能量一定低于反应物总能量
B 放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率
C 英语盖斯定律，可计算某些难以直接侧脸房的反应焓变
D 同温同压下，22()()2()H g Cl g HCl g +=在光照和点燃条件的H ?不同
3.由氢气和氧气反应生成1 mol 水蒸气放热241.8kJ ，
写出该反应的热化学方程式： 。 若1 g 水蒸气转化成液态水放热2.444 kJ ，则反应
2H2（g)+O2(g) 2H2O(l)的ΔH= kJ/mol ， 氢气的燃烧热为 kJ/mol 。 答案 H2（g)+ O2(g) H2O(g)
ΔH=-241.8 kJ/mol -571.6 285.8
4.（2010·广东高考·T9·4分）在298K 、100kPa 时，已知：
2222()(g)2()H O g O H g =+ ⊿1H
22(g)(g)2l(g)Cl H HC += ⊿2H 2222(g)2(g)4l(g)(g)Cl H O HC O +=+ ⊿3H 则⊿3H 与⊿1H 和⊿2H 间的关系正确的是（ A ）
A.⊿3H =⊿1H +2⊿2H
B. ⊿3H =⊿1H +⊿2H
C. ⊿3H =⊿1H -2⊿2H
D. ⊿3H =⊿1H - ⊿2H
5．（2009·海南高考·12）已知：Fe 2O 2(s)＋32C(s)= 32CO 2(g)＋2Fe(s) △H =234.1kJ·mol －1
C(s)＋O 2(g)=CO 2(g) △H =－393.5kJ·mol －1
则2Fe(s)＋3
2O 2(g)=Fe 2O 3(s)的△H 是 （ A ）
A ．－824.4kJ·mol
－1
B ．－627.6kJ·mol －1
C ．－744.7kJ·mol
－1
D ．－169.4kJ·mol －1
【解析】
23（2）—（1）就可得2 Fe(s)+ 23O 2(g) = Fe 2O 3(s)，则ΔΗ=2
3ΔΗ2-ΔΗ1=-824.4 kJ·mol -1
。 6．（2008·宁夏高考·13）已知H 2(g)、C 2H 4(g)和C 2H 5OH(1)的燃烧热分别是-285.8kJ·mol -1
、
-1411.0kJ·mol -1
和-1366.8kJ· mol -1
，则由C 2H 4(g)和H 2O(l)反应生成C 2H 5OH(l)的△H 为（ A ） A ．-44.2 kJ·mol -1
B ．+44.2 kJ·mol -1
C ．-330 kJ·mol -1
D ．+330 kJ·mol -1
【解析】由题意可知：C 2H 4(g)＋3O 2(g)2CO 2(g)＋2H 2O(l)；△H ＝-1411.0kJ·mol -1
，
C 2H 5OH(1)＋3O 2(g)2CO 2(g)＋3H 2O(l)；△H ＝-1366.8kJ·mol -1
,将上述两个方程式相减得：C 2H 4(g)＋
H 2O(l)C 2H 5OH(l)；△H ＝-44.2kJ·mol -1
。
7．（2008·山东高考·29）北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷（C3H8），亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯（C3H6）。
（1）丙烷脱氢可得丙烯。
已知：C3H8(g)→CH4(g)＋HC≡CH(g)＋H2(g) △H1=156.6 kJ·mol－1
CH3CH＝CH2(g)→CH4(g)＋HC≡CH(g ) △H2=32.4 kJ·mol－1
则相同条件下，反应C3H8(g)→CH3CH＝CH2(g)＋H2(g) 的△H= kJ·mol－1。
【解析】（1）将第2个方程式颠倒反写，然后与第1个方程式相加，即得所求的反应C3H8(g)====CH3CH ＝CH2 (g)＋H2(g)，△H也随方程式的变化关系进行求算：△H=-△H2+△H1=124.2kJ.mol-1。
8.（2011海南）已知：2Zn（s）+O2（g）=2ZnO（s）△H=-701.0kJ·mol-1
2Hg（l）+O2（g）=2HgO（s）△H=-181.6kJ·mol-1
则反应Zn（s）+ HgO（s）=ZnO（s）+ Hg（l）的△H为（ C ）
A. +519.4kJ·mol-1
B. +259.7 kJ·mol-1
C. -259.7 kJ·mol-1
D. -519.4kJ·mol-1
解析：反应的焓值由盖斯定律直接求出。即(△H1-△H2)/2=-259.7 kJ·mol-1。
9．（2011上海）根据碘与氢气反应的热化学方程式
(i) I2(g)+ H2(g) 2HI(g)+ 9.48 kJ (ii) I2(S)+ H2(g)2HI(g) - 26.48 kJ
下列判断正确的是（ D ）
A．254g I2(g)中通入2gH2(g)，反应放热9.48 kJ
B．1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差17.00 kJ
C．反应(i)的产物比反应(ii)的产物稳定
D．反应(ii)的反应物总能量比反应(i)的反应物总能量低
解析：反应是可逆反应，反应物不能完全转化；利用盖斯定律可得出1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差35.96 kJ；同一种物质的能量在相同条件下，能量一样多。同样利用盖斯定律可得出选项D 正确。
10.(2011江苏高考20，14分)氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
已知： CH4(g)＋H2O(g)＝CO(g)＋3H2(g)△H＝+206.2kJ·mol－1
CH4(g)＋CO2(g)＝2CO(g)＋2H2(g)△H＝-247.4 kJ·mol－1
2H2S(g)＝2H2(g)＋S2(g)△H＝+169.8 kJ·mol－1
(1)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为。
答案：(1)CH4(g)＋2H2O(g) ＝CO2(g) ＋4H2(g) △H＝165.0 kJ·mol－1
11．（09全国卷Ⅱ11）已知：2H2（g）+ O2(g)=2H2O(l) ΔH= -571.6KJ· mol-1
CH4（g）+ 2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l) ΔH= -890KJ· mol-1
现有H2与CH4的混合气体112L（标准状况），使其完全燃烧生成CO2和H2O(l),若实验测得反应放热3695KJ，则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是（ B ）
A．1∶1 B．1∶3
C．1∶4 D．2∶3
答案：B解析：设H2、CH4的物质的量分别为x、ymol。则x + y =5，571.6x/2 + 890y = 3695,解得x=1.25mol; y=3.75mol，两者比为1：3，故选B项。
12．（2012江苏?4）某反应的反应过程中能量变化如右图所示(图中E1表示正反应的活化能，E2表示逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是（ C ）
A．该反应为放热反应
B．催化剂能改变反应的焓变
C．催化剂能降低反应的活化能
D．逆反应的活化能大于正反应的活化能
解析：正反应活化能为E1，逆反应活化能为E2
ΔH=E1-E2，
13．（2011海南）某反应的△H= +100kJ·mol-1，下列有关该反应的叙述正确的是（ CD ）
A.正反应活化能小于100kJ·mol-1
B.逆反应活化能一定小于100kJ·mol-1
C.正反应活化能不小于100kJ·mol-1
D.正反应活化能比逆反应活化能大100kJ·mol-1
解析：正反应活化能为E1，逆反应活化能为E2
ΔH=E1-E2，
14．（2011上海）据报道，科学家开发出了利用太阳能分解水的新型催化剂。下列有关水分解过程的能量变化示意图正确的是（ B ）
解析：分解水属于吸热反应，催化剂可以降低活化能
化学反应与能量说课稿 一、教材分析 化学反应与能量的相关内容主要出现在必修2第二章第一节化学能与热能和选修4第一章化学反应与能量，通过认真分析教材的这部分内容，发现主要考点有宏观、微观分析化学反应中能量变化的原因，吸热反应、放热反应的判断，反应热、焓变、燃烧热，中和热等概念的理解，热化学反应方程式的书写和判断，盖斯定律和反应热的计算，以及能源等。 统观整个高中化学教材，除了以物质结构知识统帅整个化学教材外，还以化学变化中的能量变化来组织教材。其原因是化学反应过程的能量变化对人类十分重要。能源是人类生存和发展的重要物质条件。 本部分内容与后面电化学基础形成了一个能量转化的体系，使学生对化学反应中能量的变化有了整体认识。本节通过对化学能与热能相互转化的探讨，使学生感悟到化学反应在人类利用能源的历史过程中充当的关键角色，初步树立起科学的能源观，形成将化学能与热能相互转化的化学知识应用于生产、生活实践的意识，并引导学生形成与环境和谐共处，合理利用自然资源的概念。 考情分析：反应热已成为近几年高考全国卷的必考内容，主要在全国卷非选择题部分某一问中结合化学反应速率、化学平衡及工艺流程进行考查，考查内容常与盖斯定律的应用和反应热的计算有关。随着能源问题的日益突出，与新能源问题相关的考点也引起了关注。 命题趋向：预计在2019年高考中，反应热的考查内容将不断拓宽，对热化学方程式的书写及盖斯定律的应用要求会有所提高，另外试题会更加关注能源问题，以期引导考生形成与环境和谐共处，合理利用自然资源的概念。 三、学情分析 化学反应与能量在必修2和选修4中都有，学生在学习这部分内容时已经基本掌握了化学反应中能量变化的有关概念，能书写和判断简单的热化学方程式，并且可以根据公式计算
实验1 化学反应摩尔焓变的测定 一. 实验目的 1. 了解测定化学反应摩尔焓变的原理和方法； 2. 学习物质称量、溶液配制和溶液移取等基本操作； 3. 学习外推法处理实验数据的原理和方法。 二. 背景知识及实验原理 化学反应过程中，除物质发生变化外，还伴有能量变化。这种能量变化通常表现为化学反应的热效应（简称为化学反应热）。化学反应通常是在等温、等压、不做非体积功的条件下进行的，此时反应热效应亦称作等压热效应，用Q p表示。化学反应的等压热效应（Q p）在数值上等于化学反应的摩尔反应焓变（△r H m）（热力学规定放热反应为负值，吸热反应为正值）。在标准状态下，化学反应的摩尔反应焓变称为化学反应的标准摩尔焓变，用△r H mθ表示。 化学反应焓变或化学反应热效应的测定原理是：在绝热条件下（反应系统不与量热计外的环境发生热量交换），使反应物仅在量热计中发生反应，并使量热计及其内物质的温度发生改变。通过反应系统在反应前后的温度变化，以及有关物质的质量和比热，可以计算出反应的热效应值。 实验中溶液反应的焓变值测定采用如图1所示的简易量热计进行测定，通过测定CuSO4溶液与Zn粉的反应进行焓变值的获取。 图1保温杯式量热计 CuSO4溶液与Zn粉的反应式为： Cu2+(aq) + Zn(s) = Cu(s) + Zn2+(aq) 由于该反应速率较快，且能进行得相当完全。实验中若使用过量Zn粉，则CuSO4溶液中Cu2+可认为完全转化为Cu。系统中反应放出的热量等于溶液所吸收的热量。 在简易量热计中，反应后溶液所吸收的热量为：
Q p =m ? c? ?T =V ? ρ? c ? ?T 式中： m —反应后溶液的质量（g ）； c —反应后溶液的质量热容（J ? g -1?K -1） ?T —为反应前后溶液的温度之差（K ），经温度计测量后由作图外推法确定； V —反应后溶液的体积（mL ） ρ—反应后溶液的密度（g ?m L -1） 设反应前溶液中CuSO 4的物质的量为n mol ，则反应的焓变为： 111000 1--??????-=????-=?mol kJ n T c V mol J n T c m H ρ (1) 设反应前后溶液的体积不变，则 mol V c n CuSO 10004? = 式中，C CuSO4——反应前溶液中CuSO 4的浓度(mol ?.L -1) 将上式代入式（1）中，可得 114 4100011000 --????-=???????-=?mol kJ c T c mol kJ V c T c V H CuSO CuSO ρρ (2) 由于此系统非严格绝热体系，因而在反应液温度升高的同时，量热计的温度也相应提高，而计算时忽略此项内容，故会造成温差的偏差。故在处理数据时可采用外推法，按图2中虚线外推至反应开始的时间，图解求得反应系统的最大温升值T ，这样则可较客观地反映出由反应热效应引起的真实温度变化值。在图2中，线段bc 表明量热计热量散失的程度。考虑到散热从反应一开始就发生，因此应将该线段延长，使与反应开始时的纵坐标相交于d 点。图中ddˊ所示的纵坐标值，即为外推法补偿的由热量散失造成的温度差。为获得准确的外推值，温度下降后的实验点应足够多。T 2与T 1的差值即为所求的?T 。 图2 温度校准曲线
《化学反应与能量变化》教案 一、教学目标： 知识与技能 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关系 3、了解反应热和焓变的含义 4、认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式 过程与方法 1、通过化学反应的实质的回顾，逐步探究引起反应热内在原因的方法，引起学生在学习过程中主动探索化学原理的学习方法 2、通过讨论、分析、对比的方法，培养学生的分析能力和主动探究能力 情感态度与价值观 激发学生的学习兴趣，培养学生从微观的角度理解化学反应，培养学生尊重科学、严谨求学、勤于思考的态度，树立透过现象看本质的唯物主义观点 二、教学重难点： 重点：化学反应中的能量变化，热化学方程式的书写 难点：焓变，△H的“+”与“-”，热化学方程式的书写 三、教学方法： 教学中充分利用多媒体演示实验、实物感知、图表数据分析和多媒体计算机辅助教学等手段，充分调动学生的参与意识，注意利用图示的方式将抽象的内容形象化。师生共同创设一种民主、和谐、生动活泼的教学氛围，使学生敢于参与教学过程，敢于提出问题，敢于真正成为课堂的主人。 四、教学程序：
五、板书设计 第一章化学反应与能量第一节化学反应与能量变化 一、反应热焓变 1、定义：恒压条件下，反应的热效应等于焓变 2、符号：△H 3、单位：kJ/mol或kJmol-1 4、反应热表示方法：△H为“＋”或△H＞0时为吸热反应；△H为“一”或△H ＜0时为放热反应。 5、△H计算的三种表达式： (1) △H == 化学键断裂所吸收的总能量—化学键生成所释放的总能量 (2) △H == 生成的总能量–反应物的总能量 (3) △H == 反应物的键能之和–生成物的键能之和 二、热化学方程式(thermochemical equation) 1．定义：表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式，叫做热化学方程式。2．书写热化学方程式的注意事项： 4．热化学方程式的应用 六、教学反思： 本节课采用教师提问或学生互相交流的方式创设问题情境，学生以小组为单位进行讨论。这种方式既调动了学生的积极性又增加了内容的趣味性，激发了学生的集体荣誉感，培养了学生交流与合作的能力。学生们主动、积极地参与到活动中来，自由地表达着自己的观点，由此获得了成功的快乐和合作的愉悦。既符合化学学科的特点,也符合学生的心理和思维发展的特点。我认为本节最大的亮点是通过恰当的设计和引导，让学生在实验探究中提高学习兴趣，并轻松的获得知识，还启迪了学生的思维、培养了学生的动手能力和创新能力。让学生在实践中学会交流，学会合作，并认识到合作是学习的有效途径。更重要的是，给学生提供了充分展示自己的机会，实现了课堂围绕学生为中心的教学活动，真正体现了学生的主体地位，大大激发学生学习的积极性。
化学反应焓变的测定 彭经天刘喆 摘要：化学反应过程中，除了发生物质的变化外，常伴有能量的变化，化学反应热在化工生产上有着十分重要的意义，本文中设计了采用热量计，量筒等建议装置测定五水合硫酸铜与锌粉的反应热，结果表明：该实验方法测量反应热直观，实验易于操作，又便于观察的特点。 关键词:焓变；反应热；测定；硫酸铜；锌。 1 实验原理 本实验采取普通的保温杯和精密温度计作为简易量热计来测量。假设反应物在量热计中进行的化学反应是在绝热条件下进行的，即反应体系与环境不发生热传递。这样，从反应体系前后温度变化和量热器的热容及有关物质的质量和比热容等，就可以按（1）式计算出反应的热效应。 在298.15K和标准状态下，1mol锌置换出硫酸铜溶液中的铜离子，放出218.7kj的热量。Cu2+(aq)+Zn(s)==Zn2+(aq)+Cu(s) ?rHm= —218.7kj/mol QP=(cm+CP)??T c→溶液比热（J/g/k） m→溶液的质量 Cp→热量计的热熔 热水失热=4.184(J/g/k)m(T2-T3) 冷水得热=4.184(J/g/k)m(T3-T1) 热量计得热=Cp(T3-T1) Cp=4.184(J/g/k)m（T2+T1-2T3)/(T3-T1) ?rHm （T）=-Qp?1/n 2 实验部分 2.1 试剂与仪器 试剂：CuSO4?5H2O(S) 5.0000g；Zn(S) 3.0000g；蒸馏水；热水； 仪器：精密温度计一支（0~50°C,分度值为0.1°C）；分析天平； 保温杯；烧杯；量筒（50mL）；秒表；橡皮圈；吸耳球；真空泵；容量瓶（100mL）； 大烧杯；小烧杯。 2.2 实验 2.2.1 量热计热容Cp的测定 洗净并擦干用作热量计的保温杯，量筒量取50mL冷蒸馏水，置于量热计中；用手握住保温杯摇动，每隔30秒记录一次量热计中冷水的温度，边读边记，待温度稳定后用精密温度计测定冷蒸馏水温度，记下读书为T1；再用量筒量取50mL冷蒸馏水倒入大烧杯中，向大烧杯中倒入适量热水，把小烧杯放入大少杯中进行水浴加热10-15分钟，并用精密温度计随时测量小烧杯中蒸馏水温度的变化，直至小烧杯中蒸馏水温升高至T2，取出小烧杯，迅速将所的热蒸馏水倒入量热计与冷蒸馏水混合，塞紧量热计盖子，同时迅速插入精密温度
《反应焓变的计算》 班级：姓名： 考点一、焓变的计算 例1、化学反应可视为旧键的断裂和新键形成的过程，化学键的键能是形成（或拆开）1mol 化学键时释放（或吸收）出的能量。已知白磷和P4O6 的分子结构如右图所示，现提供以下化学键的键能 （KJ·mol–1）P–P：198 P–O：360 O–O：498 则 反应P4（白磷）+ 3O2→P4O6的反应热△H为（） A．+1638KJ·mol–1 B．–1638KJ·mol–1 C．+126KJ·mol–1 D．–126KJ·mol–1 考点二、盖斯定律 例2、盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式： Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) △H= ―24.8kJ／mol 3Fe2O3(s)+ CO(g)==2Fe3O4(s)+ CO2(g) △H= ―47.2kJ／mol Fe3O4(s)+CO(g)==3FeO(s)+CO2(g) △H= +640.5kJ／mol 写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式：___________________ 考点三、综合应用 例4、火箭推进器中盛有强还原剂液态肼（N2H4）和强氧化剂液态双氧水。当把0.4mol液态肼和0.8mol H2O2混合反应，生成氮气和水蒸气，放出256.7kJ的热量(相当于25℃、101 kPa下测得的热量)。 （1）反应的热化学方程式为。（2）又已知H2O(l) = H2O(g) ΔH= +44kJ/mol。则16g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是 kJ。 （3）此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是 一、当堂训练： 1．下列叙述正确的是( ) A．电能是二次能源 B.水力是二次能源C．天然气是二次能源 D. 水煤气是一次能源2.下列说法正确的是（） A．物质发生化学变化都伴随着能量变化 B．任何反应中的能量变化都表现为热量变化C．伴有能量变化的物质变化都是化学变化 D．即使没有物质的变化，也可能有能量的变化 3．未来新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染或污染很小，且可以再生。下列属于未来新能源标准的是（） ①天然气②煤③核能④石油⑤太阳能⑥生物质能⑦风能⑧氢能 A．①②③④ B．⑤⑥⑦⑧ C．③⑤⑥⑦⑧ D．③④⑤⑥⑦⑧
第一节化学反应与能量的变化 第1课时焓变反应热 ●课标要求 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．能举例说明化学能与热能的相互转化，了解反应热和焓变的涵义。 ●课标解读 1.由能量转化的原因分析吸热和放热反应。 2．了解反应热和焓变的涵义。 3．由化学键理论分析能量转化的原因。 ●教学地位 本课时介绍的是热化学的一些初步知识，以启发学生从能量角度考虑化学反应问题，有利于学生较全面地认识化学反应的本质。再联系化学反应的本质，即反应物分子的旧化学键的断裂所需要的能量和生成物分子新化学键的形成所放出的能量，定量讨论反应的能量变化，说明了宏观的反应热和微观的化学键断裂和形成所吸收和放出的总能 量之间的关系。是学习本章的基础。 ●新课导入建议 摇冰饮料摇热饮料 “迪尔摇”系列摇冷摇热饮料是由北京世纪通投资集团下属的全资 子公司北京迪乐创新科技有限公司开发生产的独家专利产品。产品只需轻轻一摇就会在瞬间变冰或变热，操作简单快捷。这种摇冷、摇热
饮料是在饮料罐的夹层中分别装有某种物质，摇动混合后产生热效应引起的。 同学们，你估计摇冰、摇热饮料罐的夹层中各装了哪些物质？ 【提示】摇冰饮料：硝酸铵和水 摇热饮料：生石灰和水。 ●教学流程设计 课前预习安排：看教材P2～3填写【课前自主导学】中的内容，并完成【思考交流】。?步骤1：导入新课、本课时的教材地位分析。?步骤2：建议对【思考交流】多提问几个学生，使80%以上的学生都能掌握该内容，以利于下一步对该重点知识的探究。?步骤3：师生互动完成“探究1，反应热与自身能量、化学键的关系及计算”可利用【问题导思】中的问题由浅入深地进行。 ? 步骤6：师生互动完成【探究2】吸热反应与放热反应的比较，可利用【问题导思】中的问题由浅入深地进行，建议教师除【例2】外，再变换一下命题角度，可采用【教师备课资源】中的例题，拓展学生的思路。?步骤5：在老师指导下学生自主完成【变式训练1】和【当堂双基达标】中的1、4两题，验证学生对探究点的理解掌握情况。?步骤4：教师通过【例1】和教材P2页的讲解研析，对【探究1】的内容进行概括总结。 步骤7：教师通过例2和P3页讲解研析，对“吸热和放热反应”进行总结。?步骤8：在老师指导下由学生自主完成【当堂双基达标】
化学反应热与焓变 Prepared on 22 November 2020
化学反应热与焓变 1．(2010·江苏扬州3月模拟)一定条件下用甲烷可以消除氮氧化物(NO x )的污染。已知： ①CH 4(g)＋4NO 2(g)===4NO(g)＋CO 2(g)＋2H 2O(g)； ΔH ＝－574 kJ ·mol －1 ②CH 4(g)＋4NO(g)===2N 2(g)＋CO 2(g)＋2H 2O(g)； ΔH ＝－1 160 kJ ·mol －1 下列正确的选项是( ) A ．CH 4(g)＋2NO 2(g)===N 2(g)＋CO 2(g)＋2H 2O(l)； ΔH ＝－867 kJ ·mol －1 B ．CH 4催化还原NO x 为N 2的过程中，若x ＝，则转移的电子总数为 mol C ．若 mol CH 4还原NO 2至N 2，在上述条件下放出的热量为 kJ D ．若用标准状况下4.48L CH 4还原NO 2至N 2，整个过程中转移的电子总数为 mol 2．已知下列热化学方程式： Fe 2O 3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO 2(g)； ΔH ＝－ kJ/mol Fe 2O 3(s)＋13CO(g)===23Fe 3O 4(s)＋1 3CO 2(g)； ΔH ＝－ kJ/mol Fe 3O 4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO 2(g)； ΔH ＝＋ kJ/mol
则14 g CO 气体还原足量FeO 固体得到Fe 固体和CO 2气体时对应的ΔH 约为( ) A ．－218 kJ/mol B ．－109 kJ/mol C ．＋218 kJ/mol D ．＋109 kJ/mol 3．下列反应中，其反应放热的是( ) ①NaOH 溶液中加入盐酸 ②由乙醇制C 2H 4 ③铝热反应 ④由氯酸钾制O 2 A ．①② B ．②③ C ．①③ D ．①④ 4．已知：Fe 2O 3(s)＋32C(s)===3 2 CO 2(g)＋2Fe(s) ΔH ＝－ kJ ·mol －1 C(s)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH ＝－ kJ ·mol －1 则2Fe(s)＋3 2O 2(g)===Fe 2O 3(s)的ΔH 是( ) A ．－ kJ ·mol －1 B ．－ kJ ·mol －1 C ．－ kJ ·mol －1 D ．－ kJ ·mol －1 5．将V 1 mL mol ·L －1 HCl 溶液和V 2 mL 未知浓度的NaOH 溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所示(实验中 始终保持V 1＋V 2＝ 50 mL)。下列叙述正确的是( ) A ．做该实验时环境温度为22℃ B ．该实验表明化学能可以转化为热能 C ．NaOH 溶液的浓度约为 mol ·L －1
【教学目标】二课时 ①知识与技能 ⑴了解化学反应中能量变化的实质，理解反应热、放热反应、吸热反应、焓及焓变等概念。 ⑵明确测定反应热的要点，测定反应热的基本原理和方法。 ⑶能熟练书写热化学方程式，能利用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算 ②过程与方法 ⑴通过化学反应中的能量变化，理解放热反应和吸热反应的实质。且会利用量热计测定反应热。 ⑵能从能量的角度说明“焓”及“焓变”的意义，能熟练书写热化学方程式。 ③情感态度与价值观 通过常见的化学反应的热效应，结合物质的结构，体会化学反应的实质，感受化学反应中的能量变化及能源危机，培养学习化学的兴趣，乐于探究物质变化的奥秘，感受化学世界的奇妙，培养创新精神和实践能力。 【学习重难点】 重点：１．理解放热反应和吸热反应的实质。 ２．熟练书写热化学方程式。 难点：能量变化实质，键能的含义 【教学过程】 引言；在化学必修２中我们已经学习了化学反应中的能量变化，我们说化学反应中不仅是物质的转变，同时还伴随着能量变化。这个能量就是反应热。那什么是反应热呢？ 回顾：一、反应热
１、反应热：在化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同的温度时，所吸收或放出的热量叫反应热。 讲述：在化工生产和科学实验中，化学反应通常是在敞口容器中进行的，反应体系的压强与外界压强相等，即反应是在恒压下进行的。 ２、焓变：在恒温、恒压的条件下，化学反应过程中吸收或放出的热量称为焓变。 符号；△H 单位：kJ/mol 两者的关系：焓变与“等压”反应且“能量全部转化为热能”时的反应热相等。一般没特别指明时，两者的数值相等。 问：一个化学反应，根据反应过程是吸收热量还是放出热量，可把反应分为什么？ ３、放热反应和吸热反应 放出热量的反应称为放热反应。△H（焓变）<0表示放热 吸收热量的反应称为吸热反应，△H（焓变）>0表示吸热反应 ４、常见的放热反应和吸热反应 放热反应：燃料的燃烧、酸碱中和反应、金属与酸的反应、大多数的化合反应。 吸热反应：Ba（OH）２.8H２O+NH４Cl、碳与H２O、CO２的反应、大多数分解反应、C（H２）+CuO、盐类水解等 思考：放热反应一定不需要加热或吸热反应一定需要加热，对吗？ 结论：化学反应的热效应与该反应是否需要加热没有必然的联系，放热反应和吸热反应在一定的条件下都能发生，开始反应时需加热的反应可能是放热反应也可能是吸热反应，但反应过程中需要持续加热的反应一定是吸热反应。 问：反应中为什么会有能量的变化？ 宏观：能量守恒作用
教学目标： 1.能举例说明化学能与热能的相互转化，了解反应热的概念。 2.知道化学反应热效应与反应的焓变之间的关系。 教学重点、难点：化学反应热效应与反应的焓变之间的关系。 探究建议：查阅资料、交流探究。 课时划分：一课时。 教学过程： [讨论]在我们学过的化学反应当中，有哪些反应伴随着能量（热量）变化？ [引言]通过讨论知道，在化学反应当中，常件有能量变化，现在我们来学习化学反应中的能量变化。 [板书] 化学反应的焓变 一、反应热焓变：在化学反应过程中放出或吸收的热量、通常叫做反应热。又 称焓变。 （1）符号：用△H表示。 （2）单位：一般采用kJ/mol。 （3）可直接测量，测量仪器叫量热计。 （4）研究对象：一定压强下，在敞口容器中发生的反应所放出或吸收的热量。 （5）反应热产生的原因： [设疑]例如：H2(g)＋Cl2(g) = 2HCl(g) 实验测得lmol H2与lmol Cl2反应生成2 mol HCl时放出184.6 kJ的热量，从微观角度应如何解释？ [析疑] 化学键断裂时需要吸收能量。吸收总能量为：436kJ＋243kJ＝679 kJ， 化学键形成时需要释放能量。释放总能量为：431kJ＋431kJ＝862 kJ， 反应热的计算：862kJ—679kJ=183kJ [讲述]任何化学反应都有反应热，这是由于反应物中旧化学键断裂时，需要克服原子间的相互作用而吸收能量；当原子重新组成生成物、新化学键形成时，又要释放能量。新化学键形成时所释放的总能量与反应物中旧化学键断裂时所吸收的总能量的差就是此反应的反应热。 [板书] （6）反应热表示方法： [学生阅读教材小结]
实验十四 化学反应焓变的测定 一、教学要求： 1. 了解测定化学反应焓变的原理和方法； 2. 熟悉台秤、温度计和秒表的正确使用; 3. 学习数据测量，记录、整理，计算等方法; 二、预习内容 1. 复习《无机及分析化学》有关热力学部分的知识要点； 2. 锌与硫酸铜的置换反应； 3. 常用仪器 ：台天平、电子天平、温度计以及容量瓶的使用方法； 三、基本操作 1. 台天平以及电子天平的使用； 2. 温度计及秒表的使用； 3. 容量瓶的使用； 四、实验原理 化学反应过程中，除了发生物质的变化外，还有能量的变化，这种能量变化表现为反应热效应，而化学反应通常是在恒压的条件下进行的，此反应热效应叫做等压热效应。化学反应的等压热效应Q p 等于化学反应的摩尔反应焓变△r H m （放热反应为负值，吸热反应为正值）。在标准状态下化学反应的焓变称为化学反应的标准焓变，用△r H m θ表示。反应热效应的测量方法很多，本实验采用普通的保温杯和精密温度计作为简易量热计来测量。假设反应物在量热计(图4-1)中进行的化学反应是在绝热条件下进行的，即反应体系(量热计)与环境不发生热量传递。这样，从反应体系前后的温度变化和量热器的热容及有关物质的质量和比热容等，就可以按(1)式计算出反应的热效应。本实验是 1.温度计 2.搅棒 3.胶塞 4.保温杯 5.CuSO 4溶液 图 4-1 保温杯式简易量热计装置 以锌粉和硫酸铜溶液发生置换反应： 在298.15K 和标准状态下，1mol 锌置换硫酸铜溶液中的铜离子，放出218.7kJ 的热量。 )()()()(22aq Zn s Cu aq Cu s Zn +++=+ 17.218-?-=?m o l kJ H m r θ 由溶液的比热和反应前后溶液的温度变化，可求得上述反应的焓变。计算公式如下： n V c T T H m r 1)(?????-=?ρ （1） 式中：m r H ? —— 反应的焓变(kJ·mol -1 )； T ? —— 反应前后溶液的温度变化(K)； c —— 溶液的热容(J·g -1·K -1)(取4.18)；
化学反应焓变的测定 预习与思考： 1.复习理论书上关于焓变的相关内容；复习移液管的使用方法。 2.思考并回答下列问题： ①实验中为何以 CuSO的物质的量计算摩尔反应焓变？ 4 ②为什么锌粉用台秤称取，而 CuSO溶液用移液管准确量取？ 4 ③为什么保温杯要保持干燥、洁净？
化学反应焓变的测定 一、实验目的 1. 了解测定化学反应焓变的原理和方法。 2. 进一步练习移液管的使用。 3. 了解简易量热器的构造。 二、实验原理 化学反应在恒温恒压下的反应热效应叫做恒压热效应Q p ，而反应体系的焓变ΔH 与Q p 在数值上相等，即p Q ΔH =，因此恒温恒压下化学反应的反应热就用ΔH 表示，对于放热反应ΔH 为“-”，对于放热反应ΔH 为“+”。 在298.15K 时，反应的标准摩尔反应焓变可由标准摩尔生成焓计算得到，即 θθ r m B f m.B ΔH (298.15K)=νΔH (298.15K) ∑。反应焓变也可以实验测定，测量方法很多，本实验采用保温杯和温度计作为简易量热计来测量。假设反应物在量热计(图1)中进行的化学反应是 在绝热条件下进行的，即反应体系(量热计)与环境不发生热量传递，那么反应热就只用于改变反应体系的温度。这样，从反应体系前后的温度变化、有关物质的质量、比热等物理量就可以计算出反应的焓变。 本实验是测定锌和硫酸铜溶液置换反应的焓变： Zn(s)+Cu 2+(aq)=Zn 2+(aq)+Cu(s) （1） ）化（反应前后溶液的温度变—K ΔT ； C —溶液的比热容（kJ·kg -1·K -1）； ）溶液的体积（—3dm V -； ） 溶液的密度（—3dm kg -?ρ； ）量（升溶液中溶质的物质的—mol V n ，以4CuSO 的物 质的量计。由于是稀溶液，用纯水的数据近似代替，则C=4.18kJ·kg -1·K -1, ρ=1.0Kg·dm -3 由于简易量热计并非严格地绝热，在反应液温度升高的同时，量热计的温度也相应升高，而计算时又忽略此项内容，故会造成温度差的误差。由（1）式可知，本实验的关键在于能否测得准确的温度值。为获得较为准确的ΔT ，除仔细 观察反应时的温度变化外, 还要对影响ΔT 的因素进行校正。其方法是：实验过程每隔30秒记录一次温度，然后以温度（T ）对时间（t ）做图，绘制T —t 曲线，如图2所示。将曲线AB 和CD 线段分别延长，再做垂线EF ，与曲线交与G 点，且使CEG 和BFG 所围二块面积相等，此时E 和F 对应的T 值之差即为校正后的温差ΔT 。这样可较客观地反映出由反应热效应引起的真实温度变化值。
高中化学选修4第一章第一节化学反应与能量变化教案
【提问】推动人类社会进步的这个支点和杠杆是什么呢 【讲解】对，能量就是推动人类进步的“杠杆”！能量使人类脱离了“茹毛饮血”的野蛮，进入繁华多姿的文明。化学反应所释放的能量是现代能量的主要来源之一（一般以热和功的形式与外界环境进行能量交换）。所以，研究化学反应中的能量变化，就显得极为重要。下面让我们一同进入选修4 化学反应原理的学习 【板书】第一章化学反应与能量 第一节化学反应与能量变 【回忆】通过必修二的学习，我们知道化学反应过程中不仅有物质的变化，还有能量的变化。那么常见的能量变化形式有哪些 【学生】阅读本章引言回答：热能、电能、光能等 【过渡】当能量以热的形式表现时，我们把化学反应分为放热反应和吸热反应，你能列举常见的放热反应和吸热反应吗 【回答】放热反应如燃烧反应、酸碱中和反应、大多数化合反应等；吸热反应如大多数分解反应、金属氧化物的还原反应等 【质疑】为什么化学反应过程中有的放热、有的吸热为什么说“化学反应过程中能量的变化是以物质的变化为基础的” 【回忆】我们知道化学反应的实质就是旧的化学键断裂和新的化学键形成的过程，那么化学键断裂的过程中能量是如何变化的 【提问】当水从液态变成气态的时候能量是如何变化的能否从微观的角度解释能量变化的原因 【回答】水分子之间存在分子间作用力，当水从液态变成气态时，分子间距离增大，所以要吸收能量 【分析】虽然力的种类和大小不同，但是本质都一样，就是形成作用力时要放出能量；破坏作用力时要吸收能量，即物质的变化常常伴随能量的变化 【探究】给出具体实例，图例，请学生分析图中包含的信息 【引导】在化学反应H 2 +Cl 2 =2HCl的过程中能量变化如何 【投影】 【提问】为什么化学反应过程中会有能量的变化从两个角度来考虑：1、从化学键的角度看化学反应是怎样发生的与能量有什么关系2、反应物和生成物的相对能量的大小 【图像分析】1molH 2和1molCl 2 反应得到2molHCl要放出183kJ的能量；断开1molH-H 键需要吸收436kJ的能量；断开1molCl-Cl键需要吸收243kJ的能量；形成1molH-Cl 键能放出431kJ的能量； 【讲解】1、从化学键的角度看化学反应包含两个过程：旧的化学键断裂和新的化学键形成。断裂化学键需要吸收能量，形成化学键要释放出能量，断开化学键吸收的能
训练1焓变反应热 [基础过关] 一、放热反应和吸热反应 1．下列说法不正确的是( ) A．化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化 B．对于ΔH>0的反应，反应物的能量小于生成物的能量 C．放热反应都不需要加热就能发生 D．吸热反应在一定条件(如常温、加热等)下也能发生 2．下列反应属于吸热反应的是( ) A．炭燃烧生成一氧化碳 B．中和反应 C．锌粒与稀硫酸反应制取H2 D．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 3．下列变化一定为放热的化学反应的是( ) A．H2O(g)===H2O(l)放出44 kJ热量 B．ΔH>0的化学反应 C．形成化学键时共放出能量862 kJ的化学反应 D．能量变化如图所示的化学反应 二、反应热、焓变 4．下列说法中正确的是( ) A．焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化 B．反应放热时，ΔH>0；反应吸热时，ΔH<0 C．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓与生成物的总焓一定不同 D．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓总是高于生成物的总焓 5．在相同条件下，下列两个反应放出的热量分别用ΔH1和ΔH2表示：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2 则( ) A．ΔH2>ΔH1B．ΔH1>ΔH2 C．ΔH1＝ΔH2D．无法确定
6．科学家已获得了极具理论研究意义的N 4分子，其结构为正四面体(如图所示)，与白磷分子相似。已知断裂1 mol N —N 键吸收193 kJ 热量，断裂1 mol N≡N 键吸收941 kJ 热量，则 ( ) A ．N 4的熔点比P 4高 B ．1 mol N 4气体转化为N 2时要吸收724 kJ 能量 C ．N 4是N 2的同系物 D ．1 mol N 4气体转化为N 2时要放出724 kJ 能量 三、热化学方程式 7．沼气是一种能源，它的主要成分是CH 4。 mol CH 4完全燃烧生成CO 2和液态水时放出445 kJ 的热量，则下列热化学方程式中正确的是 ( ) A ．2CH 4(g)＋4O 2(g)===2CO 2(g)＋4H 2O(l) ΔH ＝＋890 kJ·mol －1 B ．CH 4(g)＋2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH ＝＋890 kJ·mol －1 C ．CH 4(g)＋2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH ＝－890 kJ·mol －1 CH 4(g)＋O 2(g)===1 2 CO 2(g)＋H 2O(l) ΔH ＝－890 kJ·mol －1 8．由氢气和氧气反应生成1 mol 水蒸气放出 kJ 的热量，1 g 水蒸气转化为液态水放出 kJ 的热量，则下列热化学方程式书写正确的是 ( ) A ．H 2(g)＋1 2O 2(g)===H 2O(l) ΔH ＝－ kJ·mol －1 B ．H 2(g)＋1 2O 2(g)===H 2O(l) ΔH ＝－ kJ·mol －1 C ．H 2(g)＋1 2O 2(g)===H 2O(l) ΔH ＝＋ kJ·mol －1 D ．H 2(g)＋1 2 O 2(g)===H 2O(g) ΔH ＝＋ kJ·mol －1 9．根据热化学方程式：S(s)＋O 2(g)===SO 2(g) ΔH ＝a kJ·mol －1 (a ＝－。分析下列说法，其中不正确的是 ( ) A ．S(s)在O 2(g)中燃烧的反应是放热反应 B ．S(g)＋O 2(g)===SO 2(g) ΔH ＝b kJ·mol －1 ，则a >b C ．1 mol SO 2(g)所具有的能量低于1 mol S(s)与1 mol O 2(g)所具有的能量之和 D ．16 g 固体硫在空气中充分燃烧，可吸收 kJ 的热量 [能力提升] 10．白磷与氧气可发生如下反应：P 4＋5O 2===P 4O 10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分 别为 P －P ：a kJ·mol －1 、P —O ：b kJ·mol －1 、P===O ：c kJ·mol －1 、O===O ：d kJ·mol －1 。
化学反应的焓变 教学目标：1．了解反应热和焓变的含义，知道放热反应和吸热反应的概念。 2．理解能量变化实质，键能的含义。 3．知道热化学方程式的概念，正确书写热化学方程式。 教学重点：使学生初步理解焓变的概念，会书写热化学方程式。 教学难点：从微观的角度讨论能量变化实质。 教学模式：自学探究讲练结合 教学过程： 一、自学探究 1．叫反应热。2．定义：称为反应的焓变。 用符号表示，单位一般采用。 3．称为放热反应。 称为吸热反应。4．为什么有些反应是放热的，而有些反应是吸热的？ 5．请回忆学过的化学反应中，哪些是放热反应，哪些是吸热反应？ 二、总结 1．化学反应过程中,当反应物和生成物具有相同温度时,所吸收或放出的热量称为化学反应的反应热。 2．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。 反应热用符号△H表示，单位一般为kJ/mol。 3．化学反应中放出热量的反应称为放热反应。当△H<0 时，为放热反应。 化学反应中吸收热量的反应称为吸热反应。当△H>0 时，为吸热反应。4．（宏观解释）任何一个化学反应中，反应物所具有的总能量与生成物所具有的总能量总不会相等的。在新物质产生的同时总是伴随着能量的变化。一个化学反应是放出能量还是吸收能量，取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。
（1）当反应物的总能量大于生成物的总能量为放热反应。 （2）当反应物的总能量小于生成物的总能量为吸热反应。 （微观解释）化学反应的本质：旧键的断裂和新键的形成，断键要吸收能量，成键要释放能量，总能量的变化取决于上述两个过程能量变化的相对大小。 （1）前者大于后者为吸热反应。 （2）前者小于后者为放热反应。 5．常见的放热反应： 常见的吸热反应： 三、自学探究 1． 叫做热化学方程式。 2．热化学方程式的书写注意点有哪些？ 3．热化学方程式与一般的化学方程式有什么区别？ 能量 反应过程 反应过程 能 量
目录 实验一化学反应摩尔焓变的测定 (1) 实验二氧化还原反应与电化学 (9) 实验三醋酸解离度和解离常数的测定 (18) 实验四自来水硬度的测定 (23) 实验五聚乙烯醇甲醛反应制备胶水 (27)
实验一化学反应摩尔焓变的测定 一、实验目的 1．了解测定反应的摩尔焓变的原理和方法； 2．学习称量、溶液配制和移取的基本操作； 3．学习实验数据的作图法处理。 二、实验原理 化学反应通常是在恒压条件下进行的，反应的热效应一般指的就是恒压热效应q p 。化学热力学中反应的摩尔焓变 r H m数值上等于q p，因此，通常可用量热的方法测定反应的摩尔焓变。对于一般溶液反应（放热反应）的摩尔焓变，可用简易量热计测定。该量热器采用玻璃保温杯制成，并附有数显温度计（可精确读至 本实验测定C U SO4溶液与锌粉反应的摩尔 焓变： C U2+(aq)+Zn(s)=Cu(s)+Zn2+(aq) 为了使反应完全，使用过量的锌粉。 下，于量热计中发生反应，即反应系统不与量热计外的环境发生热交换，这样， 量热计及其盛装物质的温度就会改变。从反应系统前后温度变化及有关物质的热 容，就可以计算中出该反应系统放出的热量。 但由于量热计并非严格绝热，在实验时间内，量热计不可避免地会与环境发
生少量热交换；采用作图外推的方法（参见实验图1.2）,可适当地消除这一影响。 若不考虑量热计吸收的热量,则反应放出的热量等于系统中溶液吸收的热量: q p=m s c s?T=V sρs c s?T 式中q p——反应中溶液吸收的热量，J； m s——反应后溶液的质量，g； c s——反应后溶液的体积，j·g-1·K-1； V s——反应后溶液的体积，ml； ρs——反应后溶液的密度，g·mL-1。 设反应前溶液中C u SO4的物质的量为nmol，则反应的摩尔焓变以kJ·mol-1计为 ?r H m=－V sρs c s?T/100n (1.1) 设反应前后溶液的体积不变，则 n=c(C u SO4) ·V s/1000 式中c(C u SO4)为反应前溶液中C u SO4的浓度，mol·L-1。 将上式代入式（1.1）中，得： ?r H m=－1000V sρs c s?T/[1000c(C u SO4)V S] =－ρs c s?T／c(C u SO4) (1.2) 若考虑量热计的热容，则反应放出的热量q’p等于系统中溶液吸收的热量q p 与量热计吸收的热量之和： q'p=-(m c c s·?T+C b·?T)=-( V sρs c s+C b)?T (1.3) 式中C b表示热量计的热容，单位为J·K-1，可采用实验内容2的方法测定。 综上所述，考虑量热计热容时，反应的摩尔焓变?r H m的计算公式为：
焓变、化学反应与能量的变化 一、化学反应与能量的变化 ● 反应热焓变 (1)反应热：化学反应在一定条件下反应时所释放或吸收的热量。 (2)焓变：在恒压条件下进行的化学反应的热效应即为焓变。 (3)符号：ΔH,单位：kJ/mol或kJ·molˉ1。 (4)ΔH=生成物总能量-反应物总能量=反应物键能总和-生成物键能总和 (5)当ΔH为“-”或ΔH<0时，为放热反应 当ΔH为“+”或ΔH>0时，为吸热反应 ● 热化学方程式 热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。 H2(g)+O2(g)=H2O(l)ΔH=-285.8kJ/mol 表示在25℃,101kPa，1molH2与?molO2反应生成液态水时放出的热量是285.8kJ。 ● 注意事项： (1)热化学方程式各物质前的化学计量数只表示物质的量，不表示分子数，因此，它可以是整数，也可以是小数或分数。
(2)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，书写热化学方程式时必须注明物质的聚集状态。热化学方程式中不用“↑”和“↓” ● 中和热定义： 在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1molH2O，这时的反应热叫做中和热。 二、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。 (2)单位：kJ/mol 三、反应热的计算 (1)盖斯定律内容： 不管化学反应是一步完成或是分几步完成，其反应热是相同的。或者说，化学反应的的反应热只与体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。 反应热的计算常见方法： (1)利用键能计算反应热：通常人们把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能，键能通常用E表示，单位为kJ/mol或kJ·mol-1。方法：ΔH=∑E(反应物)-∑E(生成物)，即ΔH等于反应物的键能总和与生成物的键能总和之差。如反应H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)ΔH=E(H—H)+E(Cl—Cl)-2E(H—Cl)。 (2)由反应物、生成物的总能量计算反应热：ΔH=生成物总能量-反应物总能量。 (3)根据盖斯定律计算： 反应热与反应物的物质的量成正比。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，而与反应的途径无关。即如果一个反应可以分步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的。
第一节化学反应的焓变本节教材在学习了化学反应中的能量变化的知识基础上，对反应热进一步深化认识，引入含的定义，再进一步分析化学反应中的物质的焓变，最后用热化学方程式表示出反应中涉及物质变化及焓变。 一、教学目标 1．知识与技能 （1）化学反应中物质变化和能量变化的实质学会从微观角度认识化学反应的反应热及焓变。 (2)了解焓的定义，了解化学过程中的焓变，掌握热化学方程式的书写。 （3）掌握盖斯定律及焓变的简单计算。 2．过程与方法 (1)学习通过过程分析的方法，运用抽象与概括、对比异同点进行思维加工，形成概念。 (2)提高分析、联想、类比、迁移以及概括的能力。 3．情感态度与价值观 (1)激起探索未知知识的兴趣，体验探究未知世界的乐趣。 (2)体验概念的形成过程，感受理论知识的科学美。 (3)增强认识科学世界的信心。 二、教学分析 本课时的重点、难点放在对焓的理解及热化学方程式的书写上。 三、重点、难点 1．知识上的重点、难点 教学重点：焓、焓变的含义；焓变与化学反应吸热、放热的关系；热化学方程式的书写。 知识难点：焓的概念的理解；热化学方程式的书写。 2．方法上的重点、难点 学习焓以及焓变这些比较抽象的概念，要通过具体实例提出问题、分层剖析、形成概念。 四、教学方法 探究法，引申法，问答法，阅读法，讲练法。 五、教学过程设计 【引入课题】我们知道：一个化学反应过程中，除了生成了新物质外，还有
思考 1、你所知道的化学反应中有哪些是放热反应？能作一个简单的总结吗？ 活泼金属与水或酸的反应、酸碱中和反应、燃烧反应、多数化合反应反应物具有的总能量 > 生成物具有的总能量 2、你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应？能作一个简单的总结吗？ 多数的分解反应、氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应、水煤气的生成反应、炭与二氧化碳生成一氧化碳 反应物具有的总能量 < 生成物具有的总能量 当能量变化以热能的形式表现时： 我们知道：一个化学反应同时遵守质量守恒定律和能量守恒，那么一个反应中的质量与能量有没有关系呢？ 有能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础，二者密不可分，但以物质为主。 能量的多少则以反应物和产物的质量为基础。那么化学反应中能量到底怎样变化 一、化学反应的反应热 反应热: 当化学反应的反应物与生成物的温度相同时，化学反应释放或吸收的能量称为该反应在此温度下的热效应，简称反应热。 表示符号：通常用符号Q表示，当Q＞0时表示反应放热，当Q＜0时，表示反应吸热。 【活动探究】测定中和反应的反应热 中和热: 在稀溶液中,酸与碱中和反应时生成1molH2O,这时的反应热叫中和热. 测定原理 (测量计算 ) 药品: 50ml 0.50mol∕L的 HCl + 50ml 0.50mol∕L的 NaOH 方法: 通过先测量稀的强酸与强碱发生中和反应的反应热,然后计算酸碱反应的中和热. H + (aq) + OH_ (aq) = H2O 0.025mol 0.025mol 0.025mol 测定值△H1 思考：