1、化学反应与能量变化 第 1 节 化学反应的热效应 学习目标 1 了解化学反应中的能量变化 2 了解反应热和焓变的涵义，并能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算 3 能用热化学方程式表示化学能与热能的的相互转化关系，理解热化学反应方程式的意 义 *4.了解标准摩尔生成焓的定义 知识梳理 1 通常情况下，化学反应中能量的变化主要是_和_之间的转化，几 乎所有化学反应都伴随着_的释放和吸收。 2 反应热是指_。通 常用_表示。反应吸热时，表示为_;反应放热时，则表示为 _。 3 反应热通常用_来测量，其计算公式 Q= C(T1 T2)中，C 表示 _，T 1、T 2 分别表示_。 4 各取 1.0 m
2、olL-1 的盐酸 100mL,并 分别加入 100mL1.0molL-1 的 NaOH 溶液、KOH 溶液， 测得的反应热_(填“相同 ”或“不同”) ，原因是 _。在实际操作中往往让酸或碱略过量，这样做的目 的是_。 5 化学反应的反应热是因反应前后_不同而产生的。用符号_的变化 来描述与反应热有关的能量变化。对于在等压条件 下的化学反应，如果反应中物质的 能量变化只转化成热能，而没有转化为电能、光能等其他形式的能，则该反应的反应 热就等于_ _。反应完成时，反应产物的总焓_（填“大 于”或“小于” ）反应物的总焓，该反应就是放热反应，否则就是吸热反应。 6 在热化学中，常用热化学方程式把
3、一个化学反应中_的变化和 _的变化同时表示出来。 H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l)；H(298K)= 285.8KJmol -1 表示_，若将方程式改为 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l)；H(298K)= 571.6KJmol -1 则表示 _,两者的意义_(填“相同”或“不同”) 7 盖斯定律是指 _。 *8.标准摩尔生成焓是指_,对于任意反应 aA+bB= Cc+dD，其H = _。 学习导航 1方法指导：化学方程式是学习热化学的重要工具，化学反应所释放的能量是当今世界上 重要的能源之一。国防上用的火箭燃料、高能电池等，都是利用化学反应所释放的能量的。 而
4、化学反应中的能量变化通常表现为热能的变化。所以从能量的角度考虑化学变化的问 题， 认识并掌握热化学方程式可以帮助我们较全面地认识化学反应的本质。 （1）反应热 放热反应：反应过程中有热量放出的化学反应。其反应物的总焓大 于反应产物的总焓。如 酸碱中和反应，煤、石油等化石燃料的燃烧等。 吸热反应：反应过程中吸收热量的化学反应。其反应物的总焓小于反应产物的总焓。如： 电解质的电离，灼热的碳与 CO2 的反应等。 （2）盖斯定律及反应热的简单计算 盖斯定律是计算反应热的重要依据，在生产和科学研究中有重要意义。它表示：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 应进行的
5、具体途 径无关。例如：H = H 1 + H 2 或H 1 = H -H 2，所以热化学方程间可进行“+” “”等数学运算，H 也同样可以。 （3）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，而能量变化与外界的温度和压强都有关，故应指明外界条件，若不指明，一 般指 101KPa 和 298K 的外界条件。 不同状态的同种物质参加化学反应时，其能量变化不相同，因此书写热化学方程 式时 H A B CH 1 H 2 一定要标明反应物或生成物的聚集状态。 热化学方程式中的化学计量数可以用整数，也可以用分数，因为它只表示物质的 量。当计量数改变时，H
6、也应随之改变。 H 的“+” “”一定要标明，其单位是 KJmol-1。mol -1 不是指 1mol 某反应物 或生成物，而是指 1mol 这样的反应。 *（4）标准摩尔生成焓 稳定单质的标准摩尔生成焓为 0。 生成焓是指由稳定单质生成化合物时的热效应（焓变） ，生成的化合物常以 1mol 为基准。 生成焓与反应的条件有关。 标准摩尔生成焓的计算是生成物的标准摩尔生成焓之和减去反应物的标准摩尔生 成焓之和，二者不可颠倒。且计算时不要遗漏化学方程式中的化学计量数。 2 例题解析 【例 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) O 2(g) CO2(g)
7、 H 393.51 kJ mol1 C(金刚石)O 2(g) CO2(g) H 395.41 kJ mol1 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 解析：从题意知，1 mol 金刚石燃烧生成 CO2 放出的热量比 1 mol 石墨燃烧生成 CO2 放出的热量多，说明石墨的能量比金刚石的低，因此由石墨制备金刚石应是吸热反应。所 以，A 正确 【例 2】
8、已知 （l） H 2O（g） H1a kJ)(21)g( 1mol （2） 2H 2O（g） H2b kJ l （3） H 2O（l ） H3c kJ)g(21)( 1mol （4） 2H 2O（l ） H4d kJ l 下列关 系式中正确的是 A ac 0 Bb d0 C2a b0 D2cd0 解析 氢气的燃烧为放热反应，因此上述四个反应的 H 均小于 0，且等量的氢气完全 反应生成液态水比生成气态水时放出的热量多，因此选 C. 【例 3】已知在 1105Pa，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 H2O（g）H 2（g）1/2
9、O 2（g） ； H 242kJmol 1 B 2H2（g）O 2（g）2H 2O（l ） ； H 484kJ mol1 C H2（g）1/2O 2（g）H 2O（g） ； H 242kJ mol1 D 2H2（g）O 2（g）2H 2O（g） ； H 484kJmol 1 解析 热化学方程式的书写要求有三：标明各物质的聚集状态：B 项水为液态，排除； 化学计量数可以使整数或分数，且与热量成正比；用 H 表示时，吸热，其值为正； 放热，其值为负。H 2 与 O2 反应生成水蒸气是放热反应， H 应为负值，排除 C、D。故选 A. 【例 4】已知热化学方程式：2H 2O（l ） = 2H2（g）
10、O 2（g）； H571.6kJmol 1 和 2H2（g）O 2（g）2H 2O（g） ； H-483.6kJmol 1 ，当 1g 液态水变为 气态水 时，其热量变化为： 放出吸收2.44KJ4.88KJ88KJ A.和 B. 和 C. 和 D. 和 解析 2H 2O（l） = 2H2（g）O 2（g）； H571.6kJmol 1 （1 2H2（g）O 2（g）2H 2O（g） ； H-483.6kJmol 1 ， （2） 根据盖斯定律，由（1）+（2）得：2H 2O（l） = 2H2O（ g） ；H 88.0kJmol 1 ， 可知 18g 液态水变为气态水时，吸收 44.0kJ 的热量，则 1g 液态水变为气态水时，吸收的 热量为：44/18 =2.44KJ 。因此选 D。 *【例 5】 利用标准摩尔生成焓计算 H2还原 Fe 3O4反应的焓变。 解析 在 298K 时各物质的标准摩尔生成焓如下： Fe3O4（s）+4H 2（g）=3Fe（s）+4H 2O（g） fHm （298 K）/KJ/mol -1118.4 0 0 -241.82
