Transcript 化学反应的焓变

王泰山
化学反应的焓变：

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。

焓变：恒温恒压下，化学反应过程中吸收或释
放的热量。
符号： ΔH
单位：kJ/mol
【严格定义：焓变是在恒温恒压下，体系只作体积
功（膨胀功），不做其它功（如电功）的变化过
程中的热效应。】
放热反应 有热量放出的化学反应
原因:反应物的总能量大于生成物的总能量.
物
质
的
能
量
反应进行所需的最低能量
反应物总能量
放出能量
生成物总能量
反应进程
吸热反应 吸收热量的化学反应
原因:反应物的总能量小于生成物的总能量.
反应进行所需的最低能量
物
质
的
能
量
生成物总能量
吸收能量
反应物总能量
反应进程
吸热反应:
反应物总键能 ＞ 生成物总键能
反应物总能量 ＜ 生成物总能量
ΔH > 0
放热反应:
反应物总键能 ＜ 生成物总键能
ΔH < 0
反应物总能量 ＞ 生成物总能量
许多反应中能量的变化常表现为热量的变化。
化学反应中热量变化的一般规律
1、常见放热反应：
不需要条件能够自发进行,或撤离条件后仍能自
发进行的化学反应一般是放热反应.
如：
燃烧反应
中和反应
金属与酸反应
大多数化合反应
生成沉淀、气体、水的复分解反应
强+强
弱+弱的氧化还原反应
化学反应中热量变化的一般规律
2、常见吸热反应：
需要一定的条件(如加热、电解)才能发生,而且撤
离条件后不能自发进行的化学反应,多数是吸热反应.
如：
大多数分解反应
以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应
铵盐与固体碱之间的反应
化学反应中热量变化的一般规律
3、强酸、强碱溶于水会放出热量，盐结晶
时一般会放出热量；盐的溶解多数是吸热的，
少数是放热的。
4、熔化、汽化是吸热的；
凝固、液化是放热的。
弱酸、弱碱电离是吸热的。
盐类水解是吸热的
P5 37
36
重点1 热化学方程式
 热化学方程式:
表明反应放出或吸收的热量的化学方程式.
（交流与讨论）
N2H4(g) + O2(g) = N2(g) + 2H2O(g)
ΔH= -534.4 kJ/mol
1、 因为反应热和反应条件、温度、压强、反应物和
生产物的物态有关，这些条件都要注明。s、l、g、
aq 表示固态、液态、气态、水溶液
2 、热效应ΔH 吸热为正，放热为负。
3 、热化学方程式中各物质前的化学计量数可以是整数，
也可以是简单分数
4、 同一反应，热化学计量数中物质的化学计量数
不同时, △H也不同.
书“问题解决”2
实质：

化学反应实质：旧键断裂，新键形成。

化学反应中能量变化实质：旧化学键断裂
时吸收的能量与新化学键形成时放出的能
量不同。

ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能
问题解决1
反应热的测量和计算
测量
P5 34
 重点2
ΔH的计算 ——盖斯定律
盖斯定律：“一个化学反应，不论是一步完
成，还是分几步完成，其总的热效应是完全
相同的。”
表明：反应的焓变，只和反应的起始态和终态
有关，而和途径无关。
1.有些反应热难测，可以通过计算求出来；
2.热化学方程式可以加加减减，取其代数和
（线性组合）
盖斯定律
由反应物A转变为生成物B可以有两条途径：
1、由A直接生成B，反应热为Q1
2、由A生成X，反应热为Q2；
再由X生成B，反应热为Q3
则：Q1=Q2+Q3
书；练习31，6 ， 18
能源的充分利用
1、标准燃烧热：在101kPa的压强下，1mol
物质完全燃烧时放出的热量。
 完全燃烧：指物质中含有的氮元素转化为
N2(g)，氢元素转化为H2O(l)，碳元素转化
为CO2(g)。
练习29
2、热值：在101kPa的压强下，1g物质完全
燃烧时放出的热量。
书上讨论题
随堂练习四
11、根据下列三个热化学方程式：
①H2(g)+1/2O2(g)== H2O(g)；△H = - 241.8 kJ·mol-1
②C(s) + O2(g) == CO2(g)；△H = - 393.5 kJ·mol-1
③C(s) + H2O(g) == CO(g) + H2(g) △H =+ 131 kJ·mol-1
则C燃烧生成CO的热化学方程式是：
-1
2C（s）+O2（g）== 2CO（g）；△H = - 221.6 kJ·mol
。
CO燃烧的热化学方程式是：
2CO(g)+O2(g)== 2CO2(g)；△H = - 565.4 kJ·mol-1 。
4、下列说法不正确的是
（B
）
A．任何化学反应都伴随有能量变化
B．化学反应中的能量变化都表现为热量的变化
C．反应物总能量高于生成物总能量时，为放热反应
D．反应物总能量低于生成物总能量时，为吸热反应
5、把试管放入盛有25℃饱和石灰水的烧杯中，试管
中放入几小块镁片，再用滴管滴入5 mL盐酸于试管
中。
（1）实验中观察到的现象是
。
（2）产生上述现象的原因是
。
（3）写出有关反应的离子方程式
。
（4）由实验推知，MgCl2溶液和H2的总能量 （填
“大于”、“小于”、“等于”）镁片和盐酸的总
能量。
镁片上有大量气泡产生；镁片迅速溶解；烧杯中析出
晶体
镁与盐酸反应产生氢气，该反应放热，Ca(OH)2在水中的溶解
度随温度升高而减小，故析出Ca（OH）2晶体。
7.在烃分子中去掉2个氢原子变成碳碳双键是吸热
反应，大约需要117～125 kJ／mol的热量，但1，3
D
－环己二烯失去2个氢原子变成苯是放热反应，反
应热为23.4 kJ／mol。以上事实表明
A.1，3－环己二烯加氢是吸热反应
B.苯加氢生成环己烷是吸热反应
C.1，3－环己二烯比苯稳定
D.苯比1，3－环己二烯稳定
8、已知反应Ｘ＋Ｙ====Ｍ＋Ｎ为放热反应，对
C
该反应的下列说法中正确的是(
)
A.X的能量一定高于M
B.Y的能量一定高于N
C.X和Y的总能量一定高于M和N的总能量
D.因该反应为放热反应，故不必加热就可发生
9、（2002年上海春季考题）
“摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。吸食时将
饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动即
B
会制冷。该化学物质是
A
C
氯化钠
固体氢氧化钠
B 固体硝酸铵
D 生石灰
4、1 g氢气燃烧生成液态水放出142.9 kJ热，表示该反应
的热化学方程式正确的是 （ B
）
A．2H2(g)+O2(g)== 2H2O(l)； △H=-142.9 kJ·mol-1
B．2H2(g)+ O2(g)== 2H2O(l)；△H=-571.6 kJ·mol-1
C．2H2 + O2 == 2H2O；
△H=-571.6 kJ·mol-1
D．2H2(g)+ O2(g)== 2H2O(l)；△H=+571.6 kJ·mol-1
5、已知1克氨气完全分解为氮气和氢气时，需吸收
2.718 kJ热量，则氮气和氢气化合生成氨气的热化学
方程式可表示为
。
N2(g)+ 3H2(g)== 2NH3(g)；△H=-92.4 kJ·mol-1
6、3 g红热的炭和水蒸气充分反应，生成CO和H2，吸
收32.8 kJ热，其热化学方程式是
。
C(s)+ H2O(g)== CO(g)+ H2(g)；△H=+131.2 kJ·mol-1
7、（04年京浙理综）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）+O2（g）=CO2（g）;H=-393.51kJ/mol
C （ 金 刚 石 ） +O2 （ g ） =CO2 （ g ） ;△H= 395.41kJ/mol
（A）
据此判断，下列说法正确的是
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
9、以NA代表阿伏加德罗常数，则关于热化学方程式
C2H2（g）+5/2 O2（g） == 2CO2（g）+ H2O（l）；△H=
-1300 kJ·mol-1的说法中，正确的是（
）A
A．有10 NA个电子转移时，该反应放出1300 kJ的能 量
B．有1 NA个水分子生成且为液体时，吸收1300 kJ的能量
C．有2 NA个碳氧共用电子对生成时，放出1300 kJ的能量
D．有8 NA个碳氧共用电子对生成时，放出1300 kJ的能量
10、相对分子质量为117.5的固态易燃物质(NxHyClｚ
Ow)1.88 g，可以自身发生爆炸，其结果生成0.432 g
水，358.4 mL氯化氢，448 mL O2 和若干克氮气(体积
均为标准状况下测定)，同时释放24 kJ的热量。试回
答：
（1）此易燃物的化学式是
；
（2）点燃爆炸的热化学方程式
（3）若将其溶于水中，水溶液呈
性，原因是
(1)NH4ClO4
(2)4NH4ClO4(ｓ)=2N2(g)＋5O2(g)＋4HCl(g)＋6H2O(l)；ΔH
＝－6000 kJ／mol
11．1840年，俄国化学家盖斯（G·H·Hess）从大量的
实验事实中总结出了一条规律：化学反应不管是一
步完成还是分几步完成，其反应热是相同的，即盖
斯定律。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
以利用盖斯定律间接计算求得。已知3.6 g碳在6.4
g的氧气中燃烧，至反应物耗尽，并放出X kJ热量。
已知单质碳的燃烧热为 Y kJ/mol，则1mol C与O2 反
应生成CO的反应热△H为
A．－Y kJ/mol
C．－(5X－0.5Y) kJ/mol
B．－(10X－Y) kJ/mol
D．＋(10X－Y) kJ/mol
12．肼(N2H4)是火箭发动机的燃料，反应时N2O4 为氧化剂，
生成氮气和水蒸气。已知：
N2(g)+2O2(g)=N2O4(g)；△H=+8.7kJ/mol
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)；△H=－534.0kJ/mol
下列表示肼跟N2O4反应的热化学方程式，正确的是(
)
A．2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)；△H=－542.7kJ/mol
B．2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)；△H=－1059.3kJ/mol
C．2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)；△H=－1076.7kJ/mol
D．N2H4(g)+N2O4(g)=N2(g)+2H2O(g)；△H=－1076.7kJ/mol
12．下列说法或表示方法正确的是
A. 等物质的量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出
热量多
B. 由C（石墨）= C（金刚石）；△H = +1.90 kJ·mol-1可知，
金刚石比石墨稳定
C. 在稀溶液中，H+（aq）+ OH-（aq）= H2O（l）；△H =
-57.3 kJ·mol-1 ，若将含0.5 mol H2SO4 的浓硫酸与含1 mol
NaOH的溶液混合，放出的热大于57.3 kJ
D. 在101 kPa时，2 g H2 完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ
热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为：2H2（g）+ O2（g）
= 2H2O（l）；△H = -285.8 kJ·mol-1
⑵ 20世纪30年代，Eyring和Pelzer在碰撞理论的基础上提
出化学反应的过渡态理论：化学反应并不是通过简单的碰
撞就能完成的，而是在反应物到生成物的过程中经过一个
高能量的过渡态。图Ⅱ是NO2和CO反应生成CO2和NO过
程中能量变化示意图，请写出NO2 和CO反应的热化学方
程式：
；
NO2（g）+CO（g）= CO2（g）+ NO（g）；ΔH = - 234 kJ / mol
⑶ 过渡态理论认为，催化剂
改变反应速率的原因是改变
了反应的途径，对大多数反
应而言主要是通过改变过渡
态而导致有效碰撞所需要的
能量发生变化。请在图Ⅱ中
作出NO2和CO反应时使用催
化剂而使反应速率加快的能
量变化示意图；
图Ⅱ
⑷ 进一步研究表明，化学反应的能量变化(ΔH)与反应物
和生成物的键能有关。键能可以简单的理解为断开
1 mol 化学键时所需吸收的能量。下表是部分化学键的键
能数据：
已知白磷的燃烧热为2378.0 kJ/mol，白磷完
全燃烧的产物结构如图Ⅲ所示，则上表中X
＝ 433.75
。
回答下列问题：
(1)由表中数据能否得出这样的结论：
1、半径越小的原子形成的共价键越牢固（即键能越大
不能
）_______（填“能”或“不能”）
不能
2、非金属性越强的原子形成的共价键越牢固________
（填“能”或“不能”）。能否从数据找出一些规律
，
请 与相同原子结合时同主族元素形成的共价
写
出
一
条
：
_
键,原子半径越小,共价键越强
__________________________________；
218
KJ·mol－1
试 330
预测
C － Br 键 的 键 能 范 围 ____<C － Br 键 能
<__________。