化学反应原理第一章概要.docx

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化学反应原理第一章概要

第一课时、化学反应的反应热

【自主学习】

问题一、什么是反应热？

反应热是怎样表示反应过程中热量变化的？

确定一个反应的反应热通常有哪些方法？

⑴化学上规定，当化学反应在　　　　　下进行时，反应所　　　或　　　的热量称为该反应在此温度下的热效应，简称　　　　，通常用符号　　　　表示。

⑵反应　　热时，反应热（Q）为正值；反应　　　热时，反应热（Q）为负值。

⑶确定某一反应的反应热通常方法有用　　　　测定的实验方法和通过理论计算来求得。

问题二、什么是放热反应和吸热反应？

试从“参加反应物质所具有的能量”的角度来分析放热反应和吸热反应的实质？

常见的放热反应和吸热反应有哪些？

⑴①　　　　　　的化学反应为放热反应，这是一个把　　　　　　　　　　能量转化为热能等而被释放出来的过程。

如　　　　　　　　　　　　等。

②　　　　　热量的化学反应为吸热反应，这是一个把热能等转化为　　　　　　　能量被“贮存”起来的过程。

如：

灼　　　　　　　　　　　　　　　　等。

⑵从“参加反应物质所具有的能量”的角度来分析：

小于　　　热反应　　　　　大于　　热反应

⑶①常见的放热反应有：

Ⅰ.活泼金属与酸或水的反应。

如：

　　　　　　　　　　。

Ⅱ.酸碱中和反应。

如：

　　　　　　　　　　　。

Ⅲ.燃烧反应。

如：

　　　　　　　　　　　　。

Ⅳ.大多数的化合反应。

如：

　　　　　　　　　　　　　。

②常见的吸热反应有：

Ⅰ.大多数的分解反应。

如：

　　　　　　　　　。

Ⅱ.大多数持续加热或高温的反应。

如：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

Ⅲ.Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl的反应

[要点强化指导]：

⑴反应放热还是吸热取决于反应物的总能量和生成物的总能量相对大小，与反应条件没有必然联系。

有的放热反应很难进行，条件要求很高，开始需要加热，只是断裂旧的化学键所需要能量而已，但它仍是放热反应，如：

合成氨的反应，铁与硫的反应等。

　　⑵化学反应中的能量变化并不都是以热能的形式表现出来，也有其它形式的能量，如：

光能、电能等，但通常是以热能的形式表现出来的。

例题1：

下列说法正确的是（）

A．物质发生化学反应都伴随着能量变化

B．伴随着能量变化的物质变化都是化学变化

C．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量与生成物的总内能量一定不同

D．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量

针对性练习：

1．吸热反应一定是（）

A．释放能量

B．储存能量

C．反应物的总能量低于生成物的总能量

D．反应物的总能量高于生成物的总能量

2．下列说法正确的是（）

A．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应

B．放热的反应常温下一定很易发生

C．反应是放热还是吸热取决于反应物和生成物所具有的总能量相对大小。

D．吸热反应在一定的条件下也能发生

问题三、测定中和热的实验

1、测定中和反应的反应热实验的要点：

①　　　　　　　　　　　　　　；②　　　　　　　　　　　　；

③　　　　　　　　　　　　　　；④　　　　　　　　　　　　；

⑤　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

[要点强化指导]：

实验探究

⑴测定中和热的实验中酸碱溶液一定用稀溶液的原因是：

酸和碱的电离是吸热过程，在稀溶液中强酸与强碱已经完全电离，不会影响产生水的反应所产生的热量测定。

另外，稀溶液的比热接近于水，密度与水相差不大，在粗略计算时误差小。

同时，也不能太稀，因温度改变量太小，测量时很困难，且测得的误差很大。

⑵简易的量热计（如图所示）中大小烧杯间填满碎纸条的作用是减少实验过程中的热量损失。

⑶实验时酸或碱一方略过量反原因是使另一方完全反应生成水。

⑷不同的强酸与强碱之间的反应，若它们的体积和氢离子的浓度值相同，所测得反应热也相同。

因为参加反应的物质都是强酸与强碱，它们在水中是完全电离的，它们所发生的反应都是H＋＋OH－＝H2O，且它们所含的H＋和OH－的物质的量相同，产生的水的量也相同，所以测定的反应热也就相同。

例题2：

40mL2mol/L的NaOH溶液和40mL2mol/L的盐酸在19℃时混合，混合后测得溶液的温度为32.6℃。

求反应的中和热[混合后溶液的比热容c=4.18J/（g·℃）]。

针对性练习：

3.在做中和热实验测定中和热时，应使用的仪器正确组合是（）

①天平；②量筒；③烧杯；④滴定管；⑤温度计；⑥试管；⑦酒精灯。

A．①②④⑤B．②③⑤C．②③④⑦D．全部

4．50mL0.050mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液在如图所示的装置中

进行中和反应，通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。

试回答

下列问题：

⑴从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃仪器是。

⑵大小烧杯间填满碎纸条的作用是。

⑶大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值将（填

“偏大”、“偏小”、或“无影响”）。

结合日常生活的实际该实验该

在中进行效果更好。

⑷实验中改用60mL0.050mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应与上述实验相比，所放出的热量（填“相等”或“不相等”），所求中和热（填“相等”或“不相等”），简述理由。

⑸用相同浓度、相同体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会

（填“偏大”、“偏小”、或“无影响”）；用50mL0.50mol/LNaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会（填“偏大”、“偏小”、或“无影响”）。

【课堂练习达标】

1.下列说法不正确的是（）

A．化学反应可分为吸热反应和放热反应

B．化学反应的实质是旧键的断裂与新键的生成

C．化学反应中的能量变化都是以热能的形式表现出来

D．放热反应发生时不需加热

2．下列过程属于放热反应的是（）

A．在生石灰中加水B．硝酸铵溶于水

C．浓硫酸加水稀释D．用石灰石煅烧石灰

3．（2006·上海）下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是（）

A．碳酸钙受热分解B．乙醇燃烧

C．铝粉与氧化铁粉末反应D．氧化钙溶于水

4．在一个小烧杯里，加入20gBa（OH）2·8H2O粉末，将小烧杯放在事先已滴有3～4滴水的玻璃片上。

然后加入10gNH4Cl晶体，并立即用玻璃棒搅拌。

⑴实验中玻璃棒的作用是。

⑵实验中观察到的现象有、和反应混合物成糊状。

反应混合物成糊状的原因。

⑶通过现象，说明该反应属于热反应。

这是由于反应物总能量（填“大于”、“小于”或“等于”）生成物总能量。

⑷写出有关的化学方程式。

5．下列叙述正确的是（）

A．在一个确定的化学反应中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量

B．在一个确定的化学反应中，反应物的总能量总是低于生成物的总能量

C．物质发生化学反应都伴随着能量变化

D．伴随着能量变化的物质变化都是化学变化

6．已知反应：

X＋Y＝M＋N为放热反应，对该反应的说法正确的是（）

A．X的能量一定高于M的能量

B．Y的能量一定高于N的能量

C．X和Y的总能量一定高于M和N的总能量

D．由于该反应是放热反应，故不必加热就可发生反应

7．已知单质铁和硫粉反应时需用酒精灯加热，反应方能开始，但在铁粉和硫粉开始反应后，把酒精灯撤去反应仍可进行完全。

则此反应为反应（填“放热”、“吸热”）。

原因是。

8．如右图所示，把试管放入盛有25℃澄清饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几块镁条，再用滴管滴入5mL的盐酸于试管中。

试回答下列问题：

⑴实验中观察到的现象有。

⑵产生上述实验现象的原因是

。

⑶写出有关的离子方程式。

⑷由实验可知，MgCl2和H2的总能量（填“大于”、“小于”或“等于”）镁条和盐酸的总能量。

⑸如将本题中“25℃澄清饱和石灰水”换成“20℃的碳酸饮料”进行探究实验，实验中观察到的另一现象是。

其原因是。

第二课时、化学反应的焓变

【自主学习】

问题一、什么是反应的“焓”？

反应的“焓变”的意义又是怎样？

其表达式是什么？

⑴反应的“焓”是描述　　　　　　　　　　　，符号是“　　”，单位是“　　　　”。

物质所聚集的状态不同，所具有的能量也不同，“焓”也不同，一般来说，　　＞　　＞　　。

⑵热化学研究表明，对于等压条件下进行的化学反应，除去伴随着反应体系体积的改变做功所消耗的能量，如果反应中物质的能量变化全部转化为　　　能，而没有转化为电能、光能等其它形式的能，则反应前后物质的　　　的改变（反应的“焓变”）就等于该反应的反应热。

⑶其表达式是：

△H＝　　　　　　　　　　

[要点强化指导]：

反应“焓变”与反应热的关系怎样？

反应“焓变”与反应热的关系为：

如果△H＞0，即反应产物的焓　　　　　反应物的焓，说明反应是　　　　能量的，为　　　　热反应。

如果△H＜0，即反应产物的焓　　　　　反应物的焓，说明反应是　　　能量的，为　　　热反应。

问题二、在热化学中，我们应如何定量的描述一个化学反应释放或吸收热量呢？

并举例说明。

在热化学中，常用热化学方程式把一个化学反应中　　　　的变化和反应的焓变同时表示出来。

如：

H＋（aq）＋OH－（aq）＝H2O（l）△H＝－57.3kJ/mol，

H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）；△H=－285.8kJ·mol－1。

[合作探究]：

热化学方程式的意义是什么？

怎样用文字表达一个具体的热化学方程式所表示的意义？

⑴热化学方程式既可用来一个化学反应中物质的变化，又可表示一个化学反应的能量的变化（反应焓变）。

⑵对于一个具体的热化学方程式，如：

H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）；△H（298K）=－285.8kJ·mol－1可表示为：

在298K时，1mol的H2（g）和0.5molO2（g）反应生成1mol的H2O（l）放出285.8kJ的热量。

[规律总结]：

热化学方程式书写的注意事项：

⑴要在△H后面注明反应的温度；不标，则特指298K。

⑵要注明反应物和生成物的聚集状态，常用s、l和g分别表示固态、液态和气态。

水溶液中的溶质则用aq表示。

若是同分异构体，则在标明状态的同时，还要注明同分异构体的名称。

热化学方程式中不用“↑”、“↓”。

⑶注意△H中“＋”、“－”的意义（“＋”为△H＞0，吸热反应；“－”为△H＜0，放热反应）及单位kJ·mo－1。

⑷△H与方程式中计量数有关，计量数以“mol”为单位，可为小数或分数。

依据焓的性质，若化学方程式中各物质的系数加倍，则△H的数值也加倍，若反应逆向进行，则△H改变符号，但绝对值不变。

[要点强化指导]：

△H单位“kJ·mo－1”并不是指每摩具体物质反应时伴随的能量变化是多少千焦，而是指给定形式的具体物质反应以各物质的化学计量数来计算其物质的量时伴随的能量变化。

也就是说“mo－1”表明参加反应的各物质的物质的量与化学方程式中各物质的化学式的系数相同。

如：

H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）；△H（298K）=－285.8kJ·mol－1表示298K时，1mol的H2（g）和0.5molO2（g）反应生成1mol的H2O（l）放出285.8kJ的热量。

例题1：

由图分析可知下列说法正确的是（）

A．A→B＋C和B＋C→A两个反应吸收或放出能量不等

B．A→B＋C△H＜0

C．A具有的焓高于B和C具有的焓总和

D．A→B＋C△H＞0，则B＋C→A△H＜0

针对性练习：

1．下列各图中，表示正反应是吸热反应的是（）

AB

CD

2．对于一个放热反应，已知产物的总能量为70kJ，那么反应物的总能量可能是（）

A．20kJB．30kJC．70kJD．80kJ

例题2：

已知在101KPa，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）=H2（g）+1/2O2；△H（298K）=－242kJ·mol－1

B．H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）；△H（298K）=＋484kJ·mol－1

C．H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g）；△H（298K）=－242kJ·mol－1

D．H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g）；△H（298K）=－484kJ

针对性练习：

3．1g的炭与适量的水蒸气生成一氧化碳和氢气，需吸收10.94kJ热量，相应的热化学方程式为（）

A．C+H2O=CO＋H2；△H=10.94kJ·mol－1

B．C（s）+H2O（g）=CO（g）＋H2（g）；△H=－10.94kJ·mol－1

C．C（s）+H2O（g）=CO（g）＋H2（g）；△H=＋131.3kJ·mol－1

D．1/2C（s）+1/2H2O（g）=1/2CO（g）＋1/2H2（g）；△H=－65.65kJ·mol－1

4．已知热化学方程式2H2（g）+O2（g）==2H2O（l）△H1=—571.6kJ·mol-1，则关于热化学方程式“2H2O（l）==2H2（g）+O2（g）△H2=？

”的说法正确的是（）

A．方程式中化学计量数表示分子数

B．该反应△H2大于零

C．该反应△H2=—571.6kJ·mol-1

D．该反应可表示36g水分解时的热效应

【课堂练习达标】

1．下列说法正确的是（）

A．反应热是指反应过程中放出的热量

B．热化学方程式的系数也可表示分子的个数

C．在热化学方程式中无论是反应物还是生成物必须表明聚集状态

D．所有的化学反应都伴随着能量变化

2．热化学方程式中化学计量数表示（）

A．分子个数B．原子个数

C．物质的质量D．物质的量

3．关于热化学方程式：

2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）；△H=－571.6kJ·mol－1，下列有关叙述错误的是（）

A．2molH2完全燃烧生成液态水时放出571.6kJ的热

B．1molH2完全燃烧生成液态水时放出285.8kJ的热

C．2个H2分子完全燃烧生成液态水时放出571.6kJ的热

D．上述热化学方程式可以表示为：

H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）；△H=－285.8kJ·mol－1

4．下列热化学方程式书写正确的是（）

A．2SO2＋O2

2SO3；△H=－196.6kJ·mol－1

B．H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）；△H=－285.8kJ·mol－1

C．2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）；△H=＋571.6kJ·mol－1

D．C（s）＋O2（g）

CO2（g）；△H=－393.5kJ

5．已知：

H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）；△H=－184.6kJ·mol－1，则反应：

HCl（g）＝1/2H2（g）+1/2Cl2（g）的△H为（）

A．＋184.6kJ·mol－1B．－92.3kJ·mol－1

C．－369.2kJ·mol－1D．＋92.3kJ·mol－1

6．已知1mol白磷变成1mol红磷放出18.39kJ的热量。

下列两个方程式：

4P（白磷，s）＋5O2（g）＝2P2O5（s）；△H1

4P（红磷，s）＋5O2（g）＝2P2O5（s）；△H2

则△H1和△H2的关系正确的是（）

A．△H1＝△H2B．△H1＞△H2

C．△H1＜△H2D．不能确定

7．在一定条件下，CO和CH4燃烧的热化学方程式分别为：

2CO（g）＋O2（g）

2CO2（g）；△H=－566kJ·mol－1

CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）＋2H2O（l）；△H=－890kJ·mol－1

由1molCO和3molCH4组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时，释放的热量为（）

A．2912kJB．2953kJC．3236kJD．3867kJ

8．在相同温度和压强下，将32g硫分别在纯氧中和空气中完全燃烧，令前者放出的热量为Q1，后者放出的热量为Q2，则关于Q1和Q2的相对大小正确的判断是（）

A．Q1＝Q2B．Q1＞Q2

C．Q1＜Q2D．无法判断

9．氢气（H2）、一氧化碳（CO）、辛烷（C8H18）、甲烷（CH4）的热化学方程式为：

H2（g）＋1/2O2（g）＝H2O（l）；△H=－285.8kJ·mol－1

CO（g）＋1/2O2（g）

CO2（g）；△H=－283.3kJ·mol－1

C8H18（l）+25/2O2（g）=8CO2（g）＋9H2O（l）；△H=－5518kJ·mol－1

CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）＋2H2O（l）；△H=－890.3kJ·mol－1

相同质量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃烧时，放出热量最少的是（）

第三课时、反应焓变的计算-----盖斯定律

【自主学习】

问题、盖斯定律的内容是什么？

如图所示,

△H1、△H2、△H3三者有什么样的关系？

⑴盖斯定律的内容是:

不管化学反应是　　　　　　　　　完成，其反应热是相同的。

即化学反应的反应热只与反应的　　　　　　　　有关，而与反应的　　　　无关。

对于那些进行很慢和难以测量的反应，可通过盖斯定律计算出该反应的反应热。

⑵△H1、△H2、△H3三者的关系为：

△H3＝△H1＋△H2，或△H1＝△H3－△H2，或

△H2＝△H3－△H1。

[合作探究]：

如何进行反应热的计算？

由盖斯定律可知：

反应热的大小与反应的　　　　无关，无论是一步完成还是分几步完成，其反应热是　　　　的。

我们可以将两个或多个热化学方程式包括其△H相　　　或相　　，得到一个新的热化学方程式。

即热化学方程式具有　　　　性，可以进行加、减、乘、除四则运算。

[要点强化指导]：

⑴反应热的计算是以其定义为基础的，要掌握其定义的涵义，同时注意单位的转化。

⑵依据热化学方程式的计算，要注意反应热是指反应按所该形式完全进行时的反应热。

⑶热化学方程式中的化学计量数与反应热成正比关系。

【问题分析示例】

例题：

氢气和氧气生成液态水的反应，

可以通过两种途径来完成，如下图所示：

已知：

H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）；△H=－285.8kJ·mol－1

H2O（g）=H2O（l）；△H2=－44.0kJ·mol－1

求：

H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g）的反应热△H1？

解析：

依据盖斯定律可得：

△H＝△H1＋△H2，

所以，△H1＝△H－△H2＝－285.8kJ·mol－1－（－44.0kJ·mol－1）＝－241.8kJ·mol－1

答案：

△H1＝－241.8kJ·mol－1

针对性练习：

已知：

C（s）+O2（g）=CO2（g）；△H1=－393.5kJ·mol－1

CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g）；△H2=－283.0kJ·mol－1

试求C（s）+1/2O2（g）=CO（g）的反应热△H3？

[要点强化指导]：

影响反应热大小的因素：

反应热的大小与反应的条件，反应物、生成物的种类、状态及物质的量有关。

⑴不同的反应，有不同的反应热；⑵同一反应，若某一物质的状态不同，则反应热不同。

参加反应的物质的物质的量不同，则反应热不同。

⑶反应方向逆向，则△H改变符号，但绝对值不变。

⑷反应热的大小与与反应的途径无关，无论是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。

【课堂练习达标】

1．下列说法正确的是（）

A．反应热指的是反应过程中放出的热量

B．热化学方程式中的化学计量数意义之一是表示分子的个数

C．反应热的大小与反应的途径有关，理论上分多步完成时过程中热量损耗多，比一步完成时其反应热效应少。

D．依据盖斯定律，热化学方程式具有加和性，也可以进行加、减、乘、除四则运算。

2．下列各项与反应热的大小无关的是（）

A．反应物的状态B．生成物的状态

C．反应物的多少D．表示反应热的单位

3．已知：

C（s）＋1/2O2（g）＝CO（g）；△H1=－110.35kJ·mol－1

CO（g）＋1/2O2（g）＝CO2（g）；△H2=－282.57kJ·mol－1

则C（s）＋O2（g）＝CO2（g）；△H3＝？

（）

A．＋172.22kJ·mol－1B．－172.22kJ·mol－1

C．＋392.92kJ·mol－1D．－392.92kJ·mol－1

4．下列说法不正确的是（）

①在热化学方程式中无论是反应物还是生成物必须标明聚集状态；②所有的化学反应都伴随着能量变化；③放热的反应发生时不必加热；④一般来说，吸热反应在加热后才能发生；⑤化学反应的热效应数值与参加反应的物质的多少有关；⑥一般来说，吸热反应在一定条件下也能发生；⑦依据盖斯定律，反应热的大小与反应的途径有关，无论是一步完成还是分几步完成，其反应热基本相同。

A．②③⑥⑦　　　　　　　　　　B．③④⑤⑦

C．④⑤⑦　　　　　　　　　　　D．③④⑦

5．已知热化学方程式：

2H2O（l）=2H2（g）+O2（g）；△H1=＋571.6kJ·mol－1

2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）；△H2=－483.6kJ·mol－1

当1g液态水变为气态水时，对其热量变化的下列描述：

①放出；②吸收；③2.44kJ：

④4.88kJ；⑤88kJ。

其中正确的是（）

A．②和⑤B．①和③C．②和④D．②和③

6．同素异形体相互转化的反应热相当少而转化速率慢，有时还很不完全，测定时很困难，现可依据盖斯定律进行计算。

已知：

4P（白磷，s）＋5O2（g）＝2P2O5（s）；△H1＝　－283.2kJ·mol－1①

4P（红磷，s）＋5O2（g）＝2P2O5（s）；△H2＝　－184.0kJ·mol－1②

由热化学方程式看来，更稳定的磷的同素异形体是，试写出白磷转化成红磷的热化学方程式。

7．已知下列热化学方程式：

⑴Fe2O3（s）＋3CO（g）＝2Fe（s）＋3CO2（g）；△H＝－25kJ·mol－1

⑵3Fe2O3（s）＋CO（g）＝2Fe3O4（s）＋CO2（g）；△H＝－47kJ·mol－1

⑶Fe3O4（s）＋CO（g）＝3FeO（s）＋CO2（g）；△H＝＋19kJ·mol－1

写出FeO（s）被CO还原成Fe（s）和CO2的热化学方程式。

课外天地

有关热效应的其它形式

1．溶解热

1mol物质溶于溶剂中形成溶液时发生的热量的变化。

溶解时有热量放出，溶解热为正值；

溶解时有热量吸收，溶解热为负值。

溶解热的大小与温度、压强（对气体而言）及溶剂的种类、用量有关。

溶质在溶剂中扩散而被溶解时，必须克服溶质微粒间的作用力（可能是离子键或共价键或分子间的作用力）。

这种过程需要吸收热量；溶质微粒与溶剂微粒形成溶剂合微粒的过程放出热量。

溶解过程中，吸热大于放热，溶解热为负值，如：

KNO3、NH4C