| 化学反应与能量变化 |
主编：黄冈中学化学集体备课组
（引）前面我们学过化学反应中，除了有新物质生成，同时还伴随有能量变化。这种能量变化通常以热量的形式表现出来，如铝片与盐的反应时放出热量，称为放热反应；而NH4Cl（s）晶体与Ba(OH)2·8H2O晶体迅速搅拌下反应吸收热量，称为吸热反应。化学反应过程中放出或吸收的热量通常叫反应热。恒压条件下的反应热可以用生成物与反应物的焓的差值来表示，即焓变△H表示。
一、反应热（焓变）
1、化学反应中放出或吸收的热量叫反应热。符号：△H ， 单位：kJ·mol－1
（讲）化学反应的反应热有的可以通过实验直接测得。
（板书）测量仪器：量热计
（讲）研究某反应时，我们通常将被研究的物质系统称为体系，体系以外的其它部分称为环境。对于放热的，由于反应后放出能量，一部分能量传递给环境，而使体系的能量降低，所以△H记为“－”或“△H＜0”。而反之对于吸热反应，反应吸收外界能量，体系的能量升高了。所以△H记为“＋”或“△H＞0”。
（板书）2、规定：放热反应，△H为“－”或△H＜0
吸热反应，△H为“＋”或△H＞0
如：（副版）H2（g）＋Cl2（g）=2HCl（g） △H=－184.6kJ·mol－1
C（s）＋H2O（g）=CO（g）＋H2（g） △H=＋131.5kJ·mol－1
（讲）化学变化过程中的能量变化如图所示。
放热反应，∑E反＞∑E生，△H ＜0；
吸热反应，∑E反＜∑E生，△H＞0。
3、△H=∑E生－∑E反，或△H=∑反应物总键能－∑生成物总键能。
（过渡）如何将反应热用式子表示出来呢？
二、热化学方程式
1、热化学方程式：表明反应放出或吸收热量的化学方程式。
如：
讲明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情况。
2、热化学方程式的书写
（讲）与普通化学方程式相比，书写热化学方程式除了要遵循化学方程式的要求外，还应注意以下几点：
（1）需注明△H的“＋”与“－”，且写在方程式的右边，用“空格”隔开。
（要注明反应的温度和压强，因反应的温度和压强不同时，△H也不同。但中学所用的△H的数据，一般都是在101kPa和25℃的数据，因此可不特别注明）
（2）要注明反应物和产物的聚集状态（物质状态不同，反应热△H不同）
如：H2（g）＋
=H2O（g） △H=－241.8kJ·mol－1
H2（g）＋
=H2O（l） △H=－285.8kJ·mol－1
一般气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，溶液用“aq”。
热化学方程式不写反应条件，不标“↓”“↑”等符号。
（3）热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数，只表示物质的量。因此，可以是整数，也可以是分数。对于同一个反应，当化学计量数不同时，其△H也不同，△H与化学计量数成正比。
如：H2（g）＋Cl2（g）=2HC（g）；△H=－184.6kJ·mol－1
；△H=－92.3kJ·mol－1
2H2（g）＋O2（g）=2H2O（g）；△H=－483.6kJ·mol－1
H2（g）＋
=
；△H=－241.8kJ·mol－1
（4）当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应的数值相等，符号相反。
如：2H2（g）＋O2（g）=2H2O（l）；△H=－571.6kJ·mol－1
2H2O（l）=2H2（g）＋O2（g）；△H=＋571.6kJ·mol－1
练习：
1、已知：
（1）H2（g）＋
（2）2H2（g）＋O2（g）=2H2O（g） △H2=b kJ·mol－1
（3）H2（g）＋
（4）2H2（g）＋O2（g）=2H2O（g） △H4=d kJ·mol－1
下列关系式中正确的是（ ）
A．a＜c＜0 B．b＞d＞0
C．2a=b＜0 D．2c=d＞0
解析：
由氢气燃烧为放热反应可知，a、b、c、d均小于0，B、D错误。H2O（g）=H2O（l） △H＜0，为放热过程。由（1）、（3）知，|c|＞|a|＞0，所以c＜a＜0，A错。由（1）×2知：2H2（g）＋O2（g）=2H2O（g） △H=2a kJ·mol－1，2a=b且二者均小于0，所以C正确。
答案：C。
2、完全燃烧一定质量的无水乙醇，生成CO2（g）和H2O（l），放出的热量为Q kJ，为完全吸收生成的CO2，并使之生成正盐，消耗掉0.8mol·L－1 NaOH溶液500mL，则燃烧1mol酒精生成CO2（g）和H2O（l）的热化学方程式为____________________________。
解析：
CO2 ＋ 2NaOH = Na2CO3 ＋ H2O
1 2
0.2mol 0.8×0.5=0.4mol
根据C元素守恒得：
C2H5OH ～ 2CO2
1 2
0.1mol 0.2mol
0.1mol C2H5OH～Q kJ
1mol C2H5OH～10Q kJ
答案：C2H5OH（l）＋3O2（g）=2CO2（g）＋3H2O（l） △H=－10Q kJ·mol－1。
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