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高中化学 （大纲版）第三册 第三单元 化学反应中的物质变化和能量变化 第三节化学反应中的能量变化(备课资料)

●备课资料

1.关于反应热的概念

在恒压或恒容而且不做其他功的条件下，当一个化学反应发生后，若使产物的温度恢复到反应物的起始温度，这时体系放出或吸收的热量称为反应热。化学反应热是重要的热力学数据，是通过实验测定的。恒容条件下的反应热，叫做恒容反应热，恒压条件下的反应热，叫做恒压反应热。若无特别说明，中学化学所讲反应热，均指恒压反应热。

2.化学反应的热效应和键能的关系

在化学反应中，从反应物分子改变为生成物分子，各原子内部并没有多少变化，但原子间的结合方式发生了改变。在这个过程中，反应物分子中的化学键部分或全部遭到破坏，生成物分子中的新化学键形成了，在破坏旧化学键时，需要能量来克服原子间的相互作用，在形成新化学键时，由于原子间的相互作用而放出能量、化学反应的热效应来源于反应过程中断裂旧化学键并形成新化学键时的能量变化。

化学键键能的大小可粗略计算化学反应的热效应。

化学反应的热效应ΔH=反应物的键能总和－生成物的键能总和。 3.有关反应热的单位

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反应热的单位是kJ·mol1，其中mol的基本单元不是某一反应物或生成物的分子（或原子等），而是按该反应式所示的那些粒子的特定组合。反应热的数值是该特定组合的基本单元数为6.022×1023时反应的热效应。

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例如：C（石墨）＋O2(g)===CO2（g）；ΔH=－393.6 kJ·mol1 表示体系在298 K、1.013×105 Pa下，反应发生了1 mol的变化（即1 mol 的C与1 mol

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的O2生成1 mol的CO2）时，相应的热效应为－393.6 kJ·mol1，即放出393.6 kJ的热。

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2C（石墨）＋2CO2（g）===2CO2（g）；ΔH=－787.2 kJ·mol1

表示体系中各物质在298 K，1.013×105 Pa下，反应发生了1 mol的变化（即1 mol 的

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2C与1 mol 的2O2完全反应生成1 mol 的2CO2）时的热效应为－787.2 kJ·mol1，即放出787.2 kJ的热。

上述例子说明，当反应式中的化学计量数不同时，其摩尔的基本单元发生改变，此时，等压热效应的数值亦随之变化。

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O2(g)===H2O(g);ΔH=－241.8 kJ·mol1若氢与氧反应生2成的不是H2O（g）而是H2O（l），因粒子的物态发生变化，摩尔的基本单元为下式所示那些粒子的特定组合，其等压热效应也随之改变如下：

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H2（g）＋O2（g）===H2O（l）；ΔH=－285.8 kJ·mol1

2故不能离开相应的反应式去表示反应热为若干。 4.关于吸热反应的实验

（1）吸热反应实验可以用20 g氢氧化钡晶体［Ba（OH）2·8H2O］粉末，与10 g氯化铵（或硝酸铵或醋酸铵）晶体粉末混合搅拌反应。这个热化学反应方程式为：

Ba（OH）2·8H2O（s）＋2NH4Cl（s）===BaCl2（aq）＋2NH3（g）＋10H2O ΔH>0，（正反应为吸热反应）

实验现象为：在玻璃棒搅拌过程中，原来无色的颗粒状晶体慢慢变成粘稠状，最后成为

再如，对于反应H2（g）＋

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糊状物质。实验过程中闻到有强烈的刺激性气味气体产生。插入温度计，可见温度计的温度在下降，若铵盐用NH4Cl或NH4NO3，温度可降低到－10℃~－15℃，若铵盐用CH3COONH4，混合物温度可降低到0℃~－2℃。

解析：Ba（OH）2·8H2O是一个不稳定的结晶水合物，当把它与NH4Cl晶体混合，前者很容易失去结晶水，且以此作为溶剂，温度降低是由于NH4Cl、NH4NO3、CH3COONH4等铵盐溶解时产生吸热效应，起到的制冷效果，而不是Ba（OH）2与NH4Cl直接发生反应导致的吸热。

（2）吸热反应也可以用20 g碳酸氢铵粉末与1∶1的10 mL醋酸（或盐酸）溶液反应，热化学方程式为：

NH4HCO3（s）＋CH3COOH（aq）===CH3COONH4（aq）＋CO2（g）＋H2O； ΔH>0，（正反应为吸热反应）

实验步骤及现象：取一小块洁净的泡沫塑料（或玻璃片），在中间部位滴上4~6滴水，在水上放一干净的盛有20 g碳酸氢铵粉末的小烧杯。另取1∶1的醋酸溶液10 mL，用温度计测量溶液温度。将醋酸溶液迅速倒入小烧杯中，有大量气体产生，伸入燃烧的火柴棒，火焰熄灭。用温度计测量反应混合物溶液温度，反应温度可降至－2℃~－5℃（随室温的不同而有所变化）。6 min后观察到小烧杯底部的水已经结冰，并将泡沫塑料（或玻璃片）粘在一起。用pH试纸测定反应后溶液pH为6~7。

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