高中化学选修四第一章第一节-化学反应与能量的变化(非常详细)

化学反应的实质就是反应物分子中化学键断裂，形成新的化学键，从新组合成生成物的分子的过程。

旧键断裂需要吸收能量，新键形成需要放出能量。

而一般化学反应中，旧键的断裂所吸收的总能量与新键形成所放出的总能量是不相等的，而这个差值就是反应中能量的变化。

所以化学反应过程中会有能量的变化，也就是说，化学键的断裂和形成时吸收和放出的能量差别是化学反应伴随能量变化的本质原因。

以反应)(2)()(22g HCl g Cl g H =+为例，通过下图从微观角度解释反应过程中的能量变化。

化学键断裂时需要吸收能量，吸收的总能量为：436kJ +243kJ =679kJ
化学键形成时需要释放能量，释放的总能量为：431kJ +431kJ =862kJ
则反应热为862kJ -679kJ =183kJ ，即放出183kJ 的热量，反应热（焓变）1
-183mol kJ H ⋅-=∆（理论值），其实验值为1-6.184mol kJ H ⋅-=∆。

知识点三：放热反应和吸热反应
（1）概念
① 发热反应：反应完成时，生成物释放的总能量比反应物吸收的总能量大。

如)(2)()(22g HCl g Cl g H =+1
-183mol kJ H ⋅-=∆
② 吸热反应：反应完成时，生成物释放的总能量比反应物吸收的总能量小。

如)()()()(22g H g CO l O H s C +=+ 1-5.131mol kJ H ⋅+=∆
（2）焓变符号：规定放热反应的H ∆为“—”，吸热反应的H ∆为“+”，即放热反应的0<∆H ，吸热反应的0>∆H 。

【提示】被研究的物质系统称为体系，体系以外的其他部分称为环境。

发热反应将能量释放给环境而使反应体系的能量降低，吸热反应（通过加热、光照等形式）从环境吸收能量而使反应体系的能量升高，所以，规定放热反应的H ∆为“—”，吸热反应的H ∆为“+”。

【特别注意】H ∆不仅应用在化学反应中，它还应用于任何有能量变化的过程。

如)()(22g O H l O H → 0>∆H ；共价键的断裂，吸收能量，0>∆H ；原子间通过共用电子对形成共价键，放出能量，0<∆H 。

（3）反应过程中的能量变化
① H ∆写在化学方程的右边，且中间留一字空：H ∆=符号 数值 单位；
② 反应热H ∆与测定条件（温度、压强等）有关，书写热化学方程式时应注明H ∆的测定条件。

绝大多数是在25℃、101kPa 下测定的，若不注明温度和压强，也就表明是在25℃、101kPa 时进行的反应。

③ H ∆是一个宏观量，热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示该物质的分子数或原子数，因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。

④ H ∆与物质的聚集状态有关，如果反应物或生成物的聚集状态不同，则反应热H ∆也不同。

因此，必须注明物质的聚集状态（g 、l 、s 、aq ，不标气体、沉淀符号）。

⑤ 由于同素异形体的结构不同，所以焓不同，故化学式相同的不同单质与相同的物质发生反应，反应的焓变H ∆也不相同。

因此，对于化学式相同的同素异形体，还必须在化学式后面注明其名称。

如C （s ，金刚石）、C （s ，石墨）或C （金刚石，s ）、C （石墨，s ）
⑥ 热化学方程式中H ∆必须与化学式前面的化学计量数对应，如果化学计量数加倍，则H ∆也要加倍。

1-2226.-571)(2)()(2mol kJ H l O H g O g H ⋅=∆=+的1-222-285.8)()(2
1)(mol kJ H l O H g O g H ⋅=∆=+的 ⑦ 正反应与其逆反应的反应热数值相等，符号相反。

知识点五：酸碱中和反应的反应热的测定
1、中和热：酸与碱反应生成1mol H 2O 时释放的热量称中和热。

稀溶液中，强酸和强碱中和时△H= -57.3kJ/mol
2、中和反应反应热的测定
①原理：Q=mc △t
②仪器及药品 ：大烧杯（500mL ）（或保温杯）、小烧杯（100mL ）、
温度计、量筒（50mL ）两个、泡沫塑料或纸条、
泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个小孔）、环形玻璃搅拌棒、
0.50mol/L 盐酸、0.55mol/LNaOH 溶液。

③实验步骤：
a 、在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯杯口与大烧杯
杯口相平。

然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），大烧杯
上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度
计和环形玻璃搅拌棒通过，以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失
的目的，如上图所示。

该实验也可在保温杯中进行。

b 、用一个量筒量取50mL 0.5mol/L 盐酸， 倒入小烧杯中，并用温度计
测量盐酸的温度，记录。

把温度计上的酸用水冲洗干净。

c 、用另一个量筒量取50mL 0.55mol/L 氢氧化钠，并用温度计测量氢氧化钠的温度，记录。

d 、把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯中，并把量筒中的NaOH 溶液一次倒入小烧杯（注意不要洒在外面），盖好盖板。

用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确量取混合溶液的最高温度，记为终止温度。

e 、重复实验步骤2—4三次。

【提示】
① 对于本实验由于仪器的保温、隔热效果和操作方面的原因，产生的误差导致的结果一般是
13.57-⋅->∆H mol kJ （即生成1mol 水所放出的热量小于57.3kJ ）
② 对于强酸与弱碱或弱酸与强碱的稀溶液反应，生成1mol 水所放出的热量小于57.3kJ/mol ，因为弱电解质的电离是吸热的。

③ 若强酸与强碱反应生成难溶的盐和水，则生成1mol 水所放出的热量大于57.3kJ/mol ，
13.57-⋅-<∆H mol kJ （一般生难溶的盐是要放出热量的），该反应的
（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）。