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发现之旅

在初中学习酸的时候，老师曾经告诉过我们：稀释浓硫酸时不能将水注入硫酸中，应该将硫酸慢慢倒入水中，而且在稀释过程中要不停的搅拌。大家还记得这是为什么吗？我们先来看一个对比实验：将水倒入硫酸中和将硫酸倒入水中。

将水倒入浓硫酸中，水只是浮在硫酸的表面，而浓硫酸在稀释时能放出大量的热，能很快超过水的沸点，使水沸腾，发出爆炸声。而将硫酸倒入水中，硫酸沉到水底，虽然也有放出热量，但是少量的热并不能使大量的水沸腾，而且在搅拌的过程中也能将热散发出去。所以在稀释浓硫酸时应该将浓硫酸缓慢倒入水中，然后不断的搅拌。
既然在稀释的过程中都有能量的变化，那么在发生了化学变化的反应中能量是否发生了变化呢？有变化，在化学变化的同时既有物质的变化，也有能量的变化。而且常以热能的形式表现出来。

深入思考

化学反应中的能量变化以两种热能形式来表现：放热反应和吸热反应。
例如：铝片与盐酸的反应就是一个放热反应。

铝与盐酸的反应

从实验中可以看到，随着反应的进行，温度计中的水银柱越升越高。因此也说明了铝与盐酸的反应是放热反应。
氢氧化钡晶体与氯化桉晶体的反应就是一个吸热反应。

氢氧化钡晶体与氯化桉晶体的反应

    从实验中可以看出，将氢氧化钡晶体与氯化桉晶体搅拌后，滴有水的玻璃片与烧杯粘在了一起，触摸烧杯壁有冰凉的感觉，证明玻璃片上的水已经结成冰了。因此也说明氢氧化钡晶体与氯化桉晶体的反应是吸热反应。
    在化学反应过程中放出或吸收的热量为反应热。反应热用符号△H表示，单位一般采用kJ/mol。
    当△H为“-”或△H<0时，为放热反应；
    当△H为“+”或△H>0时，为吸热反应。

用来表明反应所放出或吸收热量的化学方程式叫做热化学方程式。热化学方程式不仅表明了化学反应物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。
例如：氢气与氯气反应的热化学反应方程式。

H₂ (g) + Cl₂ (g) ===== 2HCl(g)；△H=-184.6 kJ/mol

    即表明了1mol气态H₂ 与 1 mol气态Cl₂反应生成2mol气态 HCl，放出 184.6kJ的热量。从热化学方程式可以明显地看出反应过程中需要吸收或放出的热量。
    书写热化学方程式时应注意以下几点：
    1、需注明反应的温度和压强，因反应的温度和压强不同时，其△H也不同。但中学所用的△H的数据，一般都是在101kPa和25℃时的数据，因此可不特别注明。但需注明△H的“+”与“-”。
    2、要注明反应物和产物的状态。物质呈现哪一种聚集状态，与它们所具有的能量有关。例如，冰熔化为水时，需要吸收热量，水蒸发为水蒸气时，也需要吸收热量(如下图)，因此，水在蒸气状态时所具有的能量与液态或固态时所具有的能量是不相同的。这也就是为什么H₂与O₂反应生成2molH₂O(l)与生成2mol H₂O(g)时所放出的热量不同的原因。

3、与化学方程式不同，热化学方程式各物质前的化学计量数不表示分子个数，因此，它可以是整灵敏，也可以是分数。对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其△H也不同。
许多化学反应的反应热可以直接测得。但有些化学反应的反应热不能直接测得，需通过计算求得。正确书写热化学方程式对于生产和科学研究有重要意义。

学有所用

盖斯定律及其应用

    1840年，盖斯(G.H.Hess，俄国化学家)从大量的实验事实中总结出一条规律：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。也就是说，化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关，而与具体反应进行的途径无关。
    如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热相同，这就是盖斯定律。
    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，但利用盖斯定律不难间接计算求得。例如，对于反应：

因为C燃烧时不可能完全生成CO，总有一部分CO₂生成，因此这个反应的△H无法直接测得，但可以测得 C与O₂反应生成CO₂以及CO与O₂反应生成CO₂的反应热：

根据盖斯定律，可以很容易求算出

的△H。

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1.  对于 2H₂（气）+O₂（气） ==== 2H₂O（气）+483.6kJ 热化学方程式，下列说法正确的是（    ）
    A. 氢气与氧气反庆吸收热量 483.6kJ
    B. 氢气燃烧反应的反应热为 483.6kJ
    C. 2 个 H₂ 分子燃烧生成水蒸气放出 483.6kJ
    D. 2mol H₂与 1mol O₂ 生成 2mol 水蒸气放出 483.6kJ 热

2. 在标准状况下，1LH₂在O₂ 中完全燃烧生成液态水时放出12.76 千焦热量，则H₂燃烧的热化学方程式为（）

3. 下列说法中正确的是（   ）
    A. 反应热指的是反应过程中放出的热量
    B. 热化学方程式的系数意义之一是表示分子的个数
    C. 在热化学方程式中生成物必须标明取聚集状态
    D. 所有的化学反应都伴随着能量的变化

4. 在相同温度下，下列两个反应放出的热量分别用Q₁和Q₂表示，
2H₂（气）+O₂（气）===2H₂O（气）+Q1 ；
2H₂ （气） +O₂（气） ===2H₂O（液）+Q 2 ，
则Q₁和Q₂的关系是（）
A. Q₁ =Q₂ B. Q₁>Q₂ C. Q₁<Q₂ D. 2Q₂ =Q₁

5. 已知下列两个热化学方程式：
2H₂（气）+O₂（气）==== 2H₂O（液）+571.6kJ
C₃H₈（气）+5O₂（气）==== 3CO₂（气）+4H₂O（液）+2220.0kJ
实验测得H₂与C₃H₈的混合气体共5mol ，完全燃烧时放热387.4kJ ，则混合气体中H₂与C₃H₈体积比是（）
A. 1:3 B. 3:1 C. 1:4 D. 1:1

6. 已知：
CH₄（气）+2O₂（气）=== CO₂（气）+2H₂（液）+Q₁
2H₂（气）+O₂（气）==== 2H₂O（气）+ Q₂
2H₂（气）+O₂（气）==== 2H₂O（液）+ Q₃
常温下，取体积比 4 ∶ 1 和 CH₄ 和 H₂ 的混合气体 11.2L( 标准状况下 ) 经完全燃烧后恢复到常温，则放出的热量为：（）
A. 0.4Q₁ +0.05Q₃ B. 0.4Q₁ +0.05Q₂ C. 0.4 Q₁ +0.1Q₃ D. 0.4 Q₁ +0.2Q₃