2017_2018学年高中化学专题1化学反应与能量变化第一课时化学反应的焓变学案苏教版.docx

第一课时化学反应的焓变课标要求1了解吸热反应、放热反应的定义，了解反应热和焓变的含义。2知道键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。3认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式。1.在化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同温度时，所吸收或放出的热量称为化学反应的反应热。2在恒温、恒压的条件下，化学反应过程中吸收或释放的热量称为反应的焓变，用H表示，单位kJmol1，吸热反应的H0，放热反应的H0；放热反应：HE2，反应吸收能量，H0，为吸热反应；若E1E2，反应放出能量，H0，为放热反应。(2)从反应物和生成物总能量大小角度若反应物的总能量小于生成物的总能量，则反应过程中吸收能量；若反应物的总能量大于生成物的总能量，则反应过程中放出能量。如果反应中的能量变化主要表现为热的形式，就是吸热反应和放热反应。如图所示：1在化学2中，我们知道HH、ClCl、HCl键的键能分别为436.4 kJmol1、242.7 kJmol1、431.8 kJmol1，则反应H2Cl2=2HCl的反应热H是多少？提示：H436.4 kJmol1242.7 kJmol12431.8 kJmol1184.5 kJmol1。2根据1中的数据计算反应2HCl=H2Cl2的反应热H是多少？与1中的反应热H相比，得出的结论是什么？提示：H2431.8 kJmol1436.4 kJmol1242.7 kJmol1184.5 kJmol1。正、逆反应的反应热H数值相等，符号相反。3已知N2、O2、NO分子中的键能分别为946 kJmol1、498 kJmol1、632 kJmol1，那么反应N2O2=2NO的反应热H是多少？提示：H946 kJmol1498 kJmol12632 kJmol1180 kJmol1。4N2与O2在放电或加热下都能反应生成NO，则在上述反应条件下，反应热H是否发生变化？提示：不发生变化，H仍为180 kJmol1，因此，化学反应的焓变与反应条件无关。1焓变与反应热的关系项目内容概念在恒温、恒压条件下，化学反应过程中所吸收或释放的热量，叫做反应热，又称焓变符号H单位kJmol1意义H0表示该反应为吸热反应注意事项任何化学反应都有反应热，即焓变H0H的大小与反应条件无关2.H的计算方法(1)H反应物的键能总和生成物的键能总和。(2)H生成物所具有的总能量反应物所具有的总能量。1判断的正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)任何化学反应均伴随能量的变化()(2)焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化()(3)H0的反应为放热反应()(4)伴有能量变化的物质变化都是化学变化()答案：(1)(2)(3)(4)2化学反应A2(g)B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示，下列叙述中正确的是()A每生成2个AB分子吸收(ab)kJ热量B该反应热H(ab)kJmol1C该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量D断裂1 mol AA和1 mol BB键，吸收a kJ能量解析：选BD形成化学键放出热量，形成2 mol AB键放出b kJ热量，A项错误；1 mol A2(g)和1 mol B2(g)反应生成2 mol AB(g)吸收(ab)kJ热量，B项正确；由图可知，反应物的总能量低于生成物的总能量，C项错误；断裂1 mol AA和1 mol BB键，吸收a kJ能量，D项正确。3化学反应过程中的能量变化如图所示，判断以下说法正确的是()A图甲表示的是吸热反应B图乙表示的是放热反应C图甲中H0 D图乙中H0解析：选D由图像分析可知甲：E反应物E生成物，反应放热，H0；乙：E反应物0。4键能是两原子间形成1 mol新键(或其逆过程)时释放(或吸收)的能量。已知下列物质的键能：化学键HHNH键能/(kJmol1)436946391则反应：N2(g)3H2(g)=2NH3(g)的H_。解析：H反应物断键吸收的总能量生成物成键释放的总能量946 kJmol13436 kJmol16391 kJmol1(2 254 kJmol12 346 kJmol1)92 kJmol1。答案：92 kJmol1方法技巧判断吸热反应、放热反应的依据与误区(1)吸热反应、放热反应判断的“两大依据”理论依据：反应物与生成物总能量的相对大小。计算依据：断裂化学键吸收总能量与形成化学键放出总能量的相对大小。(2)吸热反应、放热反应判断的“两大误区”误区一：与反应条件有关。误区二：只要吸热就是吸热反应，只要放热就是放热反应。如水蒸气液化放出热量，但该过程不是放热反应。热化学方程式1概念能够表示反应热的化学方程式。2意义(1)热化学方程式既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。(2)对于热化学方程式H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1，表示在25 (298 K)、101 kPa时，1 mol H2与 mol O2完全反应生成液态水时放出的热量是285.8 kJ。3书写原则(1)热化学方程式的化学计量数只表示物质的量，不表示分子个数，可以用整数也可以用分数。(2)必须注明物质的状态、H的“、”和单位。(3)应标明反应的温度和压强。若不标明，则表示是在25 (298 K)、101 kPa条件下的反应热。(4)对于相同反应，H的数值必须与化学计量数对应。4实例8 g甲烷完全燃烧生成液态水时放出445 kJ的热量，该反应的热化学方程式为CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890 kJmol1。已知有下列化学方程式(1)H2I22HI(2)H2(g)I2(g)2HI(g)H14.9 kJmol1(3)H2Cl22HCl(4)H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H184.6 kJmol1(5)H2(g)Cl2(g)=HCl(g)H92.3 kJmol1(6)H2(g)O2(g)=H2O(g)H241.8 kJmol1问题思考1以上6个方程式中，哪几个不属于热化学方程式？热化学方程式中的g、l代表什么？固态和溶液如何表示？提示：(1)、(3)不属于热化学方程式；g表示物质的状态为气态，l表示物质的状态为液态；固态和溶液分别用s和aq表示。2热化学方程式(5)中的“”代表什么？如果是2 mol H2和2 mol Cl2完全反应，则H还是92.3 kJmol1吗？提示：热化学方程式(5)中的“”代表的是H2和Cl2的物质的量，而不是H2和Cl2的分子数。如果H2和Cl2的物质的量均为2 mol，则H369.2 kJmol1，而不是H92.3 kJmol1。3由方程式(6)可得到H2O(g)=H2(g)O2(g)的H为多少？提示：H241.8 kJmol1。热化学方程式的书写步骤与注意事项1书写“三”步骤2注意“五”事项(1)要在物质的化学式后面用括号注明各物质的聚集状态。一般用英文字母g、l和s分别表示气态、液态和固态，水溶液中的溶质则用aq表示。(2)H的单位是kJmol1。(3)根据焓的性质，对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其H也不同。若化学方程式中各物质的化学计量数加倍，则H的数值也加倍。(4)热化学方程式中不用“”“”，“=”上不用标明反应条件。(5)必须标明H的符号，放热反应H为“”，吸热反应H为“”，正负号不可省略。11 g氢气在氧气中燃烧生成液态水，放出142.9 kJ的热量，表示该反应的热化学方程式是()AH2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1BH2(g)O2(g)=H2O(g)H285.8 kJmol1C2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H285.8 kJDH2O2=H2OH285.8 kJmol1解析：选A由1 g氢气燃烧生成液态水放出142.9 kJ的热量可知，1 mol H2燃烧生成液态水放出285.8 kJ的热量，则H285.8 kJmol1。2下列热化学方程式书写正确的是()A2SO2O2=2SO3H196.6 kJmol1BH2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1C2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJDC(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1解析：选BA没有标明状态；C中H的单位不正确，应为kJmol1；因为碳和氧气的反应是放热反应，所以D中H为负值。3写出下列反应的热化学方程式。(1)N2(g)与H2(g)反应生成17 g NH3(g)，放出46.1 kJ热量。_(2)1 mol C2H5OH(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出1 366.8 kJ热量。_(3)1 mol CO完全转化为CO2放出283 kJ的热量。_(4)24 g C(s)与足量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)，吸收262.6 kJ热量。_解析：(1)1 mol N2(g)与3 mol H2(g)完全反应生成2 mol NH3(g)时放出的热量为46.1 kJ292.2 kJ。(2)C2H5OH燃烧的化学方程式为C2H5OH3O2=2CO23H2O，故C2H5OH(l)完全燃烧生成CO2和H2O(l)的热化学方程式为C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H1 366.8 kJmol1。(3)CO转化为CO2的化学方程式为2COO2=2CO2,2 mol CO生成CO2放出热量为2283 kJ566 kJ，则反应的热化学方程式为2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566 kJmol1。(4)1 mol C(s)与足量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)吸收的热量为131.3 kJ。答案：(1)N2(g)3H2(g)=2NH3(g)H92.2 kJmol1(2)C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H1 366.8 kJmol1(3)2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566 kJmol1(4)C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.3 kJmol1方法技巧四看法判断热化学方程式的正误三级训练节节过关1下列反应中生成物的总能量高于反应物的总能量的是()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氧化钙溶于水解析：选A生成物总能量高于反应物总能量，说明是吸热反应。A项，碳酸钙分解是吸热反应，B、C、D均为放热反应。2下列说法正确的是()A焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化B当反应放热时H0，反应吸热时H0C在加热条件下发生的反应均为吸热反应D一个化学反应中，当反应物的总能量大于生成物的总能量时，反应放热，H为负值解析：选D反应物的物质的量越多，则焓变的绝对值越大，A项错误；反应是否需要加热，只是引发反应的条件，与反应放热或吸热无关，C项错误；在反应中物质所具有的总能量减少，反应放热，此时H”“”或“”“”或“”，下同)H2，Q1_Q2。解析：(1)H2(g)和O2(g)与2H(g)和O(g)之间的能量差是H2(g)2H(g)和O2O(g)过程中断开HH键和OO键需吸收的能量，所以a表示1 mol H2中的化学键和 mol O2中的化学键键能总和，b表示2 mol HO键键能总和，c则表示反应物键能总和生成物键能总和，即1 mol H2和 mol O2反应生成1 mol H2O(g)的反应热。(2)由图可知，该反应中反应物的总能量大于生成物的总能量，故该反应为放热反应，H0。(3)比较H的大小时，要连同“、”一起比较，如果比较反应放出热量的多少，则只比较数值的大小，与H的“、”无关。答案：(1)1 mol H2中的化学键和 mol O2中的化学键键能总和2 mol HO键键能总和1 mol H2和 mol O2反应生成1 mol H2O(g)的反应热(2)放热一、单项选择题1热化学方程式2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H483.6 kJmol1中，物质分子式前的化学计量数表示()A分子数B体积C物质的量 D质量解析：选C热化学反应方程式中物质化学式前的化学计量数表示的是相应物质的物质的量，而不表示物质的分子个数。2关于化学反应中的说法错误的是()A如图所示的反应为放热反应B化学反应中有物质变化也有能量变化C需要加热的化学反应不一定是吸热反应D化学键断裂吸收能量，化学键生成放出能量解析：选A由题图可知，生成物的总能量高于反应物的总能量，此反应为吸热反应，A错误；任何化学反应中，既有物质变化，又会伴随着能量变化，B正确；有的放热反应也需要加热，如铝热反应，C正确；化学反应中，化学键的断裂需吸收能量，而化学键的生成需放出能量，D正确。3热化学方程式C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.3 kJmol1表示()A碳和水反应吸收131.3 kJ能量B1 mol碳和1 mol水反应生成一氧化碳和氢气并吸收131.3 kJ热量C1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol一氧化碳气体和1 mol氢气，并吸热131.3 kJD1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.1 kJ解析：选C该热化学方程式表示1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol一氧化碳气体和1 mol氢气，并吸收131.3 kJ的热量。4已知H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H1184.6 kJmol1，则反应H2(g)Cl2(g)=HCl(g)的H2为()A184.6 kJmol1B92.3 kJmol1C369.2 kJmol1 D92.3 kJmol1解析：选B由题目可知：反应，则H2H1(184.6 kJmol1)92.3 kJmol1。5已知在1105 Pa、298 K条件下，2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ的热量，下列热化学方程式正确的是()AH2O(g)=H2(g)O2(g)H242 kJmol1B2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H484 kJmol1CH2(g)O2(g)=H2O(g)H242 kJmol1D2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H484 kJmol1解析：选AB项中水为液态，排除B；H2与O2反应生成水蒸气是放热反应，H应为负值，而其逆反应H则为正值，故排除C、D两项。二、不定项选择题6下列反应中，既属于氧化还原反应，又是吸热反应的是()ABa(OH)28H2O与NH4Cl反应B铝与稀盐酸反应C灼热的炭与二氧化碳反应D甲烷在空气中燃烧解析：选CA项反应不是氧化还原反应，B、D两项反应都是放热反应，C项既是氧化还原反应，又是吸热反应。7分析如图的能量变化示意图，确定下列选项中正确的是()A2A(g)B(g)=2C(g)H0C2AB=2CH0D2C=2ABH0解析：选A由图示知，2A(g)B(g)的总能量高于2C(g)的能量，则反应2A(g)B(g)=2C(g)为放热反应，H0的反应，反应物的能量小于生成物的能量C放热反应都不需要加热就能发生D吸热反应在一定条件(如常温、加热等)下也能发生解析：选C化学反应中既有物质变化，又有能量变化，A正确；H0的反应为吸热反应，则反应物的能量小于生成物的能量，B正确；有些放热反应需要加热或点燃才能引发，C错误；有些吸热反应如Ba(OH)28H2O和NH4Cl在常温下就能反应，D正确。3已知反应XY=MN为放热反应，则下列说法中正确的是()AX的能量一定高于MBY的能量一定高于NCX和Y的总能量一定高于M和N的总能量D因该反应为放热反应，所以不必加热就可以发生解析：选C对于放热反应，反应物的总能量一定高于生成物的总能量，A、B项中均不是反应物或生成物的总能量，不成立；放热或吸热反应是指反应的能量变化过程而不是指反应的条件，有些放热反应也要先加热才能发生。4氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中，破坏1 mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1 kJ，破坏1 mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2 kJ，形成1 mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3 kJ。下列关系式中，正确的是()AQ1Q2Q3BQ1Q22Q3CQ1Q2Q3 DQ1Q22Q3解析：选D氢气在氯气中燃烧时放出能量，所以形成2 mol氯化氢中的化学键释放的能量大于破坏1 mol氢气中的化学键和破坏1 mol氯气中的化学键消耗的总能量。51 g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2，需吸收10.94 kJ热量，此反应的热化学方程式为()ACH2O=COH2H131.3 kJmol1 BC(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H10.94 kJmol1CC(s)H2O(l)=CO(g)H2(g)H131.3 kJmol1DC(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.3 kJmol1解析：选D1 mol碳完全反应时吸收的热量为10.94 kJ131.3 kJ，即1 mol碳完全反应时反应的焓变为H131.3 kJmol1。A项中各物质没有标明聚集状态，错误；B项焓变的数值错误；C项中水的状态应为气态。二、不定项选择题6已知C(s，石墨)=C(s，金刚石)H0，下列判断正确的是()A此反应为放热反应B断裂1 mol石墨的化学键需要吸收的能量小于生成1 mol金刚石化学键所放出的能量C石墨比金刚石稳定D此变化为物理变化解析：选CA项，H0，反应为吸热反应，错误；B项，H(断裂1 mol石墨的化学键需要吸收的能量)(生成1 mol金刚石化学键所放出的能量)0，断裂1 mol石墨中的化学键需要吸收的能量大于生成1 mol金刚石中的化学键所放出的能量，B错误；C项，H0，石墨能量小于金刚石，能量越低越稳定，石墨比金刚石稳定，C正确；D项，有新物质生成，此变化为化学变化，错误。7CO(g)与H2O(g)反应过程的能量变化如图所示，有关两者反应的说法正确的是() A该反应为吸热反应BCO(g)和H2O(g)所具有的总能量大于CO2(g)和H2(g)具有的总能量C反应的热化学方程式是CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H41 kJmol1D1 mol CO2(g)和1 mol H2(g)反应生成1 mol CO(g)和H2O(g)要放出41 kJ热量解析：选B由图示知，反应CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)为放热反应，A项错误，B项正确；该反应的热化学方程式应为CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H41 kJmol1，C项错误，同时知D项中应吸收41 kJ热量，D项错误。8将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中，然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。由此可知()ANH4HCO3和盐酸的反应是吸热反应B该反应中，热能转化为产物内部的能量C反应物的总能量高于生成物的总能量D反应的热化学方程式为NH4HCO3HCl=NH4ClCO2解析：选AB醋酸受冷凝固，NH4HCO3与盐酸的反应为吸热反应，A项正确；反应中热能转化为化学能，B项正确；吸热反应反应物的总能量低于生成物总能量，C项错误；热化学方程式未标明聚集状态以及反应的热量变化，D项错误。三、非选择题9如图是一个简易测量物质反应是吸热还是放热的实验装置，利用此装置可以很方便地测得某反应是放热反应还是吸热反应。将镁片加入小试管内，然后注入足量的盐酸，请根据要求完成