2020_2021学年高中化学第一章化学反应与能量第一节第1课时焓变反应热课件新人教版选修4202103181182

1、第一章化学反应与能量 第一节化学反应与能量的变化 第1课时焓变反应热 必备知识必备知识自主学习自主学习 一、焓变反应热一、焓变反应热 1.1.焓焓(H):(H):与与_有关的物理量。有关的物理量。 2.2.焓变和反应热焓变和反应热 焓变焓变反应热反应热 概念概念 一定条件下一定条件下, ,生成物与反应物的生成物与反应物的 _,_,决定某一化学反应是决定某一化学反应是 放热反应还是吸热反应放热反应还是吸热反应 化学反应过程中所化学反应过程中所_ 的热量的热量 符号符号HH恒压条件下用恒压条件下用HH 相互关系相互关系_条件下的反应热等于焓变条件下的反应热等于焓变, ,单位单位_ 内能内能 焓值差

2、焓值差 放出或吸收放出或吸收 恒压恒压kJmolkJmol-1 -1 【自主探索自主探索】 (1)(1)教材中提到教材中提到“焓焓(H)(H)是与内能有关的物理量是与内能有关的物理量”。查阅资料可知。查阅资料可知, ,内能是指体内能是指体 系内物质所含分子及原子的动能、势能、核能、电子能等能量的总和。而焓系内物质所含分子及原子的动能、势能、核能、电子能等能量的总和。而焓 也是一种状态函数。那么内能、焓变、反应热有何区别也是一种状态函数。那么内能、焓变、反应热有何区别? ? 提示提示: :内能的绝对值无法测定内能的绝对值无法测定, ,体系内能的变化可以通过测定变化过程的体系内能的变化可以通过测定

3、变化过程的( (反应反应) ) 热和功而得到。反应热和焓变的单位虽然一样热和功而得到。反应热和焓变的单位虽然一样, ,但是只有在恒压条件下才能相但是只有在恒压条件下才能相 等。等。 (2)(2)反应热和热量的单位相同吗反应热和热量的单位相同吗? ? 提示提示: :反应热的单位是反应热的单位是kJkJmolmol-1 -1, ,热量的单位是 热量的单位是kJkJ。 二、化学反应中能量变化的原因二、化学反应中能量变化的原因 1.1.微观上微观上: : (1)(1)化学反应的本质。化学反应的本质。 (2)(2)化学键变化与反应热的关系化学键变化与反应热的关系 若若Q Q1 1QQ2 2, ,反应吸收

4、能量反应吸收能量,H0,H0,为为_反应反应; ; 若若Q Q1 1QQ2 2, ,反应放出能量反应放出能量,H0,H0,为为_反应。反应。 吸热吸热 放热放热 2.2.宏观上宏观上: : (1)(1)图示。图示。 (2)(2)结论。结论。 反应物的总能量大于生成物的总能量为反应物的总能量大于生成物的总能量为_反应反应; ; 反应物的总能量小于生成物的总能量为反应物的总能量小于生成物的总能量为_反应。反应。 放热放热 吸热吸热 3.3.化学反应过程中能量变化的表示化学反应过程中能量变化的表示 (1)(1)放热反应放热反应:H:H为为“-”-”或或H_0,H_0,体系能量体系能量_。 (2)(2

5、)吸热反应吸热反应:H:H为为“+”+”或或H_0,H_0,体系能量体系能量_。 升高升高 【自主探索自主探索】 ( (情境思考情境思考)2020)2020年年1111月月2424日日, ,我国在文昌航天发射场我国在文昌航天发射场, ,用长征五号遥五运载火用长征五号遥五运载火 箭成功发射嫦娥五号探测器箭成功发射嫦娥五号探测器, ,并在月球上成功取得并在月球上成功取得“月壤月壤”。长征五号遥五运。长征五号遥五运 载火箭采用液氢液氧作推进剂载火箭采用液氢液氧作推进剂, ,液氢液氧反应时是否有热量变化液氢液氧反应时是否有热量变化? ?任何化学反任何化学反 应都伴随着能量变化吗应都伴随着能量变化吗?

6、?有能量变化的物质变化一定是化学变化吗有能量变化的物质变化一定是化学变化吗? ? 提示提示: :液氢、液氧反应发生能量变化。任何化学反应都伴随着能量变化液氢、液氧反应发生能量变化。任何化学反应都伴随着能量变化, ,因为因为 任何化学反应中任何化学反应中, ,旧键断裂时吸收的能量与新键形成时放出的能量均不相等旧键断裂时吸收的能量与新键形成时放出的能量均不相等, , 所以任何化学反应都伴随着能量的变化。有能量变化的物质变化不一定是化所以任何化学反应都伴随着能量的变化。有能量变化的物质变化不一定是化 学变化学变化, ,物质发生物理变化时也可能伴有能量变化物质发生物理变化时也可能伴有能量变化, ,如冰

7、融化成水需要吸收热如冰融化成水需要吸收热 量。量。 关键能力关键能力合作学习合作学习 知识点一知识点一 放热反应和吸热反应的理解放热反应和吸热反应的理解 1.1.常见的放热反应和吸热反应常见的放热反应和吸热反应 (1)(1)常见的放热反应。常见的放热反应。 活泼金属与活泼金属与H H2 2O O或酸的反应或酸的反应, ,如如2Al+6HCl=2AlCl2Al+6HCl=2AlCl3 3+3H+3H2 2。 所有酸碱中和反应所有酸碱中和反应, ,如如2KOH+H2KOH+H2 2SOSO4 4=K=K2 2SOSO4 4+2H+2H2 2O O。 所有燃烧反应所有燃烧反应, ,如如2CO+O2C

8、O+O2 2 2CO 2CO2 2。 绝大多数化合反应绝大多数化合反应, ,如如CaO+HCaO+H2 2O=Ca(OH)O=Ca(OH)2 2。 部分特殊反应部分特殊反应, ,如铝热反应、过氧化钠与水或如铝热反应、过氧化钠与水或COCO2 2的反应、氨的催化氧化等。的反应、氨的催化氧化等。 (2)(2)常见的吸热反应。常见的吸热反应。 绝大多数分解反应绝大多数分解反应, ,如如CaCOCaCO3 3 CaO+CO CaO+CO2 2。 铵盐与碱的反应铵盐与碱的反应, ,如如 2NH2NH4 4Cl+Ba(OH)Cl+Ba(OH)2 28H8H2 2O=BaClO=BaCl2 2+2NH+2N

9、H3 3+10H+10H2 2O O。 以以C C、COCO和和H H2 2为还原剂的氧化还原反应为还原剂的氧化还原反应, ,如如 C+HC+H2 2O CO+HO CO+H2 2。 2.2.放热反应与吸热反应的比较放热反应与吸热反应的比较 放热反应放热反应吸热反应吸热反应 表现形式表现形式H0H0H0或或HH为为“+”+” 能量变化能量变化 生成物释放的总能量大生成物释放的总能量大 于反应物吸收的总能量于反应物吸收的总能量 生成物释放的总能量小于反应物吸收的生成物释放的总能量小于反应物吸收的 总能量总能量 键能变化键能变化 生成物总键能大于反应生成物总键能大于反应 物总键能物总键能 生成物总

10、键能小于反应物总键能生成物总键能小于反应物总键能 联系联系 键能越大键能越大, ,物质能量越低物质能量越低, ,越稳定越稳定, ,反之键能越小反之键能越小, ,物质能量越高物质能量越高, ,越越 不稳定不稳定 【易错提醒易错提醒】(1)(1)误认为能量变化与反应条件有关。实际上有些放热反应需要误认为能量变化与反应条件有关。实际上有些放热反应需要 加热才能发生加热才能发生, ,有些吸热反应常温下就能进行。反应放热还是吸热与反应条件有些吸热反应常温下就能进行。反应放热还是吸热与反应条件 无关。无关。 (2)(2)误认为吸热的过程就是吸热反应误认为吸热的过程就是吸热反应, ,放热过程就是放热反应。忽

11、视了放热反放热过程就是放热反应。忽视了放热反 应、吸热反应都是化学反应这一前提。应、吸热反应都是化学反应这一前提。 (3)(3)误认为有物质变化、能量变化就一定是放热反应或吸热反应。忽视了如核误认为有物质变化、能量变化就一定是放热反应或吸热反应。忽视了如核 裂变等物理变化而带来的能量变化。裂变等物理变化而带来的能量变化。 【合作探究合作探究】 (1)(1)可燃物燃烧时可燃物燃烧时, ,点燃后就不需要再加热点燃后就不需要再加热, ,而有些反应必须持续加热而有些反应必须持续加热, ,能否根能否根 据加热条件判断反应是吸热反应还是放热反应据加热条件判断反应是吸热反应还是放热反应? ?放热反应加热的目

12、的是什么放热反应加热的目的是什么? ? 提示提示: :持续用酒精灯加热持续用酒精灯加热, ,撤去酒精灯就停止的反应是吸热反应撤去酒精灯就停止的反应是吸热反应; ;开始用酒精灯开始用酒精灯 加热加热, ,反应开始后反应开始后, ,撤去酒精灯仍能继续反应的是放热反应。放热反应加热的撤去酒精灯仍能继续反应的是放热反应。放热反应加热的 目的一般是引发反应进行或加快反应速率。目的一般是引发反应进行或加快反应速率。 (2)(2)化合反应一定是放热反应化合反应一定是放热反应, ,分解反应一定是吸热反应吗分解反应一定是吸热反应吗? ?举例说明。举例说明。 提示提示: :不一定。不一定。C+COC+CO2 2

13、2CO 2CO属于化合反应属于化合反应, ,但反应吸热但反应吸热;2H;2H2 2O O2 2=2H=2H2 2O+OO+O2 2属属 于分解反应于分解反应, ,但反应放热。但反应放热。 (3)(3)金刚石金刚石( (钻石钻石) )和石墨是碳元素的两种结构不同的单质。钻石曾经被认为是和石墨是碳元素的两种结构不同的单质。钻石曾经被认为是 爱情的象征。爱情的象征。“钻石恒久远钻石恒久远, ,一颗永流传一颗永流传”, ,几乎无人不晓。在几乎无人不晓。在100 kPa100 kPa时时, , 1 mol1 mol石墨可转化为金刚石石墨可转化为金刚石, ,要吸收要吸收1.895 kJ1.895 kJ的热

14、能。的热能。 结合化学知识回答下列结合化学知识回答下列 问题问题: : 石墨转化为金刚石是化学变化吗石墨转化为金刚石是化学变化吗? ? 提示提示: :石墨转化为金刚石是化学变化。石墨转化为金刚石是化学变化。 你认为金刚石和石墨哪个更稳定你认为金刚石和石墨哪个更稳定?1 mol?1 mol石墨与石墨与1 mol1 mol金刚石相比总能量哪个金刚石相比总能量哪个 更高更高? ? 提示提示: :在在100 kPa100 kPa时时,1 mol,1 mol石墨转化为金刚石石墨转化为金刚石, ,要吸收要吸收1.895 kJ1.895 kJ的热能的热能, ,说明说明 1 mol1 mol石墨的总能量低于石

15、墨的总能量低于1 mol1 mol金刚石所具有的总能量金刚石所具有的总能量, ,石墨比金刚石稳定。石墨比金刚石稳定。 【典例示范典例示范】 【典例典例】下列反应符合如图所示的反应是下列反应符合如图所示的反应是( () ) A.COA.CO2 2与炽热的炭反应生成与炽热的炭反应生成COCO B.B.浓硫酸的稀释浓硫酸的稀释 C.Ba(OH)C.Ba(OH)2 28H8H2 2O O和和NHNH4 4ClCl固体混合固体混合 D.HD.H2 2与与O O2 2在点燃条件下反应在点燃条件下反应 【解题指南解题指南】解答本题应注意以下两点解答本题应注意以下两点: : (1)(1)注意题设中要求是化学反

16、应。注意题设中要求是化学反应。 (2)(2)明确图示中表示的是放热反应。明确图示中表示的是放热反应。 【解析解析】选选D D。题目中图示说明该化学反应的反应物总能量高于生成物。题目中图示说明该化学反应的反应物总能量高于生成物, ,所以所以 为放热反应为放热反应;CO;CO2 2与炽热的炭反应生成与炽热的炭反应生成COCO为吸热反应为吸热反应, ,故故A A不选不选; ;浓硫酸稀释不是浓硫酸稀释不是 化学变化过程化学变化过程, ,故故B B不选不选;Ba(OH);Ba(OH)2 28H8H2 2O O和和NHNH4 4ClCl固体混合反应为吸热反应固体混合反应为吸热反应, ,故故C C 不选不选

17、;H;H2 2与与O O2 2在点燃条件下反应会放出热量在点燃条件下反应会放出热量, ,故故D D选。选。 【特别提醒特别提醒】 要注意吸热反应和放热反应都是化学变化要注意吸热反应和放热反应都是化学变化, ,如如NaOHNaOH固体溶于水固体溶于水 是放热过程是放热过程, ,但不是放热反应但不是放热反应; ;如升华、蒸发等过程是吸热过程如升华、蒸发等过程是吸热过程, ,但不是吸热反但不是吸热反 应。应。 【母题追问母题追问】 写出写出C C项发生的化学方程式。该反应属于哪种反应类型项发生的化学方程式。该反应属于哪种反应类型? ? 提示提示: :Ba(OH)Ba(OH)2 28H8H2 2O+2

18、NHO+2NH4 4Cl=BaClCl=BaCl2 2+2NH+2NH3 3+10H+10H2 2O,O,该反应属于复分解反应。该反应属于复分解反应。 【素养训练素养训练】 近年来市场上出现了一种自加热罐头近年来市场上出现了一种自加热罐头, ,例如有白米饭罐头例如有白米饭罐头, ,还有红烧肉自热罐头。还有红烧肉自热罐头。 这类罐头可以让消费者吃到热的食物这类罐头可以让消费者吃到热的食物, ,一定程度上可以改善口感。一定程度上可以改善口感。 (1)(1)自热食品包装中有两包发热剂自热食品包装中有两包发热剂, ,在这两包发热剂中最适合盛放的物质是在这两包发热剂中最适合盛放的物质是 _。 A.A.熟

19、石灰和水熟石灰和水B.B.生石灰和水生石灰和水 C.C.氯化钠和水氯化钠和水D.D.氯化铵和氢氧化钡晶体氯化铵和氢氧化钡晶体 (2)(2)某种自热食品的自热包上标注的成分是铝粉、生石灰、小苏打某种自热食品的自热包上标注的成分是铝粉、生石灰、小苏打, ,自热包打自热包打 开后加水即可大量放热。加水过程中发生的主要反应不可能是开后加水即可大量放热。加水过程中发生的主要反应不可能是_。 A.2Al+Ca(OH)A.2Al+Ca(OH)2 2+2H+2H2 2O O=Ca(AlOCa(AlO2 2) )2 2+3H+3H2 2 B.Ca(OH)B.Ca(OH)2 2+NaHCO+NaHCO3 3=Ca

20、COCaCO3 3+NaOH+H+NaOH+H2 2O O C.2Al(OH)C.2Al(OH)3 3 AlAl2 2O O3 3+3H+3H2 2O O D.CaO+HD.CaO+H2 2O O=Ca(OH)Ca(OH)2 2 (3)(3)研究表明研究表明, ,水分含量高的罐头比水分含量低的罐头更容易加热水分含量高的罐头比水分含量低的罐头更容易加热, ,原因之一是原因之一是 水分含量高的介质热传导性要好于低水分介质。但是水分过多水分含量高的介质热传导性要好于低水分介质。但是水分过多, ,也会造成加热也会造成加热 效果不好效果不好, ,其原因是其原因是_。 【解析解析】(1)(1)熟石灰溶于水

21、没有显著热效应熟石灰溶于水没有显著热效应; ;生石灰和水的反应是放热反应生石灰和水的反应是放热反应; ;氯氯 化钠溶于水化钠溶于水, ,没有明显热效应没有明显热效应; ;氯化铵和氢氧化钡晶体的反应是吸热反应。氯化铵和氢氧化钡晶体的反应是吸热反应。(2)(2) 铝可与氢氧化钙溶液发生反应生成氢气铝可与氢氧化钙溶液发生反应生成氢气, ,属于放热反应属于放热反应, ,碳酸氢钠与过量氢氧碳酸氢钠与过量氢氧 化钙可发生反应化钙可发生反应Ca(OH)Ca(OH)2 2+NaHCO+NaHCO3 3=CaCO=CaCO3 3+NaOH+H+NaOH+H2 2O;O;反应过程中不会生成氢反应过程中不会生成氢

22、氧化铝氧化铝, ,因此不存在氢氧化铝受热分解的反应因此不存在氢氧化铝受热分解的反应, ,并且该反应也属于吸热反应。并且该反应也属于吸热反应。 生石灰遇水生成氢氧化钙生石灰遇水生成氢氧化钙, ,且放出热量。且放出热量。(3)(3)如果含有大量的水如果含有大量的水, ,水会吸收掉部水会吸收掉部 分热量分热量, ,可能会造成加热效果不好。可能会造成加热效果不好。 答案答案: :(1)B(1)B(2)C(2)C(3)(3)水会吸收掉部分热量水会吸收掉部分热量 【加固训练加固训练】 下列属于吸热反应的是下列属于吸热反应的是( () ) A.A.镁的燃烧反应镁的燃烧反应B.B.盐酸与氢氧化钠的反应盐酸与氢

23、氧化钠的反应 C.C.水的分解反应水的分解反应 D.D.铝与盐酸的反应铝与盐酸的反应 【解析解析】选选C C。 镁的燃烧反应一定是放热反应镁的燃烧反应一定是放热反应,A,A错误错误; ; 盐酸与氢氧化钠的反盐酸与氢氧化钠的反 应是中和反应应是中和反应, ,一定是放热反应一定是放热反应,B,B错误错误; ;水的分解反应需要吸收能量水的分解反应需要吸收能量, ,属于吸热属于吸热 反应反应,C,C正确正确; ; 铝与盐酸反应生成氯化铝和氢气铝与盐酸反应生成氯化铝和氢气, ,属于放热反应属于放热反应,D,D错误。错误。 知识点二化学反应过程中能量变化的原因知识点二化学反应过程中能量变化的原因 1.1.

24、化学反应的本质及特点化学反应的本质及特点 2.2.实例实例:H:H2 2(g)+Cl(g)+Cl2 2(g)=2HCl(g)(g)=2HCl(g)反应的能量变化如图所示反应的能量变化如图所示: : 由图可知由图可知,1 mol H,1 mol H2 2分子中的化学键断裂吸收的能量是分子中的化学键断裂吸收的能量是436 kJ,1 mol Cl436 kJ,1 mol Cl2 2分子分子 中的化学键断裂吸收的能量是中的化学键断裂吸收的能量是243 kJ,2 mol HCl243 kJ,2 mol HCl分子中的化学键形成释放的分子中的化学键形成释放的 能量是能量是862 kJ,862 kJ,则则H

25、 H2 2(g)+Cl(g)+Cl2 2(g)=2HCl(g)(g)=2HCl(g)的反应放出的热量为的反应放出的热量为183 kJ183 kJ。 3.3.图示图示: : 化学反应过程中的能量变化可用如图所示化学反应过程中的能量变化可用如图所示: : 其中其中,E,E1 1表示活化能表示活化能,E,E1 1与与E E2 2的差值表示反应热。上述反应过程表示该反的差值表示反应热。上述反应过程表示该反 应为放热反应。应为放热反应。 4.4.焓变的两种计算方法焓变的两种计算方法: : (1)(1)根据物质具有的能量来计算。根据物质具有的能量来计算。 H=E(H=E(总生成物总生成物)-E()-E(总

26、反应物总反应物) ) (2)(2)根据化学键键能来计算。根据化学键键能来计算。 H=H=反应物的键能总和反应物的键能总和- -生成物的键能总和生成物的键能总和= =反应物断键吸收的总能量反应物断键吸收的总能量- -生成物生成物 成键放出的总能量成键放出的总能量 【易错提醒易错提醒】(1)(1)断裂化学键需要吸收能量断裂化学键需要吸收能量(E(E1 1),),形成化学键能够放出能量形成化学键能够放出能量(E(E2 2),), 判断反应放热判断反应放热, ,还是吸热还是吸热, ,关键看关键看E E1 1与与E E2 2的相对大小的相对大小, ,其中二者的差值即为反应其中二者的差值即为反应 热。热。

27、 (2)(2)利用键能计算反应热时利用键能计算反应热时, ,要注意要注意1 mol1 mol物质中存在化学键的数目。如物质中存在化学键的数目。如1 mol 1 mol NHNH3 3中存在中存在3 mol NH3 mol NH键。键。 【合作探究合作探究】 (1)(1)化学反应的本质是什么化学反应的本质是什么? ?断裂化学键、形成化学键与物质能量之间有什么断裂化学键、形成化学键与物质能量之间有什么 关系关系? ?从化学键的角度分析从化学键的角度分析, ,为什么化学反应中一定存在能量的变化为什么化学反应中一定存在能量的变化? ? 提示提示: :化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成化学反

28、应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成; ;断裂化学键吸收断裂化学键吸收 能量能量, ,形成化学键放出能量。因为断裂反应物中的旧键吸收的能量与形成生成形成化学键放出能量。因为断裂反应物中的旧键吸收的能量与形成生成 物中的新键放出的能量不相等物中的新键放出的能量不相等, ,所以化学反应中一定存在能量的变化。所以化学反应中一定存在能量的变化。 (2)(2)根据下图你能表示出根据下图你能表示出、的反应热吗的反应热吗? ? 提示提示: :图图H=EH=E1 1-E-E2 2图图H=EH=E2 2-E-E1 1。 (1)(1)从能量变化的角度分析放热反应过程从能量变化的角度分析放热反应过程, ,如图所

29、示如图所示: : 反应前后化学反应除了遵循质量守恒外还要遵循能量守恒反应前后化学反应除了遵循质量守恒外还要遵循能量守恒, ,请从能量的角度分请从能量的角度分 析化学反应中为什么一定存在能量变化析化学反应中为什么一定存在能量变化? ?化学反应放热还是吸热取决于什么因化学反应放热还是吸热取决于什么因 素素? ? 提示提示: :由于化学反应中反应物能量之和与生成物能量之和不相等由于化学反应中反应物能量之和与生成物能量之和不相等, ,所以化学反所以化学反 应中一定有能量变化。一个化学反应是释放能量还是吸收能量取决于反应物应中一定有能量变化。一个化学反应是释放能量还是吸收能量取决于反应物 总能量与生成物

30、总能量的相对大小。总能量与生成物总能量的相对大小。 (2)(2)目前认为酸催化乙烯水合制乙醇的反应机理及能量与反应进程的关系如图目前认为酸催化乙烯水合制乙醇的反应机理及能量与反应进程的关系如图 1 1所示。所示。 其能量示意图如图其能量示意图如图2:2: 根据题意分析根据题意分析, ,、三步反应都释放能量吗、三步反应都释放能量吗? ? 根据第步反应根据第步反应, ,分析分析1 mol 1 mol (g) (g)和和1 mol H1 mol H2 2O(g)O(g)的总能量大于的总能量大于1 mol 1 mol 吗吗? ? 提示提示: :由能量变化关系图知第由能量变化关系图知第步是吸热反应步是吸

31、热反应, ,其他属于放热反应其他属于放热反应, ,所以所以、 、中中和和释放能量。第释放能量。第步反应属于放热反应步反应属于放热反应, ,所以所以1 mol 1 mol (g) (g)和和 1 mol H1 mol H2 2O(g)O(g)的总能量大于的总能量大于1 mol 1 mol 。 32 CH CH 322 CH CH OH 32 CH CH 322 CH CH OH 【典例示范典例示范】 【典例典例】已知已知:H:H2 2(g)+(g)+ O O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g),O(g),反应过程中的能量变化如图所示反应过程中的能量变化如图所示, ,回回 答下列问题答下列问题

32、: : 1 2 (1)a(1)a、b b、c c分别代表什么意义分别代表什么意义? ? a:_;b:_;c:_a:_;b:_;c:_。 (2)(2)该反应是放热反应还是吸热反应该反应是放热反应还是吸热反应?_?_。HH大于零还是小于大于零还是小于 零零?_?_。 (3)(3)如图反应放出的热量如图反应放出的热量Q Q1 1=_;=_;若生成若生成H H2 2O(l)O(l)则放出的热量则放出的热量 Q Q2 2_(_(填填“”“”“”或或“=”)Q=”)Q1 1。 【思维建模思维建模】解答有关化学反应能量变化图象题目的思维流程如下解答有关化学反应能量变化图象题目的思维流程如下: : 【解析解析

33、】(1)H(1)H2 2(g)(g)和和 O O2 2(g)(g)与与2H(g)2H(g)和和O(g)O(g)之间的能量差是之间的能量差是H H2 22H(g)2H(g)和和 O O2 2O(g)O(g)过程中断开过程中断开H HH H键和键和O OO O键需吸收的能量。所以键需吸收的能量。所以a a代表旧键断裂吸代表旧键断裂吸 收的能量收的能量,b,b代表代表2H(g)2H(g)和和O(g)O(g)结合成氢氧键所放出的能量结合成氢氧键所放出的能量,c,c则代表断键所吸收则代表断键所吸收 的能量与成键所释放的能量之差的能量与成键所释放的能量之差, ,即即a-b=ca-b=c。 (2)(2)由图

34、可知该反应中反应物总能量大于生成物总能量由图可知该反应中反应物总能量大于生成物总能量, ,所以该反应为放热反所以该反应为放热反 应应,H0,HQQ1 1。 1 2 1 2 答案答案: :(1)(1)旧键断裂吸收的能量新键形成放出的能量反应热旧键断裂吸收的能量新键形成放出的能量反应热 (2)(2)放热反应小于零放热反应小于零 (3)b-a(3)b-a 【母题追问母题追问】(1)(1)用含有用含有a a、b b、c c的式子表示该反应的焓变的式子表示该反应的焓变? ? 提示提示: :H =a-b=cH =a-b=c。 (2)(2)由题图能否确定电解水是放热反应还是吸热反应由题图能否确定电解水是放热

35、反应还是吸热反应? ? 提示提示: :电解水为吸热反应。因为反应物电解水为吸热反应。因为反应物HH2 2O(l)O(l)的总能量小于生成物的总能量小于生成物 HH2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)(g)的总能量。的总能量。 1 2 【素养训练素养训练】 氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料。它是一种超硬物质氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料。它是一种超硬物质, ,本身具有润滑性本身具有润滑性, ,并且并且 耐磨损耐磨损, ,高温时抗氧化。而且它还能抵抗冷热冲击。人们常常利用它来制造轴高温时抗氧化。而且它还能抵抗冷热冲击。人们常常利用它来制造轴 承、汽轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件。承

36、、汽轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件。 氮化硅可由石英固体与焦炭颗粒在高温的氮气流中通过如下反应制氮化硅可由石英固体与焦炭颗粒在高温的氮气流中通过如下反应制 得得:3SiO:3SiO2 2+6C+2N+6C+2N2 2 Si Si3 3N N4 4+6CO+6CO。 该反应变化过程中的能量变化如图所示。回答以下问题。该反应变化过程中的能量变化如图所示。回答以下问题。 (1)(1)上述反应中的还原剂、还原产物分别是什么上述反应中的还原剂、还原产物分别是什么? ? (2)(2)图中图中E E1 1、E E2 2分别表示什么含义分别表示什么含义? ?该反应是该反应是“吸热吸热”还是还是“放

37、热放热”反应反应? ?能否能否 用用E E1 1、E E2 2表示表示H?H? 【解析解析】(1)3SiO(1)3SiO2 2+6C+2N+6C+2N2 2 Si Si3 3N N4 4+6CO,+6CO,反应中碳元素的化合价由反应中碳元素的化合价由0 0升高到升高到+2,+2, 氮元素的化合价由氮元素的化合价由0 0降低到降低到-3-3。故反应中的还原剂是。故反应中的还原剂是C,C,还原产物为还原产物为SiSi3 3N N4 4。 (2)E(2)E1 1、E E2 2分别表示破坏旧化学键吸收的能量和形成新化学键放出的热量。该分别表示破坏旧化学键吸收的能量和形成新化学键放出的热量。该 反应过程

38、中反应过程中, ,反应物的总能量大于生成物的总能量反应物的总能量大于生成物的总能量, ,为放热反应为放热反应; ;反应热等于破反应热等于破 坏旧化学键吸收的能量坏旧化学键吸收的能量- -形成新化学键放出的热量形成新化学键放出的热量, ,即即H=EH=E1 1-E-E2 2。 答案答案: :(1)C(1)CSiSi3 3N N4 4 (2)E(2)E1 1、E E2 2分别表示破坏旧化学键吸收的能量和形成新化学键放出的热量分别表示破坏旧化学键吸收的能量和形成新化学键放出的热量 放热反应放热反应E E1 1-E-E2 2 【加固训练加固训练】 硅是太阳能电池的重要材料。工业冶炼纯硅的原理是粗硅冶炼

39、硅是太阳能电池的重要材料。工业冶炼纯硅的原理是粗硅冶炼: : SiOSiO2 2+2C Si+2CO+2C Si+2CO。 精炼硅精炼硅: :Si+3HCl SiHClSi+3HCl SiHCl3 3+H+H2 2; ; SiHClSiHCl3 3+H+H2 2 Si+3HCl Si+3HCl。 化学反应与能量变化如图所示化学反应与能量变化如图所示, ,回答下列问题回答下列问题: : (1)(1)是是_反应反应, ,是是_反应反应, ,是是_反应反应 ( (填填“吸热吸热”或或“放热放热”) )。 (2)(2)反应破坏反应物中的化学键所吸收的能量反应破坏反应物中的化学键所吸收的能量_(_(填填

40、“大于大于”或或“小小 于于”) )形成生成物中化学键所放出的能量。形成生成物中化学键所放出的能量。 【解析解析】因为反应因为反应是放热反应是放热反应, ,所以破坏反应物中的化学键所吸收的能量小所以破坏反应物中的化学键所吸收的能量小 于形成生成物中化学键所放出的能量。于形成生成物中化学键所放出的能量。 答案答案: :(1)(1)吸热放热吸热吸热放热吸热(2)(2)小于小于 【课堂小结课堂小结】 【三言两语话重点三言两语话重点】 1.1.反应热与焓变的关系反应热与焓变的关系 2.2.焓变与物质化学键断裂与形成的关系焓变与物质化学键断裂与形成的关系 H=H=反应物总键能反应物总键能- -生成物总键

41、能。生成物总键能。 3.3.焓变与反应物、生成物能量的关系焓变与反应物、生成物能量的关系 H=H=生成物的总能量生成物的总能量- -反应物的总能量。反应物的总能量。 1.(20201.(2020哈尔滨高二检测哈尔滨高二检测) )下列说法中正确的是下列说法中正确的是( () ) A.A.物质发生化学反应时不一定伴随着能量变化物质发生化学反应时不一定伴随着能量变化 B.B.伴随能量变化的过程都是化学变化伴随能量变化的过程都是化学变化 C.C.在一个确定的化学反应中在一个确定的化学反应中, ,反应物的总能量与生成物的总能量一定不同反应物的总能量与生成物的总能量一定不同 D.D.在一个确定的化学反应中

42、在一个确定的化学反应中, ,反应物的总能量总是大于生成物的总能量反应物的总能量总是大于生成物的总能量 课堂检测素养达标 【解析解析】选选C C。物质发生化学反应时一定伴随着能量变化。物质发生化学反应时一定伴随着能量变化,A,A错误错误; ;伴随能量变化伴随能量变化 的过程不一定是化学变化的过程不一定是化学变化, ,如水蒸发吸热如水蒸发吸热, ,属于物理变化属于物理变化,B,B错误错误; ;在一个确定的在一个确定的 化学反应中化学反应中, ,若反应物的总能量大于生成物的总能量若反应物的总能量大于生成物的总能量, ,反应释放能量反应释放能量, ,若反应物若反应物 的总能量小于生成物的总能量的总能量

43、小于生成物的总能量, ,反应吸收能量反应吸收能量, ,反应物的总能量与生成物的总能反应物的总能量与生成物的总能 量一定不同量一定不同,C,C正确正确,D,D错误。错误。 2.2.如图是一个一次性加热杯的示意图。当水袋破裂时如图是一个一次性加热杯的示意图。当水袋破裂时, ,水与固体碎块混合水与固体碎块混合, ,杯杯 内食物温度逐渐上升。制造此加热杯可选用的固体碎块是内食物温度逐渐上升。制造此加热杯可选用的固体碎块是( () ) A.A.硝酸铵硝酸铵 B.B.生石灰生石灰 C.C.氯化镁氯化镁 D.D.食盐食盐 【解析解析】选选B B。NHNH4 4NONO3 3与水混合时与水混合时, ,吸收热量

44、吸收热量, ,故故A A错误错误; ;生石灰生石灰(CaO)(CaO)与水混合反与水混合反 应时应时, ,放出热量放出热量, ,故故B B正确正确;MgCl;MgCl2 2、NaClNaCl溶于水没有明显的热效应溶于水没有明显的热效应, ,故故C C、D D错误。错误。 【加固训练加固训练】 下列反应能量变化符合如图所示的是下列反应能量变化符合如图所示的是( () ) A.Ba(OH)A.Ba(OH)2 28H8H2 2O O和和NHNH4 4ClCl混合搅拌混合搅拌 B.B.氢氧化钠与盐酸反应氢氧化钠与盐酸反应 C.C.氢气在氯气中燃烧氢气在氯气中燃烧 D.D.金属钾与水反应金属钾与水反应

45、【解析解析】选选A A。生成物具有的总能量高于反应物具有的总能量。生成物具有的总能量高于反应物具有的总能量, ,该反应为吸热反该反应为吸热反 应应; ;常见的吸热反应常见的吸热反应:C(s)+H:C(s)+H2 2O(g)O(g)CO(g)+HCO(g)+H2 2(g); C+CO(g); C+CO2 2COCO的反应的反应, ,以及以及KMnOKMnO4 4、 CaCOCaCO3 3的分解、铵盐与碱反应等。的分解、铵盐与碱反应等。 3.H3.H2 2+Cl+Cl2 2 2HCl 2HCl反应的总能量变化如图所示。下列说法正确的是反应的总能量变化如图所示。下列说法正确的是( () ) A.A.

46、过程过程1 1释放能量释放能量 B.B.过程过程2 2吸收能量吸收能量 C.C.该反应是放热反应该反应是放热反应 D.D.过程过程1 1的能量变化大于过程的能量变化大于过程2 2 【解析解析】选选C C。如图所示。如图所示, ,过程过程1 1为断开化学键的过程为断开化学键的过程, ,吸收能量吸收能量, ,故故A A错误错误; ;过程过程 2 2为形成化学键的过程为形成化学键的过程, ,释放能量释放能量, ,故故B B错误错误; ;反应物的总能量高于生成物的总能反应物的总能量高于生成物的总能 量量, ,则该反应是放热反应则该反应是放热反应, ,故故C C正确正确; ;过程过程1 1的能量变化小于

47、过程的能量变化小于过程2,2,故故D D错误。错误。 4.4.生活中很多现象和应用与能量的变化有关生活中很多现象和应用与能量的变化有关, ,如干冰用于人工降雨如干冰用于人工降雨, ,酒精、木酒精、木 炭作燃料炭作燃料, ,氢氧焰焊接或切割金属。氢氧焰焊接或切割金属。 下列说法不正确的是下列说法不正确的是( () ) A.A.干冰蒸发需要吸收大量的热干冰蒸发需要吸收大量的热, ,但不是吸热反应但不是吸热反应 B.B.酒精常被用作酒精灯和内燃机的燃料酒精常被用作酒精灯和内燃机的燃料, ,说明酒精燃烧是放热反应说明酒精燃烧是放热反应 C.C.木炭常温下不燃烧木炭常温下不燃烧, ,加热才能燃烧加热才能

48、燃烧, ,说明木炭燃烧是吸热反应说明木炭燃烧是吸热反应 D.D.人们用氢氧焰焊接或切割金属人们用氢氧焰焊接或切割金属, ,主要利用了氢气和氧气化合时所放出的能量主要利用了氢气和氧气化合时所放出的能量 【解析解析】选选C C。干冰升华要吸热。干冰升华要吸热, ,这是物理变化这是物理变化,A,A正确正确; ;酒精之所以能作燃料酒精之所以能作燃料, , 是因为它燃烧放热是因为它燃烧放热,B,B正确正确; ;木炭燃烧需加热引发反应木炭燃烧需加热引发反应, ,但反应开始后但反应开始后, ,反应放出反应放出 的热可使木炭继续燃烧的热可使木炭继续燃烧, ,说明反应放热说明反应放热,C,C不正确不正确; ;氢

49、气和氧气化合时所放出的氢气和氧气化合时所放出的 能量能量, ,使金属熔化使金属熔化,D,D正确。正确。 5.(5.(双选双选)(2020)(2020枣庄高二检测枣庄高二检测) )根据如图所示的根据如图所示的N N2 2(g)(g)和和O O2 2(g)(g)反应生成反应生成NO(g)NO(g)过过 程中的能量变化情况判断程中的能量变化情况判断, ,下列说法不正确的是下列说法不正确的是( () ) A.NA.N2 2(g)(g)和和O O2 2(g)(g)反应生成反应生成NO(g)NO(g)是放热反应是放热反应 B.2 mol OB.2 mol O原子结合生成原子结合生成O O2 2(g)(g)

50、时需要放出时需要放出498 kJ498 kJ能量能量 C.1 mol NO(g)C.1 mol NO(g)分子中的化学键断裂时需要吸收分子中的化学键断裂时需要吸收632 kJ632 kJ能量能量 D.ND.N2 2(g)(g)吸收能量转变为吸收能量转变为N N原子的过程为化学变化原子的过程为化学变化 【解析解析】选选A A、D D。焓变。焓变= =反应物断裂化学键吸收的能量反应物断裂化学键吸收的能量- -生成物形成化学键放生成物形成化学键放 出的能量出的能量,N,N2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2NO(g)(g)=2NO(g)H=946 kJH=946 kJmolmol-1 -1+4

51、98 kJ +498 kJmolmol-1 -1-2 -2 632 kJ632 kJmolmol-1 -1=+180 kJ =+180 kJmolmol-1 -1, ,反应是吸热反应。依据计算分析反应是吸热 反应是吸热反应。依据计算分析反应是吸热 反应反应, ,故故A A错误错误; ;原子结合形成分子的过程是化学键形成的过程原子结合形成分子的过程是化学键形成的过程, ,是放热过程是放热过程,2 ,2 mol Omol O原子结合生成原子结合生成O O2 2(g)(g)时需要放出时需要放出498 kJ498 kJ能量能量, ,故故B B正确正确; ;形成形成2 mol NO2 mol NO放出放

52、出 2 2632 kJ632 kJ能量能量, ,所以所以1 mol NO(g)1 mol NO(g)分子中的化学键断裂时需要吸收分子中的化学键断裂时需要吸收632 kJ632 kJ能量能量, , 故故C C正确正确;D;D项为物理变化项为物理变化, ,故故D D错误。错误。 6.2SO6.2SO2 2(g)+O(g)+O2 2(g) 2SO(g) 2SO3 3(g)(g)反应过程的能量变化如图所示。已知反应过程的能量变化如图所示。已知1 mol SO1 mol SO2 2(g)(g) 氧化为氧化为1 mol SO1 mol SO3 3(g)(g)的的H=-99 kJmolH=-99 kJmol

53、-1 -1。 。 请回答下列问题请回答下列问题: : (1)(1)图中图中A A点表示点表示:_;C:_;C点表示点表示_。 E E的大小对该反应的反应热的大小对该反应的反应热_(_(填填“有有”或或“无无”) )影响。影响。 (2)(2)图中图中H=_kJmolH=_kJmol-1 -1。 。 【解析解析】(1)(1)图中图中A A点表示反应物的总能量点表示反应物的总能量;C;C点表示生成物的总能量点表示生成物的总能量;E;E的大小的大小 对该反应的反应热无影响。对该反应的反应热无影响。 (2)(2)图中图中HH表示表示2 mol SO2 mol SO2 2(g)(g)氧化为氧化为2 mol

54、 SO2 mol SO3 3(g)(g)的焓变为的焓变为-198 kJ-198 kJmolmol-1 -1。 。 答案答案: :(1)(1)反应物的总能量生成物的总能量无反应物的总能量生成物的总能量无(2)-198(2)-198 【素养新思维素养新思维】 7.7.利用固体表面催化工艺进行利用固体表面催化工艺进行NONO分解的过程如图所示。分解的过程如图所示。 (1)(1)上述分解过程可以表示为上述分解过程可以表示为( (用化学方程式表用化学方程式表 示示):_,):_,分解过程中分解过程中, ,若有若有 0.25 mol0.25 mol氮氮三键形成氮氮三键形成, ,则同时有则同时有_mol_m

55、ol氧气生成。氧气生成。 (2)(2)过程过程_(_(填填“释放释放”或或“吸收吸收”) )能量。过程的能量变化过能量。过程的能量变化过 程与下列实验现象或图象信息一致的是程与下列实验现象或图象信息一致的是_(_(填代号填代号) )。 (3)(3)实验室制取实验室制取NONO可以用铜与稀硝酸反应可以用铜与稀硝酸反应, ,该反应属于该反应属于_(_(填填“吸热吸热”或或 “放热放热”) )反应。某同学用如图装置证明该反应属于吸热或放热反应。实验过反应。某同学用如图装置证明该反应属于吸热或放热反应。实验过 程中发现针筒活塞向右移动程中发现针筒活塞向右移动, ,能否说明该反应属于吸热反应或放热反能否

56、说明该反应属于吸热反应或放热反 应应?_,?_,理由是理由是_。 【解析解析】(1)(1)根据图示根据图示,NO,NO在催化剂作用下转化为氮气和氧气在催化剂作用下转化为氮气和氧气, ,该分解过程是该分解过程是 2NO N2NO N2 2+O+O2 2;NO;NO分解生成分解生成0.25 mol N0.25 mol N2 2同时生成同时生成0.25 mol0.25 mol氧气。氧气。 (2)(2)过程为过程为NONO在催化剂表面发生断键形成氮原子和氧原子在催化剂表面发生断键形成氮原子和氧原子, ,断开化学键需要断开化学键需要 吸收能量吸收能量, ,过程为氮原子和氧原子重新形成化学键生成氮气和氧气

57、过程为氮原子和氧原子重新形成化学键生成氮气和氧气, ,形成化形成化 学键需要释放能量。学键需要释放能量。A A项项, ,温度计的水银柱不断上升温度计的水银柱不断上升, ,说明反应放热说明反应放热;B;B项图示反项图示反 应物总能量大于生成物总能量应物总能量大于生成物总能量, ,反应放热。反应放热。C C项项, ,反应开始后反应开始后, ,甲处液面低于乙甲处液面低于乙 处液面处液面, ,说明瓶内气体温度上升说明瓶内气体温度上升, ,气体膨胀气体膨胀, ,反应放热。反应放热。 (3)(3)稀硝酸与铜反应属于放热反应稀硝酸与铜反应属于放热反应, ,但是稀硝酸与铜反应产生但是稀硝酸与铜反应产生NO,N

58、O,也能够推动针也能够推动针 筒活塞向右移动筒活塞向右移动, ,所以不能确定该反应是放热反应。所以不能确定该反应是放热反应。 答案答案: :(1)2NO N(1)2NO N2 2+O+O2 20.250.25 (2)(2)吸收吸收ABCABC(3)(3)放热不能稀硝酸与铜反应生成放热不能稀硝酸与铜反应生成NO,NO,也能够推动针筒活也能够推动针筒活 塞向右移动塞向右移动, ,不能确定该反应是放热反应不能确定该反应是放热反应 课时素养评价课时素养评价 一焓变反应热一焓变反应热(30(30分钟分钟5050分分) ) 【基础达标基础达标】 一、选择题一、选择题( (本题包括本题包括3 3小题小题,

59、,每题每题7 7分分, ,共共2121分分) ) 1.(20201.(2020北京市西城区高二检测北京市西城区高二检测) )下列关于化学反应与能量的说法不正确的是下列关于化学反应与能量的说法不正确的是 ( () ) A.A.乙醇的燃烧是放热反应乙醇的燃烧是放热反应 B.MgB.Mg与盐酸的反应是吸热反应与盐酸的反应是吸热反应 C.C.反应物化学键的断裂要吸收能量反应物化学键的断裂要吸收能量 D.D.化学反应伴随能量的变化化学反应伴随能量的变化 【解析解析】选选B B。燃烧均为放热反应。燃烧均为放热反应,A,A正确正确; ;金属单质与酸的反应为放热反应金属单质与酸的反应为放热反应,B,B错错 误

60、误; ;反应物在反应中反应物在反应中, ,化学键要发生断裂化学键要发生断裂, ,键的断裂要吸收能量键的断裂要吸收能量,C,C正确正确; ;反应物断反应物断 键吸收的能量与生成物成键放出的能量不相等键吸收的能量与生成物成键放出的能量不相等, ,因此所有的化学反应都伴随能因此所有的化学反应都伴随能 量的变化量的变化,D,D正确。正确。 【加固训练加固训练】 下列变化不能说明发生了化学变化的是下列变化不能说明发生了化学变化的是( () ) A.A.变化时有电子的得失或共用电子对的偏移变化时有电子的得失或共用电子对的偏移 B.B.变化过程中有旧化学键的断裂和新化学键的形成变化过程中有旧化学键的断裂和新