第6讲化学反应与热能（学生版）-2023-2024学年高一化学辅导（人教版2019）

第6讲化学反应与热能【内容导航】1．放热反应和吸热反应2．化学变化中能量变化的原因3．反应热与热化学方程式一、放热反应和吸热反应1．实验探究——化学反应中的能量变化【实验1】镁与盐酸反应实验操作：实验现象：有_______产生；用温度计测量，温度_______。实验结论：该反应产生_______，_______热量。化学方程式：___________________________________。【实验2】Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体反应实验操作：实验现象：闻到_______气味；烧杯壁_______；木片和烧杯______________；混合物呈_______。实验结论：该反应产生NH3和H2O，_______热量。化学方程式：_________________________________________________。结论：化学反应除了有新物质生成以外，还总会伴随着能量变化，通常主要表现为热量的_______或_______。2．放热反应和吸热反应的概念把______热的化学反应称为放热反应，把______热的化学反应称为吸热反应。3．常见的放热反应和吸热反应(1)常见的放热反应①所有的______反应：剧烈的发光、发热的化学反应。如：木炭、H2、CH4等在氧气中的燃烧，H2在Cl2中的燃烧。②____________反应：H＋＋OH－=H2O。③大多数的________反应，例外：C＋CO2eq\o(=,\s\up7(高温))2CO(吸热反应)。④铝热反应：如2Al+Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe+Al2O3。⑤活泼金属与酸或H2O放出氢气的反应：如Mg＋2H＋=Mg2++H2↑。⑥物质的缓慢氧化。(2)常见的吸热反应①铵盐与碱的反应：如2NH4Cl+Ca(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))CaCl2+2NH3↑+2H2O。②大多数的_______反应：如NH4Cleq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋HCl↑。③CO2+Ceq\o(=,\s\up7(高温))2CO、C+H2Oeq\o(=,\s\up7(高温))CO+H2（制取水煤气）；④以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应：如CO＋CuOeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋CO2。⑤需要________加热的反应。【课堂探究】1．下列说法正确的是()A．Fe与S在加热条件下才能发生反应，所以该反应属于吸热反应B．HNO3、H2SO4分别与NaOH溶液反应都放出热量C．分解反应都是吸热反应，化合反应都是放热反应D．合成氨的反应是放热反应，所以N2与其他物质的反应也是放热反应2．在两支试管中分别加入3mL稀盐酸(均足量)，将两个各装有0.3gNaHCO3或Na2CO3粉末的小气球分别套在两支试管口(如下图)。将气球内的NaHCO3或Na2CO3同时倒入试管中。(1)甲同学用手触摸试管，发现盛NaHCO3粉末的试管变冷，而盛Na2CO3粉末的试管变热。由此他得出：不管其状态如何，NaHCO3和盐酸反应为吸热反应，而Na2CO3和盐酸反应为放热反应。甲得出结论的方法是否正确？________(填“正确”或“不正确”)。(2)为研究两反应是吸热反应还是放热反应，继续进行了下列实验(每次实验各做3次平行实验，取平均值)：序号试剂1试剂2混合前温度混合后最高或最低温度①50mL水2.5gNaHCO3固体20℃18.5℃②35mL水3.2gNa2CO3固体20℃23.3℃③35mL稀盐酸含2.5gNaHCO3的饱和溶液15mL20℃18.8℃④50mL稀盐酸含3.2gNa2CO3的饱和溶液15mL20℃21.2℃通过上述实验可得出三条结论：a．NaHCO3的溶解是________(填“吸热”或“放热”)过程。b．Na2CO3的饱和溶液和盐酸的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。c．NaHCO3的饱和溶液和盐酸的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。【归纳小结】对于放热反应与吸热反应的认识(1)需加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如碳和氧气的反应；放热反应常温下不一定容易发生，如碳的燃烧。吸热反应也不一定需要加热，如NH4Cl晶体和Ba(OH)2·8H2O的反应。(2)吸热反应和放热反应都是化学反应，如浓硫酸和NaOH固体溶于水是放热过程，但不是放热反应；如升华、蒸发等过程是吸热过程，但不是吸热反应。【即学即练1】下列说法中正确的是()A．化合反应均是放热反应，分解反应均是吸热反应B．燃料的燃烧反应是放热反应C．干冰的升华是吸热反应D．需要点燃或加热的化学反应一定是吸热反应【即学即练2】有下列反应：①氢气在氯气中燃烧；②实验室用氯化铵与氢氧化钙制取氨气；③实验室用二氧化锰与浓盐酸制取氯气；④盐酸与NaOH溶液反应；⑤NaHCO3受热分解；⑥金属铁与稀硫酸反应属于放热反应的是_________，属于吸热反应的是__________。二、化学变化中能量变化的原因1．化学反应中能量变化与化学键的关系(1)化学反应过程(2)化学反应中能量变化的原因2．化学反应中能量的决定因素图示能量相对大小反应物的总能量______生成物的总能量反应物的总能量______生成物的总能量(1)化学反应的两大基本特征：____________发生变化和________发生变化。(2)化学键的断裂和形成是物质在化学反应中发生能量变化的________原因。【课堂探究】1．根据下图所示的信息，判断下列叙述不正确的是()A．1molH2的共价键形成放出436kJ能量B．氢气跟氧气反应生成水的同时吸收能量C．1molH2(g)跟eq\f(1,2)molO2(g)反应生成1molH2O(g)释放能量245kJD．1molH2(g)与eq\f(1,2)molO2(g)的总能量大于1molH2O(g)的能量2．化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的，如图为N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化，下列说法正确的是()A．1molN2(g)和NA个O2(g)反应放出的能量为180kJB．1molN2(g)和1molO2(g)具有的总能量小于2molNO(g)具有的总能量C．通常情况下，N2(g)和O2(g)混合能直接生成NOD．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应【即学即练1】下列说法正确的是()A．任何化学反应都伴随着能量的变化B．H2O(g)―→H2O(l)该过程放出大量的热，所以该过程是化学变化C．化学反应中能量的变化都表现为热量的变化D．对于如图所示的过程，是吸收能量的过程【即学即练2】氢气在氯气中燃烧时发出苍白色火焰，在反应过程中，破坏1mol氢气中的化学键消耗的能量为akJ，破坏1mol氯气中的化学键消耗的能量为bkJ，形成1molHCl中的化学键释放的能量为ckJ，下列关系中正确的是()A．b＞cB．a＋b＞2cC．a＋b＜c D．a＋b＜2c三、反应热和热化学方程式1．反应热(ΔH)(1)定义：化学反应过程中________或________的热量。反应热ΔH与测定条件(______________等)有关，若不注明，则指25℃和101.3kPa。(2)单位：________________。(3)符号：反应热用正负号表示，“______”表示吸热反应（常省略），“______”表示放热反应。2．热化学方程式(1)概念：定量表示一个特定的化学反应中________或________热的化学方程式。(2)意义：不仅表明了化学反应中的________变化，也表明了化学反应中的________变化。(3)热化学方程式的书写①热化学方程式中要标明所有物质的状态，用______、______、______分别代表气态、液态、固态。②反应放出或吸收的热用________表示，负值表示在该条件下反应________，正值表示在该条件下反应________(正号常省略)。③ΔH的单位是________________。④热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数，只表示____________。3．利用键能估算化学反应中的能量变化(1)共价键的键能共价键的键能是指断开________物质中______mol某种共价键生成________原子需要________的能量，共价键的键能越大，共价键越________。如：HH的键能为436.4kJ·mol1，则H2(g)=2H(g)，ΔH＝________kJ·mol－1。(2)利用键能估算化学反应的反应热ΔH＝ΔH＝反应物________化学键________的总能量—生成物________化学键________的总能量【课堂探究】1．指出下列热化学方程式的含义：(1)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=571.6kJ·mol1________________________________________________________________。(2)H+(aq)+OH(aq)=H2O(l)ΔH=57.3kJ·mol1________________________________________________________________。2．根据信息写出热化学方程式：(1)1mol碳在氧气中完全燃烧生成二氧化碳气体，放出393.6kJ的热量，该反应的热化学方程式为_____________________________________________。(2)12g碳与水蒸气反应生成一氧化碳气体和氢气，吸收131kJ的热量，该反应的热化学方程式为______________________________________________。【归纳小结】热化学方程式的书写方法(1)遵循一般化学方程式的书写规则(一般不写反应条件)。(2)要注明反应物和生成物的状态。(3)在右端注明ΔH的符号(正号常省略)、大小及单位。(4)化学计量数只表示物质的量，因此可以是整数，也可以是分数。化学计量数改变，ΔH的数值要相应改变。3．已知键能：HH：436kJ·mol1，HO：463kJ·mol1，O=O：498kJ·mol1在下面的坐标中画出2H2(g)+O2(g)====2H2O(g)中的能量变化，并写出热化学方程式。【即学即练1】写出298K时，下列反应的热化学方程式：(1)1molHgO(s)分解为液态汞和氧气，吸热90.7kJ。_______________________________________________________________。(2)16g固体硫完全燃烧时放出148.4kJ的热量。________________________________________________________________。(3)2.00gC2H2气体完全燃烧生成液态水和CO2，放出99.6kJ的热量。_________________________________________________________________。【即学即练2】化学反应A2＋B2=2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是()A．1molA2和1molB2完全反应吸收(y－x)kJ热量B．断裂1molA—A键和1molB—B键放出xkJ的能量C．断裂2molA—B键需要吸收ykJ的能量D．2molAB的总能量高于1molA2和1molB2的总能量第6讲化学反应与热能课堂检测姓名：__________1．下列反应中，属于吸热反应的是()A．酸碱中和反应B．CH4在O2中燃烧C．NH4Cl晶体与Ba(OH)2·8H2O晶体混合搅拌D．CaO溶于水生成Ca(OH)22．已知反应X+Y=M+N为放热反应，对该反应的下列说法一定正确的是（）A．X的能量一定高于MB．Y的能量一定高于NC．X和Y的总能量一定高于M和N的总能量D．M和N的总能量一定高于X和Y的总能量3．反应2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)能量变化如图所示，下列说法正确的是()A．由于是分解反应，所以该反应吸热B．途径b改变了反应的能量变化C．1molH2O2(l)的能量高于1molH2O(l)的能量D．途径a放出的热量多4．下列变化过程中需要吸收能量的是()A．氢气球发生燃烧爆炸 B．向污染的河水中投入生石灰C． D．5．如图所示，有关化学反应和能量变化的说法正确的是()A．图a表示的是吸热反应的能量变化B．图b中生成物比反应物稳定C．图b可以表示氯化铵固体与氢氧化钡晶体反应的能量变化D．图a不需要加热就一定能发生，图b一定需要加热才能发生6．(1)如图是NO和CO反应生成CO2和N2过程中的能量变化示意图，说明这个反应是________(填“吸热”或“放热”)反应，NO和CO的总能量________(填“大于”“小于”或“等于”)CO2和N2的总能量。(2)化学反应N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)的能量变化如图所示，请回答下列问题：①反应过程中断裂的化学键________(填“吸收”或“放出”)的能量为______；形成的化学键________(填“吸收”或“放出”)的能量为________。②E2＝________或________(用A、C或E1、E3表示)。第6讲化学反应与热能同步练习A组基础巩固1．下列对化学反应的认识错误的是()A．会引起化学键的变化 B．会产生新的物质C．必然引起物质状态的变化 D．必然伴随着能量的变化2．“摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。吸食前将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动就会制冷。该化学物质是()A．氯化钠B．固体硝酸铵C．生石灰D．蔗糖3．如图表示化学反应过程中的能量变化，据图判断下列说法中合理的是()C．发生图(a)能量变化的任何反应，一定不需要加热即可发生D．CaO、浓硫酸分别溶于水时的能量变化均符合图(a)4．下列对热化学方程式eq\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)I2(g)=HI(g)ΔH＝－9kJ·mol－1的叙述中，正确的是()A．1mol氢气和1mol碘蒸气完全反应需要吸收9kJ的热量B．1个氢分子和1个碘分子完全反应需要放出9kJ的热量C．1molH2(g)与1molI2(g)完全反应生成2mol的HI气体需放出18kJ的热量D．1molH2(g)与1molI2(g)完全反应吸收18kJ的热量5．下列热化学方程式书写正确的是()A．2SO2＋O2=2SO3ΔH＝－196.6kJ·mol－1B．H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝241.8kJ·mol－1C．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1D．C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝393.5kJ·mol－16．已知H2(g)＋Br2(l)=2HBr(g)ΔH＝－72kJ·mol－1，蒸发1molBr2(l)需要吸收的能量为30kJ，其他有关数据如下表：H2(g)Br2(g)HBr(g)1mol分子中的化学键断裂时需吸收的能量/kJ436a369则表中a为()A．404B．260C．230D．2007．已知25℃、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为C(石墨)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－393.51kJ·mol－1C(金刚石)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－395.41kJ·mol－1据此判断，下列说法正确的是()A．由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低B．由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高C．由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低D．由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高8．1g氢气燃烧生成液态水时，放出142.9kJ的热量。下列表示该反应的热化学方程式中，正确的是()A．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－142.9kJ·mol－1B．H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1C．2H2＋O2=2H2OΔH＝－571.6kJ·mol－1D．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝571.6kJ·mol－19．写出下列反应的热化学方程式（1）14gN2与适量的H2反应生成NH3，放出46．1kJ的热量。（2）2molN2与适量的O2反应生成NO2(气态)，放出136kJ的热量。（3）适量Cu(固态)与16gO2反应生成CuO(固态)，放出157kJ的热量。（4）适量C(固态)与适量H2O(气态)反应，生成28gCO和H2，需吸收131．3kJ的热量。10．在一支试管中放入几小块镁片，把试管放入盛有25℃的饱和石灰水的烧杯中，用胶头滴管加入5mL盐酸于试管中。试回答下列问题：（1）实验中观察到的现象是①试管内____________________________，②烧杯中_____________________。（2）产生上述现象的原因是①_______________________________②____________________________。（3）写出有关的离子方程式_______________________________。（4）由实验推知：MgCl2溶液与H2的总能量___________（填“>”、“<”或“=”）镁片和盐酸的总能量。B组综合强化1．反应A＋B→C(放热)分两步进行，①A＋B→X(吸热)；②X→C(放热)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是()2．下列各组热化学方程式中，ΔH前者大于后者的是()①C(s)＋O2(g)=CO2(g)；C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)②S(s)＋O2(g)=SO2(g)；S(g)＋O2(g)=SO2(g)③H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)；2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)④2KOH(aq)＋H2SO4(aq)=K2SO4(aq)＋2H2O(l)；2KOH(aq)＋H2SO4(浓)=K2SO4(aq)＋2H2O(l)A．①③B．②④C．②③④