1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。第1章化学反应与能量转化第1节化学反应的热效应第1课时化学反应的反应热化学反应的内能变化与焓变新课程标准学业质量目标1.知道内能是体系内物质的各种能量的总和，受温度、压强和物质的聚集状态的影响。2认识化学能与热能的相互转化，恒温恒压条件下化学反应的反应热可以用焓变表示。3能辨识化学反应中的能量转化形式，能解释化学反应中能量变化的本质。4能用热化学方程式表示反应中的能量变化。1.初步学会运用化学反应的实质来研究化学反应能量变化的方法，并能正确地进行反应热的相关计算。能运用化
2、学计量单位定量分析化学变化及其伴随发生的能量转化。能认识化学反应中伴随着能量的变化，知道化学反应中能量转化的原因。(变化观念与平衡思想)2能依据各类物质及其反应的不同特征寻找充分的证据，能解释证据与结论之间的关系。能从定性与定量结合上收集证据合理地计算化学反应的焓变和热效应。能从宏观和微观结合上收集热化学方程式书写的证据，能依据证据从不同视角分析热化学方程式的书写方法。能识别热化学方程式的书写模型，能将模型进行熟练的应用。(证据推理与模型认知)必备知识自主学习一、化学反应的反应热1反应热(1)当化学反应在一定的温度下进行时，反应所释放或吸收的热量称为该反应在此温度下的热效应，简称为反应热。(2
3、)符号：用Q表示，Q0，表示反应吸热；Q0，表示反应放热。2热化学：用实验方法和理论方法研究反应热的化学分支。3反应热的测定(1)主要仪器：量热计。(2)原理：公式：QC(T2T1)。各物理量的含义：C表示溶液及量热计的热容，T1、T2分别表示反应前和反应后体系的温度。(3)操作：将反应物加入内筒并搅拌使之迅速混合，测量反应前后溶液温度的变化值。(1)确定某一反应的反应热的方法有几种？试举例说明。提示：确定某一反应的反应热的方法有两种，一种是通过实验测得，称为实验方法；另一种是运用理论计算求得，称为理论方法。(2)(教材二次开发)教材P3活动探究“测定中和反应的反应热”中使用的是100 mL
4、1.0 molL1 NaOH溶液，若用100 mL 1.1 molL1 NaOH溶液进行该实验，所测的反应热数值会更加准确，为什么？提示：有利于盐酸全部参加反应，使得计算值更加准确。二、化学反应的内能变化与焓变1化学反应的内能变化(1)含义：体系内物质所含各种微观粒子的能量总和。(2)符号：U。(3)影响因素：物质的种类、数量和聚集状态；体系的温度、压强。(4)内能变化与能量变化的关系化学反应中内能的变化可写作：UU(反应产物)U(反应物)。U(反应产物)U(反应物)反应吸收能量U(反应产物)U(反应物)反应释放能量(5)内能变化与反应热的关系反应体系与环境进行能量交换以热和功的形式呈现。即化
5、学反应内能的变化等于反应热和功的加和：UQW。若反应中没有做功，则UQ，即反应热等于反应前后体系内能的变化。等压条件下：可能存在因体积改变而存在体积功，故反应热不一定等于反应体系内能的变化。2化学反应的焓变(1)焓：用来描述等压反应的反应热，符号为H，单位是J或kJ。(2)反应热与焓变的关系焓变反应热和焓变的关系等压条件下，反应不与外界进行电能、光能等其他形式能量的转化时的反应热等于反应的焓变，即QpH。化学反应的焓变示意图3热化学方程式(1)定义：把一个化学反应中的物质的变化和反应的焓变同时表示出来的式子。(2)意义热化学方程式不仅表示物质的变化，还表明了能量的变化。(3)举例：H2 (g)
6、1/2O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1，表示在298K时，1mol H2 (g)和0.5_mol O2(g)完全反应生成1 mol H2O (l) 时放出的热量为285.8 kJ。(1)判断下列说法是否正确。正确的打“”，错误的打“”。H、H的单位是kJ。()提示：。H的单位是kJmol1，而不是kJ。焓变一定等于反应热。()提示：。只有等压条件下的反应热才能等于焓变。中和反应的反应热一定是正值。()提示：。中和反应是放热反应，反应热一定是负值而不是正值。(2)热化学方程式“CH42O2=CO22H2OH890.3 kJ”是否正确？为什么？提示：不正确。主要原因有三点：一是未
7、标明反应物和反应产物的聚集状态；二是H的符号不正确；三是H的单位不正确。(3)(情境思考)水煤气是水蒸气通过炽热的焦炭而生成的气体，主要成分是一氧化碳 、氢气 ，燃烧后排放水和二氧化碳，有微量CO、烃和NOx。工业上制取水煤气的热化学方程式为C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.3 kJmol1。则此热化学方程式的意义是什么？提示：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热量。关键能力合作学习知识点一 焓变与化学反应的能量变化 1反应焓变与化学键变化的关系(1)微观解释 (2)判断方式：HE1E2E1E2H0吸热反应
8、E1E2HE2吸热反应E1E2放热反应H=反应物键能-生成物键能表示方法H0说明:H的“+”“-”必须标明,“-”表示放热,“+”表示吸热图示 熟记常见放热反应与吸热反应(1)放热反应可燃物的燃烧；酸碱中和反应；大多数化合反应；金属跟水或酸的置换反应；铝热反应。(2)吸热反应大多数分解反应；Ba(OH)28H2O与NH4Cl反应(大多数铵盐和碱的反应)；碳和水蒸气、C和CO2的反应。(1)(思维升华)化学反应中焓变可以为零吗？ 为什么？(变化观念与平衡思想)提示：焓变即反应产物的焓与反应物的焓的差值。两种不同的物质， 所具有的能量不可能完全相同， 即反应产物的焓与反应物的焓不可能完全相等， 所
9、以由反应物转化为反应产物时，一定会有能量的变化， 即焓变不为零。(2)(情境应用)2020年3月30日，习近平总书记前往浙江余村考察后指出，要践行“绿水青山就是金山银山”的发展理念，推进浙江生态文明建设迈上新台阶。水是生命之源，人类的生产和生活离不开水，已知：H2(g)O2(g)=H2O(g)，反应过程中能量变化如图：该反应是放热反应还是吸热反应？(证据推理与模型认知)提示：由题图可知该反应中反应物的总能量大于反应产物的总能量，故该反应为放热反应，H0。此反应焓变H有几种表示方法？分别是什么？(用图中的相关符号表示)(变化观念与平衡思想)提示：两种，一是可以用反应产物总能量与反应物总能量的差值
10、进行计算，可以表示为E1E2，二是可以用化学键的断裂和形成的原理进行表示，H2(g)和O2(g)与2H(g)和O(g)之间的能量之差是H2(g)2H(g)和O2(g)O(g)过程中断裂HH键和O=O键吸收的能量，故a代表旧化学键断裂时吸收的能量，b代表2H(g)和O(g)结合成H2O(g)中的化学键时放出的能量，故可以表示为ab。【典例】(双选)(2021合肥高二检测)已知化学反应A2(g)B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示，判断下列叙述中正确的是()A每生成2分子AB吸收b kJ热量B该反应热H(ab) kJmol1C该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量D断裂1 mol AA键和
11、1 mol BB键，放出a kJ能量【思维建模】解答本类试题思维流程如下：【解析】选B、C。观察题给图象可以得到，上述反应的反应物的总能量低于生成物的总能量，为吸热反应，其中反应热H(ab) kJmol1。化学反应过程中，化学键断裂为吸热过程，化学键形成为放热过程。【母题追问】图中的a和b分别表示什么含义？提示：图中的a表示断裂1 mol AA键和1 mol BB键吸收的能量，图中的b表示的是生成2 mol AB键放出的能量。化学反应的本质是旧键的断裂和新键的形成。一般新形成的化学键比旧键要稳定，共价电子从高能级向低能级跃迁，释放能量，而旧键的断裂则需要吸收能量，所以最终化学反应是吸热还是放热
12、看的是反应前后能量变化差值，如果能量不足，则需要从外界吸热，反之放热，通常我们用焓变(H)来衡量反应前后的热现象。已知某反应：A(g)B(g)=C(g)D(g)，反应过程中的能量变化如图所示。据此回答以下几个问题：(1)该反应是放热还是吸热反应？提示：由于该反应的反应物能量比生成物能量低，所以该反应是吸热反应。(2)该反应的H是多少？(用含E1、E2的代数式表示)提示：该反应的H为(E1E2)kJmol1。(3)1 mol气体A和1 mol气体B具有的总能量与1 mol气体C和1 mol气体D具有的总能量有什么关系？提示：由于该反应吸热，所以1 mol气体A和1 mol气体B具有的总能量比1
13、mol气体C和1 mol气体D具有的总能量低。知识点二 热化学方程式的书写1“五步”突破热化学方程式的书写2热化学方程式的正误判断(1)注意标明物质的聚集状态：方程式中每种物质的化学式后面用括号注明物质的聚集状态(g、l、s)，不用标“”或“”，水溶液用aq表示。(2)注意注明必要的反应条件：焓变与温度等测定条件有关，所以书写时必须在H后指明反应的温度(298K时可不注明)。(3)注意明确化学计量数的含义：化学计量数只表示该物质的物质的量，不表示分子个数或原子个数，因此热化学方程式中化学计量数也可以是分数。(4)注意H的单位及符号：H的单位是Jmol1或kJmol1，H只能写在化学方程式的右边
14、，表示正向反应的焓变。H0表示为吸热反应。(5)注意同一反应中化学计量数与H数值的对应关系：化学方程式中各物质的化学计量数加倍，则H数值的绝对值也加倍；若反应逆向进行，则H的数值改变符号，但绝对值不变。(思维升华)热化学方程式在书写过程中为什么要注明物质的聚集状态？(证据推理与模型认知)提示：因为不同状态的物质具有不同的能量，所以导致焓变不一样，所以热化学方程式在书写的过程中要注明物质的聚集状态。【典例】(2021惠州高二检测)热化学方程式(thermochemical equation)用以表示化学反应中的能量变化和物质变化。热化学方程式的意义为热化学方程式不仅表明了一个反应中的反应物和生成
15、物，还表明了一定量物质在反应中所放出或吸收的热量。(1)N2(g)与H2(g)反应生成1 mol NH3(g)，放出46.1 kJ热量，试写出该反应的热化学方程式。(2)甲硅烷(SiH4)是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和水蒸气。已知室温下1 g甲硅烷自燃放出热量44.6 kJ，其热化学方程式是什么？(3)如图是一定温度和压强下N2和H2反应生成1 mol NH3的反应过程中的能量变化示意图，根据图示，写出工业合成氨的热化学方程式。(H的数值用含字母Q1、Q2的代数式表示)。(证据推理与模型认知)【解题指南】解答本题注意以下两点：(1)注意热化学方程式书写的注意事项；(2
16、)注意H的符号。【解析】(1)生成1 mol NH3(g)放出46.1 kJ的热量。(2)解答本题要注意反应物和生成物的状态，故反应的热化学方程式为SiH4(g)2O2(g)=SiO2(s)2H2O(g)H1 427.2 kJmol1。(3)据图可知，反应物到生成物的过程是一个能量减小的过程，故该反应是放热反应，要根据Q1和Q2的大小，然后注意符号。答案：(1)N2(g)H2(g)=NH3(g) H46.1 kJmol1(2)SiH4(g)2O2(g)=SiO2(s)2H2O(g) H1 427.2 kJmol1(3)N2(g)3H2(g)=2NH3(g) H2(Q1Q2) kJmol1乙硼烷
17、在生产生活中应用很广泛。乙硼烷是半导体制造中用作硅材料的p型掺杂源，在半导体工业中得到广泛应用，用于半导体生产，硅和锗的外延生长、钝化、扩散和离子注入。还可用作火箭和导弹的高能燃料，也可用于制药、金属焊接和有机合成等领域。思考以下几个问题：(1)将0.3 mol气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中完全燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5 kJ热量，该反应的热化学方程式是什么？提示：B2H6(g)3O2(g)=B2O3(s)3H2O(l) H2 165 kJmol1。(2)已知：H2O(g)=H2O(l)H144 kJmol1，则标准状况下11.2 L乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出
18、的热量为_kJ。提示：由于1 mol液态水汽化需吸收热量44 kJ，则3 mol液态水全部汽化吸收的热量为3 mol44 kJmol1132 kJ，所以1 mol乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量为2 165 kJ132 kJ2 033 kJ，则标准状况下11.2 L乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量为0.5 mol2 033 kJmol11 016.5 kJ。三言两语话重点1熟记焓变的两种求法(1)焓变断键吸收的能量成键放出的能量。(2)焓变反应物键能总和生成物键能总和。2掌握放热反应和吸热反应的两种判断方法(1)H0，吸热反应；H0，放热反应。(2)反应物能量小于生成物能量，吸热反应；
19、反应物能量大于生成物能量，放热反应。3熟练掌握热化学方程式的书写和正误判断(1)书写：写方程式，标状态，加焓变。(2)判断、检查：方程式、状态、焓变是否正确。课堂检测素养达标1(2021长春高二检测)下列设备工作时，将化学能转化为热能的是()【解析】选D。A、C分别将太阳能转化为电能、热能；B.锂离子电池将化学能转化为电能；D.燃气灶将化学能转化为热能。【加固训练】(2021大连高二检测)下列反应中反应产物总能量高于反应物总能量的是()A碳酸钙受热分解B乙醇燃烧CAl与Fe2O3反应 DCaO溶于水【解析】选A。反应产物总能量高于反应物总能量的反应为吸热反应，B、C、D三项反应均为放热反应。2
20、(2021吉林高二检测)肼(N2H4)可作为发射火箭的燃料。已知1g液态肼(N2H4)在氧气中燃烧生成氮气和水蒸气放出16.7kJ的热量，该反应的热化学方程式是()AN2H4(l)O2(g)=2H2O(g)N2(g) H16.7kJmol1BN2H4(l)O2(g)=2H2O(l)N2(g) H534.4kJmol1CN2H4(l)O2(g)=2H2O(g)N2(g) H534.4kJmol1DN2H4(l)O2(g)=2H2O(g)N2(g) H534.4kJmol1【解析】选C。1 mol N2H4质量为32 g，1 g液态肼在氧气中燃烧生成氮气和气态水时，可放出16.7 kJ的热量，则3
21、2g N2H4燃烧生成氮气和气态水时放热16.7 kJ32534.4 kJ，书写热化学方程式注意放热反应，H为“”，所以，H534.4 kJmol1，O2、N2和H2O都为气态，N2H4为液态，所以反应的热化学方程式为N2H4(l)O2(g)=2H2O(g)N2(g)H534.4 kJmol1。【加固训练】下列热化学方程式书写正确的是()A2SO2O22SO3H196.6 kJmol1B4H2(g)2O2(g)=4H2O(l) H1143.2 kJmol1CC(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJDC(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1【解析】选B。A中未注明各物
22、质的聚集状态，C、D中H的符号错误，放热反应的H0，且C中H的单位错误。 3(双选)(2021淄博高二检测)丁烷除直接用作燃料外，还用作亚临界生物技术提取溶剂、制冷剂和有机合成原料。丁烷是无色气体，有轻微的不愉快气味。常温加压溶于水，易溶于醇、氯仿。下列关于2C4H10(g)13O2(g)=8CO2(g)10H2O(l)H5 800 kJmol1的叙述错误的是()A.该反应的反应热H5 800 kJmol1，是放热反应B该反应的H与各物质的状态有关，与化学计量数无关C该热化学方程式表示在25 、101 kPa下，2 mol C4H10气体完全燃烧生成CO2气体和液态水时放出热量5 800 kJ
23、D该反应表明2 mol丁烷燃烧时一定会放出5 800 kJ的热量【解析】选B、D。由热化学方程式表示的意义可知，A项正确、B项错误；在热化学方程式没有标明温度、压强的情况下，对应的温度、压强为常温、常压，C项正确；2 mol丁烷在常温常压下完全燃烧生成液态水时放出的热量才是5 800 kJ，D项错误。4(2021青岛高二检测)已知EA、EB、EC、ED分别表示A(g)、B(g)、C(g)、D(g)所具有的能量，则对于吸热反应：A(g)B(g)=C(g)D(g)，下列说法正确的是()AEAECBEAECEDCEAEBECED DEAEBECED【解析】选D。反应物的总能量低于生成物的总能量的反应
24、为吸热反应，故吸热反应：A(g)B(g)=C(g)D(g)中，EAEBECED，D项正确。5(2021南京高二检测)在测定中和反应的反应热的实验中，下列叙述错误的是()A向量热计中加入盐酸，盖上杯盖，搅拌后的温度即为初始温度B酸、碱混合后，盖好杯盖，匀速搅拌，记录体系达到的最高温度C向量热计中加入碱液时，碱液的温度应与酸液的温度相同D可以用KOH溶液代替NaOH溶液，浓硫酸代替盐酸【解析】选D。可以用KOH溶液代替NaOH溶液，但不能用浓硫酸代替盐酸，因为浓硫酸溶于水时会放出热量，影响测定结果。6硫酸是一种重要的工业原料，在工业制硫酸的过程中涉及反应2SO2(g)O2(g)=2SO3(g)反应
25、过程的能量变化如图所示。已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的H199 kJmol1。请回答下列问题：(1)分析图示中A、B、C、E、F的含义。(2)计算图示中的H。(3)书写SO3在一定条件下分解的热化学方程式。(4)将2 mol SO2和1 mol O2置于一容器中发生反应，反应过程中释放多少热量？【解析】(1)从反应的图示可以得出A表示反应物2SO2和O2的总能量之和，C表示生成物2SO3的总能量之和。B表示反应的中间状态。根据化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，因此E表示断裂反应物中化学键吸收的能量，F表示形成生成物中化学键释放的能量。(2)图中的表示
26、的方程式是2SO2(g)O2(g)=2SO3(g)，表示2 mol SO2(g)参加反应，因此H99 kJmol12198 kJmol1。(3)因为生成SO3的反应为放热反应，因此SO3的分解反应为吸热反应，故反应的热化学方程式为2SO3(g)=2SO2(g)O2(g)H198 kJmol1。(4)由于此反应为可逆反应，反应不能进行彻底，因此反应过程释放的热量小于198 kJ。答案：(1)A反应物的能量总和，B反应的中间状态或中间产物，C生成物的能量总和，E断裂反应物中化学键吸收的能量，F形成生成物中化学键释放的能量。(2)198 kJmol1(3)2SO3(g)=2SO2(g)O2(g)H1
27、98 kJmol1(4)小于198 kJ 素养新思维 7(2021三门峡高二检测)把温度为13 、浓度为1.0 molL1的酸溶液和1.1 molL1的碱溶液各50 mL混合溶液密度均为1 gmL1，所生成溶液的比热容c4.184 JK1g1，轻轻搅动。测得酸碱混合液的温度变化数据如下：反应物起始温度t1/终了温度t2/反应热/kJmol1HClNaOH13.019.8H1HClNH3H2O13.019.3H2(1)试计算上述两组实验测出的中和反应的反应热：H1和H2分别是多少？(2)实验中碱液过量的目的是什么？(3)两组实验结果有差异的原因是什么？【解析】(1)根据给出的酸和碱的物质的量，酸
28、为0.050 mol，碱为0.055 mol，碱是过量的，应以酸计算，算出生成0.050 mol水放出的热量，进而得出生成1 mol水放出的热量，即可得出两组实验测出的中和热数值。|H1|5.69104 Jmol156.9 kJmol1|H2|5.27104 Jmol152.7 kJmol1(2)碱液过量是为了提高实验准确度，保证盐酸完全反应；NH3H2O易挥发，使NH3H2O浓度下降，故应过量。(3)NaOH是强碱，在水溶液中完全电离，与HCl中和时放热较多，NH3H2O是弱碱，只有小部分电离，发生电离时要吸热，中和时放热较少。答案：(1)H1和H2分别是56.9 kJmol1和52.7 kJmol1。(2)使盐酸完全反应，提高实验的准确度。(3)NaOH是强电解质，NH3H2O是弱电解质，NH3H2O电离时吸收热量。关闭Word文档返回原板块
