1、第1课时焓变反应热 目标导航1.知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。2.通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化，了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。3.了解热化学方程式的含义并能正确书写热化学方程式。一、化学反应的实质与特征1实质：反应物中化学键断裂和生成物中化学键形成。2特征：既有物质变化，又伴有能量变化；能量转化主要表现为热量的变化。二、焓变反应热1焓与焓变2反应热一定温度下，化学反应所释放或吸收的热量称为反应热。研究证明，化学反应在恒压条件下的反应热与焓变相同。(1)反应热的单位和焓变一样，为kJ/mol或kJmol1；(2)反应热描述的是化学反应前后的热量
2、变化；(3)任何化学反应都有反应热。3反应热和焓变的关系反应热焓变含义化学反应中吸收或放出的热量化学反应中生成物所具有的焓与反应物所具有的焓之差二者的相互联系H是化学反应在恒定压强下(即敞口容器中进行的化学反应)且不与外界进行电能、光能等其他能量的转化时的反应热，即恒压条件下进行的反应的反应热等于焓变H4.常见的放热反应和吸热反应(1)常见的放热反应有：活泼金属与H2O或酸的反应，如2Al6HCl=2AlCl33H2；酸碱中和反应，如2KOHH2SO4=K2SO42H2O；燃烧反应，如2COO22CO2；多数化合反应，如Na2OH2O=2NaOH，CaOH2O=Ca(OH)2；铝热反应，如2A
3、lFe2O3Al2O32Fe。(2)常见的吸热反应有：多数分解反应，如CaCO3CaOCO2；2NH4Cl(s)Ba(OH)28H2O(s)=BaCl22NH310H2O；CH2O(g)COH2；CO2C2CO。【合作探究】1化学反应放热还是吸热是否与反应条件有关？答案反应吸热还是放热与是否加热等条件无直接关系。2任何物质都具有一定的能量，怎样从物质所具有的总能量上理解放热反应和吸热反应？答案如果反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量，发生化学反应时，有一部分能量就会以热能的形式释放出来，表现为放热反应；若反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量，发生化学反应时，就会从环境吸收一部分
4、能量，表现为吸热反应。三、热化学方程式1概念表示参加反应的物质的量与反应热的关系的化学方程式。2意义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。3热化学方程式与普通化学方程式的区别化学方程式热化学方程式化学计量数只能是整数，既表示微粒个数又表示该物质的物质的量既可以是整数，也可以是分数，只表示物质的物质的量状态不要求注明必须在化学式后注明H的正负号、数值及单位无必须注明意义表明了化学反应中的物质变化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【合作探究】1H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.5 kJmol1，表示的意义是什么？答案表示在25 ，
5、101 kPa时，1 mol H2与 mol O2完全反应生成液态水时放出的热量为285.5 kJ。2H的单位中mol1的含义是什么？答案反应焓变单位中的mol1表明参加反应的各物质的量与化学方程式中各物质的化学式的化学计量数相同。例如：H2(g)O2(g)=H2O(l)H(298 K)285.8 kJmol1，表示298 K时，1 mol H2(g)与0.5 mol O2(g)反应生成1 mol H2O(l)，放热285.8 kJ。一、焓变、反应热的产生原因【例1】由下图分析，有关叙述正确的是()AABC和BCA两个反应吸收或放出的能量不等BABC是放热反应CA具有的能量高于B和C具有的能量
6、总和DABC是吸热反应，则BCA必然是放热反应解析本题考查化学反应中的能量变化，由图可知，BC的能量高于A的能量，则反应BCA一定是放热反应；反之ABC则是吸热反应。根据能量守恒定律，两反应的反应热在数值上相等，符号相反。答案D【归纳总结】焓变与反应物、生成物能量的关系一个化学反应是吸收能量还是放出能量，由反应物的总能量(E反)与生成物的总能量(E生)的相对大小来决定。若E反E生，则会放出能量；若E反E生，则需要吸收能量，如下图所示。变式训练1反应 ABC(H0)分两步进行：ABX(H 0)，XC(H0)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是()答案D解析根据反应物和生成物能量的高
7、低来分析、解决问题。化学反应都伴随能量变化，当反应物的总能量高于生成物的总能量时，该反应为放热反应；当反应物的总能量低于生成物的总能量时，该反应为吸热反应。反应的H0，为吸热反应，故可排除A项和C项；反应的H0；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)下也能发生答案C解析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。2下列反应属于吸热反应的
8、是()A炭燃烧生成一氧化碳B中和反应C锌粒与稀硫酸反应制取H2DBa(OH)28H2O与NH4Cl反应答案D解析物质燃烧、酸碱中和、金属与水或酸的置换反应都为放热反应。二、反应热、焓变3下列说法中正确的是()A焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化B反应放热时，H0；反应吸热时，H0C在一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓与生成物的总焓一定不同D在一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓总是高于生成物的总焓答案C解析放热反应的H0；在一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓不一定高于生成物的总焓；焓变是指在一定条件下化学反应的反应热，不仅是指 1 mol 物质参加反应时的能量变化。4在相同条
9、件下，下列两个反应放出的热量分别用H1和H2表示：2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H12H2(g)O2(g)=2H2O(l)H2则()AH2H1 BH1H2CH1H2 D无法确定答案B解析气态水液化时释放能量，放热越少，H越大。5.科学家已获得了极具理论研究意义的N4分子，其结构为正四面体(如图所示)，与白磷分子相似。已知断裂1 mol NN键吸收193 kJ热量，断裂1 mol NN键吸收941 kJ热量，则()AN4的熔点比P4高B1 mol N4气体转化为N2时要吸收724 kJ能量CN4是N2的同系物D1 mol N4气体转化为N2时要放出724 kJ能量答案D解析N4与白磷(P
10、4)结构相似，均为分子晶体，由于N4相对分子质量小于P4，故其分子间作用力弱于P4，其熔点低于P4，A错；N4与N2互为同素异形体，而不是同系物，C错；从结构图中可看出，一个N4分子中含有6个NN键，根据N4(g)=2N2(g)H，有H6193 kJmol12941 kJmol1724 kJmol1，故B项错误，D项正确。三、热化学方程式6已知H2(g)F2(g)=2HF(g)H270 kJmol1，下列说法正确的是()A2 L氟化氢气体分解成1 L氢气与1 L氟气吸收 270 kJ热量B1 mol氢气与1 mol氟气反应生成2 mol液态氟化氢放出的热量小于270 kJC在相同条件下，1 m
11、ol氢气与1 mol氟气的能量总和大于2 mol氟化氢气体的能量D1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢气体分子放出270 kJ热量答案C解析在热化学方程式中，H的值与具体化学反应相对应，各物质前的计量数不再表示粒子数目，只表示物质的“物质的量”，故A、D错误；HF(g)HF(l)会放出热量，故B项中放出热量应大于270 kJ，B错；因该反应放热，故C正确。7根据热化学方程式：S(s)O2(g)=SO2(g)Ha kJmol1(a297.2)。分析下列说法，其中不正确的是()AS(s)在O2(g)中燃烧的反应是放热反应BS(g)O2(g)=SO2(g)Hb kJmol1，则abC1 mo
12、l SO2(g)所具有的能量低于1 mol S(s)与1 mol O2(g)所具有的能量之和D16 g固态硫在空气中充分燃烧，可吸收148.6 kJ的热量答案D解析由题中条件可知：反应的热效应Ha kJmol1297.2 kJmol1，可知该反应的正反应为放热反应，故D错误。8由氢气和氧气反应生成1 mol水蒸气放出241.8 kJ的热量，1 g水蒸气转化为液态水放出2.45 kJ的热量，则下列热化学方程式书写正确的是()AH2(g)O2(g)=H2O(l)H285.9 kJmol1BH2(g)O2(g)=H2O(l)H241.8 kJmol1CH2(g)O2(g)=H2O(l)H285.9
13、kJmol1DH2(g)O2(g)=H2O(g)H241.8 kJmol1答案A解析放热反应H为“”，C、D错；1 mol水蒸气转化为相同条件下的1 mol液态水时要放出44.1 kJ的热量，可求出H为285.9 kJmol1，B错，故选A项。9化学反应N23H22NH3的能量变化如图所示，该反应的热化学方程式是()AN2(g)3H2(g)2NH3(l)H2(abc)kJmol1BN2(g)3H2(g)2NH3(g)H2(ba)kJmol1C.N2(g)H2(g)NH3(l)H(bca)kJmol1D.N2(g)H2(g)NH3(g)H(ab)kJmol1答案A解析 mol N2(g)与 mo
14、l H2(g)完全反应生成1 mol NH3(g)时放热(ba)kJ，生成1 mol NH3(l)时放热(bca)kJ，故A正确。 能力提升10根据下图所示，写出反应的热化学方程式并回答问题。(1)反应过程的热化学方程式为_ _。(2)反应过程的热化学方程式为_ _。(3)Q与Q1的关系：Q_(填“”、“”或“”)Q1。答案(1)H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)HQ kJmol1(2)2HCl(g)=H2(g)Cl2(g)HQ1 kJmol1(3)解析(1)据图中信息可知H2和Cl2为反应物，HCl为生成物，反应过程中释放能量。(2)据图中信息可知HCl为反应物，H2和Cl2为生成物，反
15、应过程中E(反应物)E(生成物)，故吸收能量。(3)、两反应互为逆过程，故热化学方程式中各物质的计量数相等时，其放出和吸收的热量数值相等。11下表中的数据是断裂1 mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ)：物质Cl2Br2I2H2HClHIHBr键能/kJmol1243193151436431298366根据上述数据回答下列问题：(1)下列物质本身具有的能量最低的是_。AH2 BCl2 CBr2 DI2(2)下列氢化物本身具有的能量最低的是_。AHCl BHBrCHI DHF(3)X2H2=2HX(X代表Cl、Br、I)的反应是_(填“吸热”或“放热”)反应。(4)相同条件下，X2(X代表Cl
16、、Br、I)分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出的热量最多的是_。答案(1)A(2)D(3)放热(4)Cl2解析(1)破坏物质中的化学键消耗能量越多，说明原物质越稳定，本身能量越少，由表知H2应具有最低能量。(2)物质越不活泼，与H2形成氢化物越不稳定，本身能量越高，故选D。(3)由表可知，反应物X2H2的能量都小于其氢化物2倍的能量，故均为放热反应。(4)由表可知，反应物1 mol Cl2和1 mol H2所具有的能量与2 mol HCl的能量相差最大，故放热最多。12已知：在热力学标准状态(298 K、1.01105 Pa)下，由稳定的单质发生反应生成1 mol化合物的反应热叫该
17、化合物的生成热(H)。下图为氧族元素氢化物a、b、c、d的生成热数据示意图。试完成下列问题：(1)写出氧族元素中含有18e的两种氢化物的电子式：_。(2)请你归纳：非金属元素氢化物的稳定性与氢化物的生成热H的关系：_ _。(3)写出硒化氢在热力学标准状态下，发生分解反应的热化学方程式：_ _。答案(1) (2)非金属元素氢化物越稳定，H越小(3)H2Se(g)=Se(s)H2(g)H81 kJmol1拓展探究13化学键的键能是原子间形成(或断裂)1 mol化学键时释放(或吸收)的能量。以下是部分共价键键能的数据：HS：364 kJmol1、SS：266 kJmol1、S=O：522 kJmol1、HO：464 kJmol1。(1)试根据这些数据计算下面这个反应的反应热：2H2S(g)SO2(g)=3S(s)2H2O(l)HQ kJmol1，反应产物中的S实为S8，实际分子是一个8元环状分子(即)，则Q_。(2)标准状况下，将a L H2S与b L SO2混合进行上述反应，当a2b时，反应放热_kJmol1；当a2b时，H2S过量应依据SO2的量计算；当a2b时，SO2过量应依据H2S的量计算。(3)1 mol液态水变成气态水需吸热44 kJ，则由第(1)题可知生成H2O(g)时共放热(154244)kJ66 kJ。
