1、专题一 化学反应与能量变化第一单元化学反应中的热效应也许你用过暖手宝，严寒的冬日，把暖手宝攥在手里，抱在怀中，轻轻一搓，暖乎乎犹如雪中送炭；热身贴也是时兴的一种保暖用品，其使用方便，撕开外袋，取出内袋，不需揉搓，剥离后面的衬纸，然后在内衣相应部位一贴，立刻就能发热，持续时间超过10个小时。你知道暖手宝、热身贴的发热原理吗？让我们一起走进本单元，从中寻找答案吧！第1课时化学反应的焓变一、焓变反应热1焓变焓(H)：与内能有关的物理量。焓变(H)：生成物与反应物的焓值差，决定了某一化学反应是吸热反应还是放热反应。2反应热概念：化学反应过程中所放出或吸收的能量。与焓变的关系：恒压条件下的反应热等于焓变
2、，单位kJmol1。二、化学反应过程中能量变化的原因1微观角度化学反应的本质及特点举例(以H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)反应的能量变化为例)2.宏观角度3结论：H生成物总能量反应物总能量反应物键能总和生成物键能总和三、化学反应过程中能量变化的表示2举例1 mol C和1 mol H2O(g)反应生成1 mol CO和1 mol H2，需吸收131.5 kJ的热量，则该反应的反应热H131.5_kJmol1。探究点一放热反应和吸热反应1放热反应与吸热反应的比较2.常见的放热反应和吸热反应(1)常见的放热反应所有的燃烧反应：木炭、H2、CH4等在O2中的燃烧，H2在Cl2中的燃烧。酸碱中和
3、反应：HOH=H2O。大多数化合反应。特例：CCO22CO(吸热反应)。铝热反应：如2AlFe2O3Al2O32Fe。金属与酸的反应：如Mg2H=Mg2H2。(2)常见的吸热反应大多数分解反应：如NH4ClNH3HCl。以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应：如CH2O(g)COH2；COCuOCuCO2。某些晶体间的反应：如Ba(OH)28H2O2NH4Cl=BaCl22NH310H2O。3放热反应和吸热反应的判断(1)理论分析判断法H化学键断裂吸收的能量化学键生成释放的能量，当H0时，反应吸热，当H0时，反应吸热，当H0时，反应吸热，当H0时，反应放热。根据反应物和生成物的相对稳定性判断：
4、由稳定的物质生成不稳定的物质的反应为吸热反应，反之为放热反应。(2)反应条件判断法一个化学反应开始需要加热，而停止加热后，反应亦可进行，则为放热反应；若反应需要持续不断地加热才能进行，则为吸热反应。(3)根据规律判断法常见的放热反应类型有：a.金属与H2O或酸的反应；b.酸碱中和反应；c.燃烧反应；d.多数化合反应。常见的吸热反应类型有：a.多数分解反应；b.C参与的一些反应，如CH2O(g)COH2、CO2C2CO；c.NH4Cl与Ba(OH)2的反应。1有能量变化的过程不是发生吸热反应就是发生放热反应吗？提示：不能将反应类型(放热反应或吸热反应)与能量变化过程等同起来。化学反应中必然有能量
5、的变化，但发生能量变化的却不一定是化学反应。如NaOH固体溶于水、水蒸气转化为液态水时放出能量，但以上过程是放热的物理变化过程而不是发生放热反应；NH4NO3固体溶于水、碘升华、水蒸发时吸收能量，但以上过程是吸热的物理变化过程而不是发生吸热反应。2需要加热才能发生的反应一定是吸热反应，放热反应在常温条件下一定很容易发生吗？提示：反应的热效应与反应的条件无必然联系。常温下能进行的反应可能是放热反应(如中和反应)，也可能是吸热反应如NH4Cl与Ba(OH)28H2O的反应。加热条件下进行的反应，可能是吸热反应，如CCO22CO；也可能是放热反应，如CO2CO2(移去热源后仍能进行)。吸热反应必须持
6、续加热才能继续进行。所以，反应吸热还是放热是由反应物总能量与生成物总能量的相对大小决定的。【例1】下列说法正确的是()A化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化B根据能量守恒定律，反应物的总能量一定等于生成物的总能量C放热的化学反应不需要加热就能发生D吸热反应不加热就不会发生【解析】化学反应的本质特征是有新物质生成，形成新化学键释放的能量与断裂旧化学键吸收的能量不相等，所以化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化，故A正确；化学反应中生成物的总能量不等于反应物的总能量，反应前后的能量差值为化学反应中的能量变化，反应物的总能量大于生成物的总能量的反应为放热反应，否则为吸热反应，故B错误；
7、放热反应有的需加热，如木炭的燃烧是一个放热反应，但需要点燃，点燃的目的是使可燃物达到着火点，故C错误；Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应是吸热反应，但不需要加热就可发生，故D错误。【答案】A下列图示涉及的变化过程为吸热反应的是(A)解析：吸热反应是反应物的总能量低于生成物的总能量的反应。B项反应过程中反应物的总能量高于生成物的总能量，所涉及的变化过程为放热反应；C项所涉及的变化过程是物理变化；D项所涉及的变化过程为放热反应。探究点二H的含义和简单计算1反应热与物质固有能量、化学稳定性、键能之间的关系2反应热的单位kJ/mol或kJmol1的含义并不是指每1 mol具体物质反应时伴随的能量
8、变化是多少kJ，而是指给定形式的具体反应以各物质的化学计量数来计算其物质的量时伴随的能量变化。反应式中的“mol1”不能理解为每摩尔反应物或生成物，可以理解为“每摩尔反应”。例如，反应2H2(g)O2(g)=2H2O(l)的H571.6 kJmol1，是指每摩尔反应“2 mol H2(g)与1 mol O2(g)反应生成2 mol H2O(l)”的焓变，而H2(g)O2(g)=H2O(l)的H285.8 kJmol1是指每摩尔反应“1 mol H2(g)与 mol O2(g)反应生成1 mol H2O(l)”的焓变。3H的简单计算(1)由反应物、生成物的能量计算H理论分析如果反应物所具有的总能
9、量大于生成物所具有的总能量，那么由反应物转化为生成物时能量主要以热能形式放出，这是放热反应。反之，如果反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量，反应物就需要吸收能量才能转化为生成物，这是吸热反应(如图)。由反应物与生成物的总能量计算HHE(生成物)E(反应物)若E(生成物)E(反应物)，HE(反应物)，H0，为吸热反应。(2)由键能计算H理论分析组成物质的原子(或原子团)之间是通过化学键相结合的。当物质发生化学反应时，断开反应物中的化学键要吸收能量，而形成生成物中的化学键要放出能量。反应热取决于反应物中化学键断裂时所吸收的能量和生成物中化学键形成时所放出的能量的相对大小。E总吸E总放，反应吸收能量，吸收的能量EE总吸E总放；E总吸生成物的键能总和，反应吸热；反应物的键能总和N，可知HO键比HN键的稳定性强，D项错误。1下列说法正确的是(C)A焓变单位中kJmol1，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HQ3 BQ1Q22Q3CQ1Q2Q3 DQ1Q22Q3(2)用图示把化学反应中的能量变化表示出来(以能量为纵坐标、反应过程为横坐标)。答案：如下图(3)生成1 mol HCl需要放出(填“放出”或“吸收”)Q3(Q1Q2) kJ的能量。解析：正确理解化学反应中化学键的断裂和形成与反应热的关系。