1、第一单元化学反应中的热效应第1课时化学反应的焓变学习目标定位知识内容必考要求加试要求1.反应热。2.焓变的含义。3.焓变与键能的关系。aac课时要求1.熟知能量转化形式及反应热和焓变的含义、吸热反应和放热反应的本质。2.学会热化学方程式的书写。3.应用键能计算焓变。一化学反应的焓变1.阅读课本，完成下列问题：(1)化学反应过程中既有物质变化，又有能量变化。(2)依据化学反应中的热效应，可将化学反应分为两类：放热反应和吸热反应。下列图中，图1表示放热反应，图2表示吸热反应。(3)N2(g)O2(g)=2NO(g)反应的能量变化如图所示：由图可知：1 mol N2分子中的化学键断裂吸收的能量是94
2、6 kJ；1 mol O2分子中的化学键断裂吸收的能量是498 kJ；2 mol NO分子中的化学键形成释放的能量是1 264 kJ；则N2(g)O2(g)=2NO(g)的反应吸收的热量为180 kJ。2.反应热、焓变的概念(1)反应热是化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同温度时，所吸收或放出的热量。(2)在恒温、恒压条件下，化学反应过程中吸收或释放的热量称为反应的焓变(即：化学反应中生成物所具有的焓与反应物所具有的焓之差)。符号是H，单位是kJmol1。3.H的正、负和吸热、放热反应的关系(1)放热反应是反应完成时，反应物的总能量大于生成物的总能量的反应。由于反应后放出热量(释放给环境)
3、而使反应体系的能量降低，故H(填“”，下同)0。(2)吸热反应是反应完成时，反应物的总能量小于生成物的总能量的反应。由于反应时吸收环境能量而使反应体系的能量升高，故H0。4.有下列反应：氧化钙与水反应碳酸氢钠受热分解硫酸与氢氧化钠溶液混合燃烧煤炭取暖钠与水反应，其中为吸热反应的是，放热反应的是。1.反应热与焓变的关系2.焓变与物质化学键断裂与形成的关系H反应物总键能生成物总键能。3.焓变与反应物、生成物能量的关系H生成物的总能量反应物的总能量。4.常见的放热反应和吸热反应(1)常见的放热反应：活泼金属与H2O或酸的反应；酸、碱中和反应；燃烧反应；大多数化合反应；铝热反应。(2)常见的吸热反应：
4、大多数分解反应；铵盐与碱的反应；碳与水蒸气的反应；碳与二氧化碳的反应。1.化学反应A2(g)B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示。下列有关叙述正确的是()A.每生成2 mol AB(g)吸收b kJ热量B.反应热H(ab) kJmol1C.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量D.断裂1 mol AA键和1 mol BB键，放出a kJ能量答案B解析根据图像可知，反应物的总能量低于生成物的总能量，该反应是吸热反应，每生成2 mol AB(g)吸收(ab) kJ热量，A项错误；根据反应热等于生成物总能量与反应物总能量的差值可知，该反应热H(ab) kJmol1，B项正确；化学键断裂吸收能
5、量，D项错误。理解感悟(1)吸热反应、放热反应的判断方法：反应物总能量与生成物总能量的相对大小。旧化学键断裂吸收的能量与新键形成释放的能量的相对大小。根据常见反应的类型。(2)反应为吸热反应还是放热反应与反应的条件无关。2.下列变化一定为放热的化学反应是()A.H2O(g)=H2O(l)放出44 kJ热量B.Ba(OH)28H2O晶体与NH4Cl晶体的反应C.形成化学键时共放出862 kJ能量的化学反应D.能量变化如下图所示的化学反应答案D解析H2O(g)=H2O(l)为物理变化，A不合题意；Ba(OH)28H2O晶体与NH4Cl晶体的反应为吸热反应，B不合题意；形成化学键时放出能量已知，破坏
6、化学键时吸收的能量未知，无法确定反应放热还是吸热，C不合题意；化学反应放热还是吸热，取决于H(生成物)与H(反应物)的相对大小，若H(生成物)H(反应物)，则反应吸热，反之放热，由图可知H(生成物)H2D.CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H0答案A解析A项，由图像可知石墨的能量比金刚石的低，因此由石墨转变为金刚石是吸热反应，A项正确；B项由图像可知白磷具有的能量比红磷的高，根据能量越低越稳定的原理，B项错误；C项，由图像知|H1|H2|，由于H1、H2均小于零，故H1H2，C项错误；D项，由图像可知反应CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)为放热反应，H0，D项错误。题组
7、3反应热与化学键的关系6.已知HH键键能(断裂时吸收或生成时释放的能量)为436 kJmol1，HN键键能为391 kJmol1，根据热化学方程式：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1。则NN键的键能是()A.431 kJmol1 B.945.6 kJmol1C.649 kJmol1 D.896 kJmol1答案B解析设氮氮叁键的键能为x，根据H反应物的键能总和生成物的键能总和，即x3436 kJmol123391 kJmol192.4 kJmol1，解得x945.6 kJmol1，选项B正确。7.(2019余姚中学期中)据报道，科学家开发出了利用太阳能分解水的新型催化
8、剂。下列有关水分解过程的能量变化示意图正确的是()答案B解析由题意可知，水的分解反应为吸热反应，故生成物的总能量大于反应物的总能量，从图像上看，应是“前低后高”。使用催化剂能降低反应时分子的活化能，但没有改变反应热，故B项正确。8.SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在SF键。已知：1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量 280 kJ，断裂1 mol FF、SF键需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则反应S(s)3F2(g)=SF6(g)的反应热H为()A.1 780 kJmol1 B.1 220 kJmol1C.450 kJmol1 D.430 kJmol1答案B解析利
9、用H反应物的键能之和生成物的键能之和进行计算。H280 kJmol13160 kJmol16330 kJmol11 220 kJmol1，可知B项正确。9.(2019余姚中学期中)2SO2(g)O2(g)2SO3(g)反应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)该反应属于 (填“放热”或“吸热”)反应。(2)图中C表示 。(3)从化学键的角度分析，F代表什么意义？ (4)改变反应条件可改变E值大小，如加入V2O5作催化剂，可使E值减小。E的大小对该反应的反应热 (填“无影响”“有影响”或“不确定”)。(5
10、)图中H kJmol1。(6)若已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(l)的H2Q kJmol1，则H1 (填“”“”或“”)H2。答案(1)放热(2)反应产物的总能量(3)形成新键释放的能量(4)无影响(5)198(6)解析(1)由题目条件可知，1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的H199 kJmol10，该反应为放热反应。(2)图中C点为反应过程的最终时刻，即代表反应产物的总能量。(3)E代表断裂旧键时吸收的能量，则F代表形成新键时释放的能量。(4)E值的大小代表了断裂旧键时所吸收的能量，而反应热的数值取决于旧键断裂吸收能量与新键形成释放能量的差值，所以
11、E的大小对反应热无影响。(5)图示代表2SO2(g)O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化，所以H2(99) kJmol1198 kJmol1。(6) SO3(g)=SO3 (l)H0(放热反应)，所以H1H2。能力提升10.写出下列反应的热化学方程式。(1)实验测得25 、101 kPa时，1 mol C完全燃烧放出393.5 kJ的热量，写出C燃烧的热化学方程式： (2)由氢气和氧气反应生成1 mol水蒸气放热241.8 kJ，写出该反应的热化学方程式： (3)3 mol NO2气体溶于水生成HNO3和NO气体，放出138 kJ热量： 。答案(1)C(s)O2(g)=CO2(g)H39
12、3.5 kJmol1(2)H2(g)O2(g)=H2O(g)H241.8 kJmol1(3)3NO2(g)H2O(l)=2HNO3(aq)NO(g)H138 kJmol111.回答下列问题：(1)在25 、101 kPa下，16 g的甲醇(CH3OH)完全燃烧生成CO2和液态水时放出352 kJ的热量，则表示甲醇燃烧的热化学方程式为 (2)化学反应中放出的热能(焓变，H)与反应物和生成物的键能(E)有关。已知：H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H185 kJmol1E(HH)436 kJmol1E(ClCl)243 kJmol1则E(HCl) 。答案(1)2CH3OH(l)3O2(g)=2
13、CO2(g)4H2O(l)H1 408 kJmol1(2)432 kJmol1解析(1)16 g甲醇的物质的量为0.5 mol，完全燃烧放出热量为352 kJ，则甲醇燃烧的热化学方程式为2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l)H352 kJmol141 408 kJmol1。(2)由于H436 kJmol1243 kJmol12E(HCl)185 kJmol1，可知E(HCl)432 kJmol1。12.图像法是研究化学反应的焓变的一种常用方法。(1)已知化学反应A2(g)B2(g)=2AB(g)的能量变化曲线如图1所示，判断下列叙述中正确的是 。A.每生成2 mol AB
14、时吸收b kJ热量B.该反应热H(ab)kJmol1C.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量D.断裂1 mol AA和1 mol BB键时放出a kJ能量(2)在微生物作用的条件下，NH经过两步反应被氧化成NO。两步反应的能量变化如2图所示，1 mol NH(aq)全部氧化成NO(aq)的热化学方程式是 (3)图3中表示氧族元素中氧、硫、硒、碲生成氢化物时的焓变数据，根据焓变数据可确定a、b、c、d分别代表哪种元素。非金属元素氢化物的稳定性与氢化物生成热H的关系为 。写出硒化氢发生分解反应的热化学方程式： 答案(1)B(2)NH(aq)2O2(g)=2H(aq)NO(aq)H2O(l)H3
15、46 kJmol1(3)非金属元素氢化物越稳定，H越小，反之亦然H2Se(g)=Se(s)H2(g)H81 kJmol1解析(1)A项，依据图像分析判断1 mol A2和1 mol B2反应生成2 mol AB，每生成2 mol AB吸收(ab) kJ热量，错误；B项，由图像可知该反应热H(ab)kJmol1，正确；C项，由图像可知，反应物总能量小于生成物总能量，错误；D项，断裂化学键吸收能量，错误。(2)由图可知，第一步热化学反应为NH(aq)1.5O2(g)=2H(aq)NO(aq)H2O(l)H273 kJmol1，第二步热化学反应为NO (aq)0.5O2(g)=NO(aq)H73 kJmol1，由盖斯定律可知得1 mol NH(aq)全部氧化成NO(aq)的热化学方程式为NH(aq)2O2(g)=2H(aq)NO(aq)H2O(l)H346 kJmol1。(3)非金属元素氢化物的稳定性与生成1 mol氢化物时的H的关系：根据元素周期律，同一主族元素非金属性越强，生成气态氢化物越容易，气态氢化物越稳定，而能量越低越稳定，所以a、b、c、d依次为H2Te、H2Se、H2S、H2O；由可知，b为硒化氢的生成热数据，则硒化氢分解吸热，H81 kJmol1，所以H2Se发生分解反应的热化学方程式为H2Se(g)=Se(s)H2(g)H81 kJmol1。
