（浙江专用版）2019_2020学年高中化学专题1化学反应与能量变化第一单元第1课时化学反应的焓变学案.docx

化学反应的焓变核心素养发展目标1.宏观辨识与微观探析：能从宏观和微观的角度理解化学反应中能量变化的本质，正确认识和判断放热反应和吸热反应。2.变化观念与平衡思想：能辨识化学反应中的能量转化形式，形成能量可以相互转化的观念，正确理解反应热和焓变的概念。3.模型认知：建立从定性到定量描述化学反应中的能量变化的思维模型，会正确书写热化学方程式。一、焓变反应热1化学反应过程中能量变化的原因(1)化学反应的两大基本特征(2)化学反应中的能量变化H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)反应的能量变化如图所示：由图可知：1molH2分子中的化学键断裂吸收的能量是436kJ。1molCl2分子中的化学键断裂吸收的能量是243kJ。2molHCl分子中的化学键形成释放的能量是862kJ。H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)的反应放出的热量为183kJ。2焓变和反应热的概念(1)焓变焓(H)是与物质内能有关的物理量。在恒温、恒压的条件下，化学反应过程中吸收或释放的热量称为反应的焓变。化学反应的焓变，为生成物的总焓值与反应物的总焓值之差，即HH(生成物)H(反应物)，单位：kJmol1或kJ/mol。(2)反应热化学反应热的简称，是在化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同温度时，所吸收或放出的热量。恒压条件下进行的化学反应的焓变等于反应热，因此常用H表示反应热。(1)焓变(H)的计算方法HH总(生成物)H总(反应物)HE总(生成物)E总(反应物)HE总(断键)E总(成键)(2)特别提示焓、焓变、反应热代表的意义不同。焓只有正值，而焓变有正值、负值之分。任何化学反应都有反应热。例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2molAB(g)吸收bkJ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1molAA键和1molBB键，放出akJ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、C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；化学键断裂吸收能量，D项错误。例2SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在SF键。已知：1molS(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ，断裂1molFF、SF键需吸收的能量分别为160kJ、330kJ。则反应S(s)3F2(g)=SF6(g)的反应热H为()A1780kJmol1B1220kJmol1C450kJmol1D430kJmol1答案B解析利用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。例3下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是()A铝片与稀盐酸反应BBa(OH)28H2O与NH4Cl反应C灼热的炭与二氧化碳反应D甲烷在氧气中的燃烧反应答案C解析Al与盐酸反应是放热反应，A项错误；B中反应是吸热反应，但不是氧化还原反应，B项错误；灼热的C和CO2反应是氧化还原反应，同时又是吸热反应，C项正确；甲烷的燃烧是放热反应，D项错误。方法规律(1)常见的吸热反应与放热反应常见的吸热反应：大多数盐的分解反应，碳和二氧化碳、碳和水的反应，Ba(OH)28H2O与铵盐的反应等。常见的放热反应：中和反应、金属与酸(或水)的反应、燃烧反应及缓慢氧化、化合反应(大多数)、铝热反应等。(2)放热反应和吸热反应是针对化学反应而言，物质三态之间的变化有能量的变化，但属物理变化，故不属于放热反应或吸热反应。(3)放热反应和吸热反应取决于反应物和生成物总能量的相对大小，与反应条件并无必然的关系。相关链接(1)反应热和焓变的比较类别项目反应热焓变不同点概念化学反应释放或吸收的热量化学反应中生成物的总焓与反应物的总焓之差相同点“”“”的意义“”表示反应吸热，“”表示反应放热数据来源可以通过实验直接测得，也可以利用已知数据通过计算求得联系等值关系：恒压条件下反应的反应热等于焓变；等价关系：符号是H，单位是kJmol1(2)化学反应中存在能量变化的原因在化学反应中，反应物的分子需吸收足够的能量，变成活化分子，反应物分子所吸收的能量称作活化能，如图所示。图中E1为反应的活化能。活化分子在发生化学反应过程中释放出能量E2，其中E2E1，该反应放出的热量(能量)为E2E1。(3)从能量角度理解化学反应中存在能量变化的原因。提示：反应物总能量与生成物总能量不相等；断开旧化学键吸收的总能量和形成新化学键释放的总能量不相等；反应的活化能(E1)与活化分子变成生成物分子放出的能量(E2)不相等。二、热化学方程式1热化学方程式的概念及意义(1)热化学方程式是能够表示反应热的化学方程式。(2)热化学方程式的意义：不仅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)实例：H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8kJmol1表示的意义是：在25、101kPa下，1mol气态H2与mol气态O2反应生成1mol液态水时，放出的热量是285.8kJ。2热化学方程式的书写方法(1)写出相应的化学方程式。热化学方程式中各物质化学式前的化学计量数只表示其物质的量，可以是整数或分数。(2)标注反应的温度和压强。没有特殊说明是指25、101kPa，该条件可以不标注，但其他条件必须标注。(3)标注各物质聚集状态。在物质后面用括号标注各物质的聚集状态：气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，溶液用“aq”。(4)标注H的正负。化学方程式后面空一格标注H，若为放热反应，H为“”；若为吸热反应，H为“”，常省略。(5)计算H的数值。根据化学方程式中的化学计量数计算写出H的数值。H单位是kJmol1。(1)热化学方程式书写的注意事项热化学方程式中不用标明反应条件(如“加热”“高温”“催化剂”等)。热化学方程式中不再用“”“”来标记气体生成物和难溶生成物。热化学方程式中一般用“=”(可逆反应中用“”)，即便是有机反应的热化学方程式中也不用“”。(2)热化学方程式中化学式前面的化学计量数必须与H相对应，若化学计量数加倍，则H的数值也要加倍。例4在常温常压下，1g氢气在足量氯气中完全燃烧生成氯化氢气体，放出92.3kJ的热量。下列热化学方程式中正确的是()AH2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H92.3kJmol1BH2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H92.3kJmol1CH2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H184.6kJmol1D2HCl(g)=H2(g)Cl2(g)H184.6kJmol1答案D解析H2在Cl2中燃烧生成HCl气体，1 g H2燃烧放出92.3 kJ的热量，则1 mol (2 g)H2燃烧放出184.6 kJ的热量，化学反应放出热量，H为“”。则H2在Cl2中燃烧生成HCl气体的热化学方程式为H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H184.6 kJmol1。一个放热反应的逆反应是吸热反应，并且在其他条件相同时，H是原H的相反数。则该题的四个选项中只有D是正确的。思维启迪“四看”法判断热化学方程式的正误(1)看各物质的聚集状态是否正确；(2)看H的符号是否正确；(3)看反应热的单位是否为kJmol1；(4)看反应热的数值与化学计量数是否对应。例5根据所给信息完成下列热化学方程式：(1)已知1molC(石墨，s)与适量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)，吸收131.3kJ热量，请写出该反应的热化学方程式：。(2)1.7gNH3(g)发生催化氧化反应生成气态产物，放出22.67kJ的热量：。(3)已知：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4kJmol1，请写出1molNH3分解对应的热化学方程式：。(4)已知一些化学键的键能数据如表所示：化学键CHCFHFFF键能/kJmol1414489565155请根据键能数据估算CH4(g)和F2(g)反应生成CF4(g)和HF(g)的热化学方程式：。答案(1) C(石墨，s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.3kJmol1(2)NH3(g)O2(g)=NO(g)H2O(g)H226.7kJmol1(3)NH3(g)N2(g)H2(g)H46.2kJmol1(4)CH4(g)4F2(g)=CF4(g)4HF(g)H1940kJmol1解析(1)化学式相同的同素异形体除需标明状态还需标明其名称(因为结构不同，具有的能量不同)，如金刚石应表示为“C(金刚石，s)”。(2)1.7 g NH3的物质的量为0.1 mol，则4 mol NH3发生反应放出的热量为22.67 kJ40906.8 kJ，1 mol NH3完全反应放出的热量为226.7 kJ。那么相应的热化学方程式为4NH3(g)5O2(g)=4NO(g)6H2O(g)H906.8 kJmol1或NH3(g)O2(g)=NO(g)H2O(g)H226.7 kJmol1。(4)首先根据反应物和生成物写出反应方程式，注明各物质的状态，化学反应的反应热等于断裂旧化学键吸收的能量和形成新化学键放出的能量的差，根据键能数据可知，所求反应的反应热H414 kJmol14155 kJmol14489 kJmol14565 kJmol141 940 kJmol1。思维启迪严格按照书写规则书写热化学方程式，构建热化学方程式书写及其正误判断的思维模型，促进“模型认知”化学核心素养的发展。相关链接(1)热化学方程式与普通化学方程式的区别普通化学方程式热化学方程式化学计量数是整数，既表示微粒个数又表示该物质的物质的量可以是整数也可以是分数，只表示该物质的物质的量状态不要求注明必须在分子式后注明H正负号及单位无必须注明意义表明了化学反应中的物质变化不仅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遵循规律原子守恒原子守恒和能量守恒(2)思维拓展：已知热化学方程式2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6kJmol1，能否确定2mol液态水分解产生2molH2(g)和1molO2(g)的反应热？提示能。根据热化学方程式2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6kJmol1可知，2molH2(g)和1molO2(g)的总能量比2molH2O(l)的总能量高571.6kJ，所以2mol液态水分解产生2molH2(g)和1molO2(g)需要吸收571.6kJ的热量，即2H2O(l)=2H2(g)O2(g)的反应热H571.6kJmol1。1(2018湖南长郡中学检测)下列说法不正确的是()A恒压条件下的焓变在数值上等于变化过程中的热效应B焓变的符号是HC焓变的单位通常是kJmol1D硝酸铵溶于水是吸热反应答案D解析硝酸铵溶于水不是化学反应，该过程吸热。2(2019台州市书生中学月考)下列过程中H小于零的是()ABa(OH)2与NH4Cl固体混合反应B氯化铵分解得氨气C碳酸钙分解得二氧化碳D实验室制备氢气答案D解析Ba(OH)2与NH4Cl固体混合反应、氯化铵分解得氨气、碳酸钙分解得二氧化碳，都为吸热反应，H0，故A、B、C不选。3已知热化学方程式2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H，下列有关H的说法正确的是()A与化学方程式的书写形式无关B与HH键、O=O键、HO键的键能有关C与是否使用催化剂有关D与物质的状态无关答案B解析化学计量数不同时，反应的焓变不同，A项错误；化学反应的焓变与键能的相对大小有关，与反应条件无关，B项正确、C项错误；同一物质的状态不同时，自身具有的能量也不同，从而导致反应的焓变不同，D项错误。4(2018广东佛山校级期中考试)下列关于2C4H10(g)13O2(g)=8CO2(g)10H2O(l)H5800kJmol1的叙述错误的是()A该反应的反应热H5800kJmol1，是放热反应B该反应的H与各物质的状态有关，与化学计量数也有关C该热化学方程式表示在25、101kPa下，2molC4H10气体完全燃烧生成CO2气体和液态水时放出热量5800kJD该反应表明2mol丁烷燃烧时一定会放出5800kJ的热量答案D解析由热化学方程式表示的意义可知，A、B项正确；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。5(2018西安高新一中期中考试)已知在25、101kPa下，1gC8H18(辛烷)完全燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.4kJ热量。表示该反应的热化学方程式正确的是()AC8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(g)H48.4kJmol1BC8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H5517.6kJmol1CC8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H5517.6kJmol1DC8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H48.4kJmol1答案B解析C8H18(辛烷)的摩尔质量为114 gmol1，所以1 mol C8H18(辛烷)完全燃烧生成二氧化碳和液态水时放出5 517.6 kJ热量。6依据事实，写出下列反应的热化学方程式。(1)1molN2(g)与适量H2(g)反应，生成2molNH3(g)，放出92.4kJ热量。(2)1molCu(s)与适量O2(g)反应，生成CuO(s)，放出157kJ热量。(3)23gC2H6O(l)和一定量的氧气混合点燃，恰好完全反应，生成CO2(g)和H2O(l)，放出683.5kJ的热量。答案(1)N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4kJmol1(2)Cu(s)O2(g)=CuO(s)H157kJmol1(3)C2H6O(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H1367kJmol1解析此类题的思路：首先根据题意写出物质的变化过程，如(1)中：N2(g)3H2(g)2NH3(g)，并定N2前化学计量数为1，此时的H即为92.4 kJmol1，再在前部分的基础上加上H92.4 kJmol1即可。题组一焓变和反应热概念的理解与判断1下列说法中正确的是()A化学反应中的能量变化都表现为热量变化B焓变是指1mol物质参加反应时的能量变化C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解析化学反应的能量变化可以表现为很多方面，如转化为热能、电能、光能等；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，但总是不同；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。2(2018衢州市期中)发射嫦娥三号的长征三号乙运载火箭，其中第3级火箭中的能源物质为液态H2和液态O2，发生的反应为2H2(g)O2(g)=2H2O(g)。下列说法不正确的是()A化合反应都是放热反应B2mol气态H2与1mol气态O2的总能量大于2mol水蒸气的总能量C断裂2molHH键、1molOO键吸收的总能量小于形成4molHO键释放的总能量D氢气燃烧过程中能量变化可用如图表示：答案A解析如C与二氧化碳反应生成CO是化合反应，但该反应是吸热反应，故A错误。3下列说法正确的是()A浓硫酸溶于水放出大量的热，是放热反应B碳酸钙受热分解的反应中生成物总能量高于反应物总能量C反应C(石墨)C(金刚石)的H0，则金刚石比石墨稳定D气态水比液态水稳定答案B解析浓硫酸溶于水是物理变化，未发生化学反应，是放热过程，A项错误；碳酸钙受热分解在高温条件下进行，反应物吸收能量转化为生成物，因此生成物的总能量高于反应物的总能量，B项正确；金刚石和石墨互为同素异形体，其中能量越低的物质越稳定，即石墨比金刚石稳定，C项错误；液态水转化为气态水时要吸收能量，能量低的液态水稳定，D项错误。4一定条件下，某容器中各微粒在反应前后变化的示意图如下，其中和代表不同元素的原子。下列关于此反应说法错误的是()A一定属于吸热反应B一定属于可逆反应C一定属于氧化还原反应D一定属于分解反应答案A解析根据示意图可知该反应反应物是一种，生成物是两种。A项，该物质属于分解反应，一般的分解反应是吸热反应，但也有的分解反应如2H2O2=2H2OO2的反应是放热反应，错误；B项，根据图示可知有一部分反应物未参加反应，所以该反应是可逆反应，正确；C项，该反应中有元素化合价的变化，属于氧化还原反应，正确。题组二化学反应中能量变化图像的识别5反应ABC(H0)分两步进行：ABX(H0)，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解析由ABX为吸热反应，可知X的能量高于(AB)的能量，可排除A项和C项；由总反应ABC为放热反应，可知C的能量小于(AB)的能量，故B项错误、D项正确。6.参照反应BrH2HBrH的能量对反应过程的示意图，判断下列叙述中正确的是()A正反应为吸热反应B正反应为放热反应C反应物的总能量高于生成物的总能量D断裂反应物中化学键吸收的能量小于形成生成物中化学键放出的能量答案A解析反应中，反应物的总能量低于生成物的总能量，为吸热反应，A项正确，B、C项错误；D项，反应为吸热反应，断裂化学键吸收的能量大于形成化学键放出的能量，错误。题组三反应热与化学键的关系7根据下图所示的N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中能量变化情况，判断下列说法错误的是()A直观看，该反应中反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量B2mol气态氧原子结合生成O2(g)时，能放出498kJ能量C断裂1molNO分子中的化学键，需要吸收632kJ能量D1molN2和1molO2的反应热H180kJmol1答案D解析A项，直观看，该反应中反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量，正确；B项，互逆过程的热量变化，H数值相等，正、负相反，故B、C正确；D项，H(9464982632) kJmol1180 kJmol1，错误。8工业合成氨的反应为N2(g)3H2(g)2NH3(g)，已知下列化学键的键能(拆开或形成1mol化学键所吸收或放出的热量)：化学键键能/kJmol1HH436NH391NN946下列说法正确的是()A该反应为吸热反应B该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量C反应热H92kJmol1D生成1molNH3放出92kJ热量答案B解析反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)过程中，共断裂1 mol NN键和3 mol HH键，形成6 mol NH键，则断键共吸热为946 kJmol11 mol436 kJmol13 mol2 254 kJ，形成NH键共放热为391 kJmol16 mol2 346 kJ，由于放出热量吸收热量，故反应放热，放热反应的反应物的总能量高于生成物的总能量，A项错误、B项正确；1 mol N2完全反应生成NH3的反应热为H(2 3462 254) kJmol192 kJmol1，C项错误；生成1 mol NH3时放出的热量为E92 kJmol1 mol46 kJ，D项错误。题组四热化学方程式9(2018宁波市咸祥中学期中)下列说法错误的是()A热化学方程式未注明温度和压强时，H表示标准状况下的数据B热化学方程式中各物质前的化学计量数表示物质的量，可以用整数或者简单分数C同一化学反应，化学计量数不同，H不同；化学计量数相同而状态不同，H也不相同D化学反应过程所吸收或放出的热量与参加反应的物质的物质的量成正比答案A解析热化学方程式未注明温度和压强时，H表示在25，101kPa条件下测定的数据，故A错误。10已知2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6kJmol1，则下列关于热化学方程式2H2O(l)=2H2(g)O2(g)的H的说法中正确的是()A方程式中的化学计量数表示分子数B该反应的H大于零C该反应的H571.6kJmol1D该反应可表示36g水分解时的热效应答案B解析在书写热化学方程式时，若反应物和生成物对换，则H的符号相反，数值不变，故B项正确，C项不正确；D项未注明水为液态。11下列热化学方程式书写正确的是()A2SO2O22SO3H196.6kJmol1BH2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8kJmol1C2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6kJDC(s)O2(g)=CO2(g)H393.5kJmol1答案B解析A项中反应物和生成物都未标明聚集状态；C项中H的单位不正确；D项中为放热反应，H符号应为“”。12N2H4是一种高效清洁的火箭燃料。0.25molN2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时，放出133.5kJ热量。则下列热化学方程式中正确的是()A.N2H4(g)O2(g)=N2(g)H2O(g)H267kJmol1BN2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H534kJmol1CN2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H534kJmol1DN2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(l)H133.5kJmol1答案B解析该反应为放热反应，A、C错误，0.25molN2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时，放出133.5kJ热量，则1molN2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时，放出热量为534kJ，B项正确、D项错误。13下列关于热化学方程式的描述或结论正确的是()选项已知热化学方程式有关描述或结论A3O2(g)=2O3(g)H242.6kJmol1氧气的能量比臭氧的高BC3H8(g)=C2H4(g)CH4(g)H0丙烷比乙烯稳定CNaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.3kJmol1含10.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出的热量约为14.3kJD2C(石墨，s)2O2(g)=2CO2(g)H1；2C(石墨，s)O2(g)=2CO(g)H2H1H2答案C解析由给出的热化学方程式可知，该反应为吸热反应，故臭氧的能量比氧气的高，A项错误；丙烷吸收能量，分解为乙烯和甲烷两种物质，无法比较反应物与生成物之一的稳定性，B项错误；由已知热化学方程式可知1 mol NaOH与HCl完全反应放出57.3 kJ热量，故含10.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全反应放出的热量为14.325 kJ14.3 kJ，C项正确；H1、H2均小于0，燃烧越充分放出的热量越多，H越小，故H1H2，D项错误。14.某化学兴趣小组的同学进行了如图所示的实验，来探究复分解反应的热效应。在一个小烧杯中加入20gBa(OH)28H2O粉末，将小烧杯放在事先已滴有45滴水的玻璃片上。然后向小烧杯中加入10gNH4Cl晶体，并用玻璃棒迅速搅拌(如图所示，其中玻璃片与烧杯底部之间有一层水)。稍后手拿起烧杯时发现玻璃片与烧杯黏结在一起。(1)实验中玻璃棒的作用是，所发生反应的化学方程式是。(2)若用手触摸烧杯外壁，将会有的感觉，说明该反应为反应，反应热H(填“”“”或“”)0。(3)由该实验能否得出复分解反