高中化学 专题1 第一单元 第1课时 化学反应的焓变学案 苏教版选修4.doc

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与应用。1化学反应过程中既有物质变化，又有能量变化。2化学反应中的能量变化有多种形式，释放或吸收热量是化学反应中能量变化的主要形式之一。因此化学反应分为两类：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胆矾受热失去结晶水，其中为吸热反应的是，放热反应的是。探究点一化学反应的焓变1n2(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946_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1264_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。3h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)而使反应体系的能量降低，故h0(填“”，下同)。(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。归纳总结活学活用1由右图分析，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具有的能量总和dabc是吸热反应，则bca必然是放热反应答案d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。2已知反应xy=mn为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是()ax的能量一定高于mby的能量一定高于ncx和y的总能量一定高于m和n的总能量d因为是放热反应，故不必加热就可以发生答案c解析一个化学反应是放热还是吸热，决定于所有反应物的总能量之和与所有生成物的总能量之和的相对大小，前者大的为放热反应，后者大的为吸热反应。所以，放热反应中每种反应物的能量不一定比每种生成物的能量都高。放热反应也往往需要加热才能进行，如炭的燃烧；吸热反应不一定都需要加热，如ba(oh)28h2o与nh4cl的反应是吸热反应，不用加热就能发生。探究点二热化学方程式1氢气与碘蒸气化合反应的能量(或热量)变化，可用下式表示：h2(g)i2(g)2hi(g)h14.9 kjmol1，它与化学方程式h2i22hi相比较而言，其特点为(1)指明了反应时的温度和压强：若在25 、101 kpa时进行的反应，可不注明。(2)用括号注明了各物质反应时的状态：s(固体)、l(液体)、g(气体)或aq(溶液)。(3)在方程式的右边注明了h的数值、正负号(正号常省略)及单位。2热化学方程式的概念及意义(1)热化学方程式是表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。(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，还说明了物质的“量”与“能量”之间的数量关系。3热化学方程式的书写方法及要求(1)遵循一般化学方程式的书写规则(一般不写反应条件)。(2)在右端注明热量的变化：吸热反应，h0；放热反应，h0。(3)要注明反应物和生成物的聚集状态。(4)化学计量数只表示物质的量，因此可以是整数，也可以是分数。(5)化学计量数改变，h要相应改变；逆反应的h数值与正反应的相等、符号相反。4依据事实，写出下列反应的热化学方程式。(1)1 mol n2(g)与适量h2(g)反应，生成nh3(g)，放出92.2 kj热量。(2)24 g c(石墨)与足量的h2o(g)反应，生成co(g)和h2(g)，吸收262.6 kj的热量。答案(1)n2(g)3h2(g)2nh3(g)h92.2 kjmol1(2)2 c(石墨，s)2h2o(g)=2co(g)2h2(g)h262.6 kjmol1归纳总结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(正号常省略)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活学活用3h2(g)o2(g)=h2o(l)h285.8 kjmol1表示的意义是在25 、101 kpa下，_气态h2与_气态o2反应生成_时，_的热量是285.8 kj。答案1 mol mol1 mol液态水放出4h2(g)与cl2反应生成hcl(g)过程中的能量变化如下图所示：写出该反应的热化学方程式_。答案h2(g)cl2(g)=2hcl(g)h183 kjmol11下列说法正确的是()a需要加热才能发生的反应一定是吸热反应b化学反应中的能量变化都表现为热量变化c任何放热反应在常温下一定能发生d反应物和生成物所具有的总能量的相对大小决定了反应是放热还是吸热答案d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。反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。放热反应和吸热反应都是在一定条件下发生的，反应开始需要加热的反应可能是吸热反应，也可能是放热反应。2已知2h2(g)o2(g)=2h2o(l)h571.6 kjmol1，则下列关于方程式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h大于零c该反应h571.6 kjmol1d该反应可表示36 g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正确，c不正确；d项未注明水为液态。3在25 、101 kpa的条件下，1 g液态甲醇燃烧生成co2(g)和液态水时放热22.68 kj，下列热化学方程式正确的是()ach3oh(l)3/2o2(g)=co2(g)2h2o(l)h725.76 kjmol1b2ch3oh(l)3o2(g)=2co2(g)4h2o(l)h1 451.52 kjmol1c2ch3oh(l)3o2(g)=2co2(g)4h2o(l)h725.76 kjmol1d2ch3oh(l)3o2(g)=2co2(g)4h2o(l)h1 451.52 kjmol1答案b解析甲醇燃烧是一个放热反应，h”或“”)。答案(1)旧键断裂吸收的能量新键形成放出的能量反应热(2)放热解析(1)h2(g)和o2(g)与2h(g)和o(g)之间的能量差是h2(g)2h(g)和o2(g)o(g)过程中断裂hh键和o=o键需吸收的能量和。所以a代表旧键断裂吸收的能量，b代表新键形成放出的能量，c则代表断键所吸收的能量与成键所释放的能量之差，即反应热。(2)由图可知该反应中反应物总能量大于生成物总能量，所以该反应为放热反应，h0的反应，反应物的总能量小于生成物的总能量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，则反应物的总能量小于生成物的总能量，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。3下列变化一定为放热的化学反应是()ah2o(g)=h2o(l)放出44 kj热量bh0的化学反应c形成化学键时共放出能量862 kj的化学反应d能量变化如图所示的化学反应答案d解析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。a项h2o(g)=h2o(l)为物理变化；b项h0，即h(生成物)h(反应物)，反应吸收热量；c项无法确定反应放热还是吸热；d项，由图可知h(生成物)0；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；焓变是指在恒温、恒压条件下，化学反应过程中吸收或释放的热量，不仅是指1 mol 物质参加反应时的能量变化。5在相同条件下，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。6.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(p4)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，则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。7下列有关焓变与反应热的说法，正确的是()a反应热和焓变的单位都是kjb如果反应是在恒温恒压条件下进行的，此时的反应热与焓变相等c如果反应是在恒温恒容条件下进行的，此时的反应热与焓变相等d任何化学反应的反应热均可通过实验直接测定答案b解析反应热和焓变的单位都是kjmol1，a错误；恒温恒压时的反应热与焓变相等，b正确，c错误；有些反应的反应热不能通过实验直接测定，如c不完全燃烧生成co，故d错误。三、热化学方程式8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 mol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a项中用l做单位是错误的，因为热化学方程式的化学计量数表示物质的量；b项中hf(g)hf(l)会放热，所以放出热量应大于270 kj；d项中说几个分子间反应是错误的；c项正确。9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 kjmol1dh2(g)o2(g)=h2o(g)h241.8 kjmol1答案a解析放热反应h0，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。10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 mol 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固体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，可知该反应的正向反应为放热反应，故d错误。11有如下三个热化学方程式：h2(g)o2(g)=h2o(g)ha kjmol1h2(g)o2(g)=h2o(l)hb kjmol12h2(g)o2(g)=2h2o(l)hc kjmol1关于它们的下列表述正确的是()a它们都是吸热反应 ba、b和c均为正值cab d2bc答案d解析h2燃烧放出热量，h应为负值，故a、b均错；根据相同物质的反应，聚集状态不同，反应热不同，可知ab，故c错；根据相同的反应，反应热与可燃物的量成正比可知：2bc。能力提升12白磷与氧气可发生如下反应：p45o2=p4o10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为pp：a kjmol1、po：b kjmol1、p=o：c kjmol1、o=o：d kjmol1。根据下图所示的分子结构和有关数据估算该反应的h，其中正确的是()a(6a5d4c12b) kjmol1b(4c12b6a5d) kjmol1c(4c12b4a5d) kjmol1d(4a5d4c12b) kjmol1答案a解析旧化学键断裂吸收的能量为(6a5d)kj，新化学键形成放出的能量为(12b4c)kj。13已知断裂1 mol hh键吸收的能量为436 kj，断裂1 mol hn键吸收的能量为391 kj，根据化学方程式：n2(g)3h2(g)2nh3(g)h92.4 kjmol1，则断裂1 mol nn键吸收的能量是()a431 kj b945.6 kjc649 kj d869 kj答案b解析化学反应中断键吸热，成键放热，h反应物断键吸收的总能量生成物成键释放的总能量。所以92.4 kjmol1436 kjmol13e(nn)2391 kjmol13，故e(nn)945.6 kjmol1。14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