鲁科版选修4 第一单元第一节 化学反应的热效应（第1课时） 学案.doc

第一节 化学反应的热效应第1课时化学反应的反应热与焓变1.了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。2.了解反应热与焓变的含义及表达方法。3掌握热化学方程式的书写和意义。化学反应的反应热1反应热(1)概念：当化学反应在一定的温度下进行时，反应所_或_的热量。(2)符号：_。单位：_。(3)意义：q0，表示反应_；q0，表示反应_。2反应热的测定(1)仪器量热计(2)原理：q_，其中c表示溶液及量热计的_，t1、t2分别表示_体系的温度。自我校对：释放吸收qjmol1(或kjmol1)吸热放热反应前后混合均匀保温c(t2t1)热容反应前和反应后1判断正误(1)化学变化一定伴随能量变化，有能量变化的过程一定是化学变化。()(2)放热反应不需要加热即可发生。()(3)需要加热才能发生的反应一定是吸热反应。()(4)当反应物的总能量低于生成物的总能量时，反应一定不能发生。()(5)反应放热还是吸热取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。()(6)所有的燃烧反应均属于放热反应。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)2(2018德州高二月考)下列过程需要吸热的是()ao2oobhclhclccaoh2o=ca(oh)2 d浓硫酸稀释解析：选a。化学键的断裂是吸热过程，化学键的形成是放热过程，故o2oo需要吸热，hclhcl需要放热；cao溶于水、浓硫酸稀释均为放热过程，故a正确。3下列变化会放出热量的是()a酒精用于降温 b冰雪的融化c氢分子变成氢原子 d镁和盐酸反应解析：选d。酒精用于降温、冰雪融化的过程中，均需要吸收体系的热量，均属于吸热过程，a、b项错误。氢分子变成氢原子需要断裂hh键，断键吸收热量，c项错误。镁与盐酸的反应是放热反应，d项正确。1反应热与化学反应能量变化的关系(1)微观解释吸收能量e1反应物生成物放出能量e2(2)反应热判断：qe1e2e1e2q0吸热反应e1e2q0放热反应2.放热反应与吸热反应放热反应吸热反应定义放出热量的化学反应吸收热量的化学反应形成原因反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量与化学键的关系生成物分子成键时释放的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量表示方法q0q0图示(1)常见放热反应：可燃物的燃烧；酸碱中和反应；大多数化合反应；金属与酸的置换反应；物质的缓慢氧化。(2)常见吸热反应：大多数分解反应；盐的水解(将在第3章中学到)；ba(oh)28h2o与nh4cl反应；c与h2o(g)反应、c与co2反应。已知h2(g)o2(g)=h2o(g)的反应过程中的能量变化如图所示，回答下列问题：(1)a、b所代表的意义依次是_，_。(2)该反应是_(填“吸热”或“放热”)反应。解析(1)由图可知a表示h2(g)2h(g)、o2(g)o(g)吸收的能量；b表示2h(g)o(g)h2o(g)释放的能量。(2)该反应中反应物总能量大于生成物总能量，故该反应为放热反应。答案(1)旧键断裂吸收的能量新键形成释放的能量(2)放热(1)例题反应的反应热与a、b有什么关系？(2)h2o(g)=h2(g)o2(g)是放热反应还是吸热反应？答案：(1)qab。(2)吸热反应。化学反应与能量变化1下列图示变化为吸热反应的是()解析：选a。a项中的图像表示生成物的能量比反应物的能量高，故为吸热反应；b项中的图像表示反应物的能量比生成物的能量高，故为放热反应；c项中浓硫酸溶于水放热，但因不是化学变化，故不是放热反应；d项中锌与稀盐酸反应是放热反应。2(2018青岛二中高二质检)已知ea、eb、ec、ed分别表示a(g)、b(g)、c(g)、d(g)所具有的能量，则对于吸热反应：a(g)b(g)=c(g)d(g)，下列说法正确的是()aeaecbeaecedceaebeceddeaebeced解析：选d。反应物的总能量低于生成物的总能量的反应为吸热反应，故吸热反应：a(g)b(g)=c(g)d(g)中，eaebeced，d项正确。3将铁粉和硫粉充分混合后加热，待反应一发生即停止加热，反应仍可持续进行，直至反应完全生成新物质硫化亚铁。此现象说明()a该反应是吸热反应b该反应是放热反应c铁粉和硫粉在常温下容易发生反应d生成物硫化亚铁的总能量高于反应物铁粉和硫粉的总能量解析：选b。根据反应条件及现象可判断反应是吸热反应还是放热反应。铁粉和硫粉充分混合后加热，反应一发生即停止加热，反应仍可持续进行，说明该反应是放热反应，即生成物的总能量低于反应物的总能量。中和反应的反应热的测定4在测定中和反应的反应热的实验中，下列叙述错误的是()a向量热计中加入盐酸，盖上杯盖，搅拌后的温度即为初始温度b酸、碱混合后，盖好杯盖，匀速搅拌，记录体系达到的最高温度c向量热计中加入碱液时，碱液的温度应与酸液的温度相同d可以用koh溶液代替naoh溶液，浓硫酸代替盐酸解析：选d。可以用koh溶液代替naoh溶液，但不能用浓硫酸代替盐酸，因为浓硫酸溶于水时会放出热量，影响测定结果。5已知中和热是指在稀溶液中，酸和碱反应生成1 mol h2o(l)时放出的热量。利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下：用量筒量取50 ml 0.50 moll1的盐酸倒入烧杯中，测出盐酸温度；用另一量筒量取50 ml 0.50 moll1的naoh溶液，并测出其温度；将naoh溶液倒入烧杯中，设法使之混合均匀，测得混合溶液的最高温度。回答下列问题：(1)将naoh溶液倒入烧杯的正确操作是_(填字母)。a沿玻璃棒缓慢倒入b分三次缓慢倒入c一次迅速倒入(2)使盐酸与naoh溶液混合均匀的正确操作是_(填字母)。a用温度计小心搅拌b揭开硬纸板用玻璃棒搅拌c轻轻地振荡烧杯d用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动解析：(1)为了减少热量损失，应将naoh溶液迅速倒入烧杯中。(2)使盐酸与naoh溶液混合均匀的正确操作是用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动混合溶液。答案：(1)c(2)d化学反应的焓变学生用书p31焓：用来描述_的物理量，符号：_。2焓变(1)与反应热的关系：在等压条件下，当反应中物质的能量变化_时，焓变与化学反应的反应热相等，数学表达式为_。(2)表达式：h_。(3)单位：jmol1或_。(4)与反应能量变化的关系：h0，反应_；h0，反应_。3热化学方程式(1)概念：把一个化学反应中_和反应的_同时表示出来的化学方程式。(2)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_变化。例如：h2(g)o2(g)=h2o(l)h285.8 kjmol1，表示298 k时，1 mol氢气和0.5 mol氧气完全反应生成1 mol液态水时放出285.8 kj的热量。(3)书写方法热化学方程式的系数表示的是参加反应的物质的量，可以是整数，也可以是分数，普通的化学方程式的系数只能是整数。自我校对：物质所具有的能量h全部转化为热能hqph(反应产物)h(反应物)kjmol1吸热放热物质的变化焓变能量1已知某反应的焓变小于零，下列说法正确的是()a该反应为放热反应b该反应为吸热反应c生成物的焓大于反应物的焓d反应物的总能量小于生成物的总能量解析：选a。h0表示反应放热。2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与物质的状态无关解析：选b。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。3下列热化学方程式书写正确的是()a2so2o2h196.6 kjmol1b4h2(g)2o2(g)=4h2o(l)h1 143.2 kjmol1cc(s)o2(g)=co2(g)h393.5 kjdc(s)o2(g)=co2(g)h393.5 kjmol1解析：选b。a中未注明各物质的聚集状态，c、d中h的符号错误，放热反应的h0，且c中h的单位也错误。1焓变(h)的理解(1)从能量高低角度理解hh(反应产物)h(反应物)(h表示能量或焓)。当h(反应产物)h(反应物)，则h0，反应吸热；当h(反应产物)h(反应物)，则h0，反应放热。(2)从化学键角度理解h反应物断键吸收能量之和生成物成键释放能量之和。当断键吸收能量之和成键释放能量之和，h0，反应吸热；当断键吸收能量之和成键释放能量之和，h0，反应放热。2热化学方程式的正误判断(1)注意标明物质的聚集状态：方程式中每种物质的化学式后面用括号注明物质的聚集状态(g、l、s)，不用标“”或“”，水溶液用aq表示。(2)注意注明必要的反应条件：焓变与温度等测定条件有关，所以书写时必须在h后指明反应的温度(298 k时可不注明)。(3)注意明确化学计量数的含义：化学计量数只表示该物质的物质的量，不表示分子个数或原子个数，因此热化学方程式中化学计量数也可以是分数。(4)注意h的单位及符号：h的单位是jmol1或kjmol1，h只能写在化学方程式的右边，表示正向反应的焓变。h0表示为吸热反应。(5)注意同一反应中化学计量数与h数值的对应关系：化学方程式中各物质的化学计量数加倍，则h数值的绝对值也加倍；若反应逆向进行，则h的数值改变符号，但绝对值不变。(1)h的单位为jmol1或kjmol1，表示“每摩尔”特定化学反应的热效应。例如：h2(g)o2(g)=h2o(l)h285.8 kjmol12h2(g)o2(g)=2h2o(l)h571.6 kjmol1表示1 mol h2完全燃烧生成液态水放出的热量为285.8 kj；表示2 mol h2完全燃烧生成液态水放出的热量为571.6 kj。(2)可逆反应的h表示的是当反应物按系数完全反应时产生的热效应，实际反应中，若按系数放入反应物，产生的热量则偏小，如2so2(g)o2(g)2so3(g)h196.6 kjmol1，若2 mol so2与1 mol o2反应，放出的热量小于196.6 kj。如图分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系：据此判断下列说法中正确的是()ac(石墨，s)=c(金刚石，s)h0bp4(白磷，s)=4p(红磷，s)h0cs(g)o2(g)=so2(g)h1s(s)o2(g)=so2(g)h2，则h1h2dco(g)h2o(g)=co2(g)h2(g)h0解析由图示关系可看出：石墨的能量低于金刚石，故石墨转变为金刚石是吸热反应，h0；白磷的能量高于红磷，故白磷转变为红磷为放热反应，h0；放出能量越多，h越小，故h1h2；co(g)h2o(g)的能量高于co2(g)h2(g)的能量，故有co(g)h2o(g)=co2(g)h2(g)h0。答案a(1)金刚石与石墨哪种物质更稳定？(2)等物质的量的红磷(s)和白磷(s)完全燃烧生成p2o5时，放出热量较多的是哪种物质？答案：(1)等量的同素异形体所具有的能量越低越稳定，故稳定性：石墨金刚石，即石墨更稳定。(2)白磷。焓变与物质能量的关系1(2018邢台高二月考)已知x2y2=2xy是放热反应，则下列各组物质中，能量最高的是()a1 mol x2与1 mol y2b2 mol xyc1 mol x2 d1 mol y2解析：选a。参加反应的反应混合物的总能量高于生成的物质的总能量，则该反应为放热反应。a.反应混合物能量最高，故a正确；b.生成物能量低，故b错误；c.只有部分反应物，故c错误；d.只有部分反应物，故d错误。2(2018济南高二检测)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()解析：选d。因总反应为放热反应，反应为吸热反应，反应为放热反应，所以反应放出的热量比反应吸收的热量多。选项a，图中反应为放热反应，反应为吸热反应，且总反应为吸热反应，错；选项b，图中反应和反应均为吸热反应，错；选项c，图中反应和反应均为放热反应，错。3.(2018郑州高二检测)已知某反应：a(g)b(g) c(g)d(g)，反应过程中的能量变化如图所示。该反应是_反应(填“吸热”或“放热”)；该反应的h_kjmol1(用含e1、e2的代数式表示)；1 mol气体a和1 mol气体b具有的总能量比1 mol气体c和1 mol气体d具有的总能量_(填“一定高”“一定低”或“高低不一定”)。答案：吸热e1e2一定低热化学方程式的正误判断与书写4(2018济南高二月考)下列热化学方程式正确的是()ac2h5oh3o2=2co23h2oh1 367.0 kj/molbnaoh(aq)hcl(aq)=nacl(aq)h2o(l)h57.3 kj/molcs(s)o2(g)=so2(g)h269.8 kj/mold2no(g)o2(g)=2no2(g)h116.2 kj解析：选c。a项未标明各物质的聚集状态，b项naoh和hcl的反应为放热反应，h0，d项中h的单位是“kj/mol”而不是“kj”。5标准状态下，气态分子断开1 mol化学键的焓变称为键焓。已知hh、ho和o=o键的键焓h分别为436 kjmol1、463 kjmol1和495 kjmol1。下列热化学方程式正确的是()ah2o(g)=h2(g)o2(g)h485 kjmol1bh2o(g)=h2(g)o2(g)h485 kjmol1c2h2(g)o2(g)=2h2o(g)h485 kjmol1d2h2(g)o2(g)=2h2o(g)h485 kjmol1解析：选d。1 mol的气态水分解产生1 mol的氢气和 mol的氧气的能量变化是2463436495242.5 (kj)，因此热化学方程式为h2o(g)=h2(g)o2(g)h242.5 kjmol1，a、b错误。2 mol的气态水分解产生2 mol的氢气和1 mol的氧气的能量变化则是485 kj。物质分解吸收的热量与产物燃烧放出的热量数值相等，即热化学方程式是2h2(g)o2(g)=2h2o(g)h485 kjmol1，c错误、d正确。6写出下列反应的热化学方程式。(1)298 k时，1 mol h2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kj的热量，则其热化学方程式为_。(2)298 k时，1 mol ch4完全燃烧生成液态水和co2气体，放出890.3 kj的热量，则其热化学方程式为_。(3)0.3 mol乙硼烷气体(分子式b2h6)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5 kj的热量，则其热化学方程式为_。答案：(1)h2(g)o2(g)=h2o(l)h285.8 kjmol1(2)ch4(g)2o2(g)=co2(g)2h2o(l)h890.3 kjmol1(3)b2h6(g)3o2(g)=b2o3(s)3h2o(l)h2 165 kjmol1重难易错提炼1.熟记焓变的两种求法(1)焓变断键吸收的能量成键放出的能量。(2)焓变反应物键能总和生成物键能总和。2.掌握放热反应和吸热反应的两种判断方法(1)h0，吸热反应；h0，放热反应。(2)反应物能量小于生成物能量，吸热反应；反应物能量大于生成物能量，放热反应。3.熟练掌握热化学方程式的书写和正误判断(1)书写：写方程式，标状态，加焓变。(2)判断、检查：方程式、状态、焓变是否正确。课后达标检测学生用书p77(单独成册)基础巩固1下列设备工作时，将化学能转化为热能的是()解析：选d。a、c分别将太阳能转化为电能、热能；b.锂离子电池将化学能转化为电能；d.燃气灶将化学能转化为热能。2下列各图中表示热化学方程式：a(g)b(g)=c(g)d(l)h0的是(e表示能量)()解析：选b。h0；反应吸热时，h0c任何条件下，化学反应的焓变都等于化学反应的反应热d在一定条件下，某一化学反应是吸热反应还是放热反应，由生成物与反应物的焓的差值来决定解析：选d。光合作用是由光能转化为化学能的过程，a项错误。反应放热时，h0，b项错误。只有在等压条件下，化学反应的焓变才等于化学反应的反应热，c项错误。一个化学反应是吸热反应还是放热反应，取决于生成物和反应物的焓的差值，d项正确。5.由图分析，下列说法正确的是()aabc和bca两个反应吸收或放出的能量不相等babch0，则bcah0，b错；a具有的焓低于b、c具有的焓总和，c错。6c(s)h2o(g)co(g)h2(g)是吸热反应，则co(g)h2(g)c(s)h2o(g)()a是放热反应，也是氧化还原反应b是吸热反应，也是置换反应c既不是放热反应，也不是吸热反应d无法判断是放热反应还是吸热反应解析：选a。c(s)与h2o(g)高温下的反应为吸热反应，则其逆反应一定为放热反应，且co(g)h2(g)c(s)h2o(g)又是氧化还原反应。7热化学方程式：c(s)h2o(g)=co(g)h2(g)h131.3 kjmol1表示()a碳和水反应吸收131.3 kj能量b1 mol碳和1 mol水反应生成一氧化碳和氢气，吸收131.3 kj热量c1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol一氧化碳气体和1 mol氢气，吸收131.3 kj热量d1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸收131.3 kj热量解析：选c。h的数值要与热化学方程式中物质的化学计量数、状态相对应，a、b项错误，c项正确；热化学方程式中的化学计量数表示对应物质的物质的量，d项错误。8已知有关化学键的键能(kjmol1)分别为hh键：436，ii键：151，hi键：299。下列热化学方程式正确的是()a2hi(g)=h2(g)i2(g)h11 kjmol1b.h2(g)i2(g)=hi(g)h11 kjmol1ch2(g)i2(g)=2hi(g)h288 kjmol1d.h2(g)i2(g)=hi(g)h144 kjmol1解析：选a。据“h反应物总键能生成物总键能”计算出h相应的数值即可。9(2018南京高二质检)研究表明，化学反应中能量变化的本质是化学键的形成和断裂过程中释放和吸收能量。如图表示反应2h2(g)o2(g)=2h2o(g)的能量变化，下列有关说法中错误的是()a图中的是指吸收能量，是指放出能量b图示说明反应2h2(g)o2(g)=2h2o(g)是一个吸热反应c图示说明化学键的形成与断裂是化学反应中发生能量变化的根本原因d中a为484解析：选b。a项，断裂化学键吸收能量，形成化学键释放能量，正确；b项，由图可知反应物的总能量高于生成物的总能量，应为放热反应，错误；d项，a1 8521 368484，正确。10根据下列条件写出有关反应的热化学方程式，并回答相关问题。(1)已知1 g h2在氯气中燃烧可放出92.4 kj的热量，则h2在氯气中燃烧的热化学方程式为_。(2)已知：4hcl(g)o2(g)2cl2(g)2h2o(g)，当反应中有2 mol hcl被氧化时，放出57.8 kj的热量；。则中反应的热化学方程式是_；断开1 mol ho键与断开1 mol hcl键所需能量相差_kj。(3)含3.65 g hcl的盐酸与含0.1 mol agno3的溶液完全反应时放出的热量为a kj，写出该反应的热化学方程式：_。解析：(1)1 mol h2在氯气中燃烧时放出的热量为184.8 kj，常温下hcl、cl2均是气体。(2)由中反应式可知，反应中hcl全部被氧化，当有4 mol hcl被氧化时，放出的热量为115.6 kj，由此可写出对应的热化学方程式；设hcl键的键能为x kjmol1、ho键的键能为y kjmol1，依据中反应的热化学方程式和题中的已知数据有4x49824324y115.6，解得yx31.9。(3)在溶液中的反应，书写其热化学方程式时溶液后面要注明“aq”。答案：(1)h2(g)cl2(g)=2hcl(g)h184.8 kjmol1(2)4hcl(g)o2(g)2cl2(g)2h2o(g)h115.6 kjmol131.9(3)hcl(aq)agno3(aq)=agcl(s)hno3(aq)h10a kjmol1112so2(g)o2(g) 2so3(g)反应过程中的能量变化如图所示。已知1 mol so2(g)氧化为1 mol so3(g)的h99 kjmol1。请回答下列问题：(1)已知图中c点表示2 mol so3(g)的总能量，则a点表示_。(2)图中h_kjmol1。(3)向一密闭容器中充入1 mol so2和0.5 mol o2，反应达到平衡后放出的热量_(填“大于”“小于”或“等于”)99 kj。解析：(1)图中a点表示反应物总能量，c点表示生成物总能量。(2)1 mol so2(g)氧化为1 mol so3(g)的h99 kjmol1，所以2 mol so2(g)氧化为2 mol so3(g)时放出的热量是198 kj。(3)so2与o2的反应为可逆反应，则1 mol so2与0.5 mol o2不能完全反应，故放出的热量小于99 kj。答案：(1)2 mol so2(g)和1 mol o2(g)的总能量(2)198(3)小于能力提升12nf3是一种温室气体，其存储能量的能力是co2的12 00020 000倍，在大气中的寿命可长达740年，如表所示是几种化学键的键能：化学键nnffnf键能(kj/mol)946154.8283.0下列说法中正确的是()a过程n2(g)2n(g)放出能量b过程n(g)3f(g)nf3(g)放出能量c反应n2(g)3f2(g)=2nf3(g)的h0dnf3吸收能量后如果没有化学键的断裂与形成，仍可能发生化学反应 解析：选b。断裂化学键的过程，吸收能量，a错误；形成化学键的过程，放出能量，b正确；反应的h反应物的键能之和生成物的键能之和，则h946 kj/mol3154.8 kj/mol6283.0 kj/mol287.6 kj/mol，因此h0，c错误；化学反应过程中必有化学键的断裂与形成，d错误。13将v1 ml 1.00 moll1的盐酸和v2 ml未知浓度的naoh溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所示(实验中始终保持v1v250)。下列叙述正确的是()a做该实验时环境温度为22 b该实验表明化学能可以转化为热能cnaoh溶液的物质的量浓度约是1.00 moll1d该实验表明有水生成的反应都是放热反应解析：选b。从图中曲线可以看出，温度为22 时，v1为5，则v2为45，此时已经开始发生反应，所以22 一定不是环境温度，a项错。曲线随v1的增多而升高，随反应的进行，溶液温度升高说明反应放热，化学能转化为热能，b项正确。当v130时，温度最高，说明此时两者恰好完全反应，则c(naoh)1.50 moll1，c项错。该实验不能表明有水生成的其他反应都是放热反应，d项错。14甲烷与co2可用于合成合成气(主要成分是一氧化碳和氢气)：ch4(g)co2(g)=2co(g)2h2(g)，1 g ch4(g)完全反应可释放15.46 kj的热量，如图中能表示该反应过程的能量变化的是()解析：选d。1 g ch4完全反应释放15.46 kj的热量，则1 mol ch4完全反应放出的热量为247.36 kj，只有d项符合题意。15化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程，化学键的键能是形成(或断裂)1 mol化学键时释放(或吸收)的能量。已知白磷和p4o6的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能pp：198 kjmol1，po：360 kjmol1，o=o：498 kjm