人教版选修4 第1章第1节 化学反应与能量的变化（第1课时） 学案 (4).doc

第1课时焓变反应热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了解化学能与热能的相互转化，了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。3了解反应热和焓变的含义。细读教材记主干1化学反应的基本特征(1)物质变化：即有新物质生成，其本质上是旧化学键的断裂和新化学键的生成。(2)能量变化：即放出能量或吸收能量。2焓变和反应热(1)焓变焓：与内能有关的物理量。焓变：生成物与反应物的焓值差，决定了某一化学反应是放热反应还是吸热反应。(2)反应热：反应在恒压条件下，化学反应的热效应等于焓变，即反应热。用h表示反应热。3h的正、负与放热反应和吸热反应的关系h0时，为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量。h0时，为吸热反应，反应物的总能量低于生成物的总能量。新知探究1焓变与反应热的关系项目内容定义在恒压条件下，化学反应过程中所释放或吸收的能量，都可以用热量来表示，叫做反应热。又称焓变。符号h单位kj/mol或kjmol1注意事项任何化学反应都有反应热，即焓变h0h的大小与反应条件无关2.化学反应中能量变化的原因(1)微观角度若e1e2，反应吸收能量，h0，为吸热反应；若e1e2，反应放出能量，h0，反应吸热时h0c一个化学反应中，当反应物的总能量大于生成物的总能量时，反应放热，h为“”d一个化学反应中，当生成物总键能大于反应物的总键能时，反应吸热，h为“”解析反应热也指反应中吸收的热量，a错误；在反应中生成物比反应物所具有的总能量少，反应放热，反之则吸热，c正确；化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，断键时吸收能量即反应物键能，成键时放出能量即生成物键能，后者大，则反应为放热反应，h为“”，d错误。答案c新知探究1常温下就能进行的反应一定是放热反应吗？需要加热才能进行的反应一定是吸热反应吗？提示：常温下就能进行的反应不一定是放热反应，如ba(oh)28h2o与nh4cl的反应是吸热反应。有些放热反应需加热才能进行，如碳的燃烧。2下列过程，属于放热反应的是_，属于吸热反应的是_。盐酸和氢氧化钠溶液的反应；甲烷在空气中燃烧；co2和c共热反应生成co；液态水变成水蒸气；常温下，ba(oh)28h2o能与nh4cl反应。提示：；名师点拨1常见的放热反应和吸热反应(1)常见的放热反应绝大多数化合反应，如caoh2o=ca(oh)2。所有的燃烧反应，如ch42o2co22h2o。酸碱中和反应，如naohhcl=naclh2o。活泼金属与酸或水的反应，如2na2h2o=2naohh2。部分特殊反应，如铝热反应、过氧化钠与水或co2的反应、氨的催化氧化等。(2)常见的吸热反应绝大多数分解反应，如caco3caoco2。铵盐与碱的反应，如2nh4cl(s)ba(oh)28h2o(s)=bacl22nh310h2o。以c、co和h2为还原剂的氧化还原反应，如c(s)h2o(g)co(g)h2(g)。2放热反应与吸热反应的比较类型比较放热反应吸热反应定义有热量放出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强弱的关系生成物分子成键时释放出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出的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量表示方法h0h03.注意事项(1)物质发生化学反应一定伴随着能量变化，但伴随能量变化的物质变化不一定都是化学变化。如水蒸气变成液态水的过程放热，但该变化为物理变化。(2)化学反应的能量变化主要表现为热量变化，但并不完全是热量变化，还有光能、电能等。(3)一个反应是吸热反应还是放热反应与反应条件无必然关系。有些放热反应需加热才能进行，如碳的燃烧；有些吸热反应在常温下即可进行，如ba(oh)28h2o与nh4cl 的反应。对点演练2下列图示变化为吸热反应的是()解析选项b中反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应；c项浓h2so4溶于水放出热量，且不属于化学反应；d项zn与稀盐酸的反应为放热反应。答案a1下列说法正确的是()a焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化b当反应放热时h0c在加热条件下发生的反应均为吸热反应dnacl熔化发生了离子键的断裂，属于化学变化解析：选b焓变与反应物的状态、反应物的物质的量、反应温度及压强有关，反应物的量越多则焓变值越大，a错误；有些放热反应需加热才能进行，如碳的燃烧，c错误；nacl熔化只有旧化学键的断裂，没有新化学键的生成，属于物理变化，d错误。2下列反应中，生成物的总能量大于反应物的总能量的是()a氢气在氧气中燃烧b铁丝在氧气中燃烧c硫在氧气中燃烧d焦炭在高温下与水蒸气反应解析：选da、b、c三项均为放热反应，说明它们的反应物的总能量大于生成物的总能量，多余的能量以热能的形式放出；d项为吸热反应，正好相反，故d项正确。3在下列变化过程中，h0的变化有()液态水变成水蒸气酸碱中和反应浓硫酸稀释固体naoh溶于水h2在cl2中燃烧a2项 b3项c4项 d5项解析：选c为吸热过程，、为放热过程，h0。4双选化学反应过程中的能量变化如图所示，判断以下说法正确的是()a图甲表示的是吸热反应b图乙表示的是放热反应c图甲中h0解析：选c、d由图像分析可知甲：e反应物e生成物，反应放热，h0；乙：e反应物0。5已知h2(g)o2(g)=h2o(g)，反应过程中能量变化如图所示，问：(1)a、b、c分别代表什么意义？a_；b_；c_。(2)该反应是放热反应还是吸热反应？_，h大于零还是小于零？_。解析：(1)h2(g)和 o2(g)与2h(g)和o(g)之间的能量差是h22h(g)和 o2o(g)过程中断开hh键和oo键需吸收的能量。所以a代表旧键断裂吸收的能量，b代表2h(g)o(g)结合成oh键所放出的能量，c代表成键所释放的能量断键所吸收的能量，即bac。(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。答案：(1)代表旧键断裂吸收的能量代表新键生成放出的能量代表反应热(2)放热反应小于零一、选择题1关于化学反应的本质的说法正确的是()a化学反应都有新物质生成b化学反应都有能量变化c化学反应是旧键断裂新键形成的过程d化学反应的发生都需要在一定条件下解析：选c化学反应的本质是旧键断裂和新键形成。在这个过程中，原子重新组合生成新物质，同时伴随着能量的变化。2下列说法正确的是()a反应热就是反应中放出的能量b已知某反应的焓变小于零，则反应产物的焓大于反应物的焓c由c(石墨)c(金刚石)h1.9 kj/mol，可知，金刚石比石墨稳定d等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多解析：选d反应过程中所放出或吸收的热量都是反应热，因此a错；焓变小于零，则反应产物的焓小于反应物的焓，b错；由c(石墨)c(金刚石)h1.9 kj/mol可知，金刚石能量高，不稳定，c错；因为硫固体变为硫蒸气要吸热，所以等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多，d正确。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b灼热的c与co2反应cba(oh)28h2o与nh4cl反应d甲烷在氧气中的燃烧反应解析：选bal与盐酸反应是放热反应；灼热的c和co2反应是氧化还原反应， 同时又是吸热反应；c中反应也是吸热反应，但不是氧化还原反应；甲烷的燃烧是放热反应。4根据化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成这一现实，下列变化不属于化学反应的是()a白磷在260 时转化为红磷b石墨在高温下转化为金刚石cnaoh溶于水d五氧化二磷吸水解析：选ca、b、d三个选项的变化过程均有旧键断裂(反应物被破坏)过程和新键形成(新物质生成)过程，属于化学变化。只有c选项中naoh溶于水只有旧键断裂(离子键被破坏)而无新键形成(新物质生成)，故不属于化学变化。5对于反应3a=2b，如图所示，下列说法不正确的是()a该反应为吸热反应b该反应一定有能量转化成了化学能c反应物比生成物稳定d因为生成物的总能量高于反应物的总能量，所以该反应不需要加热解析：选d由图可知，反应物的总能量小于生成物的总能量，故该反应是吸热反应，一定有能量转化成化学能，a、b项正确；物质本身所含有的能量越低，该物质越稳定，c项正确；吸热反应有的需要加热，d错误。6将盛有nh4hco3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中，然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。由此可见()anh4hco3和盐酸的反应是放热反应b该反应中，热能转化为产物内部的能量c反应物的总能量高于生成物的总能量d该实验说明放热反应无需加热就能进行解析：选b醋酸逐渐凝固，说明nh4hco3与盐酸反应使醋酸的温度降低，因此该反应为吸热反应，a错误；吸热反应中反应物吸收能量，得到的生成物内能增加，b正确；反应物的总能量低于生成物的总能量，c错误；该反应为吸热反应，该实验说明有些吸热反应无需加热就能进行，d错误。7下列变化一定为放热的化学反应的是()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解析：选da项h2o(g)=h2o(l)为物理变化；b项h0，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)h(反应物)，反应放热。8反应abc(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。9已知化学反应a2(g)b2(g)=2ab(g)的能量变化如图所示，下列叙述中正确的是()a每生成2分子ab吸收b kj热量b该反应热h(ab) kj/molc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，放出a kj能量解析：选b观察题给图像可以得到，上述反应的反应物总能量低于生成物总能量，为吸热反应，其中反应热h(ab) kj/mol。化学反应过程中，化学键断裂为吸热过程，化学键形成为放热过程。10根据如图所示的反应判断下列说法中错误的是()aco2(g)和cao(s)的总能量大于caco3(s)的总能量b该反应的焓变大于零c该反应中有离子键断裂也有共价键断裂，化学键断裂吸收能量，化学键生成放出能量d由该反应可推出凡是需要加热才发生的反应均为吸热反应解析：选d因为碳酸钙受热分解是吸热反应，co2(g)和cao(s)的总能量大于caco3(s)的总能量，焓变大于零，故a、b项正确；c项，在caco3中，ca2和co之间存在离子键，co中，c与o之间存在共价键，故反应中有离子键断裂也有共价键断裂，断键吸收能量，成键放出能量，c项正确；需要加热才发生的反应不一定为吸热反应，如碳的燃烧反应就是放热反应，d项错误。11sf6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s(s)3f2(g)=sf6(g)的反应热h为()a1 780 kj/mol b1 220 kj/molc450 kj/mol d430 kj/mol解析：选b化学反应的实质是旧键的断裂和新键的生成，旧键的断裂吸收能量，新键的生成放出能量，两个能量变化的总体效应即为反应的热效应。s(s)3f2(g)=sf6(g)的反应过程中旧键断裂吸收的能量为280 kj160 kj3760 kj，新键生成放出的能量为330 kj61 980 kj，反应放出1 220 kj的能量，h1 220 kj/mol。12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能量解析：选dn4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 kj/mol2941 kj/mol724 kj/mol，故b项错误，d项正确。二、非选择题13下列反应中，属于放热反应的是_，属于吸热反应的是_(填序号)。煅烧石灰石制生石灰燃烧木炭取暖炸药爆炸中和反应生石灰与水制熟石灰食物因氧化而变质解析：常见的放热反应：活泼金属与水或酸的反应、中和反应、燃烧反应、多数化合反应；常见的吸热反应：多数的分解反应、氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应、水煤气的生成反应、碳和二氧化碳生成一氧化碳的反应。答案：14在一定条件下，a和b反应可生成c和d，其能量变化如下： (1)下列关于反应ab=cd的说法正确的是_。a反应前后原子的种类和数目一定不变b该反应若有热量变化，则一定是氧化还原反应c若该反应为放热反应，则不需加热反应就一定能进行d反应物的总质量与生成物的总质量一定相等，且该反应遵循能量守恒(2)若e1e2，则该反应为_(填“吸热”或“放热”)反应，该反应的反应热为_。解析：(1)每个反应都遵循质量守恒和能量守恒，故a、d两项正确。任何反应都伴随着能量变化，b项错误。某一反应是放热反应还是吸热反应与反应条件无关，加热是为了使旧化学键断裂，引发反应，c项错误。(2) 答案：(1)a、d(2)吸热h(e2e1) kj/mol15如图是某同学设计的放热反应的观察装置，其实验顺序是：按图所示将实验装置连接好；在u形管内加入少量红墨水(或品红溶液)打开t形管螺旋夹，使u形管内两边的液面处于同一水平面，再夹紧螺旋夹；在中间的试管里盛1 g cao，当滴入2 ml左右的蒸馏水后，即可观察。试回答：(1)实验中观察到u形管中的现象是_。(2)该实验中必须进行的一步实验操作是_。(3)该实验的原理是_。(4)实验中进行反应的化学方程式是_。(5)说明cao和h2o的能量之和与ca(oh)2的能量之间的关系：_。(6)若该实验中cao换成nacl，则_(填“能”或“不能”)观察到相同现象。解析：从提供的仪器和目的来看，意在通过观察u形管里液面变化指示左边装置中发生反应的热量变化。自然想到了热胀冷缩现象；而在实验中利用大试管里的空气膨胀，故此实验要求装置必须气密性良好，否则无法观察到现象。答案：(1)红墨水或品红溶液沿开口端上升(2)检查装置气密性(3)cao和水反应放出热量使大试管中空气膨胀，引起红墨水或品红溶液在u形管中的位置不再相平(4)caoh2o=ca(oh)2(5)cao和h2o的能量之和大于ca(oh)2的能量(6)不能能力提升16下表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量(kj)：物质cl2br2i2h2hclhihbr键能(kj/mol)243193151436431298366根据上述数据回答(1)(4)题。(1)下列物质本身具有的能量最低的是()ah2 bcl2 cbr2 di2(2)下列氢化物本身具有的能量最低的是()ahclbhbrchi (3)x2h2=2hx(x代表cl、br、i)的反应是_反应。(填“吸热”或“放热”)(4)相同条件下，x2(x代表cl、br、i)分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出的热量最多的是_。解析：(1)破坏物质中的化学键消耗能量越多，说明原物质越稳定，本身能量越少，由表知h2应具有最低能量。(2)物质越不活泼，与h2形成氢化物越不稳定，本身能量越高，故选a。(3)由表可知，反应物x2h2的能量都小于氢化物2倍的能量，故均为放热反应。(4)由表可知，反应物cl2h2所具有的能量，与2倍hcl的能量相差最大，故放热最多，因化学反应的本质是旧键断裂吸热，新键形成放热。