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 (1).doc

第一节化学反应与能量的变化第1课时焓变反应热1反应热“三要素”：(1)符号：h。(2)单位：“kj/mol”(3)正、负号：h0为吸热反应。2反应热计算“两公式”：(1)h反应物断键吸收的能量总和生成物成键放出的能量总和。(2)h生成物的总能量反应物的总能量。1什么是放热反应？什么是吸热反应？化学反应是放热反应还是吸热反应与反应物总能量和生成物总能量之间有什么关系？提示：放出热量的化学反应叫放热反应；吸收热量的化学反应叫吸热反应。化学反应是吸热还是放热反应，决定于反应物总能量(e1)与生成物总能量(e2)的相对大小。若e1e2，反应放热；若e1e2，反应吸热。2断开化学键和形成化学键是吸收能量还是放出能量？化学键与化学反应中能量变化的关系是什么？提示：断开化学键需要吸收能量；形成化学键放出能量。反应是吸热还是放热取决于断裂化学键吸收的能量与形成化学键释放能量的相对大小。若断裂化学键吸收能量大于形成化学键释放的能量，则该反应为吸热反应；若断裂化学键吸收能量小于形成化学键释放的能量，则该反应为放热反应。焓变反应热新知探究探究1化学反应的本质是什么？断裂化学键、形成化学键与物质能量之间有什么关系？提示：化学反应的本质是化学键旧键的断裂和新键的形成。其中断裂化学键吸收能量；形成化学键放出能量。探究2什么是焓？什么是焓变？焓变与吸热、放热反应的关系是什么？提示：焓(h)是与内能有关的物理量。等压条件下的热效应等于焓变，焓变(h)是生成物与反应物的焓值差。单位是kjmol1。h为“”，即h0时，为吸热反应。探究31 mol h2与0.5 mol o2完全反应生成1 mol液态水时放出285.8 kj的热量，你能确定该反应的焓变(h)是多少吗？提示：h285.8 kjmol1必记结论1化学反应的本质2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意义h0表示该反应为吸热反应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成功体验1判断下列说法的正误(正确的用“”，错误的用“”)(1)任何化学反应均伴随能量的变化()(2)焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化()(3)h0的反应为放热反应()(4)伴有能量变化的物质变化都是化学变化()答案：(1)(2)(3)(4)2对于放热反应2h2(g)o2(g)=2h2o(l)，下列说法正确的是()a生成物h2o所具有的总焓高于反应物h2和o2所具有的总焓b反应物h2和o2所具有的总焓高于生成物h2o所具有的总焓c反应物h2和o2所具有的总焓等于生成物h2o所具有的总焓d反应物h2和o2比生成物h2o稳定解析：选b反应物总焓高于生成物总焓的反应是放热反应，反应物总焓低于生成物总焓的反应是吸热反应。焓值越低，物质越稳定。化学反应中的能量变化新知探究探究1以h2(g)cl2(g)=2hcl(g)反应的能量变化为例，填写下表中的空白。化学键反应中能量变化1 mol ab化学键反应中能量变化hh吸收436 kj共吸收679 kjclcl吸收243 kjhcl放出431 kj共放出862 kj结论h2(g)cl2(g)=2hcl(g)的反应热h183_kj/mol探究2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吸热反应，如ba(oh)28h2o与nh4cl的反应。有些放热反应需加热才能进行。如碳的燃烧。探究3有下列变化：盐酸和氢氧化钠溶液的反应；甲烷在空气中燃烧；氢气(h2)和氟气(f2)反应，焓变小于0；co2和c共热反应生成co，该反应h0；液态水变成水蒸气；常温下，ba(oh)28h2o能与nh4cl反应，该反应的h0。(1)上述变化中，属于放出热量的化学反应有哪些？(2)吸热或放热反应也可以用能量图来表示(如图)，该图可以表示上述变化中的哪些化学反应？提示：(1)、(2)、必记结论1化学反应过程中能量变化的图示(以放热反应为例)其中he1e22吸热反应与放热反应的比较类型比较放热反应吸热反应定义释放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强弱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裂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裂时吸收的总能量表示方法h0判断依据(1)根据h的“”和“”判断：h为“”为吸热反应，h为“”为放热反应。(2)总能量差判断：若e(反应物)e(生成物)，为放热反应：若e(生成物)e(反应物)，则为吸热反应。图示成功体验3下列图示变化为吸热反应的是()解析：选a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；浓h2so4溶于水放出热量，且不属于化学反应；zn与稀盐酸的反应为放热反应。4已知拆开1 mol h2中的化学键要吸收436 kj的能量，拆开1 mol o2中的化学键要吸收496 kj的能量，形成水分子中的1 mol ho键要放出463 kj的能量，试计算2h2o2=2h2o反应中的h_kjmol1。解析：h(436 kjmol12496 kjmol1)463 kjmol14484 kjmol1。答案：484考查焓变与物质能量的关系例1已知化学反应a2(g)b2(g)=2ab(g)的能量变化如图所示，判断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。答案b(1)放热反应是体系反应后放出能量而使体系的能量降低，h0；物质的稳定性增强。如abha。(2)吸热反应是反应通过加热、光照等外界条件吸收能量而使体系的能量升高，h0；物质的稳定性减弱。如abh0，则稳定性ab。1金刚石和石墨的转化关系为：c(s金刚石)=c(s石墨)h1.9 kjmol1试判断金刚石和石墨哪种物质更稳定？提示：石墨具有的能量低，故石墨更稳定。考查h的两种计算方法例2(重庆高考)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s(s)3f2(g)=sf6(g)的反应热h为()a1780 kj/molb1220 kj/molc450 kj/mol d430 kj/mol解析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 kj61980 kj，反应放出1 220 kj的能量，h1 220 kj/mol。答案bh的计算方法(1)h反应物断键吸收的总能量生成物成键释放的总能量(2)h生成物所具有的总能量(e2)反应物所具有的总能量(e1)2已知：化学键hhnnnh拆开该键吸收能量(kj/mol)436946391试计算n2(g)3h2(g)=2nh3(g)的h是多少？解析：断裂化学键需要吸收的能量为：43639462254 kj，生成新键放出的能量为：39162346 kj，故反应放出的热量为：2346 kj2254 kj92 kj，即h92 kj/mol。答案：h92 kj/mol课堂双基落实1关于化学反应的说法错误的是()a如图所示的反应为放热反应b化学反应中有物质变化也有能量变化c需要加热的化学反应不一定是吸热反应d化学键断裂吸收能量，化学键生成放出能量解析：选a由图可知，反应物的总能量小于生成物的总能量。故该反应为吸热反应。2下列说法正确的是()a反应热是1 mol物质参加反应时的能量变化b当反应放热时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值差来决定解析：选d化学反应过程中释放或吸收的热量称为反应热，a项错误；当反应放热时h0，b项错误；只有在恒压条件下，化学反应的焓变才等于化学反应的反应热，因为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值差，也可以根据断键时吸收的能量与成键时放出的能量的相对大小判断，d项正确。3下列说法正确的是()a反应热就是反应中放出的热量b当反应放热时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，生成物成键放出的总能量大于反应物断键吸收的总能量时，反应吸热，h为“”解析：选c反应热即包括反应中放出的热量，也包括反应中吸收的热量，a错误；反应放热时h0，b错误；当生成物的成键放出的总能量大于反应物的断键吸收的总能量时，反应放热，h为“”，d错误。4双选题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cd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。5.2013年6月11日我国成功发射的“神舟十号”载人飞船的外壳覆盖了一种新型结构陶瓷材料，其主要成分是氮化硅，该陶瓷材料可由石英固体与焦炭颗粒在高温的氮气流中通过如下反应制得：sio2cn2si3n4co该反应变化过程中的能量变化如图所示。回答以下问题。(1)上述反应中的还原剂是_，其还原产物是_。(2)该反应_(填“吸热”或“放热”)，反应热h_0(填“”“”或“”)。解析：(1)sio2cn2si3n4co，反应中碳元素的化合价由0升高到2，氮元素的化合价由0降低到3。故反应中的还原剂是c，还原产物为si3n4。(2)该反应过程中，反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应，h0。答案：(1)csi3n4(2)放热0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，为吸热反应；c项，不能确定反应是放热还是吸热；d项，由图可知生成物的总能量反应物的总能量，为放热反应。3下列反应既属于氧化还原反应，又是吸热反应的是()a铝片与稀盐酸的反应bba(oh)28h2o与nh4cl的反应c灼热的炭与co2的反应d甲烷在氧气中的燃烧反应解析：选ca、d为放热反应，b为吸热反应但不属于氧化还原反应。4已知：h2(g)f2(g)=2hf(g)h546.6 kj/mol，下列说法正确的是()ah2和f2反应生成hf的反应是吸热反应b在相同条件下，1 mol h2与1 mol f2的能量总和大于2 mol hf气体的能量che(h2)e(f2)e(hf)(e表示拆开或形成1 mol化学键吸收或放出的能量)d通常情况下，该反应发生的条件是加热或光照解析：选bh546.6 kjmol1，说明该反应是放热反应，a错误；h反应物断键吸收的能量总和生成物成键放出的能量总和，c项中应为2e(hf)，错误；h2与f2在黑暗处就能发生反应，d错误。5对于反应3a=2b，根据下图，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由题图可知，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。6已知反应ab=cd为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是()aa的能量一定高于cbb的能量一定高于dca和b的能量总和一定高于c和d的能量总和d因该反应为放热反应，故不必加热就可自动进行解析：选c所有反应物的总能量高于所有生成物的总能量时，反应为放热反应。7.由右图分析，下列说法正确的是()aabc和bca两个反应吸收或放出的能量不等babch0，则bcah0解析：选d由图可看出，bc的焓高于a的焓，则反应bca一定是放热反应，h0；反之，abc的反应一定是吸热反应。根据能量守恒定律，两反应吸收和放出的能量一定相等。8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。9(大纲全国卷)反应abc(h0)，xc(h”或“”)。解析：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o=o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h2o(g)中的氢氧键所放出的能量，c则代表反应物总能量与生成物总能量之差，即ab，亦即反应热。(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。答案：(1)旧键断裂吸收的能量新键形成放出的能量代表反应热(2)放热12在一定条件下，a和b反应可生成c和d，其能量