《1-1 化学反应与能量的变化第一课时》 导学案3 (2)

第一节第一节 化学反应与能量的变化化学反应与能量的变化 第第1课时课时 焓变焓变 反应热反应热 目标要求目标要求 1 了解反应热的概念 知道化学反应 热效应与反了解反应热的概念 知道化学反应 热效应与反 应的焓变之间的关系 应的焓变之间的关系 2 知道反应热与化学键的关系 知道反应热与化学键的关系 3 知道反应热与反应物 生成物总能知道反应热与反应物 生成物总能 量的关系 量的关系 焓变焓变 反应热反应热 在化学反应过程中 不仅有物质的变化 同时还伴有在化学反应过程中 不仅有物质的变化 同时还伴有能量能量变化变化 1 焓和焓变焓和焓变 焓是焓是与物质内能有关的与物质内能有关的物理量 单位 物理量 单位 kJ mol 1 符号 符号 H 焓变是焓变是在恒压条件下 反应的热效应在恒压条件下 反应的热效应 单位 单位 kJ mol 1 符号 符号 H 2 化学反应中能量变化的原因化学反应中能量变化的原因 化学反应的本质是化学反应的本质是反应物分子中旧化学键断裂和生成物生成时反应物分子中旧化学键断裂和生成物生成时 新化学键形成的过程新化学键形成的过程 任何化学反应都有反应热 这是由于在化学反应过程中 当反任何化学反应都有反应热 这是由于在化学反应过程中 当反 应物分子间的化学键应物分子间的化学键断裂断裂时 需要时 需要克服原子间克服原子间的相互作用 这需要的相互作用 这需要 吸收吸收能量 当能量 当原子重新结合成生成物分子原子重新结合成生成物分子 即新化学键 即新化学键形成形成时 又时 又 要要释放释放能量 能量 H 反应物分子的 反应物分子的总键能总键能 生成物分子的 生成物分子的总键能总键能 3 放热反应与吸热反应放热反应与吸热反应 当反应完成时 生成物当反应完成时 生成物释放释放的总能量与反应物的总能量与反应物吸收吸收的总能量的的总能量的 相对大小 决定化学反应是吸热反应还是放热反应 相对大小 决定化学反应是吸热反应还是放热反应 1 当当 H为为 或或 H0时 为吸热反应 反应体系能量时 为吸热反应 反应体系能量升高升高 4 反应热思维模型反应热思维模型 1 放热反应和吸热反应放热反应和吸热反应 放热反应放热反应 吸热反应吸热反应 2 反应热的本质反应热的本质 以以H2 g Cl2 g 2HCl g H 186 kJ mol 1为例 为例 E1 E H H E Cl Cl E2 2E H Cl H E1 E2 知识点一知识点一 有关反应热的概念有关反应热的概念 1 下列说法正确的是 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 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 B 放热反应在常温下一定很容易发生 放热反应在常温下一定很容易发生 C 吸热反应在一定的条件下也能发生 吸热反应在一定的条件下也能发生 D 焓变的符号是 焓变的符号是 H 单位是 单位是kJ mol 1 反应热的单位是 反应热的单位是kJ 答案答案 C 2 已知在相同状况下 要使同一化学键断裂需要吸收的能量等 已知在相同状况下 要使同一化学键断裂需要吸收的能量等 于形成该化学键放出的能量 下列说法正确的是于形成该化学键放出的能量 下列说法正确的是 A 电解熔融的 电解熔融的Al2O3可以制得金属铝和氧气 该反应是一个放可以制得金属铝和氧气 该反应是一个放 出能量的反应出能量的反应 B 水分解产生氢气和氧气时放出能量 水分解产生氢气和氧气时放出能量 C 相同状况下 反应 相同状况下 反应2SO2 O2 2SO3是一个放热反应 则反是一个放热反应 则反 应应2SO3 2SO2 O2是一个吸热反应是一个吸热反应 D 氯化氢分解成氢气和氯气时放出能量 氯化氢分解成氢气和氯气时放出能量 答案答案 C 解析解析 由题意可以推测 如果一个反应过程放出能量 那么使由题意可以推测 如果一个反应过程放出能量 那么使 该反应向反方向进行则需要吸收能量 所以该反应向反方向进行则需要吸收能量 所以C正确 另外氢气和氧正确 另外氢气和氧 气反应 氢气和氯气反应 铝和氧气反应都是放出能量的反应 与气反应 氢气和氯气反应 铝和氧气反应都是放出能量的反应 与 它们相反的反应 水 氯化氢和它们相反的反应 水 氯化氢和Al2O3的分解都应该是吸收能量的反的分解都应该是吸收能量的反 应 故应 故A B D错误 错误 知识点二知识点二 反应热与化学键键能的关系反应热与化学键键能的关系 3 通常人们把拆开 通常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键某化学键所吸收的能量看成该化学键 的键能 现给出化学键的键能的键能 现给出化学键的键能 见下表见下表 化学键化学键 H H Cl C l Cl H 键能键能 kJ mol 1 436243431 请计算请计算H2 g Cl2 g 2HCl g 的反应热的反应热 A 862 kJ mol 1 B 679 kJ mol 1 C 183 kJ mol 1 D 183 kJ mol 1 答案答案 C 解析解析 拆开拆开1 mol H2和和1 mol Cl2中的化学键所吸收的能量是中的化学键所吸收的能量是43 6 kJ mol 1 243 kJ mol 1 679 kJ mol 1 形成 形成2 mol HCl所放所放 出的能量是出的能量是431 kJ mol 1 2 862 kJ mol 1 所以该反应的反应热 所以该反应的反应热 是是679 kJ mol 1 862 kJ mol 1 183 kJ mol 1 4 白磷的化学式为白磷的化学式为P4 分子的空间构型是正四面体 分子的空间构型是正四面体 如图如图 白磷在 白磷在 空气中燃烧生成十氧化四磷空气中燃烧生成十氧化四磷 P4O10 在十氧化四磷分子里只存在 在十氧化四磷分子里只存在P O和和P O两种共价键 两种共价键 已知几种共价键的键能 已知几种共价键的键能 P O 360 kJ mol 1 P O 585 kJ mol 1 P P 198 kJ mol 1 O O 498 kJ mol 1 请问 在请问 在P4 s 5O2 g P4O10 s 中 中 H 答案答案 2 982 kJ mol 1 解析解析 由由P4的分子结构和的分子结构和P4 5O2P4O10的物质变化的物质变化 点点燃燃 在 在P4O10分子中只存在分子中只存在P O和和P O两种共价键 两种共价键 P4O10中中P显 显 5 价 价 O显 显 2价等事实可知 在价等事实可知 在P4分子结构的基础上 每分子结构的基础上 每2个个P原子之原子之 间插入间插入1个个O原子形成原子形成2个个P O键 每个键 每个P原子再结合原子再结合1个个O原子形成原子形成 P O键 就构成了键 就构成了P4O10的分子结构 这样 在的分子结构 这样 在1个个P4O10分子中共分子中共 有有12个个P O键 键 4个个P O键 键 H 反应物键能总和 生成物键能总和 反应物键能总和 生成物键能总和 6 198 kJ mol 1 5 498 kJ mol 1 12 360 kJ mol 1 4 585 kJ mol 1 2 982 kJ mol 1 知识点三知识点三 反应热与反应物 生成物总能量的关系反应热与反应物 生成物总能量的关系 5 对放热反应 对放热反应 A B C D 以下说法一定正确的是 以下说法一定正确的是 EA EB EC ED分别表示物质分别表示物质A B C D所具有的能量所具有的能量 A EA EB B EA EB EC C EA EB EC ED D EA EBE 生成物生成物 反应放热 反应放热 E 反应物反应物 Q3 B Q1 Q2 2Q3 C Q1 Q2 Q3 D Q1 Q2 2Q3 答案答案 D 解析解析 根据能量守恒原理 破坏化学键吸收的能量 形成新化根据能量守恒原理 破坏化学键吸收的能量 形成新化 学键放出的能量 反应热 对于该放热反应 学键放出的能量 反应热 对于该放热反应 H 0 则 则Q1 Q2 2 Q3 0 故 故Q1 Q2 2Q3 练方法技巧练方法技巧 思维模型的运用思维模型的运用 4 已知已知H2 g O2 g H2O g 反应过程中能量变化如图 问 反应过程中能量变化如图 问 a 1 2 b c分别代表什么意义 该反应是放热反应还是吸热反应 分别代表什么意义 该反应是放热反应还是吸热反应 H大大 于零还是小于零 于零还是小于零 答案答案 a代表旧键断裂吸收的能量 代表旧键断裂吸收的能量 b代表新键生成释放的能量代表新键生成释放的能量 c代表反应热 该反应为放热反应 代表反应热 该反应为放热反应 H 0 解析解析 H2 g 和和 O2 g 与与2H g 和和O g 之间的能量差是之间的能量差是H2 g 2H 1 2 g 和和 O2 g O g 过程中断开过程中断开H H键和键和O O键吸收的能量 故键吸收的能量 故 1 2 a代表旧键断裂吸收的能量 代表旧键断裂吸收的能量 b代表代表2H g O g 结合成结合成H2O g 过程中过程中 化学键所放出的能量 化学键所放出的能量 c代表成键所释放的能量与断键吸收的能量之代表成键所释放的能量与断键吸收的能量之 差 由图可知该反应中反应物总能量大于生成物总能量 故该反应差 由图可知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 为放热反应 H 0 练综合拓展练综合拓展 5 下表中的数据是破坏 下表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量物质中的化学键所消耗的能量 kJ 物质物质Cl2Br2I2HClHBrHIH2 能量能量 kJ 243193151432366298436 根据上述数据回答根据上述数据回答 1 5 题 题 1 下列物质本身具有的能量最低的是下列物质本身具有的能量最低的是 A H2 B Cl2 C Br2 D I2 2 下列氢化物中 最稳定的是下列氢化物中 最稳定的是 A HCl B HBr C HI 3 X2 H2 2HX X代表代表Cl Br I 的反应是吸热反应还是放热的反应是吸热反应还是放热 反应 反应 答 答 4 相同条件下 相同条件下 X2 X代表代表Cl Br I 分别与氢气反应 当消耗分别与氢气反应 当消耗 等物质的量的氢气时 放出或吸收的热量最多的是等物质的量的氢气时 放出或吸收的热量最多的是 5 若无上表中的数据 你能正确回答出问题若无上表中的数据 你能正确回答出问题 4 吗 吗 答 答 你的根据是 你的根据是 答案答案 1 A 2 A 3 放热反应放热反应 4 Cl2 5 能能 元素的非金属性越强 生成的氢化物越稳定 反应放出的热量元素的非金属性越强 生成的氢化物越稳定 反应放出的热量 就越多就越多 解析解析 破坏破坏1 mol物质的化学键时所消耗的能量与相同条件下由物质的化学键时所消耗的能量与相同条件下由 形成该物质的原子形成形成该物质的原子形成1 mol该物质放出的能量相等 放出的能量越该物质放出的能量相等 放出的能量越 多 物质本身具有的能量越低 分子越稳定 多 物质本身具有的能量越低 分子越稳定 1 生成生成1 mol H2时放时放 出的能量最多 为出的能量最多 为436 kJ 2 在氢化物中 生成在氢化物中 生成1 mol HCl时放出时放出 的能量最多 为的能量最多 为432 kJ 3 分别计算出三个反应放出的热量依次为分别计算出三个反应放出的热量依次为 185 kJ 103 kJ和和9 kJ 6 已知 已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ 且氧 且氧 气中气中1 mol O O键完全断裂时吸收热量键完全断裂时吸收热量496 kJ 水蒸气中 水蒸气中1 mol H O键形成时放出热量键形成时放出热量463 kJ 则氢气中 则氢气中1 mol H H键断裂时吸键断裂时吸 收热量是收热量是 答案答案 436 kJ 解析解析 因为因为1 1 g g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121121 kJkJ 所 所 以以1 1 molmol H H2 2与与 molmol O O2 2 1 1 2 2 完全燃烧生成完全燃烧生成1 1 molmol水蒸气时放出热量水蒸气时放出热量242242 kJkJ 而化学反应中之所以 而化学反应中之所以 存在能量的变化是因为存在能量的变化是因为 在化学反应过程中存在旧键的断裂与新键的形成 其中旧键的断在化学反应过程中存在旧键的断裂与新键的形成 其中旧键的断 裂需要吸收能量而新键的形成需要放出能量 发生上述反应裂需要吸收能量而新键的形成需要放出能量 发生上述反应H H2 2 g g O O2 2 g g H H2 2O g O g H H 242242 kJkJ molmol 1 1时所发生键的变化为断裂 时所发生键的变化为断裂1 1 1 1 2 2 molmol H H H H键和键和 molmol