1、第一章化學反應與能量第一節化學反應與能量的變化第1課時焓變反應熱目標要求1.了解反應熱的概念，知道化學反應、熱效應與反應的焓變之間的關系。2.知道反應熱與化學鍵的關系。3.知道反應熱與反應物、生成物總能量的關系。焓變反應熱在化學反應過程中，不僅有物質的變化，同時還伴有能量變化。1焓和焓變焓是與物質內能有關的物理量。單位：kJ·mol1，符號：H。焓變是在恒壓條件下，反應的熱效應。單位：kJ·mol1，符號：H。2化學反應中能量變化的原因化學反應的本質是反應物分子中舊化學鍵斷裂和生成物生成時新化學鍵形成的過程。任何化學反應都有反應熱，這是由于在化學反應過程中，當反應物分子間的

2、化學鍵斷裂時，需要克服原子間的相互作用，這需要吸收能量；當原子重新結合成生成物分子，即新化學鍵形成時，又要釋放能量。H反應物分子的總鍵能生成物分子的總鍵能。3放熱反應與吸熱反應當反應完成時，生成物釋放的總能量與反應物吸收的總能量的相對大小，決定化學反應是吸熱反應還是放熱反應。(1)當H為“”或H<0時，為放熱反應，反應體系能量降低。(2)當H為“”或H>0時，為吸熱反應，反應體系能量升高。4反應熱思維模型(1)放熱反應和吸熱反應 放熱反應吸熱反應(2)反應熱的本質(以H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H186 kJ·mol1為例)E1：E(HH)E(ClCl)E2：2

3、E(HCl)HE1E2知識點一有關反應熱的概念1下列說法正確的是()A需要加熱才能發生的反應一定是吸熱反應B放熱反應在常溫下一定很容易發生C吸熱反應在一定的條件下也能發生D焓變的符號是H，單位是kJ·mol1，反應熱的單位是kJ答案C2已知在相同狀況下，要使同一化學鍵斷裂需要吸收的能量等于形成該化學鍵放出的能量。下列說法正確的是()A電解熔融的Al2O3可以制得金屬鋁和氧氣，該反應是一個放出能量的反應B水分解產生氫氣和氧氣時放出能量C相同狀況下，反應2SO2O2=2SO3是一個放熱反應，則反應2SO3=2SO2O2是一個吸熱反應D氯化氫分解成氫氣和氯氣時放出能量答案C解析由題意可以推

4、測，如果一個反應過程放出能量，那么使該反應向反方向進行則需要吸收能量，所以C正確；另外氫氣和氧氣反應、氫氣和氯氣反應、鋁和氧氣反應都是放出能量的反應，與它們相反的反應：水、氯化氫和Al2O3的分解都應該是吸收能量的反應，故A、B、D錯誤。知識點二反應熱與化學鍵鍵能的關系3通常人們把拆開1 mol某化學鍵所吸收的能量看成該化學鍵的鍵能。現給出化學鍵的鍵能(見下表)：化學鍵HHClClClH鍵能/(kJ·mol1)436243431請計算H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)的反應熱()A862 kJ·mol1 B679 kJ·mol1C183 kJ·mol

5、1 D183 kJ·mol1答案C解析拆開1 mol H2和1 mol Cl2中的化學鍵所吸收的能量是436 kJ·mol1243 kJ·mol1679 kJ·mol1；形成2 mol HCl所放出的能量是431 kJ·mol1×2862 kJ·mol1，所以該反應的反應熱是679 kJ·mol1862 kJ·mol1183 kJ·mol1。4.白磷的化學式為P4，分子的空間構型是正四面體(如圖)。白磷在空氣中燃燒生成十氧化四磷(P4O10)，在十氧化四磷分子里只存在PO和P=O兩種共價鍵。 已

6、知幾種共價鍵的鍵能：PO 360 kJ·mol1；P=O 585 kJ·mol1；PP 198 kJ·mol1；O=O 498 kJ·mol1。請問：在P4(s)5O2(g)=P4O10(s)中，H_。答案2 982 kJ·mol1解析由P4的分子結構和P45O2P4O10的物質變化，在P4O10分子中只存在PO和P=O兩種共價鍵，P4O10中P顯5價、O顯2價等事實可知，在P4分子結構的基礎上，每2個P原子之間插入1個O原子形成2個PO鍵，每個P原子再結合1個O原子形成P=O鍵，就構成了P4O10的分子結構。這樣，在1個P4O10分子中共有1

7、2個PO鍵、4個P=O鍵。H反應物鍵能總和生成物鍵能總和6×198 kJ·mol15×498 kJ·mol1(12×360 kJ·mol14×585 kJ·mol1)2 982 kJ·mol1。知識點三反應熱與反應物、生成物總能量的關系5對放熱反應：AB=CD，以下說法一定正確的是(EA、EB、EC、ED分別表示物質A、B、C、D所具有的能量)()AEA>EB BEA>EBECCEAEB>ECED DEAEB<ECED答案C解析反應物所具有的總能量高于生成物所具有的總能量，在發生化

8、學反應時，有一部分能量會轉變成熱能釋放出來，這類反應即為放熱反應。6.由上圖分析，有關敘述正確的是()AABC和BCA兩個反應吸收或放出的能量不等BABC是放熱反應CA具有的能量高于B和C具有的能量總和DABC是吸熱反應，則BCA必然是放熱反應答案D解析本題考查化學反應中的能量變化，由圖可知，BC的能量高于A的能量，則反應BCA一定是放熱反應；反之，ABC則是吸熱反應。根據能量守恒定律，兩反應的反應熱在數值上相等，符號相反。練基礎落實1下列說法不正確的是()A任何化學反應都伴隨著能量變化B化學反應中的能量變化都表現為熱量變化C反應物的總能量高于生成物的總能量時，發生放熱反應D反應物的總能量低于

9、生成物的總能量時，發生吸熱反應答案B解析任何化學反應都伴隨著能量變化，但能量變化不一定表現為熱量變化，還可能以光能等其他形式的能量放出；E(反應物)>E(生成物)，反應放熱，E(反應物)<E(生成物)，反應吸熱。2已知HH鍵鍵能(斷裂時吸收或生成時釋放的能量)為436 kJ·mol1，HN鍵鍵能為391 kJ·mol1，根據熱化學方程式：N2(g)3H2(g)=2NH3(g)H92.4 kJ·mol1。則NN鍵的鍵能是()A431 kJ·mol1 B945.6 kJ·mol1C649 kJ·mol1 D896 kJ

10、3;mol1答案B解析H反應物鍵能總和生成物鍵能總和H3×E(HH)E(NN)6E(NH)3×436 kJ·mol1E(NN)6×391 kJ·mol192.4 kJ·mol1，所以E(NN)92.4 kJ·mol16×391 kJ·mol13×436 kJ·mol1945.6 kJ·mol1。3已知氫氣在氯氣中燃燒時產生蒼白色火焰。在反應過程中，破壞1 mol氫氣中的化學鍵消耗的能量為Q1 kJ，破壞1 mol氯氣中的化學鍵消耗的能量為Q2 kJ，形成1 mol氯化氫中的化

11、學鍵釋放的能量為Q3 kJ，下列關系式正確的是()AQ1Q2>Q3 BQ1Q2>2Q3CQ1Q2<Q3 DQ1Q2<2Q3答案D解析根據能量守恒原理：破壞化學鍵吸收的能量形成新化學鍵放出的能量反應熱。對于該放熱反應：H<0，則Q1Q22Q3<0，故Q1Q2<2Q3。練方法技巧思維模型的運用4.已知H2(g)O2(g)=H2O(g)反應過程中能量變化如圖，問：a、b、c分別代表什么意義？該反應是放熱反應還是吸熱反應，H大于零還是小于零？答案a代表舊鍵斷裂吸收的能量，b代表新鍵生成釋放的能量，c代表反應熱；該反應為放熱反應，H<0。解析H2(g)和O

12、2(g)與2H(g)和O(g)之間的能量差是H2(g)2H(g)和O2(g)O(g)過程中斷開HH鍵和O=O鍵吸收的能量，故a代表舊鍵斷裂吸收的能量，b代表2H(g)O(g)結合成H2O(g)過程中化學鍵所放出的能量，c代表成鍵所釋放的能量與斷鍵吸收的能量之差；由圖可知該反應中反應物總能量大于生成物總能量，故該反應為放熱反應，H<0。練綜合拓展5下表中的數據是破壞1 mol物質中的化學鍵所消耗的能量(kJ)：物質Cl2Br2I2HClHBrHIH2能量(kJ)243193151432366298436根據上述數據回答(1)(5)題。(1)下列物質本身具有的能量最低的是()AH2 BCl2

13、 CBr2 DI2(2)下列氫化物中，最穩定的是()AHCl BHBr CHI (3)X2H2=2HX(X代表Cl、Br、I)的反應是吸熱反應還是放熱反應？答：_。(4)相同條件下，X2(X代表Cl、Br、I)分別與氫氣反應，當消耗等物質的量的氫氣時，放出或吸收的熱量最多的是_。(5)若無上表中的數據，你能正確回答出問題(4)嗎？答：_，你的根據是_。答案(1)A(2)A(3)放熱反應(4)Cl2(5)能元素的非金屬性越強，生成的氫化物越穩定，反應放出的熱量就越多解析破壞1 mol物質的化學鍵時所消耗的能量與相同條件下由形成該物質的原子形成1 mol該物質放出的能量相等，放出的能量越多，物質本

14、身具有的能量越低，分子越穩定。(1)生成1 mol H2時放出的能量最多，為436 kJ；(2)在氫化物中，生成1 mol HCl時放出的能量最多，為432 kJ；(3)分別計算出三個反應放出的熱量依次為：185 kJ、103 kJ和9 kJ。6已知1 g氫氣完全燃燒生成水蒸氣時放出熱量121 kJ，且氧氣中1 mol O=O鍵完全斷裂時吸收熱量496 kJ，水蒸氣中1 mol HO鍵形成時放出熱量463 kJ，則氫氣中1 mol HH鍵斷裂時吸收熱量是_。答案436 kJ解析因為1 g氫氣完全燃燒生成水蒸氣時放出熱量121 kJ，所以1 mol H2與 mol O2完全燃燒生成1 mol水蒸

15、氣時放出熱量242 kJ。而化學反應中之所以存在能量的變化是因為在化學反應過程中存在舊鍵的斷裂與新鍵的形成，其中舊鍵的斷裂需要吸收能量而新鍵的形成需要放出能量。發生上述反應H2(g)O2(g)=H2O(g)H242 kJ·mol1時所發生鍵的變化為斷裂1 mol HH鍵和 mol O=O鍵、形成2 mol OH鍵，因此在此反應過程中斷裂舊鍵需要吸收的能量為×496 kJE(HH)，形成新鍵釋放的能量為2×463 kJ926 kJ，此反應為放熱反應，所以有926 kJ×496 kJE(HH)242 kJ，解得E(HH)436 kJ。第2課時熱化學方程式目標

16、要求1.知道熱化學方程式的意義。2.知道影響反應熱大小的因素。3.會寫熱化學方程式。4.能熟練判斷熱化學方程式的正誤。5.了解中和熱的含義及測定方法。一、熱化學方程式1概念能表示參加反應的物質的量和反應熱的關系的化學方程式叫做熱化學方程式。2表示意義(1)熱化學方程式不僅表明了化學反應中的物質變化，也表明了化學反應中的熱量變化。(2)熱化學方程式中物質的化學計量數，表示實際參加反應的反應物的物質的量和實際生成的生成物的物質的量。(3)熱化學方程式中的反應熱與反應物、生成物的物質的量相對應。3書寫熱化學方程式的注意事項(1)注明物質的聚集狀態；(2)標出對應的反應熱；(3)標明反應所處的外界條件

17、(常溫常壓時，可不注明)。二、中和熱的測定1實驗原理在稀溶液中，強酸跟強堿發生中和反應生成1_mol_H2O，這時的反應熱叫做中和熱。2注意事項(1)堿液稍過量的目的是確保鹽酸被完全中和。(2)操作時動作要快目的是盡量減少熱量的損失。(3)實驗中若使用了弱酸或弱堿，會使測得中和熱的數值偏小。知識點一熱化學方程式的概念和意義1下列說法正確的是()A書寫熱化學方程式時，只要在化學方程式的右端寫上熱量的符號和數值即可B凡是在加熱或點燃條件下進行的反應都是吸熱反應C表明反應所放出或吸收熱量的化學方程式叫做熱化學方程式D氫氣在氧氣中燃燒的熱化學方程式是2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H483.6

18、kJ答案C解析A項，熱化學方程式還應注明各物質的聚集狀態；B項，放熱反應有時在點燃或加熱時才能發生；D項，H的單位錯誤。2熱化學方程式C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.3 kJ·mol1表示()A碳和水反應吸收131.3 kJ能量B1 mol碳和1 mol水反應生成1 mol一氧化碳和1 mol氫氣并吸收131.3 kJ熱量C1 mol固態碳和1 mol水蒸氣反應生成1 mol一氧化碳氣體和1 mol氫氣并吸收131.3 kJ熱量D1個固態碳原子和1分子水蒸氣反應吸熱131.3 kJ答案C解析依據反應熱的概念，表示按照熱化學方程式計量數的物質的量反應時吸收或放出的熱

19、量，單位是kJ·mol1，該熱化學方程式表示1 mol固態碳和1 mol水蒸氣反應生成1 mol一氧化碳氣體和1 mol氫氣并吸收131.3 kJ的熱量，特別要指明水的狀態。知識點二熱化學方程式的書寫及正誤判斷3.分析圖中的能量變化情況，下列正確的是() A2AB=2CH<0 B2C=2ABH<0C2A(g)B(g)=2C(g)H<0 D2A(g)B(g)=2C(g)H>0答案D解析A、B選項沒注明物質狀態，且H的符號錯誤，均不正確。根據圖象先確定物質總能量的相對關系，再確定放熱：2C(g)=2A(g)B(g)H<0或吸熱：2A(g)B(g)=2C(g)

20、H>0。4已知在1×105 Pa、298 K條件下，2 mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484 kJ熱量，下列熱化學方程式正確的是()AH2O(g)=H2(g)O2(g) H242 kJ·mol1B2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H484 kJ·mol1CH2(g)O2(g)=H2O(g) H242 kJ·mol1D2H2(g)O2(g)=2H2O(g) H484 kJ·mol1答案A解析氫氣燃燒是放熱反應，其H應為負值，故C、D錯誤；2 mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484 kJ熱量，而B是生成液態水，所以B也是錯誤的；反應逆向進行，

21、H符號相反，因此A是正確的。知識點三中和熱5.50 mL 0.50 mol·L1鹽酸與50 mL 0.55 mol·L1NaOH溶液在如圖所示的裝置中進行中和反應，通過測定反應過程中所放出的熱量可計算中和熱。試回答下列問題： (1)大小燒杯間填滿碎紙條的作用是_。(2)大燒杯上如不蓋硬紙板，求得的中和熱數值將_(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。結合日常生活的實際該實驗在_中進行效果更好。(3)實驗中改用60 m L 0.50 mol·L1鹽酸與 50 m L 0.55 mol·L1 NaOH溶液進行反應，與上述實驗相比，所放出的熱量_(填“相等”或“

22、不相等”)，所求中和熱_(填“相等”或“不相等”)，簡述理由_。(4)用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進行上述實驗，測得的中和熱的數值會_；用50 m L 0.5 mol·L1 NaOH溶液進行上述實驗，測得的中和熱的數值會_。(均填“偏大”、“偏小”或“無影響”)答案(1)減少實驗過程中的熱量損失(2)偏小保溫杯(3)不相等相等因中和熱是在稀溶液中，1 mol H和1 mol OH發生中和反應生成1 mol H2O時所放出的熱量，與酸堿的用量無關(4)偏小偏小解析要掌握實驗操作要點：量熱計保溫效果要好；酸堿溶液的濃度要小；酸堿一方要過量；操作迅速準確，減少熱量損失；及時準確記

23、錄數據。中和熱是在稀溶液中，1 mol H和1 mol OH發生中和反應生成1 mol H2O時所放出的熱量，強酸與強堿反應的實質是HOH=H2O，計算出來的中和熱是相同的。練基礎落實1已知熱化學方程式：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H1571.6 kJ·mol1，則關于熱化學方程式：2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H2？的說法中正確的是()A熱化學方程式中化學計量數表示分子數B該反應H2大于零C該反應的H2571.6 kJ·mol1D該反應可表示36 g水分解時的熱效應答案B解析H2與H1符號相反，數值相等，故H2571.6 kJ·mol1；D選項

24、沒有指明36 g水的狀態，故D項錯誤。2已知：H2(g)F2(g)=2HF(g)H270 kJ·mol1，下列說法正確的是()A2 L氟化氫氣體分解成1 L氫氣與1 L氟氣吸收270 kJ熱量B1 mol氫氣與1 mol氟氣反應生成2 mol液態氟化氫放出的熱量小于270 kJC在相同條件下，1 mol氫氣與1 mol氟氣的能量總和大于2 mol氟化氫氣體的能量D1個氫氣分子與1個氟氣分子反應生成2個氟化氫氣體分子放出270 kJ熱量答案C解析A項中用L做單位是錯誤的，因為熱化學方程式的化學計量數表示物質的量；B項中放出熱量小于270 kJ是錯誤的，應大于270 kJ；D項中說幾個分

25、子間反應是錯誤的；C項正確。3已知充分燃燒a g乙炔氣體時生成1 mol二氧化碳氣體和液態水，并放出熱量b kJ，則乙炔燃燒的熱化學方程式正確的是()A2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l) H4b kJ·mol1BC2H2(g)O2(g)=2CO2(g)H2O(l) H2b kJ·mol1C2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l) H2b kJ·mol1D2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l) Hb kJ·mol1答案A解析乙炔燃燒是放熱反應，H0，則排除B、D兩選項；又因反應生成1 mol二氧

26、化碳氣體時，放出熱量為b kJ，則生成4 mol CO2(g)應放出熱量4b kJ，故A正確，C不正確。4已知強酸與強堿在稀溶液里反應的中和熱可表示為H(aq)OH(aq)=H2O(l) H57.3 kJ·mol1對下列反應：CH3COOH(aq)NaOH(aq)=CH3COONa(aq)H2O(l)HQ1 kJ·mol1H2SO4(濃)NaOH(aq)=Na2SO4(aq)H2O(l)HQ2 kJ·mol1HNO3(aq)NaOH(aq)=NaNO3(aq)H2O(l)HQ3 kJ·mol1上述反應均在溶液中進行，則下列Q1、Q2、Q3的關系正確的是(

27、)AQ2>Q3>Q1 BQ2>Q1>Q3 CQ1Q2Q3 DQ2Q3>Q1答案A解析由題意知，HNO3和NaOH反應放出的熱量為中和熱，醋酸中存在電離平衡，其電離過程要吸收熱量，故Q1<Q3，而濃H2SO4稀釋放熱，Q2>Q3，故Q1<Q3<Q2。5已知：(1)H2(g)O2(g)=H2O(g)H1a kJ·mol1(2)2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H2b kJ·mol1(3)H2(g)O2(g)=H2O(l)H3c kJ·mol1(4)2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H4d kJ·m

28、ol1下列關系式中正確的是()Aa<c<0 Bb>d>0 C2ab<0 D2cd>0答案C解析抓比較的關鍵。該反應是放熱反應，H<0；(1)與(2)是生成H2O的狀態一樣，但物質的計量數是2倍關系，2ab；同理比較(3)、(4)得：2cd，由于H2O(g)=H2O(l)是放熱反應，H<0，故c<a，d<b，綜合考慮，僅C選項符合題意。練方法技巧可逆反應的反應熱分析技巧6工業生產硫酸過程中，SO2在接觸室中被催化氧化為SO3氣體，已知該反應為放熱反應。現將2 mol SO2、1 mol O2充入一密閉容器充分反應后，放出熱量98.3 kJ，此時測得SO2的轉化率為50%，則下列熱化學方程式正確的是()A2SO2(g)O2(g) 2SO3(g) H196.6 kJ·mol1B2SO2(g)O2(g) 2SO3(g) H98.3 kJ·mol1CSO2(g)O2(g) SO3(g) H98.3 kJ·mol1DSO2(g)