浙江专用版学年高中化学专题1化学反应与能量变化第一单元第1课时化学反应的焓变学案.docx

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浙江专用版学年高中化学专题1化学反应与能量变化第一单元第1课时化学反应的焓变学案

化学反应的焓变

[核心素养发展目标]　1.宏观辨识与微观探析：

能从宏观和微观的角度理解化学反应中能量变化的本质，正确认识和判断放热反应和吸热反应。

2.变化观念与平衡思想：

能辨识化学反应中的能量转化形式，形成能量可以相互转化的观念，正确理解反应热和焓变的概念。

3.模型认知：

建立从定性到定量描述化学反应中的能量变化的思维模型，会正确书写热化学方程式。

一、焓变　反应热

1．化学反应过程中能量变化的原因

（1）化学反应的两大基本特征

（2）化学反应中的能量变化

H2（g）＋Cl2（g）===2HCl（g）反应的能量变化如图所示：

由图可知：

①1molH2分子中的化学键断裂吸收的能量是436kJ。

②1molCl2分子中的化学键断裂吸收的能量是243kJ。

③2molHCl分子中的化学键形成释放的能量是862kJ。

④H2（g）＋Cl2（g）===2HCl（g）的反应放出的热量为183kJ。

2．焓变和反应热的概念

（1）焓变

焓（H）是与物质内能有关的物理量。

在恒温、恒压的条件下，化学反应过程中吸收或释放的热量称为反应的焓变。

化学反应的焓变，为生成物的总焓值与反应物的总焓值之差，即ΔH＝H（生成物）－H（反应物），单位：

kJ·mol－1或kJ/mol。

（2）反应热

化学反应热的简称，是在化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同温度时，所吸收或放出的热量。

恒压条件下进行的化学反应的焓变等于反应热，因此常用ΔH表示反应热。

（1）焓变（ΔH）的计算方法

①ΔH＝H总（生成物）－H总（反应物）

②ΔH＝E总（生成物）－E总（反应物）

③ΔH＝E总（断键）－E总（成键）

（2）特别提示

①焓、焓变、反应热代表的意义不同。

②焓只有正值，而焓变有正值、负值之分。

③任何化学反应都有反应热。

例1

　化学反应A2（g）＋B2（g）===2AB（g）的能量变化如图所示。

下列有关叙述正确的是（　　）

A．每生成2molAB（g）吸收bkJ热量

B．反应热ΔH＝（a－b）kJ·mol－1

C．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量

D．断裂1molA—A键和1molB—B键，放出akJ能量

答案　B

解析　根据图像可知，反应物的总能量低于生成物的总能量，该反应是吸热反应，每生成2molAB（g）吸收（a－b）kJ热量，A、C项错误；根据反应热等于生成物总能量与反应物总能量的差值可知，该反应热ΔH＝（a－b）kJ·mol－1，B项正确；化学键断裂吸收能量，D项错误。

例2

　SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F键。

已知：

1molS（s）转化为气态硫原子吸收能量280kJ，断裂1molF—F、S—F键需吸收的能量分别为160kJ、330kJ。

则反应S（s）＋3F2（g）===SF6（g）的反应热ΔH为（　　）

A．－1780kJ·mol－1B．－1220kJ·mol－1

C．－450kJ·mol－1D．430kJ·mol－1

答案　B

解析　利用ΔH＝反应物的键能之和－生成物的键能之和进行计算。

ΔH＝280kJ·mol－1＋3×160kJ·mol－1－6×330kJ·mol－1＝－1220kJ·mol－1。

例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．Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl反应

C．灼热的炭与二氧化碳反应

D．甲烷在氧气中的燃烧反应

答案　C

解析　Al与盐酸反应是放热反应，A项错误；B中反应是吸热反应，但不是氧化还原反应，B项错误；灼热的C和CO2反应是氧化还原反应，同时又是吸热反应，C项正确；甲烷的燃烧是放热反应，D项错误。

方法规律

（1）常见的吸热反应与放热反应

常见的吸热反应：

大多数盐的分解反应，碳和二氧化碳、碳和水的反应，Ba（OH）2·8H2O与铵盐的反应等。

常见的放热反应：

中和反应、金属与酸（或水）的反应、燃烧反应及缓慢氧化、化合反应（大多数）、铝热反应等。

（2）放热反应和吸热反应是针对化学反应而言，物质三态之间的变化有能量的变化，但属物理变化，故不属于放热反应或吸热反应。

（3）放热反应和吸热反应取决于反应物和生成物总能量的相对大小，与反应条件并无必然的关系。

相关链接

（1）热化学方程式与普通化学方程式的区别

普通化学方程式

热化学方程式

化学计量数

是整数，既表示微粒个数又表示该物质的物质的量

可以是整数也可以是分数，只表示该物质的物质的量

状态

不要求注明

必须在分子式后注明

ΔH正负号及单位

无

必须注明

意义

表明了化学反应中的物质变化

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能量变化

遵循规律

原子守恒

原子守恒和能量守恒

（2）思维拓展：

已知热化学方程式2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＝－571.6kJ·mol－1，能否确定2mol液态水分解产生2molH2（g）和1molO2（g）的反应热？

提示　能。

根据热化学方程式2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）ΔH＝－571.6kJ·mol－1可知，2molH2（g）和1molO2（g）的总能量比2molH2O（l）的总能量高571.6kJ，所以2mol液态水分解产生2molH2（g）和1molO2（g）需要吸收571.6kJ的热量，即2H2O（l）===2H2（g）＋O2（g）的反应热ΔH＝571.6kJ·mol－1。

1．（2018·湖南长郡中学检测）下列说法不正确的是（　　）

A．恒压条件下的焓变在数值上等于变化过程中的热效应

B．焓变的符号是ΔH

C．焓变的单位通常是kJ·mol－1

D．硝酸铵溶于水是吸热反应

答案　D

解析　硝酸铵溶于水不是化学反应，该过程吸热。

2．（2019·台州市书生中学月考）下列过程中ΔH小于零的是（　　）

A．Ba（OH）2与NH4Cl固体混合反应

B．氯化铵分解得氨气

C．碳酸钙分解得二氧化碳

D．实验室制备氢气

答案　D

解析　Ba（OH）2与NH4Cl固体混合反应、氯化铵分解得氨气、碳酸钙分解得二氧化碳，都为吸热反应，ΔH>0，故A、B、C不选。

3．已知热化学方程式2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）　ΔH，下列有关ΔH的说法正确的是（　　）

A．与化学方程式的书写形式无关

B．与H—H键、O==O键、H—O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

答案　B

解析　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。

4．（2018·广东佛山校级期中考试）下列关于2C4H10（g）＋13O2（g）===8CO2（g）＋10H2O（l）　ΔH＝－5800kJ·mol－1的叙述错误的是（　　）

A．该反应的反应热ΔH＝－5800kJ·mol－1，是放热反应

B．该反应的ΔH与各物质的状态有关，与化学计量数也有关

C．该热化学方程式表示在25℃、101kPa下，2molC4H10气体完全燃烧生成CO2气体和液态水时放出热量5800kJ

D．该反应表明2mol丁烷燃烧时一定会放出5800kJ的热量

答案　D

解析　由热化学方程式表示的意义可知，A、B项正确；在热化学方程式没有标明温度、压强的情况下，对应的温度、压强为常温、常压，C项正确；2mol丁烷在常温常压下完全燃烧生成液态水时放出的热量才是5800kJ，D项错误。

5．（2018·西安高新一中期中考试）已知在25℃、101kPa下，1gC8H18（辛烷）完全燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.4kJ热量。

表示该反应的热化学方程式正确的是（　　）

A．C8H18（l）＋

O2（g）===8CO2（g）＋9H2O（g）　ΔH＝－48.4kJ·mol－1

B．C8H18（l）＋

O2（g）===8CO2（g）＋9H2O（l）　ΔH＝－5517.6kJ·mol－1

C．C8H18（l）＋

O2（g）===8CO2（g）＋9H2O（l）　ΔH＝5517.6kJ·mol－1

D．C8H18（l）＋

O2（g）===8CO2（g）＋9H2O（l）　ΔH＝－48.4kJ·mol－1

答案　B

解析　C8H18（辛烷）的摩尔质量为114g·mol－1，所以1molC8H18（辛烷）完全燃烧生成二氧化碳和液态水时放出5517.6kJ热量。

6．依据事实，写出下列反应的热化学方程式。

（1）1molN2（g）与适量H2（g）反应，生成2molNH3（g），放出92.4kJ热量。

。

（2）1molCu（s）与适量O2（g）反应，生成CuO（s），放出157kJ热量。

（3）23gC2H6O（l）和一定量的氧气混合点燃，恰好完全反应，生成CO2（g）和H2O（l），放出683.5kJ的热量。

答案　

（1）N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　ΔH＝－92.4kJ·mol－1

（2）Cu（s）＋

O2（g）===CuO（s）　ΔH＝－157kJ·mol－1

（3）C2H6O（l）＋3O2（g）===2CO2（g）＋3H2O（l）　ΔH＝－1367kJ·mol－1

解析　此类题的思路：

首先根据题意写出物质的变化过程，如

（1）中：

N2（g）＋3H2（g）2NH3（g），并定N2前化学计量数为1，此时的ΔH即为－92.4kJ·mol－1，再在前部分的基础上加上ΔH＝－92.4kJ·mol－1即可。

题组一　焓变和反应热概念的理解与判断

1．下列说法中正确的是（　　）

A．化学反应中的能量变化都表现为热量变化

B．焓变是指1mol物质参加反应时的能量变化

C．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓与生成物的总焓一定不同

D．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓总是高于生成物的总焓

答案　C

解析　化学反应的能量变化可以表现为很多方面，如转化为热能、电能、光能等；在一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓不一定高于生成物的总焓，但总是不同；焓变是指在一定条件下化学反应的反应热，不仅是指1mol物质参加反应时的能量变化。

2．（2018·衢州市期中）发射嫦娥三号的长征三号乙运载火箭，其中第3级火箭中的能源物质为液态H2和液态O2，发生的反应为2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）。

下列说法不正确的是（　　）

A．化合反应都是放热反应

B．2mol气态H2与1mol气态O2的总能量大于2mol水蒸气的总能量

C．断裂2molH—H键、1molO—O键吸收的总能量小于形成4molH—O键释放的总能量

D．氢气燃烧过程中能量变化可用如图表示：

答案　A

解析　如C与二氧化碳反应生成CO是化合反应，但该反应是吸热反应，故A错误。

3．下列说法正确的是（　　）

A．浓硫酸溶于水放出大量的热，是放热反应

B．碳酸钙受热分解的反应中生成物总能量高于反应物总能量

C．反应C（石墨）→C（金刚石）的ΔH＞0，则金刚石比石墨稳定

D．气态水比液态水稳定

答案　B

解析　浓硫酸溶于水是物理变化，未发生化学反应，是放热过程，A项错误；碳酸钙受热分解在高温条件下进行，反应物吸收能量转化为生成物，因此生成物的总能量高于反应物的总能量，B项正确；金刚石和石墨互为同素异形体，其中能量越低的物质越稳定，即石墨比金刚石稳定，C项错误；液态水转化为气态水时要吸收能量，能量低的液态水稳定，D项错误。

4．一定条件下，某容器中各微粒在反应前后变化的示意图如下，其中•和代表不同元素的原子。

下列关于此反应说法错误的是（　　）

A．一定属于吸热反应B．一定属于可逆反应

C．一定属于氧化还原反应D．一定属于分解反应

答案　A

解析　根据示意图可知该反应反应物是一种，生成物是两种。

A项，该物质属于分解反应，一般的分解反应是吸热反应，但也有的分解反应如2H2O2===2H2O＋O2↑的反应是放热反应，错误；B项，根据图示可知有一部分反应物未参加反应，所以该反应是可逆反应，正确；C项，该反应中有元素化合价的变化，属于氧化还原反应，正确。

题组二　化学反应中能量变化图像的识别

5．反应A＋B―→C（ΔH＜0）分两步进行：

①A＋B―→X（ΔH＞0），②X―→C（ΔH＜0）。

下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是（　　）

答案　D

解析　由A＋B―→X为吸热反应，可知X的能量高于（A＋B）的能量，可排除A项和C项；由总反应A＋B―→C为放热反应，可知C的能量小于（A＋B）的能量，故B项错误、D项正确。

6.参照反应Br·＋H2―→HBr＋H·的能量对反应过程的示意图，判断下列叙述中正确的是（　　）

A．正反应为吸热反应

B．正反应为放热反应

C．反应物的总能量高于生成物的总能量

D．断裂反应物中化学键吸收的能量小于形成生成物中化学键放出的能量

答案　A

解析　反应中，反应物的总能量低于生成物的总能量，为吸热反应，A项正确，B、C项错误；D项，反应为吸热反应，断裂化学键吸收的能量大于形成化学键放出的能量，错误。

题组三　反应热与化学键的关系

7．根据下图所示的N2（g）和O2（g）反应生成NO（g）过程中能量变化情况，判断下列说法错误的是（　　）

A．直观看，该反应中反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量

B．2mol气态氧原子结合生成O2（g）时，能放出498kJ能量

C．断裂1molNO分子中的化学键，需要吸收632kJ能量

D．1molN2和1molO2的反应热ΔH＝－180kJ·mol－1

答案　D

解析　A项，直观看，该反应中反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量，正确；B项，互逆过程的热量变化，ΔH数值相等，正、负相反，故B、C正确；D项，ΔH＝（946＋498－2×632）kJ·mol－1＝180kJ·mol－1，错误。

8．工业合成氨的反应为N2（g）＋3H2（g）2NH3（g），已知下列化学键的键能（拆开或形成1mol化学键所吸收或放出的热量）：

化学键

键能/kJ·mol－1

H—H

436

N—H

391

N≡N

946

下列说法正确的是（　　）

A．该反应为吸热反应

B．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量

C．反应热ΔH＝92kJ·mol－1

D．生成1molNH3放出92kJ热量

答案　B

解析　反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）过程中，共断裂1molN≡N键和3molH—H键，形成6molN—H键，则断键共吸热为946kJ·mol－1×1mol＋436kJ·mol－1×3mol＝2254kJ，形成N—H键共放热为391kJ·mol－1×6mol＝2346kJ，由于放出热量＞吸收热量，故反应放热，放热反应的反应物的总能量高于生成物的总能量，A项错误、B项正确；1molN2完全反应生成NH3的反应热为ΔH＝－（2346－2254）kJ·mol－1＝－92kJ·mol－1，C项错误；生成1molNH3时放出的热量为ΔE＝92kJ·mol－1×

mol＝46kJ，D项错误。

题组四　热化学方程式

9．（2018·宁波市咸祥中学期中）下列说法错误的是（　　）

A．热化学方程式未注明温度和压强时，ΔH表示标准状况下的数据

B．热化学方程式中各物质前的化学计量数表示物质的量，可以用整数或者简单分数

C．同一化学反应，化学计量数不同，ΔH不同；化学计量数相同而状态不同，ΔH也不相同

D．化学反应过程所吸收或放出的热量与参加反应的物质的物质的量成正比

答案　A

解析　热化学方程式未注明温度和压强时，ΔH表示在25℃，101kPa条件下测定的数据，故A错误。

10．已知2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＝－571.6kJ·mol－1，则下列关于热化学方程式2H2O（l）===2H2（g）＋O2（g）的ΔH的说法中正确的是（　　）

A．方程式中的化学计量数表示分子数

B．该反应的ΔH大于零

C．该反应的ΔH＝－571.6kJ·mol－1

D．该反应可表示36g水分解时的热效应

答案　B

解析　在书写热化学方程式时，若反应物和生成物对换，则ΔH的符号相反，数值不变，故B项正确，C项不正确；D项未注明水为液态。

11．下列热化学方程式书写正确的是（　　）

A．2SO2＋O2

2SO3　ΔH＝－196.6kJ·mol－1

B．H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）　ΔH＝－285.8kJ·mol－1

C．2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＝－571.6kJ

D．C（s）＋O2（g）===CO2（g）　Δ

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