【步步高】2014-2015学年高中化学 专题1 第一单元 第1课时 化学反应的焓变学案 苏教版选修4

第一单元化学反应中的热效应第1课时化学反应的焓变[学习目标定位] 1.熟知能量转化形式及反应热和焓变的含义、吸热反应和放热反应的本质。

2.学会热化学方程式的书写与应用。

1．化学反应过程中既有物质变化，又有能量变化。

2．化学反应中的能量变化有多种形式，释放或吸收热量是化学反应中能量变化的主要形式之一。

因此化学反应分为两类：放热反应和吸热反应。

下列图中，图1表示放热反应，图2表示吸热反应。

3．有下列反应：①氧化钙与水反应②碳酸氢钠受热分解③硫酸与氢氧化钠溶液混合④燃烧煤炭取暖⑤钠与水反应⑥胆矾受热失去结晶水，其中为吸热反应的是②⑥，放热反应的是①③④⑤。

探究点一化学反应的焓变1．N2(g)＋O2(g)===2NO(g)反应的能量变化如图所示：由图可知：1 mol N2分子中的化学键断裂吸收的能量是946_kJ；1 mol O2分子中的化学键断裂吸收的能量是498_kJ；2 mol NO分子中的化学键形成释放的能量是1264_kJ；则N2(g)＋O2(g)===2NO(g)的反应吸收的热量为180_kJ。

2．反应热、焓变的概念(1)反应热是化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同温度时，所吸收或放出的热量。

(2)在恒温、恒压条件下，化学反应过程中吸收或释放的热量称为反应的焓变(即：化学反应中生成物所具有的焓与反应物所具有的焓之差)。

符号是ΔH，单位是kJ·mol－1。

3．ΔH的正、负和吸热、放热反应的关系(1)放热反应是反应完成时，反应物的总能量大于生成物的总能量的反应。

由于反应后放出热量(释放给环境)而使反应体系的能量降低，故ΔH<0(填“<”或“>”，下同)。

(2)吸热反应是反应完成时，反应物的总能量小于生成物的总能量的反应。

由于反应时吸收环境能量而使反应体系的能量升高，故ΔH>0。

[归纳总结][活学活用]1．由右图分析，有关叙述正确的是( )A．A―→B＋C和B＋C―→A两个反应吸收或放出的能量不等B．A―→B＋C是放热反应C．A具有的能量高于B和C具有的能量总和D．A―→B＋C是吸热反应，则B＋C―→A必然是放热反应答案 D解析本题考查化学反应中的能量变化，由图可知，B＋C的能量高于A的能量，则反应B ＋C―→A一定是放热反应；反之，A―→B＋C则是吸热反应。

根据能量守恒定律，两反应的反应热在数值上相等，符号相反。

2．已知反应X＋Y===M＋N为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是( )A．X的能量一定高于MB．Y的能量一定高于NC．X和Y的总能量一定高于M和N的总能量D．因为是放热反应，故不必加热就可以发生答案 C解析一个化学反应是放热还是吸热，决定于所有反应物的总能量之和与所有生成物的总能量之和的相对大小，前者大的为放热反应，后者大的为吸热反应。

所以，放热反应中每种反应物的能量不一定比每种生成物的能量都高。

放热反应也往往需要加热才能进行，如炭的燃烧；吸热反应不一定都需要加热，如Ba(OH)2·8H 2O 与NH 4Cl 的反应是吸热反应，不用加热就能发生。

探究点二 热化学方程式1．氢气与碘蒸气化合反应的能量(或热量)变化，可用下式表示：H 2(g)＋I 2(g)=====200 ℃101 kPa 2HI(g) ΔH ＝－14.9 kJ·mol －1，它与化学方程式H 2＋I 2 △2HI 相比较而言，其特点为 (1)指明了反应时的温度和压强：若在25 ℃、101 kPa 时进行的反应，可不注明。

(2)用括号注明了各物质反应时的状态：s(固体)、l(液体)、g(气体)或aq(溶液)。

(3)在方程式的右边注明了ΔH 的数值、正负号(正号常省略)及单位。

2．热化学方程式的概念及意义(1)热化学方程式是表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。

(2)热化学方程式的意义：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，还说明了物质的“量”与“能量”之间的数量关系。

3．热化学方程式的书写方法及要求(1)遵循一般化学方程式的书写规则(一般不写反应条件)。

(2)在右端注明热量的变化：吸热反应，ΔH >0；放热反应，ΔH <0。

(3)要注明反应物和生成物的聚集状态。

(4)化学计量数只表示物质的量，因此可以是整数，也可以是分数。

(5)化学计量数改变，ΔH 要相应改变；逆反应的ΔH 数值与正反应的相等、符号相反。

4．依据事实，写出下列反应的热化学方程式。

(1)1 mol N 2(g)与适量H 2(g)反应，生成NH 3(g)，放出92.2 kJ 热量。

(2)24 g C(石墨)与足量的H 2O(g)反应，生成CO(g)和H 2(g)，吸收262.6 kJ 的热量。

答案 (1)N 2(g)＋3H 2(g) 2NH 3(g) ΔH ＝－92.2 kJ·mol －1(2)2 C(石墨，s)＋2H 2O(g)===2CO(g)＋2H 2(g) ΔH ＝262.6 kJ·mol －1[归纳总结]热化学方程式与普通化学方程式的区别3．H 2(g)＋12O 2(g)===H 2O(l) ΔH ＝－285.8 kJ·mol －1表示的意义是在25 ℃、101 kPa 下，________气态H 2与________气态O 2反应生成________时，________的热量是285.8 kJ 。

答案 1 mol 12mol 1 mol 液态水 放出4．H 2(g)与Cl 2反应生成HCl(g)过程中的能量变化如下图所示：写出该反应的热化学方程式_______________________________________________。

答案 H 2(g)＋Cl 2(g)===2HCl(g) ΔH ＝－183 kJ·mol －11．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B ．化学反应中的能量变化都表现为热量变化C ．任何放热反应在常温下一定能发生D ．反应物和生成物所具有的总能量的相对大小决定了反应是放热还是吸热 答案 D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。

反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。

放热反应和吸热反应都是在一定条件下发生的，反应开始需要加热的反应可能是吸热反应，也可能是放热反应。

2．已知2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l) ΔH ＝－571.6 kJ·mol －1，则下列关于方程式2H 2O(l)===2H 2(g)＋O 2(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ΔH 大于零C ．该反应ΔH ＝－571.6 kJ·mol －1D ．该反应可表示36 g 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 正确，C 不正确；D 项未注明水为液态。

3．在25 ℃、101 kPa 的条件下，1 g 液态甲醇燃烧生成CO 2(g)和液态水时放热22.68 kJ ，下列热化学方程式正确的是( ) A ．CH 3OH(l)＋3/2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH ＝725.76 kJ·mol －1B ．2CH 3OH(l)＋3O 2(g)===2CO 2(g)＋4H 2O(l) ΔH ＝－1 451.52 kJ·mol －1C ．2CH 3OH(l)＋3O 2(g)===2CO 2(g)＋4H 2O(l) ΔH ＝－725.76 kJ·mol －1D ．2CH 3OH(l)＋3O 2(g)===2CO 2(g)＋4H 2O(l) ΔH ＝1 451.52 kJ·mol －1 答案 B解析 甲醇燃烧是一个放热反应，ΔH <0，故A 、D 项错误；在25 ℃、101 kPa 的条件下，1 mol CH 3OH(l)燃烧生成CO 2(g)和液态水时放出的热量为22.68 kJ1 g×32 g＝725.76 kJ ，故2 mol CH 3OH 燃烧放出的热量为1 451.52 kJ ，故B 项正确。

4．已知H 2(g)＋12O 2(g)===H 2O(g)，反应过程中能量变化如图所示，则：(1)a 、b 、c 分别代表什么意义？a ________________________________________________________________________；b ________________________________________________________________________；c ________________________________________________________________________。

(2)该反应是__________反应(填“吸热”或“放热”)，ΔH ______0(填“>”或“<”)。

答案 (1)旧键断裂吸收的能量 新键形成放出的能量 反应热 (2)放热 <解析 (1)H 2(g)和12O 2(g)与2H(g)和O(g)之间的能量差是H 2(g)―→2H(g)和12O 2(g)―→O(g)过程中断裂H —H 键和O===O 键需吸收的能量和。

所以a 代表旧键断裂吸收的能量，b 代表新键形成放出的能量，c 则代表断键所吸收的能量与成键所释放的能量之差，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，ΔH <0。

5．已知断裂1 mol H 2(g)中的H —H 键需要吸收436 kJ 的能量，断裂1 mol O 2(g)中的共价键需要吸收498 kJ 的能量，生成H 2O(g)中的1 mol H —O 键能放出463 kJ 的能量。

试写出O 2(g)与H 2(g)反应生成H 2O(g)的热化学方程式__________________________________________________________________________________________________________________。

答案 2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(g) ΔH ＝－482 kJ·mol －1[基础过关]一、放热反应和吸热反应 1．下列说法不正确的是( )A ．化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化B ．对于ΔH >0的反应，反应物的总能量小于生成物的总能量C ．放热反应都不需要加热就能发生D ．吸热反应在一定条件(如常温、加热等)下也能发生 答案 C解析 化学反应中既有物质变化，又有能量变化，A 正确；ΔH >0的反应为吸热反应，则反应物的总能量小于生成物的总能量，B 正确；有些放热反应需要加热或点燃才能引发，C 错误；有些吸热反应如Ba(OH)2·8H 2O 和NH 4Cl 在常温下就能反应，D 正确。