第一章 化学反应与能量第一节 化学反应与能量的变化第1课时 焓变 反应热

第一章 化学反应与能量第一节 化学反应与能量的变化第1课时

焓变 反应热

[学习目标] 1.记住焓变的含义，能判断反应是放热还是吸热。2.了解化学能与热能的

相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。3.能从微观角度，运用化学键的

知识，解释化学反应过程中能量变化的原因。

[重点·难点] 重点：焓变、反应热的概念。难点：从化学键角度认识化学反应能量变

化的原因。

1．焓变

(1)焓变

①概念：焓(H )是与内能有关的物理量。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即焓变(ΔH )决定。 ②常用单位：kJ·mol －1(或kJ/mol)。 (2)焓变与反应热的关系

恒压条件下，反应的热效应等于焓变。因此，我们常用ΔH 表示反应热。

2．1 mol H 2分子中的化学键断裂吸收436 kJ 的能量，1 mol Cl 2分子中的化学键断裂

吸收243 kJ 的能量，2 mol HCl 分子中的化学键形成释放862 kJ 的能量，则H 2(g)＋

Cl 2(g)===2HCl(g)的反应放出的热量为183_kJ·mol －1。

3．ΔH 的正、负和吸热、放热反应的关系

(1)放热反应：反应完成时，生成物释放的总能量大于反应物吸收的总能量的反应。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

“>”)，即ΔH 为－(填“＋”或“－”)。

(2)吸热反应：反应完成时，生成物释放的总能量小于反应物吸收的总能量的反应。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(填“<”或“>”)，即ΔH

为＋(填“＋”或“－”)。

4．化学反应中能量变化如下图所示：

图1为放热反应，ΔH 1<0；图2为吸热反应，ΔH 2>0。

5．浓硫酸溶于水放出热量，是放热反应吗？

答案 放热反应是放出热量的化学反应，而浓H 2SO 4溶于水是浓溶液的稀释过程，不是

化学反应，故不属于放热反应。

6．下列反应属于放热反应的是( )

A ．Al 与稀盐酸反应

B ．

C ＋CO 2=====△2CO

C ．KClO 3受热分解

D ．NaOH 溶于水

答案 A

一、放热反应与吸热反应的比较

【典例1】 已知H 2(g)＋2

O 2(g)===H 2O(g)反应过程中能量变化如图所示，问：a 、b 、c 分别代表什么意义？该反应是放热反应还是吸热反应，ΔH 大于零还是小于零？

解析 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12

O 2(g)―→O(g)过程中断开H —H 键和O===O 键吸收的能量，故a 代表旧键断裂吸收的能量，b 代表2H(g)

＋O(g)结合成H 2O(g)中化学键所放出的能量，c 代表断键吸收的能量与成键释放的能量

之差；由图可知该反应中反应物总能量大于生成物总能量，故该反应为放热反应，ΔH <0。

答案 a 代表旧键断裂吸收的能量，b 代表新键形成释放的能量，c 代表反应热；该反

应为放热反应，ΔH <0。

【变式训练1】 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、转化为电能、转化为光能等。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，反应开始需要加热的反应可能是吸热反应，也可能为放热反应。

【变式训练2】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。

二、ΔH的计算方法

从不同角度解释反应热，其计算方式也不同，ΔH可表示为：

(1)ΔH＝反应物中化学键断裂吸收的能量之和－生成物中化学键形成放出的能量之和。

(2)ΔH＝生成物总能量－反应物总能量。

【典例2】已知：①1 mol H2分子中化学键断裂时需要吸收436 kJ的能量②1 mol Cl2分子中化学键断裂时需要吸收243 kJ的能量③由H原子和Cl原子形成1 mol HCl 分子时释放431 kJ的能量

下列叙述正确的是( )

A．氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) B．氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体，反应的ΔH＝＋183 kJ·mol－1

C．氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体，反应的ΔH＝－183 kJ·mol－1

D．氢气和氯气反应生成1 mol氯化氢气体，反应的ΔH＝－183 kJ·mol－1

解析因为ΔH＝反应物中化学键断裂吸收的能量之和－生成物中化学键形成释放的能量之和。根据反应方程式：H2＋Cl2===2HCl可知，该反应的ΔH＝(436＋243－431×2)kJ·mol－1＝－183 kJ·mol－1，故C正确。

答案 C

【变式训练3】石墨和金刚石都是碳元素的单质，石墨在一定条件下可转化为金刚石。已知12 g石墨完全转化成金刚石时，要吸收E kJ的能量，下列说法正确的是( ) ①石墨不如金刚石稳定②金刚石不如石墨稳定③等质量的石墨与金刚石完全燃烧，金刚石放出的能量多④等质量的石墨与金刚石完全燃烧，石墨放出的能量多

A．①④ B．②③ C．②④ D．①③

答案 B

【变式训练4】白磷与氧可发生如下反应：P4＋5O2===P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：

P－P a kJ·mol－1、P—O b kJ·mol－1、P===O c kJ·mol－1、O===O d kJ·mol－1。