高中化学化学反应与能量的变化教学设计
《化学反应与能量的变化》教学设计
课题
化学反应与能量的变化总课时 2
班级（类
型）
学习目标1.了解反应热的概念，知道热效应与反
应的焓变之间的关系。
2.知道反应热与化学键的关系。
3.知道反应热与反应物、生成物总能量
的关系。
重、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。
学习环节和内容学生活动
教
师
反
思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）
1．焓变
①概念：焓(H)是与内能有关的。在一定条件下，某一化学反应是吸热反应还是放热反应，由
生成物与反应物的即焓变(ΔH)决定。
②常用单位：。
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，我们常用表示反应热。2．1 mol H2分子中的化学键断裂吸收436 kJ的能量，1 mol Cl2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H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应放出的热量
为。
3．ΔH的正、负和吸热、放热反应的关系
(1)放热反应：ΔH 0(填“<”或“>”)，即ΔH为 (填“＋”或“－”)。
(2)吸热反应：ΔH 0(填“<”或“>”)，即ΔH为 (填“＋”或“－”)。
4．△H计算的表达式：
合作探究
一、探究：
1、对于放热反应：能量如何转换的？能量从哪里转移到哪里？
体系的能量如何变化？升高还是降低？
环境的能量如何变化？升高还是降低？
规定放热反应的ΔH 为“－”，是站在谁的角度？体系还是环境？
2、由课本P2 中H2+Cl2=2HCl反应热的计算总结出用物质的键能计算反应热的数学表达式
△H＝
3、△H＜0时反应热△H ＞ 0时反应热
4、如何理解课本P3中△H =-184.6kJ/mol中的“/mol
5、由课本P3 中图1-2 总结出用物质的能量计算反应热的数学表达式
二、反思总结
1、常见的放热、吸热反应分别有哪些？
①常见的放热反应有
②常见的吸热反应有：
2、△H＜0时反应热△H ＞ 0时反应热
3、反应热的数学表达式：△H=
【小结】焓变反应热
在化学反应过程中，不仅有物质的变化，同时还伴有能量变化。
1．焓和焓变
焓是与物质内能有关的物理量。单位：kJ·mol－1，符号：H。
焓变是在恒压条件下，反应的热效应。单位：kJ·mol－1，符号：ΔH。
2．化学反应中能量变化的原因
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，当反应物分子间的化学键断裂时，需要克服原子间的相互作用，这需要吸收能量；当原子重新结合成生成物分子，即新化学键形成时，又要释放能量。
ΔH＝反应物分子的总键能－生成物分子的总键能。
3．放热反应与吸热反应
当反应完成时，生成物释放的总能量与反应物吸收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。
(1)当ΔH为“－”或ΔH<0时，为放热反应，反应体系能量降低。
(2)当ΔH为“＋”或ΔH>0时，为吸热反应，反应体系能量升高。
4．反应热思维模型
(1)放热反应和吸热反应
放热反应吸热反应
(2)反应热的本质(以H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－186 kJ·mol－1为例)
E1：E(H—H)＋E(Cl—Cl)E2：2E(H—Cl)ΔH＝E1－E2
【巩固练习】
知识点一有关反应热的概念
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．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
D．焓变的符号是ΔH，单位是kJ·mol－1，反应热的单位是kJ
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Al2O3可以制得金属铝和氧气，该反应是一个放出能量的反应
B．水分解产生氢气和氧气时放出能量
C．相同状况下，反应2SO2＋O2===2SO3是一个放热反应，则反应2SO3===2SO2＋O2是一个吸热反应
D．氯化氢分解成氢气和氯气时放出能量
知识点二反应热与化学键键能的关系
3．通常人们把拆开(见下表)：
化学键H—H Cl—Cl Cl—H
键能/(kJ·mol－1) 436 243 431
请计算H2(g)＋Cl2
A．＋862 kJ·mol－1 B．＋679 kJ·mol－1
C．－183 kJ·mol－1 D．＋183 kJ·mol－1
4.白磷的化学式为P4，分子的空间构型是正四面体(如图)。白磷在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P—O和P===O两种共价键。
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P4(s)＋5O2(g)===P4O10(s)中，ΔH＝______________。
知识点三反应热与反应物、生成物总能量的关系
5．对放热反应：A＋B===C＋D，以下说法一定正确的是(E A、E B、E C、E D分别表示物质A、B、C、D所具有的能量)( )
A．E A>E B B．E A>E B＋E C
C．E A＋E B>E C＋E D D．E A＋E B 6. 由上图分析，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 【提高练习】 1．下列说法不正确的是( ) A．任何化学反应都伴随着能量变化 B．化学反应中的能量变化都表现为热量变化 C．反应物的总能量高于生成物的总能量时，发生放热反应 D．反应物的总能量低于生成物的总能量时，发生吸热反应 2．已知H—H键键能(断裂时吸收或生成时释放的能量)为436 kJ·mol－1，H—N键键能为391 kJ·mol －1，根据热化学方程式：N 2(g)＋3H2(g)===2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。则 N≡N键的键能是( ) A．431 kJ·mol－1 B．945.6 kJ·mol－1 C．649 kJ·mol－1 D．896 kJ·mol－1 3．已知氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中，破坏1 mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1 kJ，破坏1 mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2 kJ，形成1 mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3 kJ，下列关系式正确的是( ) A．Q1＋Q2>Q3 B．Q1＋Q2>2Q3 C．Q1＋Q2 4. 已知H 2(g)＋12O 2(g)===H 2O(g)反应过程中能量变化如图，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？ 5．下表中的数据是破坏1 mol 物质中的化学键所消耗的能量(kJ)： 物质 Cl 2 Br 2 I 2 HCl HBr HI H 2 能量(kJ) 243 193 151 432 366 298 436 根据上述数据回答(1)～(5)题。 (1)下列物质本身具有的能量最低的是( ) A ．H 2 B ．Cl 2 C ．Br 2 D ．I 2 (2)下列氢化物中，最稳定的是( ) A ．HCl B ．HBr C ．HI (3)X 2＋H 2===2HX(X 代表Cl 、Br 、I)的反应是吸热反应还是放热反应？ 答：____________________。 (4)相同条件下，X 2(X 代表Cl 、Br 、I)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__________。 (5)若无上表中的数据，你能正确回答出问题(4)吗？ 答：________，你的根据是__________________________________________________ ________________________________________________________________________。 6．已知1 g 氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ ，且氧气中1 mol O===O 键完全断裂时吸收 热量496 kJ ，水蒸气中1 mol H —O 键形成时放出热量463 kJ ，则氢气中1 mol H —H 键断裂时吸收热量是________。 第一章 化学反应与能量 第一节 化学反应与能量的变化（第2课时） 【学习目标】 1.知道热化学方程式的意义。 2.知道影响反应热大小的因素。 3.会写热化学方程式。 4.能熟练判断热化学方程式的正误。 5.了解中和热的含义及测定方法。 【学习重点难点】 热化学方程式的书写。 自主学习 一、热化学方程式 1．概念：能表示参加反应的 和 的关系的化学方程式叫做热化学方程式。 2．表示意义 (1)热化学方程式不仅表明了化学反应中的 变化，也表明了化学反应中的 变化。 (2)热化学方程式中的化学计量数，表示实际参加反应的反应物的 和实际生成的生成物的 。 (3)热化学方程式中的反应热与反应物、生成物的相对应。 3．书写热化学方程式的注意事项 二、中和热的测定 1．实验原理：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成，这时的反应热叫做中和热。2．注意事项：(1)碱液稍过量的目的是确保盐酸被完全中和。 (2)操作时动作要快目的是尽量减少热量的损失。 (3)实验中若使用了弱酸或弱碱，会使测得中和热的数值偏小。 合作探究 一、热化学方程式 1概念阅读教材相关内容，思考、讨论、回答问题： 什么是热化学方程式，有何意义？书写步骤？ 2热化学方程式的书写注意事项：对比以下热化学方程式 H2(g)+I2(g)======2HI(g) △H=－14.9k J/mol ① H2(g)+ 1/2 O2(g)==H2O(g) △H=－241.8kJ/mol ② 2H2(g)+ O2(g)==2H2O(g) △H=－483.6kJ/mol ③ 思考：（1）与化学方程式相比，热化学方程式有哪些不同？ （2）正确书写热化学方程式应注意哪几点？ （3）反应物和生成物前的系数它代表了什么？在方程式中?H它表示了什么意义？?H与它的值与什么有关系？ 二、反思总结 书写热化学方程式的注意事项： (1)需注明。因反应的温度和压强不同时，其△H不同。 (2)要注明反应物和生成物的。因物质的聚集状态，与它们所具有的能量有关 (3)热化学方程式各物质前的化学计量数不表示分子个数，它可以是整数也可以是分数。对于相同物质 的反应，当化学计量数不同时，其△H也。 【小结】 一、热化学方程式 1．概念 能表示参加反应的物质的量和反应热的关系的化学方程式叫做热化学方程式。 2．表示意义 (1)热化学方程式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热量变化。 (2)热化学方程式中物质的化学计量数，表示实际参加反应的反应物的物质的量和实际生成的生成物的物质的量。 (3)热化学方程式中的反应热与反应物、生成物的物质的量相对应。 3．书写热化学方程式的注意事项 (1)注明物质的聚集状态； (2)标出对应的反应热； (3)标明反应所处的外界条件(常温常压时，可不注明)。 二、中和热的测定 1．实验原理 在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1_mol_H 2O ，这时的反应热叫做中和热。 2．注意事项 (1)碱液稍过量的目的是确保盐酸被完全中和。 (2)操作时动作要快目的是尽量减少热量的损失。 (3)实验中若使用了弱酸或弱碱，会使测得中和热的数值偏小。 [巩固练习] 知识点一 热化学方程式的概念和意义 1．下列说法正确的是( ) A ．书写热化学方程式时，只要在化学方程式的右端写上热量的符号和数值即可 B ．凡是在加热或点燃条件下进行的反应都是吸热反应 C ．表明反应所放出或吸收热量的化学方程式叫做热化学方程式 D ．氢气在氧气中燃烧的热化学方程式是 2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l) ΔH ＝－483.6 kJ 2．热化学方程式C(s)＋H 2O(g)===CO(g)＋H 2(g) ΔH ＝＋131.3 kJ ·mol －1表示( ) A ．碳和水反应吸收131.3 kJ 能量 B ．1 mol 碳和1 mol 水反应生成1 mol 一氧化碳和1 mol 氢气并吸收131.3 kJ 热量 C ．1 mol 固态碳和1 mol 水蒸气反应生成1 mol 一氧化碳气体和1 mol 氢气并吸收131.3 kJ 热量 D ．1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.3 kJ 知识点二 热化学方程式的书写及正误判断 3.分析图中的能量变化情况，下列正确的是( ) A ．2A ＋B===2C ΔH <0 B ．2C===2A ＋B ΔH <0 C ．2A(g)＋B(g)===2C(g) ΔH <0 D ．2A(g)＋B(g)===2C(g) ΔH >0 4．已知在1×105 Pa 、298 K 条件下，2 mol 氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ 热量，下列热化学方程 式正确的是( ) A ．H 2O(g)===H 2(g)＋12 O 2(g) ΔH ＝＋242 kJ ·mol －1 B ．2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l) ΔH ＝－484 kJ ·mol －1 C ．H 2(g)＋12 O 2(g)===H 2O(g) ΔH ＝＋242 kJ ·mol －1 D ．2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(g) ΔH ＝＋484 kJ ·mol －1 知识点三 中和热 5.50 mL 0.50 mol ·L －1盐酸与50 mL 0.55 mol ·L －1NaOH 溶液在如图所示的装置中进行中和反应，通 过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。试回答下列问题： (1)大小烧杯间填满碎纸条的作用是 ________________________________________________________________________。 (2)大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值将________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。结合日常生活的实际该实验在______中进行效果更好。 (3)实验中改用60 m L 0.50 mol ·L －1盐酸与 50 m L 0.55 mol ·L －1 NaOH 溶液进行反应，与上述实 验相比，所放出的热量________(填“相等”或“不相等”)，所求中和热________(填“相等”或“不相等”)，简述理由__________________________________________。 (4)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH 溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会________；用50 m L 0.5 mol ·L －1 NaOH 溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会 ________________________________________________________________________。 (均填“偏大”、“偏小”或“无影响”) 【提高练习】 1．已知热化学方程式：2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l) ΔH 1＝－571.6 kJ ·mol －1，则关于热化学方程式： 2H 2O(l)===2H 2(g)＋O 2(g) ΔH 2＝？的说法中正确的是( ) A ．热化学方程式中化学计量数表示分子数 B ．该反应ΔH 2大于零 C ．该反应的ΔH 2＝－571.6 kJ ·mol －1 D ．该反应可表示36 g 水分解时的热效应 2．已知：H 2(g)＋F 2(g)===2HF(g) ΔH ＝－270 kJ ·mol －1，下列说法正确的是( ) A ．2 L 氟化氢气体分解成1 L 氢气与1 L 氟气吸收270 kJ 热量 B ．1 mol 氢气与1 mol 氟气反应生成2 mol 液态氟化氢放出的热量小于270 kJ C ．在相同条件下，1 mol 氢气与1 mol 氟气的能量总和大于2 mol 氟化氢气体的能量 D ．1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢气体分子放出270 kJ 热量 3．已知充分燃烧a g 乙炔气体时生成1 mol 二氧化碳气体和液态水，并放出热量b kJ ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是( ) A ．2C 2H 2(g)＋5O 2(g)===4CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH ＝－4b kJ ·mol －1 B ． C 2H 2(g)＋52 O 2(g)===2CO 2(g)＋H 2O(l) ΔH ＝＋2b kJ ·mol －1 C ．2C 2H 2(g)＋5O 2(g)===4CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH ＝－2b kJ ·mol －1 D ．2C 2H 2(g)＋5O 2(g)===4CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH ＝＋b kJ ·mol －1 4．已知强酸与强碱在稀溶液里反应的中和热可表示为 H ＋(aq)＋OH －(aq)===H 2O(l) ΔH ＝－57.3 kJ ·mol －1 对下列反应： CH 3COOH(aq)＋NaOH(aq)===CH 3COONa(aq)＋H 2O(l) ΔH ＝－Q 1 kJ ·mol －1 12H 2SO 4(浓)＋NaOH(aq)===12 Na 2SO 4(aq)＋H 2O(l) ΔH ＝－Q 2 kJ ·mol －1 HNO 3(aq)＋NaOH(aq)===NaNO 3(aq)＋H 2O(l) ΔH ＝－Q 3 kJ ·mol －1 上述反应均在溶液中进行，则下列Q 1、Q 2、Q 3的关系正确的是( ) A ．Q 2>Q 3>Q 1 B ．Q 2>Q 1>Q 3 C ．Q 1＝Q 2＝Q 3 D ．Q 2＝Q 3>Q 1 5．已知： (1)H 2(g)＋12 O 2(g)===H 2O(g) ΔH 1＝a kJ ·mol －1 (2)2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(g) ΔH 2＝b kJ ·mol －1 (3)H 2(g)＋12 O 2(g)===H 2O(l) ΔH 3＝c kJ ·mol －1 (4)2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l) ΔH 4＝d kJ ·mol －1 下列关系式中正确的是( ) A ．a B ．b >d >0 C ．2a ＝b <0 D ．2c ＝d >0 6．工业生产硫酸过程中，SO 2在接触室中被催化氧化为SO 3气体，已知该反应为放热反应。现将2 mol SO 2、1 mol O 2充入一密闭容器充分反应后，放出热量98.3 kJ ，此时测得SO 2的转化率为50%，则下列热化学方程式正确的是( ) A ．2SO 2(g)＋O 2(g) 2SO 3(g) ΔH ＝－196.6 kJ ·mol －1 B ．2SO 2(g)＋O 2(g) 2SO 3(g) ΔH ＝－98.3 kJ ·mol －1 C ．SO 2(g)＋12O 2(g) SO 3(g) ΔH ＝＋98.3 kJ ·mol －1 D ．SO 2(g)＋12O 2(g) SO 3(g) ΔH ＝－196.6 kJ ·mol －1 7．已知：HCN(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH ＝－12.1 kJ ·mol －1 ；HCl(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH ＝－55.6 kJ ·mol －1。则HCN 在水溶液中电离的ΔH 等于( ) A ．－67.7 kJ ·mol －1 B ．－43.5 kJ ·mol －1 C ．＋43.5 kJ ·mol －1 D ．＋67.7 kJ ·mol －1 8．已知：2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l) ΔH ＝－571.6 kJ ·mol －1 CH 4(g)＋2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH ＝－890 kJ ·mol －1 现有H 2与CH 4的混合气体112 L(标准状况)，使其完全燃烧生成CO 2和H 2O(l)，若实验测得反应放热3 695 kJ ，则原混合气体中H 2与CH 4的物质的量之比是( ) A ．1∶1 B ．1∶3 C ．1∶4 D ．2∶3 选修4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） 巩固练习 知识点一 有关反应热的概念 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 ．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 D ．焓变的符号是ΔH ，单位是kJ ·mol －1，反应热的单位是kJ 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Al 2O 3可以制得金属铝和氧气，该反应是一个放出能量的反应 B ．水分解产生氢气和氧气时放出能量 C ．相同状况下，反应2SO 2＋O 2===2SO 3是一个放热反应，则反应2SO 3===2SO 2＋O 2是一个吸热反应 D ．氯化氢分解成氢气和氯气时放出能量 答案 C 解析 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C 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，与它们相反的反应：水、氯化氢和Al 2O 3的分解都应该是吸收能量的反应，故A 、B 、D 错误。 知识点二 反应热与化学键键能的关系 3．通常人们把拆开(见下表)： 化学键 H —H Cl —Cl Cl —H 键能/(kJ ·mol －1) 436 243 431 请计算H 2(g)＋Cl 2A ．＋862 kJ ·mol －1 B ．＋679 kJ ·mol －1 C ．－183 kJ ·mol －1 D ．＋183 kJ ·mol －1 答案 C 解析 拆开1 mol H 2和1 mol Cl 2中的化学键所吸收的能量是436 kJ ·mol －1＋243 kJ ·mol －1＝679 kJ ·mol －1；形成2 mol HCl 所放出的能量是431 kJ ·mol －1×2＝862 kJ ·mol －1，所以该反应的反应热是679 kJ ·mol －1－862 kJ ·mol －1＝－183 kJ ·mol －1。4. 白磷的化学式为P 4，分子的空间构型是正四面体(如图)。白磷在空气中燃烧生成十氧化四磷(P 4O 10)，在十氧化四磷分子里只存在P —O 和P===O 两种共价键。 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P 4(s)＋5O 2(g)===P 4O 10(s)中，ΔH ＝______________。 答案 －2 982 kJ ·mol －1 解析 由P 4的分子结构和P 4＋5O 2=====点燃P 4O 10的物质变化，在P 4O 10分子中只存在P —O 和P===O 两种共价 键，P 4O 10中P 显＋5价、O 显－2价等事实可知，在P 4分子结构的基础上，每2个P 原子之间插入1个O 原子形成2个P —O 键，每个P 原子再结合1个O 原子形成P===O 键，就构成了P 4O 10的分子结构。这样，在1个P 4O 10分子中共有12个P —O 键、4个P===O 键。 ΔH ＝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 反应热与反应物、生成物总能量的关系 5．对放热反应：A＋B===C＋D，以下说法一定正确的是(E A、E B、E C、E D分别表示物质A、B、C、D所具有的能量)( ) A．E A>E B B．E A>E B＋E C C．E A＋E B>E C＋E D D．E A＋E B 答案 C 解析反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量，在发生化学反应时，有一部分能量会转变成热能释放出来，这类反应即为放热反应。 6. 由上图分析，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。 提高练习 1．下列说法不正确的是( ) A．任何化学反应都伴随着能量变化 B．化学反应中的能量变化都表现为热量变化 C．反应物的总能量高于生成物的总能量时，发生放热反应 D．反应物的总能量低于生成物的总能量时，发生吸热反应 答案 B 解析任何化学反应都伴随着能量变化，但能量变化不一定表现为热量变化，还可能以光能等其他形式的能量放出；E(反应物)>E(生成物)，反应放热，E(反应物) 2．已知H—H键键能(断裂时吸收或生成时释放的能量)为436 kJ·mol－1，H—N键键能为391 kJ·mol －1，根据热化学方程式：N 2(g)＋3H2(g)===2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。则 N≡N键的键能是( ) A．431 kJ·mol－1 B．945.6 kJ·mol－1 C．649 kJ·mol－1 D．896 kJ·mol－1 答案 B 解析ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和 ΔH＝3×E(H—H)＋E(N≡N)－6E(N—H)＝3×436 kJ·mol－1＋E(N≡N)－6×391 kJ·mol－1＝－92.4 kJ·mol－1，所以E(N≡N)＝－92.4 kJ·mol－1＋6×391 kJ·mol－1－3×436 kJ·mol－1＝945.6 kJ·mol－1。 3．已知氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中，破坏1 mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1 kJ，破坏1 mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2 kJ，形成1 mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3 kJ，下列关系式正确的是( ) A．Q1＋Q2>Q3 B．Q1＋Q2>2Q3 C．Q1＋Q2 答案 D 解析根据能量守恒原理：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：ΔH<0，则Q1＋Q2－2Q3<0，故Q1＋Q2<2Q3。 练方法技巧 思维模型的运用 4. 已知H 2(g)＋12 O 2(g)===H 2O(g)反应过程中能量变化如图，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？ 答案 a 代表旧键断裂吸收的能量，b 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，ΔH <0。 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)过程中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。 练综合拓展 5物质 Cl 2 Br 2 I 2 HCl HBr HI H 2 能量(kJ) 243 193 151 432 366 298 436 (1)下列物质本身具有的能量最低的是( ) A ．H 2 B ．Cl 2 C ．Br 2 D ．I 2 (2)下列氢化物中，最稳定的是( ) A ．HCl B ．HBr C ．HI (3)X 2＋H 2===2HX(X 代表Cl 、Br 、I)的反应是吸热反应还是放热反应？ 答：____________________。 (4)相同条件下，X 2(X 代表Cl 、Br 、I)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__________。 (5)若无上表中的数据，你能正确回答出问题(4)吗？ 答：________，你的根据是__________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)A (2)A (3)放热反应 (4)Cl 2 (5)能 元素的非金属性越强，生成的氢化物越稳定，反应放出的热量就越多 解析 破坏1 mol 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1 mol 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。(1)生成1 mol H 2时放出的能量最多，为436 kJ ；(2)在氢化物中，生成1 mol HCl 时放出的能量最多，为432 kJ ；(3)分别计算出三个反应放出的热量依次为：185 kJ 、103 kJ 和9 kJ 。 6．已知1 g 氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ ，且氧气中1 mol O===O 键完全断裂时吸收热量496 kJ ，水蒸气中1 mol H —O 键形成时放出热量463 kJ ，则氢气中1 mol H —H 键断裂时吸收热量是________。 答案 436 kJ 解析 因为1 g 氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ ，所以1 mol H 2与12 mol O 2 完全燃烧生成1 mol 水蒸气时放出热量242 kJ 。而化学反应中之所以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 2(g)＋12 O 2(g)===H 2O(g) ΔH ＝－242 kJ ·mol －1时所发生键的变化为断裂1 mol H —H 键和12 mol O===O 键、形成2 mol O —H 键，因此在此反应过程中断裂旧键需要吸收的能量为12 ×496 kJ ＋ E (H —H)，形成新键释放的能量为2×463 kJ ＝926 kJ ，此反应为放热反应，所以有926 kJ －12×496 kJ －E (H —H)＝242 kJ ，解得E (H —H)＝436 kJ 。 高二化学导学案： 编号： 使用时间： 班级： 小组： 姓名： 组内评价： 教师评价： 编制人：李百禄 审核人： 领导签字： 选修4第一章 化学反应与能量 第一节 化学反应与能量的变化（第2课时） [巩固练习] 知识点一 热化学方程式的概念和意义 1．下列说法正确的是( ) A ．书写热化学方程式时，只要在化学方程式的右端写上热量的符号和数值即可 B ．凡是在加热或点燃条件下进行的反应都是吸热反应 C ．表明反应所放出或吸收热量的化学方程式叫做热化学方程式 D ．氢气在氧气中燃烧的热化学方程式是 2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l) ΔH ＝－483.6 kJ 答案 C 解析 A 项，热化学方程式还应注明各物质的聚集状态；B 项，放热反应有时在点燃或加热时才能发生；D 项，ΔH 的单位错误。 2．热化学方程式C(s)＋H 2O(g)===CO(g)＋H 2(g) ΔH ＝＋131.3 kJ ·mol －1表示( ) A ．碳和水反应吸收131.3 kJ 能量 B ．1 mol 碳和1 mol 水反应生成1 mol 一氧化碳和1 mol 氢气并吸收131.3 kJ 热量 C ．1 mol 固态碳和1 mol 水蒸气反应生成1 mol 一氧化碳气体和1 mol 氢气并吸收131.3 kJ 热量 D ．1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.3 kJ 答案 C 解析 依据反应热的概念，表示按照热化学方程式计量数的物质的量反应时吸收或放出的热量，单位 是kJ ·mol －1，该热化学方程式表示1 mol 固态碳和1 mol 水蒸气反应生成1 mol 一氧化碳气体和1 mol 氢气并吸收131.3 kJ 的热量，特别要指明水的状态。 知识点二 热化学方程式的书写及正误判断 3.分析图中的能量变化情况，下列正确的是( ) A ．2A ＋B===2C ΔH <0 B ．2C===2A ＋B ΔH <0 C ．2A(g)＋B(g)===2C(g) ΔH <0 D ．2A(g)＋B(g)===2C(g) ΔH >0 答案 D 解析 A 、B 选项没注明物质状态，且ΔH 的符号错误，均不正确。根据图象先确定物质总能量的相对关系，再确定放热：2C(g)===2A(g)＋B(g) ΔH <0或吸热：2A(g)＋B(g) ===2C(g) ΔH >0。 4．已知在1×105 Pa 、298 K 条件下，2 mol 氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ 热量，下列热化学方程 式正确的是( ) A ．H 2O(g)===H 2(g)＋12 O 2(g) ΔH ＝＋242 kJ ·mol －1 B ．2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l) ΔH ＝－484 kJ ·mol －1 C ．H 2(g)＋12 O 2(g)===H 2O(g) ΔH ＝＋242 kJ ·mol －1 D ．2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(g) ΔH ＝＋484 kJ ·mol －1 答案 A 解析 氢气燃烧是放热反应，其ΔH 应为负值，故C 、D 错误；2 mol 氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ 热量，而B 是生成液态水，所以B 也是错误的；反应逆向进行，ΔH 符号相反，因此A 是正确的。 知识点三 中和热 5.50 mL 0.50 mol ·L －1盐酸与50 mL 0.55 mol ·L －1NaOH 溶液在如图所示的装置中进行中和反应，通 过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。试回答下列问题： (1)大小烧杯间填满碎纸条的作用是 ________________________________________________________________________。 (2)大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值将________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。结合日常生活的实际该实验在______中进行效果更好。 (3)实验中改用60 m L 0.50 mol ·L －1盐酸与 50 m L 0.55 mol ·L －1 NaOH 溶液进行反应，与上述实 验相比，所放出的热量________(填“相等”或“不相等”)，所求中和热________(填“相等”或“不相等”)，简述理由__________________________________________。 (4)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH 溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会________；用50 m L 0.5 mol ·L －1 NaOH 溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会 ________________________________________________________________________。 (均填“偏大”、“偏小”或“无影响”) 答案 (1)减少实验过程中的热量损失 (2)偏小 保温杯 (3)不相等 相等 因中和热是在稀溶液 中，1 mol H ＋和1 mol OH －发生中和反应生成1 mol H 2O 时所放出的热量，与酸碱的用量无关 (4)偏小 偏小 解析 要掌握实验操作要点：①量热计保温效果要好；②酸碱溶液的浓度要小；③酸碱一方要过量； ④操作迅速准确，减少热量损失；⑤及时准确记录数据。中和热是在稀溶液中，1 mol H ＋和1 mol OH －发 生中和反应生成1 mol H 2O 时所放出的热量，强酸与强碱反应的实质是H ＋＋OH －===H 2O ，计算出来的中和热 是相同的。 提高练习 1．已知热化学方程式：2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l) ΔH 1＝－571.6 kJ ·mol －1，则关于热化学方程式： 2H 2O(l)===2H 2(g)＋O 2(g) ΔH 2＝？的说法中正确的是( ) A ．热化学方程式中化学计量数表示分子数 B ．该反应ΔH 2大于零 C ．该反应的ΔH 2＝－571.6 kJ ·mol －1 D ．该反应可表示36 g 水分解时的热效应 答案 B 解析 ΔH 2与ΔH 1符号相反，数值相等，故ΔH 2＝＋571.6 kJ ·mol －1；D 选项没有指明36 g 水的状态， 故D 项错误。 2．已知：H 2(g)＋F 2(g)===2HF(g) ΔH ＝－270 kJ ·mol －1，下列说法正确的是( ) A ．2 L 氟化氢气体分解成1 L 氢气与1 L 氟气吸收270 kJ 热量 B ．1 mol 氢气与1 mol 氟气反应生成2 mol 液态氟化氢放出的热量小于270 kJ C ．在相同条件下，1 mol 氢气与1 mol 氟气的能量总和大于2 mol 氟化氢气体的能量 D ．1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢气体分子放出270 kJ 热量 答案 C 解析 A 项中用L 做单位是错误的，因为热化学方程式的化学计量数表示物质的量；B 项中放出热量小于270 kJ 是错误的，应大于270 kJ ；D 项中说几个分子间反应是错误的；C 项正确。 3．已知充分燃烧a g 乙炔气体时生成1 mol 二氧化碳气体和液态水，并放出热量b kJ ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是( ) A ．2C 2H 2(g)＋5O 2(g)===4CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH ＝－4b kJ ·mol －1 B ． C 2H 2(g)＋52O 2(g)===2CO 2(g)＋H 2O(l) ΔH ＝＋2b kJ ·mol －1 C ．2C 2H 2(g)＋5O 2(g)===4CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH ＝－2b kJ ·mol －1 D ．2C 2H 2(g)＋5O 2(g)===4CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH ＝＋b kJ ·mol －1 答案 A 解析 乙炔燃烧是放热反应，ΔH ＜0，则排除B 、D 两选项；又因反应生成1 mol 二氧化碳气体时，放出热量为b kJ ，则生成4 mol CO 2(g)应放出热量4b kJ ，故A 正确，C 不正确。 4．已知强酸与强碱在稀溶液里反应的中和热可表示为 H ＋(aq)＋OH －(aq)===H 2O(l) ΔH ＝－57.3 kJ ·mol －1 对下列反应： CH 3COOH(aq)＋NaOH(aq)===CH 3COONa(aq)＋H 2O(l) ΔH ＝－Q 1 kJ ·mol －1 12H 2SO 4(浓)＋NaOH(aq)===12 Na 2SO 4(aq)＋H 2O(l) ΔH ＝－Q 2 kJ ·mol －1 HNO 3(aq)＋NaOH(aq)===NaNO 3(aq)＋H 2O(l) ΔH ＝－Q 3 kJ ·mol －1 上述反应均在溶液中进行，则下列Q 1、Q 2、Q 3的关系正确的是( ) A ．Q 2>Q 3>Q 1 B ．Q 2>Q 1>Q 3 C ．Q 1＝Q 2＝Q 3 D ．Q 2＝Q 3>Q 1 答案 A