《同步蘇教化學選修四新突破講義：專題1 第1單元 第1課時 化學反應的焓變 Word版含答案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《同步蘇教化學選修四新突破講義：專題1 第1單元 第1課時 化學反應的焓變 Word版含答案（11頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第一單元　化學反應中的熱效應 第1課時　化學反應的焓變 目標與素養(yǎng)：1.知道化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因。(宏觀辨識與微觀探析)2.通過生產(chǎn)、生活中的實例了解化學能與熱能的相互轉(zhuǎn)化，了解吸熱反應、放熱反應、反應熱等概念。(宏觀辨識與微觀探析)3.了解熱化學方程式的含義并能正確書寫熱化學方程式。(宏觀辨識與微觀探析) 一、反應熱　焓變 1．反應熱　焓變 (1)反應熱：在化學反應過程中，當反應物和生成物具有相同溫度時，所吸收或放出的熱量。 (2)焓變：在恒溫、恒壓的條件下，化學反應過程中吸收或釋放的熱量，符號為ΔH，常用單位為kJ·mol－1。 微

2、點撥：(1)焓變?yōu)楹銐簵l件下的反應熱。(2)反應熱、焓變的單位均為 kJ·mol－1，熱量的單位為kJ。 2．ΔH與吸熱反應和放熱反應的關(guān)系 (1)當ΔH＞0時，反應物的總能量小于生成物的總能量，反應過程吸收熱量，為吸熱反應。 (2)當ΔH＜0時，反應物的總能量大于生成物的總能量，反應過程放出熱量，為放熱反應。 3．化學反應伴隨能量變化的原因 (1)從反應物和生成物總能量相對大小角度分析如圖所示 吸熱反應　　　　放熱反應 反應熱的計算公式：ΔH＝E(生成物)－E(反應物)。 (2)從反應物斷鍵和生成物成鍵角度分析 N2(g)＋O2(g)===2NO(g)反應的能量變

3、化如圖所示： 由圖可知： 1 mol N2分子中的化學鍵斷裂吸收的能量是946_kJ， 1 mol O2分子中的化學鍵斷裂吸收的能量是498_kJ， 2 mol NO分子中的化學鍵形成釋放的能量是1_264_kJ， 則N2(g)＋O2(g)===2NO(g)的反應吸收的熱量為180_kJ。 反應熱的計算公式：ΔH＝反應物的鍵能總和－生成物的鍵能總和。 二、熱化學方程式 1．定義：能夠表示反應熱的化學方程式。 2．書寫熱化學方程式需注意的問題 (1)書寫熱化學方程式時應指明反應的溫度和壓強，若在25 ℃(即298 K)、101 kPa時進行的反應，可不注明。 (2)注明

4、反應物和生成物的聚集狀態(tài)。一般用“g”表示氣體，“l(fā)”表示液體，“s”表示固體，“aq”表示水溶液。 (3)在熱化學方程式中，化學計量數(shù)表示物質(zhì)的量，可以用整數(shù)或簡單分數(shù)表示。 (4)在熱化學方程式后面注明ΔH的數(shù)值、正負號(正號可以省略)及單位(kJ·mol－1)。 (5)同一化學反應，熱化學方程式中物質(zhì)的化學計量數(shù)不同，ΔH也不同，ΔH與化學計量數(shù)成正比關(guān)系。 1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。 (1)反應熱的單位與熱量相同。(　　) (2)反應開始前需要加熱的反應一定是吸熱反應，不需要加熱就能發(fā)生的反應一定是放熱反應。(　　) (3)熱化學方程式中物質(zhì)前的

5、化學計量數(shù)可以表示分子個數(shù)。(　　) 答案：(1)×　(2)×　(3)× 2．下列說法正確的是(　　) A．反應熱就是反應中放出的熱量 B．當反應放熱時ΔH>0，反應吸熱時ΔH<0 C．一個化學反應中，當反應物的總能量大于生成物的總能量時，反應放熱，ΔH為“－” D．一個化學反應中，生成物總鍵能大于反應物的總鍵能時，反應吸熱，ΔH為“＋” C　[反應熱也指反應中吸收的熱量，A錯；在反應中，生成物比反應物所具有的總能量小，反應就放熱，反之就吸熱，C對；化學反應的實質(zhì)是舊化學鍵的斷裂，新化學鍵的形成，斷鍵時吸收能量即反應物鍵能，成鍵時放出能量即生成物鍵能，后者大，則反應為放熱反應，Δ

6、H為“－”，D錯。] 3．H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1表示的意義是在25 ℃、101 kPa下，________H2與________O2反應生成________時，______的熱量是285.8 kJ。 答案：1 mol　 mol　1 mol液態(tài)水　放出 從宏觀和微觀的角度分析反應熱 類型 定義 放出熱量的化學反應 吸收熱量的化學反應 宏觀辨識 反應物具有的總能量大于生成物具有的總能量(E反＞E生) 反應物具有的總能量小于生成物具有的總能量(E反＜E生) 微觀探析 吸收能量E1 ↓ 反應物生成物

7、 ↓ 放出能量E2 E1＞E2，吸收熱量 E1＜E2，放出熱量 與鍵能的 關(guān)系 反應物的鍵能總和＞生成物的鍵能總和，吸收熱量 反應物的鍵能總和＜生成物的鍵能總和，放出熱量 焓變 ΔH＜0 ΔH＞0 圖示 能量變化 體系的能量降低 體系的能量升高 實例 H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－184.6 kJ·mol－1 C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝131.5 kJ·mol－1 常見反 應類型 ①可燃物的燃燒； ②酸堿中和反應； ③大多數(shù)化合反應； ④金屬與(水)酸的置換反應； ⑤鋁熱反應 ①

8、大多數(shù)分解反應； ②鹽的水解和弱電解質(zhì)的電離； ③Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應； ④碳和水、C和CO2的反應 【例1】　某反應由兩步反應ABC構(gòu)成，它的反應能量曲線如圖，下列敘述正確的是(　　) A．兩步反應均為吸熱反應 B．AB反應，反應條件一定要加熱 C．A與C的能量差為E4 D．三種化合物中C最穩(wěn)定 D　[A→B為吸熱反應，B→C為放熱反應，A項錯誤；放熱反應、吸熱反應與是否需要加熱無關(guān)，B項錯誤；A與C的能量差為ΔH，C項錯誤；三種化合物中C能量最低，最穩(wěn)定，D項正確。] (1)某一反應是吸熱反應還是放熱反應，與反應物和生成物總能量的相對大小有

9、關(guān)，與反應條件無關(guān)。 (2)從能量的角度比較物質(zhì)的穩(wěn)定性：物質(zhì)本身具有的能量越高，其穩(wěn)定性越差，能量越低的物質(zhì)越穩(wěn)定。 (3)從鍵能的角度比較物質(zhì)的穩(wěn)定性：鍵能越大，物質(zhì)越穩(wěn)定。 1．由下圖分析，有關(guān)敘述正確的是(　　) A．A→B＋C和B＋C→A兩個反應吸收或放出的能量不等 B．A→B＋C是放熱反應 C．A具有的能量高于B和C具有的能量總和 D．A→B＋C是吸熱反應，則B＋C→A必然是放熱反應 D　[本題考查化學反應中的能量變化，由圖可知，B＋C的能量高于A的能量，則反應B＋C→A一定是放熱反應；反之，A→B＋C則是吸熱反應。根據(jù)能量守恒定律，兩反應的反應

10、熱在數(shù)值上相等，符號相反。] 2．(1)已知反應2HI(g)===H2(g)＋I2(g)　ΔH＝11 kJ·mol－1,1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化學鍵斷裂時分別需要吸收436 kJ、151 kJ的能量，則1 mol HI(g)分子中化學鍵斷裂時需吸收的能量為________kJ。 (2)甲醇既是重要的化工原料，又可作為燃料，利用CO和H2在催化劑作用下合成甲醇，發(fā)生反應如下：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)　ΔH。 已知反應中相關(guān)的化學鍵鍵能數(shù)據(jù)如下： 化學鍵 H—H C—O CO H—O C—H E/kJ·mol－1 436 34

11、3 1 076 465 413 由此計算ΔH＝________kJ·mol－1。 解析：(1)設1 mol HI(g)分子中化學鍵斷裂吸收的能量為x，則2x－436 kJ－151 kJ＝11 kJ，x＝299 kJ。 (2)根據(jù)鍵能與反應熱的關(guān)系可知，ΔH＝反應物的鍵能之和－生成物的鍵能之和＝(1 076 kJ·mol－1＋2×436 kJ·mol－1)－ (413 kJ·mol－1×3＋343 kJ·mol－1＋465 kJ·mol－1)＝－99 kJ·mol－1。 答案：(1)299　(2)－99 熱化學方程式的書寫與 正誤判斷 1.書寫熱化學方程式的“五步”

12、—寫出配平的化學方程式 　↓ —用s、l、g、aq標明物質(zhì)的聚集狀態(tài) 　↓ — ↓ — ↓ — 2．熱化學方程式書寫的注意事項 (1)注意標明物質(zhì)的聚集狀態(tài)：方程式中每種物質(zhì)的化學式后面用括號注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)(g、l、s)，不用標“↑”或“↓”，水溶液用aq表示。 (2)注意注明必要的反應條件：焓變與溫度和壓強等測定條件有關(guān)，所以書寫時必須在ΔH后指明反應的溫度和壓強(298 K、101 kPa時，可不注明)。 (3)注意明確化學計量數(shù)的含義：化學計量數(shù)只表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量，不表示分子個數(shù)或原子個數(shù)，因此熱化學方程式中化學計量數(shù)也可以是分數(shù)。 (4)注意ΔH的單位

13、及符號：ΔH的單位常采用kJ·mol－1，ΔH只能寫在化學方程式的右邊，表示正向反應的焓變。ΔH＜0表示為放熱反應；ΔH＞0表示為吸熱反應。 (5)注意同一反應中化學計量數(shù)與ΔH數(shù)值的對應關(guān)系：化學方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)加倍，則ΔH的數(shù)值也加倍；若反應逆向進行，則ΔH的符號改變，但數(shù)值不變。 (6)可逆反應的ΔH表示的是當反應物按化學計量數(shù)完全反應時產(chǎn)生的熱效應，實際反應中，若按化學計量數(shù)放入反應物，產(chǎn)生的熱量偏小，如2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1，若2 mol SO2與1 mol O2反應，放出的熱量小于196.6 kJ。 【例2】　

14、下列熱化學方程式正確的是(　　) A．C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O ΔH＝－1 367.0 kJ·mol－1 B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝57.3 kJ·mol－1 C．S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1(a＞0) D．2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)　ΔH＝－116.2 kJ C　[A項未標明各物質(zhì)的聚集狀態(tài)，B項NaOH和HCl的反應為放熱反應，ΔH＜0，D項中ΔH的單位是“kJ·mol－1”而不是“kJ”。] 3．已知0.1 mol硫黃完全燃燒時放出的熱量

15、為29.6 kJ，對應的熱化學方程式是(　　) A．S＋O2===SO2　ΔH＝－296 kJ·mol－1 B．S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－29.6 kJ·mol－1 C．S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－296 kJ·mol－1 D．S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝296 kJ·mol－1 C　[熱化學方程式必須注明物質(zhì)的狀態(tài)，A項錯誤；常溫下，硫黃是固體，O2、SO2是氣體，1 mol S完全燃燒時放出的熱量為296 kJ，B、D項錯誤，C項正確。] 4．依據(jù)事實，寫出下列反應的熱化學方程式。 (1)1 mol N2(g)

16、與適量H2(g)反應，生成2 mol NH3(g)，放出92.4 kJ熱量。 (2)1 mol Cu(s)與適量O2(g)反應，生成CuO(s)，放出157 kJ熱量。 (3)23 g C2H6O(l)和一定量的氧氣混合點燃，恰好完全反應，生成CO2(g)和H2O(l)，放出683.5 kJ的熱量。 答案：(1)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1 (2)Cu(s)＋O2(g)===CuO(s)ΔH＝－157 kJ·mol－1 (3)C2H6O(l)＋O2(g)===CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝－683.5 kJ·mol－1 1．

17、下列有關(guān)焓變與反應熱的說法，正確的是(　　) A．反應熱和焓變的單位都是kJ B．如果反應是在恒溫恒壓條件下進行的，可認為此時的反應熱和焓變相等 C．如果反應是在恒溫恒容條件下進行的，可認為此時的反應熱與焓變相等 D．有些化學反應不存在反應熱，即焓變可以為“0” B　[反應熱和焓變的單位都是kJ·mol－1，A錯誤；恒溫恒壓時的反應熱與焓變相等，B正確、C錯誤；任何化學反應都有反應熱，即ΔH≠0，D錯誤。] 2．(雙選)根據(jù)如圖所示的反應判斷下列說法中錯誤的是(　　) 碳酸鈣的熱分解示意圖 A．CO2(g)和CaO(s)的總能量小于CaCO3(s)的總能量 B．該反應的焓

18、變大于零 C．該反應中有離子鍵斷裂也有共價鍵斷裂，化學鍵斷裂吸收能量，化學鍵生成放出能量 D．由該反應可推出凡是需要加熱才發(fā)生的反應均為吸熱反應 AD　[因為碳酸鈣受熱分解是吸熱反應，CO2(g)和CaO(s)的總能量大于CaCO3(s)的總能量，焓變大于零，A項錯誤，B項正確；C項，在CaCO3中，Ca2＋和CO之間存在離子鍵，CO中，C與O之間存在共價鍵，故反應中有離子鍵斷裂也有共價鍵斷裂，斷鍵吸收能量，成鍵放出能量，C項正確；需要加熱才發(fā)生的反應不一定為吸熱反應，如碳的燃燒反應就是放熱反應，D項錯誤。] 3．在25 ℃、101 kPa下，0.1 mol甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水時

19、放熱72.65 kJ，下列熱化學方程式正確的是(　　) A．CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝726.5 kJ·mol－1 B．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g) ΔH＝1 453 kJ·mol－1 C．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1 453 kJ·mol－1 D．CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－726.5 kJ·mol－1 D　[25 ℃、101 kPa,0.1 mol甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱72.65 kJ

20、，則1 mol甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱726.5 kJ，因此正確的熱化學方程式為CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－726.5 kJ·mol－1，或2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－1 453 kJ·mol－1，D項正確；這是一個放熱反應，A、B中ΔH都大于0，都是吸熱反應，故A、B項錯誤；C項生成物中的水是氣體，不符合題意，錯誤。] 4．下列熱化學方程式或敘述正確的是(　　) A．1 mol液態(tài)肼(N2H4)在足量氧氣中完全燃燒生成水蒸氣，放出642 kJ熱量：N2H4(l)＋O2(g)===N2(g

21、)＋2H2O(g)　ΔH＝642 kJ·mol－1 B．12 g石墨轉(zhuǎn)化為CO時，放出110.5 kJ熱量：2C(s，石墨)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－110.5 kJ·mol－1 C．已知：H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－286 kJ·mol－1，則2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝572 kJ·mol－1 D．已知：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) 　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，則在一定條件下向密閉容器中充入0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)充分反應放出46.2 kJ的熱量 C　[A項，放出熱量，ΔH

22、＜0，正確的熱化學方程式為N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－642 kJ·mol－1；B項，2C(s，石墨)＋O2(g)===2CO(g)的ΔH應是2 mol即24 g石墨轉(zhuǎn)化為CO時的反應熱，即ΔH＝－221 kJ·mol－1；C項，根據(jù)熱化學方程式的含義知，若化學方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)加倍，則ΔH數(shù)值也加倍；若反應逆向進行，則ΔH改變符號，但絕對值不變，據(jù)此可判斷該項正確；D項，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1表示1 mol N2(g)與3 mol H2(g)完全反應生成2 mol NH3(g)時放出92.4

23、kJ的熱量，但合成氨反應是可逆反應，0.5 mol N2(g)與1.5 mol H2(g)充分反應后生成的NH3(g)的物質(zhì)的量小于1 mol，故放出的熱量小于46.2 kJ。] 5．請你寫出298 K、101 kPa時，下列反應的熱化學方程式。 (1)1 mol C與1 mol水蒸氣反應生成1 mol CO和1 mol H2，吸熱131.5 kJ：________________________________________________。 (2)用CO(g)還原1 mol Fe2O3(s)，放熱24.8 kJ： _________________________________

24、___________________。 (3)1 mol HgO(s)分解生成液態(tài)汞和氧氣時，吸熱90.7 kJ： ____________________________________________________。 (4)已知一些化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)如表所示： 化學鍵 C—H C—F H—F F—F 鍵能/kJ·mol－1 414 489 565 155 請根據(jù)鍵能數(shù)據(jù)估算CH4(g)和F2(g)反應生成 CF4(g)和HF(g)的熱化學方程式：____________________________________________ ____________

25、_____________________________________________。 解析：(1)1 mol C與1 mol H2O(g)反應生成CO和H2時吸收131.5 kJ熱量，則反應的ΔH＝131.5 kJ·mol－1。 (2)用CO(g)還原1 mol Fe2O3(s)，放熱24.8 kJ，則反應的ΔH＝ －24.8 kJ·mol－1。 (3)1 mol HgO(s)分解生成液態(tài)汞和O2，吸熱90.7 kJ，則反應的ΔH＝90.7 kJ·mol－1。 (4)首先根據(jù)反應物和生成物寫出反應方程式，注明各物質(zhì)的狀態(tài)，化學反應的反應熱等于斷裂舊化學鍵吸收的能量和形成新化學

26、鍵放出的能量的差，根據(jù)鍵能數(shù)據(jù)可知，所求反應的反應熱ΔH＝414 kJ·mol－1×4＋155 kJ·mol－1×4－489 kJ·mol－1×4－565 kJ·mol－1×4＝－1 940 kJ·mol－1。 答案：(1)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝131.5 kJ·mol－1 (2)3CO(g)＋Fe2O3(s)===3CO2(g)＋2Fe(s) ΔH＝－24.8 kJ·mol－1 (3)HgO(s)===Hg(l)＋O2(g)　ΔH＝90.7 kJ·mol－1 (4)CH4(g)＋4F2(g)===CF4(g)＋4HF(g)　ΔH＝－1940 kJ·mol－1