《2017-2018學(xué)年高中化學(xué) 專題1 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 第一單元 第一課時(shí) 化學(xué)反應(yīng)的焓變學(xué)案 蘇教版選修4.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2017-2018學(xué)年高中化學(xué) 專題1 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 第一單元 第一課時(shí) 化學(xué)反應(yīng)的焓變學(xué)案 蘇教版選修4.doc（17頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
第一課時(shí) 化學(xué)反應(yīng)的焓變
[課標(biāo)要求]
1．了解吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)的定義，了解反應(yīng)熱和焓變的含義。
2．知道鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。
3．認(rèn)識(shí)熱化學(xué)方程式的意義并能正確書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式。
1.在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，當(dāng)反應(yīng)物和生成物具有相同溫度時(shí)，所吸收或放出的熱量稱為化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱。
2．在恒溫、恒壓的條件下，化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中吸收或釋放的熱量稱為反應(yīng)的焓變，用ΔH表示，單位kJmol－1，吸熱反應(yīng)的ΔH>0，放熱反應(yīng)的ΔH<0。
3．熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)“三步驟”：
(1)寫(xiě)出配平的化學(xué)方程式。
(2)標(biāo)出物質(zhì)的聚集狀態(tài)。
(3)注明反應(yīng)熱的正負(fù)號(hào)、數(shù)值和單位。
4．反應(yīng)熱計(jì)算“兩公式”：
(1)ΔH＝生成物所具有的總能量－反應(yīng)物所具有的總能量。
(2)ΔH＝反應(yīng)物的鍵能總和－生成物的鍵能總和。
化學(xué)反應(yīng)的焓變
1．反應(yīng)熱
在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，當(dāng)反應(yīng)物和生成物具有相同溫度時(shí)，所吸收或放出的熱量。
2．焓變
(1)焓(H)：與內(nèi)能有關(guān)的物理量。
(2)焓變(ΔH)：生成物與反應(yīng)物的焓值差，即ΔH＝H(生成物)－H(反應(yīng)物)。
(3)焓變與反應(yīng)熱：恒壓條件下的反應(yīng)熱等于焓變。
(4)焓變概念：在恒溫、恒壓條件下，化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中吸收或釋放的熱量，單位
kJmol－1。
(5)ΔH與吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)的關(guān)系
①吸熱反應(yīng)：ΔH>0；②放熱反應(yīng)：ΔH<0。
3．化學(xué)反應(yīng)伴隨有能量變化的原因
(1)從反應(yīng)物斷鍵和生成物成鍵角度
①化學(xué)反應(yīng)過(guò)程：
②化學(xué)鍵變化與反應(yīng)熱的關(guān)系：
若E1>E2，反應(yīng)吸收能量，ΔH>0，為吸熱反應(yīng)；
若E1
0表示該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
注意事項(xiàng)
①任何化學(xué)反應(yīng)都有反應(yīng)熱，即焓變?chǔ)≠0
②ΔH的大小與反應(yīng)條件無(wú)關(guān)
2.ΔH的計(jì)算方法
(1)ΔH＝反應(yīng)物的鍵能總和－生成物的鍵能總和。
(2)ΔH＝生成物所具有的總能量－反應(yīng)物所具有的總能量。
1．判斷的正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“”)。
(1)任何化學(xué)反應(yīng)均伴隨能量的變化( )
(2)焓變是指1 mol物質(zhì)參加反應(yīng)時(shí)的能量變化( )
(3)ΔH<0的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，ΔH>0的反應(yīng)為放熱反應(yīng)( )
(4)伴有能量變化的物質(zhì)變化都是化學(xué)變化( )
答案：(1)√ (2) (3) (4)
2．化學(xué)反應(yīng)A2(g)＋B2(g)===2AB(g)的能量變化如圖所示，下列敘述中正確的是( )
A．每生成2個(gè)AB分子吸收(a－b)kJ熱量
B．該反應(yīng)熱ΔH＝＋(a－b)kJmol－1
C．該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量
D．?dāng)嗔? mol A—A和1 mol B—B鍵，吸收a kJ能量
解析：選BD 形成化學(xué)鍵放出熱量，形成2 mol A—B鍵放出b kJ熱量，A項(xiàng)錯(cuò)誤；1 mol A2(g)和1 mol B2(g)反應(yīng)生成2 mol AB(g)吸收(a－b)kJ熱量，B項(xiàng)正確；由圖可知，反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量，C項(xiàng)錯(cuò)誤；斷裂1 mol A—A和1 mol B—B鍵，吸收a kJ能量，D項(xiàng)正確。
3．化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的能量變化如圖所示，判斷以下說(shuō)法正確的是( )
A．圖甲表示的是吸熱反應(yīng) B．圖乙表示的是放熱反應(yīng)
C．圖甲中ΔH＞0 D．圖乙中ΔH＞0
解析：選D 由圖像分析可知甲：E反應(yīng)物>E生成物，反應(yīng)放熱，ΔH<0；乙：E反應(yīng)物0。
4．鍵能是兩原子間形成1 mol新鍵(或其逆過(guò)程)時(shí)釋放(或吸收)的能量。已知下列物質(zhì)的鍵能：
化學(xué)鍵
H—H
N—H
鍵能/(kJmol－1)
436
946
391
則反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)的ΔH＝________。
解析：ΔH＝反應(yīng)物斷鍵吸收的總能量－生成物成鍵釋放的總能量＝946 kJmol－1＋3436 kJmol－1－6391 kJmol－1＝(2 254 kJmol－1－2 346 kJmol－1)＝－92 kJmol－1。
答案：－92 kJmol－1
[方法技巧]
判斷吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)的依據(jù)與誤區(qū)
(1)吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)判斷的“兩大依據(jù)”
理論依據(jù)：反應(yīng)物與生成物總能量的相對(duì)大小。
計(jì)算依據(jù)：斷裂化學(xué)鍵吸收總能量與形成化學(xué)鍵放出總能量的相對(duì)大小。
(2)吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)判斷的“兩大誤區(qū)”
誤區(qū)一：與反應(yīng)條件有關(guān)。
誤區(qū)二：只要吸熱就是吸熱反應(yīng)，只要放熱就是放熱反應(yīng)。如水蒸氣液化放出熱量，但該過(guò)程不是放熱反應(yīng)。
熱化學(xué)方程式
1．概念
能夠表示反應(yīng)熱的化學(xué)方程式。
2．意義
(1)熱化學(xué)方程式既表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化，也表明了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。
(2)對(duì)于熱化學(xué)方程式H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJmol－1，表示在25 ℃(298 K)、101 kPa時(shí)，1 mol H2與 mol O2完全反應(yīng)生成液態(tài)水時(shí)放出的熱量是285.8 kJ。
3．書(shū)寫(xiě)原則
(1)熱化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示物質(zhì)的量，不表示分子個(gè)數(shù)，可以用整數(shù)也可以用分?jǐn)?shù)。
(2)必須注明物質(zhì)的狀態(tài)、ΔH的“＋、－”和單位。
(3)應(yīng)標(biāo)明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)。若不標(biāo)明，則表示是在25 ℃(298 K)、101 kPa條件下的反應(yīng)熱。
(4)對(duì)于相同反應(yīng)，ΔH的數(shù)值必須與化學(xué)計(jì)量數(shù)對(duì)應(yīng)。
4．實(shí)例
8 g甲烷完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出445 kJ的熱量，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890 kJmol－1。
已知有下列化學(xué)方程式
(1)H2＋I(xiàn)22HI
(2)H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g) ΔH＝－14.9 kJmol－1
(3)H2＋Cl22HCl
(4)H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH＝－184.6 kJmol－1
(5)H2(g)＋Cl2(g)===HCl(g)ΔH＝－92.3 kJmol－1
(6)H2(g)＋O2(g)===H2O(g)ΔH＝－241.8 kJmol－1
[問(wèn)題思考]
1．以上6個(gè)方程式中，哪幾個(gè)不屬于熱化學(xué)方程式？熱化學(xué)方程式中的g、l代表什么？固態(tài)和溶液如何表示？
提示：(1)、(3)不屬于熱化學(xué)方程式；g表示物質(zhì)的狀態(tài)為氣態(tài)，l表示物質(zhì)的狀態(tài)為液態(tài)；固態(tài)和溶液分別用s和aq表示。
2．熱化學(xué)方程式(5)中的“”代表什么？如果是2 mol H2和2 mol Cl2完全反應(yīng)，則ΔH還是－92.3 kJmol－1嗎？
提示：熱化學(xué)方程式(5)中的“”代表的是H2和Cl2的物質(zhì)的量，而不是H2和Cl2的分子數(shù)。如果H2和Cl2的物質(zhì)的量均為2 mol，則ΔH＝－369.2 kJmol－1，而不是ΔH＝－92.3 kJmol－1。
3．由方程式(6)可得到H2O(g)===H2(g)＋O2(g)的ΔH為多少？
提示：ΔH＝＋241.8 kJmol－1。
熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)步驟與注意事項(xiàng)
1．書(shū)寫(xiě)“三”步驟
2．注意“五”事項(xiàng)
(1)要在物質(zhì)的化學(xué)式后面用括號(hào)注明各物質(zhì)的聚集狀態(tài)。一般用英文字母g、l和s分別表示氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)，水溶液中的溶質(zhì)則用aq表示。
(2)ΔH的單位是kJmol－1。
(3)根據(jù)焓的性質(zhì)，對(duì)于相同物質(zhì)的反應(yīng)，當(dāng)化學(xué)計(jì)量數(shù)不同時(shí)，其ΔH也不同。若化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)加倍，則ΔH的數(shù)值也加倍。
(4)熱化學(xué)方程式中不用“↑”“↓”，“===”上不用標(biāo)明反應(yīng)條件。
(5)必須標(biāo)明ΔH的符號(hào)，放熱反應(yīng)ΔH為“－”，吸熱反應(yīng)ΔH為“＋”，正負(fù)號(hào)不可省略。
1．1 g氫氣在氧氣中燃燒生成液態(tài)水，放出142.9 kJ的熱量，表示該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是( )
A．H2(g)＋O2(g)===H2O(l)
ΔH＝－285.8 kJmol－1
B．H2(g)＋O2(g)===H2O(g)
ΔH＝－285.8 kJmol－1
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ
D．H2＋O2===H2O ΔH＝－285.8 kJmol－1
解析：選A 由1 g氫氣燃燒生成液態(tài)水放出142.9 kJ的熱量可知，1 mol H2燃燒生成液態(tài)水放出285.8 kJ的熱量，則ΔH＝－285.8 kJmol－1。
2．下列熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)正確的是( )
A．2SO2＋O2===2SO3 ΔH＝－196.6 kJmol－1
B．H2(g)＋O2(g)===H2O(l)
ΔH＝－285.8 kJmol－1
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ
D．C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝＋393.5 kJmol－1
解析：選B A沒(méi)有標(biāo)明狀態(tài)；C中ΔH的單位不正確，應(yīng)為kJmol－1；因?yàn)樘己脱鯕獾姆磻?yīng)是放熱反應(yīng)，所以D中ΔH為負(fù)值。
3．寫(xiě)出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。
(1)N2(g)與H2(g)反應(yīng)生成17 g NH3(g)，放出46.1 kJ熱量。
________________________________________________________________________
(2)1 mol C2H5OH(l)完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l)，放出1 366.8 kJ熱量。
________________________________________________________________________
(3)1 mol CO完全轉(zhuǎn)化為CO2放出283 kJ的熱量。
________________________________________________________________________
(4)24 g C(s)與足量H2O(g)反應(yīng)生成CO(g)和H2(g)，吸收262.6 kJ熱量。
________________________________________________________________________
解析：(1)1 mol N2(g)與3 mol H2(g)完全反應(yīng)生成2 mol NH3(g)時(shí)放出的熱量為46.1 kJ2＝92.2 kJ。
(2)C2H5OH燃燒的化學(xué)方程式為C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O，故C2H5OH(l)完全燃燒生成CO2和H2O(l)的熱化學(xué)方程式為C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1 366.8 kJmol－1。
(3)CO轉(zhuǎn)化為CO2的化學(xué)方程式為2CO＋O2===2CO2,2 mol CO生成CO2放出熱量為2283 kJ＝566 kJ，則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566 kJmol－1。
(4)1 mol C(s)與足量H2O(g)反應(yīng)生成CO(g)和H2(g)吸收的熱量為＝131.3 kJ。
答案：(1)N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)
ΔH＝－92.2 kJmol－1
(2)C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)
ΔH＝－1 366.8 kJmol－1
(3)2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)
ΔH＝－566 kJmol－1
(4)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH＝131.3 kJmol－1
[方法技巧]
四看法判斷熱化學(xué)方程式的正誤
[三級(jí)訓(xùn)練節(jié)節(jié)過(guò)關(guān)]
1．下列反應(yīng)中生成物的總能量高于反應(yīng)物的總能量的是( )
A．碳酸鈣受熱分解 B．乙醇燃燒
C．鋁粉與氧化鐵粉末反應(yīng) D．氧化鈣溶于水
解析：選A 生成物總能量高于反應(yīng)物總能量，說(shuō)明是吸熱反應(yīng)。A項(xiàng)，碳酸鈣分解是吸熱反應(yīng)，B、C、D均為放熱反應(yīng)。
2．下列說(shuō)法正確的是( )
A．焓變是指1 mol物質(zhì)參加反應(yīng)時(shí)的能量變化
B．當(dāng)反應(yīng)放熱時(shí)ΔH>0，反應(yīng)吸熱時(shí)ΔH<0
C．在加熱條件下發(fā)生的反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)
D．一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中，當(dāng)反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量時(shí)，反應(yīng)放熱，ΔH為
負(fù)值
解析：選D 反應(yīng)物的物質(zhì)的量越多，則焓變的絕對(duì)值越大，A項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)是否需要加熱，只是引發(fā)反應(yīng)的條件，與反應(yīng)放熱或吸熱無(wú)關(guān)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；在反應(yīng)中物質(zhì)所具有的總能量減少，反應(yīng)放熱，此時(shí)ΔH<0，B項(xiàng)錯(cuò)誤、D項(xiàng)正確。
3．沼氣是一種能源，它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃燒生成CO2和液態(tài)水時(shí)放出445 kJ的熱量，則下列熱化學(xué)方程式中正確的是( )
A．2CH4(g)＋4O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝890 kJmol－1
B．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝890 kJmol－1
C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－890 kJmol－1
D．1/2CH4(g)＋O2(g)===1/2CO2(g)＋H2O(l)
ΔH＝－890 kJmol－1
解析：選C CH4燃燒放熱，ΔH為“－”，A、B錯(cuò)誤；0.5 mol CH4放出445 kJ的熱量，則1 mol CH4放出熱量為890 kJ，C正確。
4．已知H—H鍵鍵能為436 kJmol－1，H—N鍵鍵能為391 kJmol－1，根據(jù)熱化學(xué)方程式N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJmol－1，則N≡N鍵的鍵能是( )
A．431 kJmol－1 B．946 kJmol－1
C．649 kJmol－1 D．869 kJmol－1
解析：選B 設(shè)N≡N鍵鍵能為x，ΔH＝x＋3436 kJmol－1－6391 kJmol－1＝－92.4 kJmol－1，代入相應(yīng)數(shù)據(jù)，計(jì)算得x＝945.6 kJmol－1。
5．已知：H2(g)＋O2(g)===H2O(g)，該反應(yīng)過(guò)程中的能量變化如圖所示。
試回答下列問(wèn)題：
(1)a、b、c分別表示________________________________________________、
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
(2)該反應(yīng)是____________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)，ΔH________(填“>”“＝”或“<”)0。
(3)已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)
ΔH1＝－Q1 kJmol－1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2＝－Q2 kJmol－1
則ΔH1______(填“>”“<”或“＝”，下同)ΔH2，Q1______Q2。
解析：(1)H2(g)和O2(g)與2H(g)和O(g)之間的能量差是H2(g)―→2H(g)和O2―→O(g)過(guò)程中斷開(kāi)H—H鍵和OO鍵需吸收的能量，所以a表示1 mol H2中的化學(xué)鍵和 mol O2中的化學(xué)鍵鍵能總和，b表示2 mol H—O鍵鍵能總和，c則表示反應(yīng)物鍵能總和－生成物鍵能總和，即1 mol H2和 mol O2反應(yīng)生成1 mol H2O(g)的反應(yīng)熱。
(2)由圖可知，該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，故該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH<0。
(3)比較ΔH的大小時(shí)，要連同“＋、－”一起比較，如果比較反應(yīng)放出熱量的多少，則只比較數(shù)值的大小，與ΔH的“＋、－”無(wú)關(guān)。
答案：(1)1 mol H2中的化學(xué)鍵和 mol O2中的化學(xué)鍵鍵能總和 2 mol H—O鍵鍵能總和 1 mol H2和 mol O2反應(yīng)生成1 mol H2O(g)的反應(yīng)熱
(2)放熱 < (3)> <
一、單項(xiàng)選擇題
1．熱化學(xué)方程式2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJmol－1中，物質(zhì)分子式前的化學(xué)計(jì)量數(shù)表示( )
A．分子數(shù) B．體積
C．物質(zhì)的量 D．質(zhì)量
解析：選C 熱化學(xué)反應(yīng)方程式中物質(zhì)化學(xué)式前的化學(xué)計(jì)量數(shù)表示的是相應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的量，而不表示物質(zhì)的分子個(gè)數(shù)。
2．關(guān)于化學(xué)反應(yīng)中的說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．如圖所示的反應(yīng)為放熱反應(yīng)
B．化學(xué)反應(yīng)中有物質(zhì)變化也有能量變化
C．需要加熱的化學(xué)反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)
D．化學(xué)鍵斷裂吸收能量，化學(xué)鍵生成放出能量
解析：選A 由題圖可知，生成物的總能量高于反應(yīng)物的總能量，此反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，A錯(cuò)誤；任何化學(xué)反應(yīng)中，既有物質(zhì)變化，又會(huì)伴隨著能量變化，B正確；有的放熱反應(yīng)也需要加熱，如鋁熱反應(yīng)，C正確；化學(xué)反應(yīng)中，化學(xué)鍵的斷裂需吸收能量，而化學(xué)鍵的生成需放出能量，D正確。
3．熱化學(xué)方程式C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝131.3 kJmol－1表示( )
A．碳和水反應(yīng)吸收131.3 kJ能量
B．1 mol碳和1 mol水反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣并吸收131.3 kJ熱量
C．1 mol固態(tài)碳和1 mol水蒸氣反應(yīng)生成1 mol一氧化碳?xì)怏w和1 mol氫氣，并吸熱131.3 kJ
D．1個(gè)固態(tài)碳原子和1分子水蒸氣反應(yīng)吸熱131.1 kJ
解析：選C 該熱化學(xué)方程式表示1 mol固態(tài)碳和1 mol水蒸氣反應(yīng)生成1 mol一氧化碳?xì)怏w和1 mol氫氣，并吸收131.3 kJ的熱量。
4．已知①H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH1＝－184.6 kJmol－1，則反應(yīng)②H2(g)＋Cl2(g)===HCl(g)的ΔH2為( )
A．184.6 kJmol－1 B．－92.3 kJmol－1
C．－369.2 kJmol－1 D．92.3 kJmol－1
解析：選B 由題目可知：反應(yīng)②＝①，則ΔH2＝ΔH1＝(－184.6 kJmol－1)＝－92.3 kJmol－1。
5．已知在1105 Pa、298 K條件下，2 mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484 kJ的熱量，下列熱化學(xué)方程式正確的是( )
A．H2O(g)===H2(g)＋O2(g)ΔH＝242 kJmol－1
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－484 kJmol－1
C．H2(g)＋O2(g)===H2O(g)ΔH＝242 kJmol－1
D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝484 kJmol－1
解析：選A B項(xiàng)中水為液態(tài)，排除B；H2與O2反應(yīng)生成水蒸氣是放熱反應(yīng)，ΔH應(yīng)為負(fù)值，而其逆反應(yīng)ΔH則為正值，故排除C、D兩項(xiàng)。
二、不定項(xiàng)選擇題
6．下列反應(yīng)中，既屬于氧化還原反應(yīng)，又是吸熱反應(yīng)的是( )
A．Ba(OH)28H2O與NH4Cl反應(yīng)
B．鋁與稀鹽酸反應(yīng)
C．灼熱的炭與二氧化碳反應(yīng)
D．甲烷在空氣中燃燒
解析：選C A項(xiàng)反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)，B、D兩項(xiàng)反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，C項(xiàng)既是氧化還原反應(yīng)，又是吸熱反應(yīng)。
7．分析如圖的能量變化示意圖，確定下列選項(xiàng)中正確的是( )
A．2A(g)＋B(g)===2C(g) ΔH<0
B．2A(g)＋B(g)===2C(g) ΔH>0
C．2A＋B===2C ΔH<0
D．2C===2A＋B ΔH<0
解析：選A 由圖示知，2A(g)＋B(g)的總能量高于2C(g)的能量，則反應(yīng)2A(g)＋B(g)===2C(g)為放熱反應(yīng)，ΔH<0，A正確；C、D兩項(xiàng)沒(méi)有注明物質(zhì)狀態(tài)。
8．如圖所示是101 kPa時(shí)氫氣在氯氣中燃燒生成氯化氫氣體的能量變化，則下列有關(guān)說(shuō)法中不正確的是( )
A．1 mol H2中的化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要釋放436 kJ能量
B．2 mol HCl分子中的化學(xué)鍵形成時(shí)要釋放862 kJ能量
C．此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)
ΔH＝183 kJmol－1
D．此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為H2(g)＋Cl2(g)===HCl(g) ΔH＝－91.5 kJmol－1
解析：選AC 斷裂化學(xué)鍵吸熱，形成化學(xué)鍵放熱，結(jié)合題給數(shù)據(jù)可知，A項(xiàng)錯(cuò)誤、B項(xiàng)正確；H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的ΔH＝436 kJmol－1＋243 kJmol－1－431 kJmol－12＝－183 kJmol－1，故C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。
三、非選擇題
9．寫(xiě)出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：
(1)1 mol氨氣和適量氯化氫氣體化合生成氯化銨固體，放出176 kJ熱量：________________________________________________________________________。
(2)氮?dú)夂脱鯕饣仙? mol NO氣體，吸收90.25 kJ 熱量：________________________________________________________________________。
(3)1 mol CO還原適量Fe2O3固體生成Fe(s)，放出8.2 kJ 熱量：________________________________________________________________________。
(4)乙烯氣體與氧氣反應(yīng)生成1 mol H2O(l)和CO2(g)，放出705.5 kJ熱量：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：先寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式→再注明各物質(zhì)的聚集狀態(tài)→據(jù)熱效應(yīng)確定ΔH的正負(fù)→據(jù)化學(xué)計(jì)量數(shù)確定ΔH的數(shù)值。
答案：(1)NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)
ΔH＝－176 kJmol－1
(2)N2(g)＋O2(g)===NO(g)
ΔH＝90.25 kJmol－1
(3)3CO(g)＋Fe2O3(s)===3CO2(g)＋2Fe(s)
ΔH＝－24.6 kJmol－1
(4)C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－1 411 kJmol－1
10．(1)家用液化氣中主要成分之一是丁烷(C4H10)。當(dāng)1 g丁烷完全燃燒并生成CO2和液態(tài)水時(shí)，放出熱量50 kJ。試寫(xiě)出丁烷燃燒的熱化學(xué)方程式：
________________________________________________________________________。
(2)12 g C(石墨)與足量H2O(g)反應(yīng)生成CO(g)和H2(g)，吸收131.3 kJ熱量。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為
________________________________________________________________________；
若吸收393.9 kJ熱量，則消耗石墨為_(kāi)_________g。
解析：(1)1 mol丁烷燃燒放出的熱量為5850 kJ＝2 900 kJ。
(2)12 g C即為1 mol，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為
C(石墨，s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH＝131.3 kJmol－1，
若吸收393.9 kJ熱量，則消耗石墨為＝3 mol，即36 g。
答案：(1)C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l)ΔH＝－2 900 kJmol－1
(2)C(石墨，s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH＝131.3 kJmol－1 36
一、單項(xiàng)選擇題
1．下列各圖中，表示反應(yīng)是吸熱反應(yīng)的是( )
解析：選A 反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量屬于吸熱反應(yīng)；反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量屬于放熱反應(yīng)，據(jù)圖可知A為吸熱反應(yīng)，B、D為放熱反應(yīng)。
2．下列說(shuō)法不正確的是( )
A．化學(xué)反應(yīng)除了生成新物質(zhì)外，還伴隨著能量的變化
B．對(duì)于ΔH>0的反應(yīng)，反應(yīng)物的能量小于生成物的能量
C．放熱反應(yīng)都不需要加熱就能發(fā)生
D．吸熱反應(yīng)在一定條件(如常溫、加熱等)下也能發(fā)生
解析：選C 化學(xué)反應(yīng)中既有物質(zhì)變化，又有能量變化，A正確；ΔH>0的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則反應(yīng)物的能量小于生成物的能量，B正確；有些放熱反應(yīng)需要加熱或點(diǎn)燃才能引發(fā)，C錯(cuò)誤；有些吸熱反應(yīng)如Ba(OH)28H2O和NH4Cl在常溫下就能反應(yīng)，D正確。
3．已知反應(yīng)X＋Y===M＋N為放熱反應(yīng)，則下列說(shuō)法中正確的是( )
A．X的能量一定高于M
B．Y的能量一定高于N
C．X和Y的總能量一定高于M和N的總能量
D．因該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以不必加熱就可以發(fā)生
解析：選C 對(duì)于放熱反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量一定高于生成物的總能量，A、B項(xiàng)中均不是反應(yīng)物或生成物的總能量，不成立；放熱或吸熱反應(yīng)是指反應(yīng)的能量變化過(guò)程而不是指反應(yīng)的條件，有些放熱反應(yīng)也要先加熱才能發(fā)生。
4．氫氣在氯氣中燃燒時(shí)產(chǎn)生蒼白色火焰。在反應(yīng)過(guò)程中，破壞1 mol氫氣中的化學(xué)鍵消耗的能量為Q1 kJ，破壞1 mol氯氣中的化學(xué)鍵消耗的能量為Q2 kJ，形成1 mol氯化氫中的化學(xué)鍵釋放的能量為Q3 kJ。下列關(guān)系式中，正確的是( )
A．Q1＋Q2＞Q3 B．Q1＋Q2＞2Q3
C．Q1＋Q2＜Q3 D．Q1＋Q2＜2Q3
解析：選D 氫氣在氯氣中燃燒時(shí)放出能量，所以形成2 mol氯化氫中的化學(xué)鍵釋放的能量大于破壞1 mol氫氣中的化學(xué)鍵和破壞1 mol氯氣中的化學(xué)鍵消耗的總能量。
5．1 g碳與適量水蒸氣反應(yīng)生成CO和H2，需吸收10.94 kJ熱量，此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為( )
A．C＋H2O===CO＋H2 ΔH＝131.3 kJmol－1
B．C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH＝10.94 kJmol－1
C．C(s)＋H2O(l)===CO(g)＋H2(g)
ΔH＝131.3 kJmol－1
D．C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH＝131.3 kJmol－1
解析：選D 1 mol碳完全反應(yīng)時(shí)吸收的熱量為10.94 kJ≈131.3 kJ，即1 mol碳完全反應(yīng)時(shí)反應(yīng)的焓變?yōu)棣＝131.3 kJmol－1。A項(xiàng)中各物質(zhì)沒(méi)有標(biāo)明聚集狀態(tài)，錯(cuò)誤；B項(xiàng)焓變的數(shù)值錯(cuò)誤；C項(xiàng)中水的狀態(tài)應(yīng)為氣態(tài)。
二、不定項(xiàng)選擇題
6．已知C(s，石墨)===C(s，金剛石) ΔH＞0，下列判斷正確的是( )
A．此反應(yīng)為放熱反應(yīng)
B．?dāng)嗔? mol石墨的化學(xué)鍵需要吸收的能量小于生成1 mol金剛石化學(xué)鍵所放出的
能量
C．石墨比金剛石穩(wěn)定
D．此變化為物理變化
解析：選C A項(xiàng)，ΔH＞0，反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，ΔH＝(斷裂1 mol石墨的化學(xué)鍵需要吸收的能量)－(生成1 mol金剛石化學(xué)鍵所放出的能量)＞0，斷裂1 mol石墨中的化學(xué)鍵需要吸收的能量大于生成1 mol金剛石中的化學(xué)鍵所放出的能量，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，ΔH＞0，石墨能量小于金剛石，能量越低越穩(wěn)定，石墨比金剛石穩(wěn)定，C正確；D項(xiàng)，有新物質(zhì)生成，此變化為化學(xué)變化，錯(cuò)誤。
7．CO(g)與H2O(g)反應(yīng)過(guò)程的能量變化如圖所示，有關(guān)兩者反應(yīng)的說(shuō)法正確的是( )
A．該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
B．CO(g)和H2O(g)所具有的總能量大于CO2(g)和H2(g)具有的總能量
C．反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH＝41 kJmol－1
D．1 mol CO2(g)和1 mol H2(g)反應(yīng)生成1 mol CO(g)和H2O(g)要放出41 kJ熱量
解析：選B 由圖示知，反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)為放熱反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式應(yīng)為CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41 kJ
mol－1，C項(xiàng)錯(cuò)誤，同時(shí)知D項(xiàng)中應(yīng)吸收41 kJ熱量，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
8．將盛有NH4HCO3粉末的小燒杯放入盛有少量醋酸的大燒杯中，然后向小燒杯中加入鹽酸，反應(yīng)劇烈，醋酸逐漸凝固。由此可知( )
A．NH4HCO3和鹽酸的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
B．該反應(yīng)中，熱能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物內(nèi)部的能量
C．反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量
D．反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為NH4HCO3＋HCl===NH4Cl＋CO2↑
解析：選AB 醋酸受冷凝固，NH4HCO3與鹽酸的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，A項(xiàng)正確；反應(yīng)中熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，B項(xiàng)正確；吸熱反應(yīng)反應(yīng)物的總能量低于生成物總能量，C項(xiàng)錯(cuò)誤；熱化學(xué)方程式未標(biāo)明聚集狀態(tài)以及反應(yīng)的熱量變化，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
三、非選擇題
9．如圖是一個(gè)簡(jiǎn)易測(cè)量物質(zhì)反應(yīng)是吸熱還是放熱的實(shí)驗(yàn)裝置，利用此裝置可以很方便地測(cè)得某反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)。將鎂片加入小試管內(nèi)，然后注入足量的鹽酸，請(qǐng)根據(jù)要求完成下列問(wèn)題：
(1)有關(guān)反應(yīng)的離子方程式是_________________________，
試管中看到的現(xiàn)象是__________________________________________________。
(2)U形管中液面A________(填“上升”或“下降”)，原因是____________________；說(shuō)明此反應(yīng)是________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。
(3)由實(shí)驗(yàn)推知，MgCl2溶液和H2的總能量________(填“高于”“低于”或“等于”)鎂片和鹽酸的總能量。
解析：鎂片與鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，是由于反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，放出的熱量使錐形瓶?jī)?nèi)氣壓增大，導(dǎo)致U形管左端液面下降，右端液面上升。
答案：(1)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑ 鎂片溶解，有氣泡產(chǎn)生
(2)下降 反應(yīng)放出的熱量使錐形瓶?jī)?nèi)氣壓增加 放熱
(3)低于
10．硅在燃燒時(shí)會(huì)釋放出大量熱能，因此曾被考慮用作固體燃料。
已知：1 mol硅晶體中含有2 mol Si—Si鍵，1 mol SiO2晶體中含有4 mol Si—O鍵，且各化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表所示：
化學(xué)鍵
Si—O
Si—Cl
H—H
H—Cl
Si—Si
O===O
Cl—Cl
所需能量/kJ
460
360
436
431
176
494
243
(1)工業(yè)上高純硅可通過(guò)下列反應(yīng)制?。篠iCl4(g)＋2H2(g)Si(s)＋4HCl(g)，該反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH＝______kJmol－1。
(2)寫(xiě)出硅燃燒的熱化學(xué)方程式___________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)已知反應(yīng)Si＋2Cl2△,SiCl4，試比較1 mol硅轉(zhuǎn)化生成SiCl4和SiO2時(shí)的熱效應(yīng)。
解析：ΔH＝反應(yīng)物的鍵能總和－生成物的鍵能總和。(1)ΔH＝360 kJmol－14＋436 kJmol－12－176 kJmol－12－431 kJmol－1 4＝236 kJmol－1。
(2)硅燃燒的化學(xué)方程式為Si＋O2===SiO2
ΔH＝176 kJmol－12＋494 kJmol－1－460 kJmol－14＝－994 kJmol－1。
即熱化學(xué)方程式為
Si(s)＋O2(g)===SiO2(s) ΔH＝－994 kJmol－1。
(3)硅與Cl2反應(yīng)生成SiCl4的反應(yīng)為Si＋2Cl2SiCl4，其ΔH＝176 kJmol－12＋243 kJmol－12－360 kJmol－14＝－602 kJmol－1，故與生成SiO2比較，生成SiCl4放出的熱量較少。
答案：(1)236
(2)Si(s)＋O2(g)===SiO2(s)ΔH＝－994 kJmol－1
(3)生成SiO2放熱較多
2017-2018學(xué)年高中化學(xué) 專題1 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 第一單元 第一課時(shí) 化學(xué)反應(yīng)的焓變學(xué)案 蘇教版選修4.doc
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