1、最新高中化学高一化学化学反应的热效应 精品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(H)决定。常用单位：kJmol1(或kJ/mol)。(2)焓变与反应热的关系恒压条件下
2、，反应的热效应等于焓变。因此，我们常用H表示反应热。21 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183_kJmol1。3H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H0(填“”)，即H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
3、反应时吸收环境能量而使反应体系的能量升高，故H0(填“”)，即H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，H10。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H2SO4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()AAl与稀盐酸反应 BCCO22COCKClO3受热分解 DNaOH溶于水答案A一、放热反应与吸热反应的比较放热反应吸热反应定义释放热量的化学反应吸收热量的化学反应形成原因反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量与化学键强弱的关系生成物分子成键时
4、释放出的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量生成物分子成键时释放出的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量表示方法H0图示常见的实例大多数化合反应；中和反应；金属与酸反应如：Mg2HCl=MgCl2H2 H0；以C、CO为还原剂的氧化还原反应【典例1】已知H2(g)O2(g)=H2O(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，H大于零还是小于零？解析H2(g)和O2(g)与2H(g)和O(g)之间的能量差是H2(g)2H(g)和O2(g)O(g)过程中断开HH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
5、H2O(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，H0。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，HQ3 BQ1Q22Q3CQ1Q2Q3 DQ1Q20的化学反应C形成化学键时共放出能量862 kJ的化学反应D能量变化如图所示的化学反应答案D解析化学反应放热还是吸热，取决于H(生成物)与H(反应物)的相对大小。若H(生成物)H(反应物)，则反应吸热，反之放热。A项H2O(g)=H2O(l)为物理变化；B项H0，即H(生成物)H(反应物)，反应吸收热量；C项无法
6、确定反应放热还是吸热；D项，由图可知H(生成物)0；反应吸热时，H0C在一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓与生成物的总焓一定不同D在一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓总是高于生成物的总焓答案C9科学家已获得了极具理论研究意义的N4分子，其结构为正四面体(如图所示)，与白磷分子相似。已知断裂1 mol NN键吸收193 kJ热量，断裂1 mol NN键吸收941 kJ热量，则()AN4的熔点比P4高B1 mol N4气体转化为N2时要吸收724 kJ能量CN4是N2的同系物D1 mol N4气体转化为N2时要放出724 kJ能量答案D解析N4与白磷(P4)结构相似，均为分子晶体，由于N4
7、相对分子质量小于P4，故其分子间作用力弱于P4，其熔点低于P4，A错；N4与N2互为同素异形体，而不是同系物，则C错；从结构图中可看出，一个N4分子中含有6个NN键，根据N4(g)=2N2(g)H，有H6193 kJmol12941 kJmol1724 kJmol1，故B项错误，D项正确。10某学习小组设计以下实验，探究化学反应中的热效应，把试管放入盛有25的饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管往其中滴加5 mL盐酸。试回答下列问题：(1) 实验中观察到的现象是(2) _。(3) 产生上述现象的原因是(4) _。(3)写出有关反应的离子方程式_。(4)由实验推知，MgCl2和
8、H2的总能量_(填“大于”、“小于”或“等于”)镁片和盐酸的总能量。(5)如果将本题中“25的饱和石灰水”换成“20碳酸饮料”进行实验探究，实验中观察到的另一现象是_，其原因是_。答案(1)试管中镁片逐渐溶解，并有气体产生，烧杯中石灰水变浑浊(2)镁与稀盐酸的反应是放热反应，该反应放出的热量使石灰水温度升高，Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低，故变浑浊(3)Mg2H=Mg2H2(4)小于(5)烧杯中液体放出气泡且速率逐渐加快气体的溶解度随着温度的升高而减小。解析镁与盐酸的反应是放热反应，镁与盐酸反应放出的热量使石灰水的温度升高，Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而减小。气体的溶解度也随温
9、度的升高而减小。11在一定条件下，A和B反应可生成C和D，其能量变化如下：(反应前) (反应后)(1)下列有关反应AB=CD的说法正确的是_。A反应前后原子的种类和数目一定不变B该反应若有热量变化，则一定是氧化还原反应C若该反应为放热反应，则不需加热反应就一定能自发进行D反应物的总质量与生成物的总质量一定相等，且遵循能量守恒(2)若E1”、“吸热12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 HO键形成时放出热量463 kJ，则氢气中1 mol HH键断裂时吸收热量是多少？答案436 kJ解析因为1 g
10、氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ，所以1 mol H2与mol O2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H2(g)O2(g)=H2O(g)H242 kJmol1 时所发生键的变化为断裂1 mol HH键和mol O=O键、形成2 mol OH键，因此在此反应过程中断裂旧键需要吸收的能量为496 kJEHH，形成新键释放的能量为2463 kJ926 kJ，此反应为放热反应，所以有926 kJ496 kJEHH242 kJ，解
11、得EHH436 kJ。13在研究化学反应中的能量变化时我们通常做如图所示的实验：在一个小烧杯里，加入约20 g已研磨成粉末的氢氧化钡晶体Ba(OH)28H2O，将小烧杯放在事先已滴有34滴水的玻璃片(或三合板)上，然后再加入约10 g NH4Cl晶体，并立即用玻璃棒迅速搅拌。试回答下列问题：(1)实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是什么？(2)如果实验中没有看到“结冰”现象，可能的原因是什么？(回答出三个以上的原因)(3)如果没有看到“结冰”现象，我们还可以采取哪些方式来说明该反应吸热？(回答出两种方案)(4)实验中即使不“结冰”，将烧杯提起的时候，发现烧杯与玻璃片也“黏在一起了”，原因是什么
12、？试用简单的方法说明烧杯与玻璃片之间是因“结冰”而黏在一起的。答案(1)使反应物混合而迅速充分地反应，并使温度迅速下降。(2)药品用量太少；Ba(OH)28H2O未研成粉末，反应太慢；没有立即迅速搅拌；环境温度太高；玻璃片上滴加的水太多。(3)用皮肤感觉很凉；用温度计来检测，发现温度下降。(4)由于水排开了烧杯底部和玻璃片之间的空气，在大气压的作用下，烧杯与玻璃片“黏在一起了”。将“黏在一起”的烧杯和玻璃片提起，从侧面轻推玻璃片，若烧杯和玻璃片能发生相对滑动，则说明烧杯和玻璃片是“被水黏在一起的”，若不能发生相对滑动则是被冰所黏。解析Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应是吸热反应，二者充分
13、反应后，温度会明显降低。为证明这一反应是吸热反应，可在烧杯和玻璃片之间滴入少量水，通过二者反应使周围的温度降低，烧杯与玻璃片之间的水结成冰，从而烧杯与玻璃片黏在一起。但实验时要注意以下几点：药品用量不能太少；反应要用玻璃棒充分迅速搅拌，使反应快速进行；玻璃片上的水不能太多，否则不易结冰。14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Cl2Br2I2H2HClHIHBr键能/kJmol1243193151436431298366根据上述数据回答(1)(4)题。(1)下列物质本身具有的能量最低的是()AH2 BCl2 CBr2 DI2(2)下列氢化物本身具有的能量最低的是
14、()AHCl BHBr CHI DHF(3)X2H2=2HX(X代表Cl、Br、I)的反应是_反应。(填“吸热”或“放热”)(4)相同条件下，X2(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，放出的热量最多的是_。答案(1)A(2)A(3)放热(4)Cl2解析(1)破坏物质中的化学键消耗能量越多，说明原物质越稳定，本身能量越少，由表知H2应具有最低能量。(2)物质越不活泼，与H2形成氢化物越不稳定，本身能量越高，故选A。(3)由表可知，反应物X2H2的能量都小于氢化物2倍的能量，故均为放热反应。(4)由表可知，反应物Cl2H2所具有的能量，与2倍HCl的能量相差最大，故放热最多，因化学反应的本质是旧键断裂吸热，新键形成放热。
