第01讲 焓变 反应热-【暑假自学课】2022年新高二化学暑假精品课（人教版选修4）

课前导入

一、化学反应与能量变化

1．在化学反应过程中，不仅有物质的变化，还伴随着能量的变化，并遵循_______守恒和_______守恒。

2．化学反应中的能量转化形式：化学能转化为热能、光能、电能等，但主要表现为热能的变化。

二、焓变  反应热

1．反应热：一定温度下，化学反应体系向环境_______或从环境_______的_______，称为化学反应的热效应，简称反应热。杨sir化学，侵权必究

资料卡片——体系与环境

2．焓：焓是与内能有关的物理量，用来描述物质所具有的______，符号为______。

3．焓变：生成物的焓值与反应物的焓值之差，用______表示。

（1）反应热与焓变的关系：反应热在等压条件下等于焓变，用ΔH表示，单位为__________。

（2）计算公式：ΔH = H生成物 – H反应物。

（3）意义：当反应体系放热时其焓减小，ΔH为________，即ΔH_______。

当反应体系吸热时其焓减小，ΔH为________，即ΔH_______。

三、从反应物与生成物总能量相对大小分析焓变

1．放热反应（ΔH＜0）：反应物的总能量大于生成物的总能量。

2．吸热反应（ΔH＞0）：反应物的总能量小于生成物的总能量。

3．计算公式：ΔH = ___________________________

四、从反应物与生成物总键能相对大小分析焓变

1．化学反应的本质是                      。

2．断键需要       能量，成键需要       能量。

3．键能：断开（形成）1 mol某键所吸收（放出）的能量叫键能。单位：kJ/mol。

例如，H-H键的键能是436.0 kJ/mol，那么断开（形成）1 mol H-H键吸收（放出）的能量为436.0 kJ。

4．实例分析

由图可知，1 mol H2与1 mol Cl2反应生成2 mol HCl分子的过程中，       了     kJ的能量。杨sir化学，侵权必究

5．计算公式：ΔH = ___________________________

6．吸热反应、放热反应能量变化图与键能的关系

          放热反应                                      吸热反应

E吸 是断开反应物中所有化学键需要吸收的总能量，即反应物的总键能；

E放 是形成生成物中所有化学键需要放出的总能量，即生成物的总键能。

五、常见的放热反应与吸热反应

命题点一：化学反应中的能量变化

【例1】下列有关能量的说法不正确的是（    ）

A．化学能可转变为电能 B．化学反应伴随能量变化是化学反应基本特征之一

C．化学反应能量转换遵守能量守恒定律 D．化学变化时断裂化学键需放出能量

【变1】氢氧燃料电池可作为汽车动力能源。一种制H2的方法如图所示，该过程中（    ）

A．太阳能转化为电能 B．不存在键的断裂与生成

C．化学能转化为太阳能 D．太阳能转化为化学能

命题点二：常见的吸热反应与放热反应

【例2】下列变化属于吸热反应的是（    ）

A．氨气液化 B．生石灰溶于水

C．镁与稀盐酸反应 D．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应

【变2】下列过程既属于氧化还原反应又属于放热反应的是（    ）

A．液氨汽化 B．硫酸稀释 C．以灼热的碳与CO2反应  D．酒精燃烧

命题点三：吸热反应与放热反应的探究实验

【例3】为了探究化学能与热能的转化，某实验小组设计了如下三套实验装置：

（1）上述3个装置中，不能证明“铜与浓硝酸反应是吸热反应还是放热反应”的是______。

（2）某同学选用装置Ⅰ进行实验（实验前U形管里液面左右相平），在甲试管里加入适量

氢氧化钡溶液与稀硫酸，U形管中可观察到的现象是___________________________________________，

说明该反应属于_________（选填“吸热”或“放热”）反应。

（3）为探究固体M溶于水的热效应，选择装置Ⅱ进行实验（反应在甲中进行）。

①若M为钠，则实验过程中烧杯中可观察到的现象是_____________________________________________；

②若观察到烧杯里产生气泡，则说明M溶于水____________（选填 “一定是放热反应”“一定是吸热反应”或“可能是放热反应”）；

③若观察到烧杯里的玻璃管内迅速形成一段水柱，则M可能是___________（填物质名称）。

（4）至少有两种实验方法能证明超氧化钾与水的反应（4KO2 + 2H2O === 4KOH + 3O2↑）是放热反应还是吸热反应。方法①：选择上述装置__________（选填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ ”）进行实验；方法②：取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包裹并放在石棉网上，向脱脂棉上滴加几滴蒸馏水，片刻后，若观察到棉花燃烧，则说明该反应是________反应。

命题点四：从反应物与生成物总能量相对大小分析焓变

【例4】属于氧化还原反应且能量变化与如图一致的是（    ）

A．NH4ClNH3↑ + HCl↑

B．HCl + NaOH = NaOH + H2O

C．2NH4Cl + Ba(OH)2·8H2O = 2NH3↑ + BaCl2 + 10H2O

D．CO2 + C2CO

【变4-1】下列化学反应中，反应物总能量一定比生成物总能量低的是（    ）

A．燃烧反应 B．中和反应

C．生石灰与水反应 D．石灰石分解

【变4-2】下列化学反应过程中的能量变化符合图示的是（    ）

①酸碱中和反应②液态水变成水蒸气③生石灰与水反应④铝热反应⑤石灰石分解⑥Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应

A．①④⑤⑥ B．②⑤⑥ C．②③⑤ D．⑤⑥

【变4-3】反应 A + B → C（ΔH＜0）分两步进行：①A + B → X（ΔH＞0），②X → C（ΔH＜0）。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是（　　）

命题点五：键能的计算

【例5】已知H2(g)+O2(g)=H2O(g)  ΔH=-242kJ·mol-1，断开1molO=O键和1mol H—O键所吸收的能量分别为496kJ和463kJ，则断开1molH—H键所吸收的能量为（    ）杨sir化学，侵权必究

A．920kJ B．557kJ C．436kJ D．188kJ

【变5】已知：N2(g) +3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4 kJ/mo1.若断裂1 mol H-H、1 molN≡N需要吸收的能量分别为akJ、b kJ。则生成1 mol N－H放出能量的数值为

A． B．

C． D．

命题点六：从反应物与生成物总键能相对大小分析焓变

【例6】如图所示N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中能量变化，判断下列说法错误的是（    ）

A．直观看，该反应中反应物断键吸收的总能量高于生成物形成键放出的总能量

B．2mol气态氧原子结合生成O2(g)时，能放出498kJ能量

C．断裂1mol NO分子中的化学键，需要吸收632kJ能量

D．1molN2和1molO2的反应热ΔH=-180kJ·mol-1

【变6】已知 2O(g)=O2(g) ∆H = - 496 kJ ∙mol -1，结合能量变化示意图。下列说法正确的是（    ）

A．拆开 1 mol H2(g) 中的化学键需要吸收 932 kJ能量

B．拆开 1 mol H2O(g) 中所有化学键需要吸收 926 kJ能量

C．1 mol H2O(l) 转变为 1mol H2O(g)需要吸收 88 kJ能量

D．2 mol H2(g) 和 1mol O2(g) 反应生成 2 mol H2O(l)，共放热 1940 kJ

【练1】下列变化过程，属于放热反应的是（    ）

①金属钠与水                 

②NH4Cl晶体与Ba(OH)2·8H2O混合搅拌

③H2在Cl2中燃烧             

④水蒸气变成液态水杨sir化学，侵权必究

⑤中和反应                   

⑥碳酸钙热分解

A．①②⑤ B．①③⑤ C．③④⑤ D．②④⑥

【练2】在压强为2.20×101 kPa、温度达到374 ℃时，水成为“超临界状态”，此时水可将CO2等含碳化合物转化为有机物，这就是“水热反应”，生物质在地下高温高压条件下通过水热反应可生成石油、煤等矿物能源。下列说法不正确的是（    ）

A．二氧化碳与超临界水作用生成汽油的反应，属于吸热反应

B．“水热反应”过程中只有化学变化，没有物理变化

C．火力发电厂有望利用废热，将二氧化碳转变为能源物质

D．随着科技的进步，“水热反应”制取能源有望实现地球上碳资源的和谐循环

【练3】下列反应过程中的能量变化情况符合如图的是

A．酒精的燃烧 B．氢氧化钡晶体与氯化铵固体反应

C．镁和稀硫酸的反应 D．酸和碱的中和反应

【练4】已知H2(g)+Br2(g)=2HBr(g) ΔH =-102kJ·mol-1，1molHBr分子中的化学键断裂时需要吸收369kJ的能量，1molBr2分子中的化学键断裂时需要吸收的能量为200kJ，则1molH2分子中的化学键断裂时需要吸收的能量为（    ）

A．436kJ B．218 kJ C．169kJ D．569kJ

【练5】下列说法正确的是（    ）

A．需要加热才能进行的反应一定是吸热反应，放热反应不需要加热

B．化学反应只能将化学能转化成光能或热能

C．化学键的断裂和形成是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因

D．根据能量守恒定律，反应物的总能量等于生成物的总能量

【练6】下图为碳酸钙的热分解示意图，有关该反应的下列说法中错误的是(　　)

A．1 mol CO2(g)和1 mol CaO(s)的总能量大于1 mol CaCO3(s)的总能量

B．该反应的ΔH＞0

C．该反应中有离子键断裂也有共价键断裂，化学键断裂吸收能量，化学键形成放出能量

D．由该反应可推出凡是需要加热才发生的反应均为吸热反应

【练7】下列说法正确的是 （    ）

A．化学键的断裂与形成与反应放热和吸热无关

B．放热反应的发生无需任何条件

C．所有化学变化一定遵循质量守恒和能量守恒

D．化学变化一定有化学键的断裂和生成，有化学键断裂或生成一定发生了化学变化

【练8】化学反应A2 + B2 === 2AB的能量变化如图所示：

则下列说法正确的是（　　）

A．该反应是吸热反应

B．断裂1 mol A—A键和1mol B—B键可放出x kJ能量

C．断裂2 mol A—B键需要吸收y kJ能量

D．2 mol AB的总能量高于1 mol A2和1 mol B2的总能量