【期末总复习】人教版(2019)化学选择性必修1-高二上学期——第1章 化学反应的热效应（知识串讲）

思考与交流：①所有分解反应都是吸热反应吗？②需要加热才能发生的反应一定是吸热反应吗？

 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。

3、常见的放热反应与吸热反应

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。

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。

5．计算公式：ΔH = ___________________________

补充说明

例1．下列有关化学反应与能量变化的叙述正确的是(    )

A．晶体与晶体的反应，为放热反应

B．石墨转化为金刚石需要吸收热量，据此可判断金刚石比石墨稳定

C．放热反应不需要条件即可发生，而吸热反应必须加热才能实现

D．化学反应中的能量变化主要是由化学键变化引起的

1．如图所示，有关化学反应和能量变化的说法正确的是（   ）

A．图a表示的是吸热反应的能量变化

B．图b中反应物比生成物稳定

C．图a可以表示氯化铵固体与氢氧化钡晶体反应的能量变化

D．图a中的反应不需要加热就一定能发生，图b中的反应一定需要加热才能发生

2．如图所示，有关化学反应和能量变化的说法正确的是（    ）

A．a可以表示氯化铵固体与氢氧化钡晶体反应的能量变化

B．图b中反应物比生成物稳定

C．图a表示的是吸热反应的能量变化图

D．图a不需要加热就一定能发生，图b一定需要加热才能发生

3．氢气和氟气反应生成氟化氢的过程中能量变化如图所示。由图可知(    )

A．生成气体要吸收的热量为

B．热化学方程式为：∆H=-270kJ/mol

C．该反应是放热反应

D．反应物的总能量小于生成物的总能量

4．已知化学反应A2(g)＋B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示，判断下列叙述中不正确的是(　　)

A．每生成2分子AB(g)吸收bkJ热量

B．该反应热ΔH＝＋(a－b)kJ/mol

C．该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量

D．断裂1molA-A和1molB-B键，吸收akJ能量

思考与交流：反应热（ΔH）与热化学方程式的数量关系

（1）对于同一化学反应，如果化学计量数扩大或缩小，那么ΔH的数值也同时_____________________。

（2）当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值________，符号________。

一、热化学方程式的概念及意义

1．概念：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．意义：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。

3．实例：2H2(g) + O2(g) ==== 2H2O(g)   ΔH =﹣483.6 kJ/mol表示的意义为2mol氢气与1mol氧气完全反应生成2mol水蒸气，放出483.6 kJ的热量。

二、热化学方程式的书写方法

1．注明反应的_________和________（25℃、101 kPa下进行的反应可不注明）；

2．反应条件可以省略（如点燃、高温等）；

3．注明ΔH的“﹢”与“﹣”；

4．注明反应物和生成物的聚集状态：固态（____）、液态（____）、气态（____）、水溶液（____）；

5．热化学方程式的化学计量数只表示物质的_________，而不代表微粒个数，因此可以写成分数。对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其ΔH也不同。

注意事项

例2．肼（N2H4）是一种高效清洁的火箭燃料。8gN2H4（g）完全燃烧生成氮气和气态水时，放出133.5kJ热量。则下列热化学方程式中正确的是（  ）

A．N2H4（g）＋O2（g）＝N2（g）＋2H2O（g）  △H＝－534 kJ·mol－1

B．N2H4（g）＋O2（g）＝N2（g）＋2 H2O（g）  △H＝＋534 kJ·mol－1

C．N2H4（g）＋O2（g）＝N2（g）＋H2O（l）  △H＝－267 kJ·mol－1

D．N2H4（g）＋O2（g）＝N2（g）＋H2O（g）  △H＝＋267 kJ·mol－1

1．一定条件下，1mol氢气燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量。下列热化学方程式正确的是（　）

A．2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)    △H=-285.8kJ·mol-1

B．2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)    △H=-285.8kJ·mol-1

C．2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)    △H=-571.6kJ•mol-1

D．2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)    △H=+571.6kJ•mol-1

2．根据热化学方程式S(s)+O2(g)==SO2(g)ΔH＝—297.2kJ/mol分析，下列说法中不正确的是（  ）

A．S(s)在O2(g)中燃烧是放热反应

B．16g固体硫在空气中充分燃烧，可放出148.6kJ的热量

C．反应S(g)+O2(g)==SO2(g)的ΔH大于—297.2kJ/mol

D．1molSO2(g)所具有的能量小于1molS(s)与1molO2(g)所具有的能量之和

3．碘与氢气在一定条件下反应的热化学方程式如下：

(Ⅰ)I2(g)＋H2(g)2HI(g)　ΔH＝－9.48 kJ·mol－1

(Ⅱ)I2(s)＋H2(g)2HI(g)　ΔH＝＋26.48 kJ·mol－1

下列判断正确的是(　　)

A．在一定条件下将2 g H2(g)通入254 g I2(g)中，该过程放出的热量为9.48 kJ

B．1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差17.00 kJ

C．反应(Ⅰ)的产物比反应(Ⅱ)的产物稳定

D．物质的量相同时，反应(Ⅰ)的反应物总能量比反应(Ⅱ)的反应物总能量高

4．沼气是一种能源，它的主要成分是CH4，0.5molCH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445kJ热量，则下列热化学方程式正确的(    )

A．2CH4(g)+4O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)            △H=+890kJ/mol

B．CH4+2O2=CO2+2H2O                       △H=﹣890kJ/mol

C．CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)              △H=﹣890kJ/mol

D．CH4(g)+O2(g)=CO2(g)+H2O(l)            △H=﹣890kJ/mol

思考与交流：燃烧热和中和热有什么异同？

一、中和热

1．概念：酸与碱发生中和反应生成________H2O时所放出的热量称为中和热。

2．单位：______________。

3．大量实验测得，在25℃和101kPa下，强酸的稀溶液与强碱的稀溶液在稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O时，放出_________的热量。

二、燃烧热

1．概念：在101 kPa 时，        纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热，2．单位：          。

指定产物：C →           ；H →           ；S →           ；N →           。

实验探究——中和反应反应热的测定

【实验用品】（以盐酸和NaOH溶液的反应为例）

（1）仪器：量筒(50 mL两个)、大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL)、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸

 板 (中心有两个孔)、环形玻璃搅拌棒。

（2）药品：0.50 mol/L盐酸、0.55 mol/L NaOH溶液。

【实验步骤】

（1）设计装置如图。                   

（2）用一个量筒量取50 mL 0.50 mol/L盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。 并将温度计上的酸用水冲洗干净。

（3）用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。

（4）把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯(注意不要洒到外面)，盖好盖板，用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，测量混合溶液的最高温度，记入下表。

（5）重复步骤（2）～（4）三次，取平均值。

  酸碱中和反应测定实验的注意事项

3．中和热与57.3 kJ·mol-1的关系

例3．下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是（  ）

A．已知CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝-802kJ•mol-1，则甲烷的燃烧热为802kJ•mol-1

B．等质量的H2在O2中完全燃烧，生成H2O(g)比生成H2O(l)放出的热量多

C．同温同压下，H2(g)＋Cl2(g=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同

D．由石墨比金刚石稳定可知：C(金刚石，s)=C(石墨，s) ΔH＜0

1．已知：100 kPa，1 mol石墨完全燃烧放热393.5 kJ；1 mol金刚石完全燃烧放热395.4 kJ，下列说法错误的是（   ）

A．石墨比金刚石稳定

B．石墨与金刚石互为同素异形体

C．相同质量的石墨比金刚石总能量高

D．100 kPa，1 mol CO2(g)完全分解为石墨和O2(g)吸热393.5 kJ

2．将1 000 mL 0.1 mol·L－1BaCl2溶液与足量稀硫酸充分反应放出akJ热量；将1 000 mL 0.5 mol·L－1HCl溶液与足量CH3COONa溶液充分反应放出bkJ热量(不考虑醋酸钠水解)；将500 mL 1 mol·L－1H2SO4溶液与足量(CH3COO)2Ba(可溶性强电解质)溶液反应放出的热量为（  ）

A．(5a－2b) kJ B．(2b－5a)  kJ

C．(10a+4b) kJ D．(5a+2b)  kJ

3．下列说法或表示方法正确的是（   ）

A．若将等量的S(s)和S(g)分别完全燃烧，后者放出的热量多

B．由C（石墨）→C（金刚石）△H=＋1.9kJ·mol－1可知，金刚石比石墨稳定

C．在稀溶液中：H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)△H=－57.3kJ·mol－1，若将含0.5mollH2SO4与含0.5molBa(OH)2的溶液混合，放出的热量等于57.3kJ

D．在101kPa时，2gH2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式为：

2H2(g)＋O2(g)=2H2O△H=－571.6kJ·mol－1

4．已知：①2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)    ΔH1＝－571.6 kJ·mol－1

②2CH3OH(l)＋3O2(g)＝2CO2(g)＋4H2O(l)    ΔH2＝－1452 kJ·mol－1

③H＋(aq)＋OH－(aq)＝H2O(l)    ΔH3＝－57.3 kJ·mol－1

下列说法正确的是(　　)

A．H2(g)的燃烧热为571.6 kJ·mol－1

B．同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧，H2(g)放出的热量多

C． H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)＝BaSO4(s)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1

D．3H2(g)＋CO2(g)＝CH3OH(l)＋H2O(l)  ΔH＝＋131.4 kJ·mol－1

思考与交流：

一、盖斯定律的内容

1. 俄国化学家盖斯从大量的实验事实中总结出一条规律：一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成，其___________是相同的，这就是盖斯定律。

2. 也就是说，化学反应的_______只与反应体系的_______和________有关，而与反应的______无关。

3. 如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是一样的。

即：   ΔH = ______________________

例4．机动车尾气中含NO，在催化剂作用下，利用CO可将其转化为无毒的物质。已知下列热化学方程式：

①

②

则 ，x为(    )

A．-744 B．+744 C．–372 D．+372

1．有反应4HCl+O2＝2Cl2+2H2O，已知2molO2被还原时，放出a kJ的热量，且知断开1molO2需要吸收b kJ的热量，断开1molCl2需要吸收c kJ的热量。则断开1 mol H—O键比断开1 mol H—Cl 键所需能量高（ ）kJ

A．(a+2b-4c)/8 B．(a+b-2c)/4 C．(b-a-2c)/4 D．(2b-a-4c)/8

2．已知：  

若使46g液态乙醇完全燃烧，最后恢复至室温，则放出的热量为

A． B．

C． D．

3．已知①2C(s)+O2(g)=2CO(g)　ΔH=－221.0 kJ·mol－1 

②2H2(g)+O2(g) =2H2O(g)　ΔH=－483.6 kJ·mol－1

则制备水煤气的反应C(s)+H2O(g) =CO(g)+H2(g)　ΔH为（　　）

A．+262.6 kJ·mol-1 B．－131.3 kJ·mol-1

C．-352.3 kJ·mol－1 D．+131.3 kJ·mol－1

4．根据能量变化示意图，下列说法正确的是（  ）

A．断开1molHCl(g)中的H—Cl键需要吸收bkJ能量

B．反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)，反应物的总能量小于生成物的总能量

C．H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=(a-b)kJ•mo1-l

D．2molHCl(1)分解成1molH2(g)和1molCl2(g)需要吸收ckJ热量