【同步讲义】高中化学（苏教版2019）选修第一册--1.1.1 化学反应的焓变 讲义

这是一份【同步讲义】高中化学（苏教版2019）选修第一册--1.1.1 化学反应的焓变 讲义，文件包含同步讲义高中化学苏教版2019选修第一册--111化学反应的焓变学生版docx、同步讲义高中化学苏教版2019选修第一册--111化学反应的焓变教师版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共32页， 欢迎下载使用。

第1课时 化学反应的焓变
目标导航
知识精讲
知识点01 化学反应的焓变
一、体系、内能和焓
1．体系和内能
（1）体系和环境：
被研究的物质系统称为体系，体系以外的其他部分称为环境或外界。
以盐酸与NaOH溶液反应为例：
（2）内能：
物质的量确定的体系中，物质的各种能量总和称为内能。
（3）内能的影响因素：
内能受温度、压强、物质的聚集状态和组成的影响。状态发生改变时，内能就会发生变化。
（4）内能的特点：
内能的绝对值无法直接测得，内能的变化可以通过变化过程中体系吸收（或放出）的热对内（或外）所做的功的形式表现出来。
2．焓和焓变
焓是与内能有关的物理量，用符号H表示。
焓的数值的变化称为焓变，用符号ΔH表示。
二、化学反应的反应热与焓变
1．反应热
在化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同温度时，吸收或放出的热量称为化学反应的热效应，也称反应热。
2．化学反应的焓变
在恒压条件下，化学反应过程中吸收或放出的热称为反应的焓变。
焓变的符号：ΔH，常用单位：kJ·ml－1。
化学反应的焓变与温度、压强、反应物及生成物的聚集状态等因素有关。
【即学即练1】下列说法中正确的是( )
A．化学反应中的能量变化都表现为热量变化
B．焓变是指1 ml物质参加反应时的能量变化
C．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：C
解析：化学反应的能量变化可以表现为很多方面，如转化为热能、电能、光能等，A选项错误；在一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓不一定高于生成物的总焓，但总是不同，故C选项正确，D选项错误；焓变是指在一定条件下化学反应的反应热，不仅是指 1 ml 物质参加反应时的能量变化，B选项错误。
知识点02 放热反应和吸热反应
1．化学反应中的能量变化
若反应物的能量小于生成物的能量，则反应过程中吸收能量；若反应物的能量大于生成物的能量，则反应过程中放出能量。
下图中，图1表示放热反应，图2表示吸热反应。

2．放热反应和吸热反应
（1）放热反应和吸热反应的概念
吸收热的反应称为吸热反应，吸热反应的ΔH>0。
放出热的反应称为放热反应，反热反应的ΔH<0。
（2）常见的放热反应和吸热反应
根据反应过程中放出或吸收能量，可将化学反应分为放热反应和吸热反应。
常见的放热反应有：①燃烧反应；②中和反应；③金属与水或酸反应放出氢气；④大多数化合反应；⑤铝热反应。
常见的吸热反应有：①大多数分解反应；②需要持续加热的反应；③CO2+C2CO，C+H2OCO+H2；④铵盐与碱的反应，如Ba(OH)2、Ca(OH)2与NH4Cl的反应。
3．放热过程和吸热过程
物质在发生物理变化时，也会放出或吸收能量。
常见的放热过程有：①浓硫酸稀释、NaOH溶于水；②物态变化：气态→液态→固态
常见的吸热过程有：①NH4NO3溶于水；②弱电解质的电离；③物态变化：固态→液态→气体
【即学即练2】有下列反应：
①氧化钙与水反应 ②碳酸氢钠受热分解 ③硫酸与氢氧化钠溶液混合 ④燃烧煤炭取暖 ⑤钠与水反应 ⑥胆矾受热失去结晶水。
其中为吸热反应的是_______________，放热反应的是_______________。
答案：②⑥ ①③④⑤
知识点03 热化学方程式
1．概念
热化学方程式是指能够表示反应热的化学方程式。
2．意义
热化学方程式不仅表示化学反应中的物质变化，也表示了能量变化。还说明了物质的“量”与“能量”之间的数量关系。
H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·ml－1表示的意义是在25 ℃、101 kPa下，1 ml 气态H2与eq \f(1,2) ml 气态O2反应生成1 ml液态水时，放出的热量是285.8 kJ。
3．热化学方程式的书写
（1）标明反应物和生成物的温度、压强和聚集状态。若不标明温度和压强，则表示在25℃，101kPa条件时的反应热。
（2）标注反应物和生成物的聚集状态，固态、液态、气态和溶液态分别用s、l、g和aq表示。
（3）化学式前面的化学计量数表示物质的量，可以用整数和分数表示。
（4）同一化学反应，物质的化学计量数不同，反应的ΔH 也不同。
（5）在热化学方程式的右边注明ΔH的正负号(正号常省略)、数值和单位。
（6）若一个反应的焓变ΔH =akJ·ml-1， 则其逆反应的焓变ΔH =—akJ·ml-1。
【即学即练3】写出下列热化学方程式
（1）N2(g)与适量H2(g)反应，生成17g NH3(g)，放出46.1 kJ热量。

（2）1mlC2H5OH(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出1366.8kJ的热量。
（3）标准状况下，44.8L C2H2(g)在O2(g)中完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出2599.2kJ的热量。
（4）24 g C(s，石墨)与足量的H2O(g)反应，生成CO(g)和H2(g)，吸收262.6 kJ的热量。
答案：(1)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH＝-92.2 kJ·ml-1
(2) C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH＝-1366.8 kJ·ml-1
(3)2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) ΔH＝-2599.2 kJ·ml-1
(4) C(s，石墨)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH＝+131.3 kJ·ml-1
知识点04 化学键与化学反应能量变化的关系
1．实例分析
N2(g)＋O2(g)===2NO(g)反应的能量变化如图所示：
由图可知：
1 ml N2分子中的化学键断裂吸收的能量是946kJ ；
1 ml O2分子中的化学键断裂吸收的能量是498kJ；
2 ml NO分子中的化学键形成释放的能量是1264kJ；
则N2(g)＋O2(g)===2NO(g)的反应吸收的热量为180kJ。
2．化学反应能量变化的本质
（1）化学反应中中的能量变化，本质上是由于化学变化中旧化学键断裂时吸收的能量和新化学键形成时释放的能量不同造成的。
（2）化学键与化学反应能量变化的关系
答案：断裂 形成 吸收 放出
3．键能数据计算化学反应的反应热
用键能计算ΔH时，ΔH=反应物的总键能—生成物的总键能，其中：
各物质的键能=该物质的物质的量×化学键数目之和。
【即学即练4】下表列出了几种化学键的键能：
试写出氢气在氯气中燃烧生成HCl气体的热化学方程式。
答案：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－183 kJ·ml－1
解析：用键能计算ΔH时，ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和，根据化学方程式，可得ΔH=（436 kJ·ml－1+243 kJ·ml－1）-2×431 kJ·ml－1=－183 kJ·ml－1。
能力拓展
考法01 化学反应的焓变
1．反应热、焓变的概念
(1)反应热是化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同温度时，所吸收或放出的热量。
(2)在恒温、恒压条件下，化学反应过程中吸收或释放的热量称为反应的焓变(即：化学反应中生成物所具有的焓与反应物所具有的焓之差)。符号是ΔH，单位是kJ·ml－1。
2．ΔH的正、负和吸热、放热反应的关系
(1)放热反应是反应完成时，反应物的总能量大于生成物的总能量的反应。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ΔH<0(填“<”或“>”，下同)。
(2)吸热反应是反应完成时，反应物的总能量小于生成物的总能量的反应。由于反应时吸收环境能量而使反应体系的能量升高，故ΔH>0。
【典例1】由右图分析，有关叙述正确的是( )
A．A→B＋C和B＋C→A两个反应吸收或放出的能量不等
B．A→B＋C是放热反应
C．A具有的能量高于B和C具有的能量总和
D．A→B＋C是吸热反应，则B＋C→A是放热反应
答案：D
解析：A.两个反应的反应物和生成物的能量差值相等，所以吸收或放出的能量相等，错误；B.由于A的能量比B和C的总能量低，因此A→B+C是吸热反应，错误；C.B和C具有的能量总和高于A的能量，错误；D. A→B＋C，反应物的能量低于生成物的能量，是吸热反应，B+C→A是A→B＋C的逆反应，所以一定是放热反应，正确。故选D。
考法02 热化学方程式
1．热化学方程式的概念及意义
(1)热化学方程式是表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。
(2)热化学方程式的意义：不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化，还说明了物质的“量”与“能量”之间的数量关系。
2．热化学方程式的书写
（1）书写步骤
①写出配平的化学方程式。
②注明物质的聚集状态。
③写出ΔH的数值、单位和符号。
（2）书写要求
（1）注明物质的聚集状态。
（2）ΔH的数值、单位及正负号是否明确(正值可不标出“+”号)。
（3）化学计量数是否与ΔH数值对应。
（4）化学计量数只表示物质的量，因此可以是整数，也可以是分数，但必须是最简整数或最简分数。
【典例2】发射卫星时可用肼（N2H4）作燃料，已知在298K、101kPa时，1g肼气体燃烧生成氮气和水蒸气，释放16.7kJ的热量。判断下列热化学方程式是否正确，并说明原因。
（1）N2H4+O2=N2+2H2O ΔH＝－534.4 kJ·ml－1
（2）N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH＝534.4 kJ·ml－1
（3）N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH＝-534.4 kJ·ml－1
（4）N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH＝534.4 kJ·ml－1
（5）eq \f(1,2)N2H4(g)+ eq \f(1,2)O2(g)= eq \f(1,2)N2(g)+H2O(g) ΔH＝-267.2 kJ·ml－1
解答：N2H4燃烧的化学方程式为：
N2H4+O2=N2+2H2O
设1mlN2H4燃烧放出的热为x，则有
1g：（1ml×32g·ml-1）=16.7kJ：x
解得x=534.4 kJ
则该反应的热化学方程式为N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH＝-534.4 kJ·ml－1
（1）没有标明物质的聚集状态，错误；（2）该反应为放热反应，ΔH为负值，错误；（3）正确；（4）方程式中H2O标为为液态，错误；（5）N2H4为eq \f(1,2)ml时，ΔH的值也为原来的eq \f(1,2)，正确。
考法03 根据化学方程式计算化学反应焓变的计算
根据热化学方程式的含义，焓变（ΔH）必须与化学计量数相对应。
如：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·ml－1，可以得出：
2H2O(l) =2H2(g)＋O2(g) ΔH＝571.6 kJ·ml－1
H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)=H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·ml－1
计算化学反应焓变时，要注意以下几点：
（1）化学计量数必须与ΔH相对应。
（2）在可逆反应中，正反应和逆反应的反应热数值相等，符号相反。
【典例3】在25 ℃、101 kPa下，1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ，下列热化学方程式正确的是（ ）
A．CH3OH(l)+eq \f(3,2)O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=725.76 kJ·ml-1
B．2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=－1 451.52 kJ·ml-1
C．2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=－725.76 kJ·ml-1
D．2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH=－1 451.52 kJ·ml-1
答案：B
解析：甲醇燃烧是一个放热反应，ΔH<0，故A、D项错误；在25 ℃、101 kPa的条件下，1 ml CH3OH(l)燃烧生成CO2(g)和液态水时放出的热量为eq \f(22.68 kJ,1 g)×32 g＝725.76 kJ，故2 ml CH3OH燃烧放出的热量为1 451.52 kJ，故B项正确。
考法04 物质的能量、化学键能、焓变的关系
1．微观角度：化学键与焓变
化学键断裂：吸收能量，如H2(g)=2H(g) ΔH>0
化学键形成：释放能量，如2Cl(g)=Cl2(g) ΔH<0
化学键断裂吸收的能量>化学键形成放出的能量：ΔH>0
化学键断裂吸收的能量<化学键形成放出的能量：ΔH<0
化学反应的本质是旧化学键断裂时吸收的能量和新化学键形成释放的能量不同导致的。
化学键的断裂和形成是化学反应过程中伴随能量变化的根本原因。
2．宏观角度：物质能量变化与焓变
【典例4】已知：H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)=H2O(g)反应过程中的能量变化如图，问：
（1）a、b、c分别代表什么意义？
A．________________________________；
B．________________________________；
C．________________________________。
（2）该反应是________(填“吸热”或“放热”)反应，ΔH____0 (填“>或<”)。
答案：(1)旧键断裂吸收的能量 新键形成放出的能量 反应热
(2)放热 <
解析：(1)H2(g)和eq \f(1,2)O2(g)与2H(g)和O(g)之间的能量差是H2(g)―→2H(g)和eq \f(1,2)O2(g)―→O(g)过程中断裂H—H键和O===O键需吸收的能量和。所以a代表旧键断裂吸收的能量，b代表新键形成放出的能量，c则代表断键所吸收的能量与成键所释放的能量之差，即反应热。
(2)由图可知该反应中反应物总能量大于生成物总能量，所以该反应为放热反应，ΔH<0。
考法05 化学反应反应热的大小比较
1．基本规律
（1）能量守恒定律：在化学反应过程中，遵循能量守恒定律。
若该反应是放热反应，则反应物的总能量=生成物的总能量+放出的能量；若该反应是吸热反应，则反应物的总能量+吸收的能量=生成物的总能量；
（2）能量大小与物质的聚集状态的关系
物质的量相同时，同一物质在不同状态时能量关系是：气态>液态>固态。
2．比较方法
（1）比较反应热(ΔH)时，要带上“+”、“—”号比较，不能只比较数值。
对于放热反应(ΔH<0)，ΔH的数值越大，放出的热量越少；对于吸热反应(ΔH>0)， ΔH的数值越大，吸收的热量越多。
（2）同一反应，生成物的状态不同时：
A(g)+B(g)=C(g) ΔH1<0 A(g)+B(g)=C(l) ΔH2<0
存在ΔH2＜ΔH1。
（3）同一反应，反应物的状态不同时：
A(s)+B(g)=C(l) ΔH1<0 A(g)+B(g)=C(l) ΔH2<0
存在ΔH2＜ΔH1。
【典例5】下列各组热化学方程式中，化学反应的ΔH前者大于后者的是( )
①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1 C(s)+ eq \f(1,2)O2 (g)=CO(g) ΔH2
②H2(g)+eq \f(1,2)O2 (g)=H2O(l) ΔH3 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH4
③CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH5 CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(aq) ΔH6
A．① B．③ C．②③ D．①②③
答案：C
分层提分
题组A 基础过关练
1．下列说法不正确的是( )
A．化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化
B．对于ΔH>0的反应，反应物的总能量小于生成物的总能量
C．放热反应都不需要加热就能发生
D．吸热反应在一定条件(如常温、加热等)下也能发生
答案：C
解析：化学反应中既有物质变化，又有能量变化，A正确；ΔH>0的反应为吸热反应，则反应物的总能量小于生成物的总能量，B正确；有些放热反应需要加热或点燃才能引发，C错误；有些吸热反应如Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl在常温下就能反应，D正确。
2．下列说法正确的是 ( )
A．物质发生反应时放出的热量来源于对反应的加热
B．化学反应除了生成新物质外，还发生 能量变化
C．需要加热方能发生的反应一定是吸热反应
D．化学反应总是放出热量
答案：B
解析：A. 物质发生反应时放出热量是因为反应物的总能量大于生成物的总能量，与反应是否加热无关，错误；B.化学反应不仅有新物质生成，还发生了能量变化，正确；C.吸热反应是指生成物的浓度大于反应物的总能量，加热发生的反应不一定是吸热反应，也可能是放热反应，错误；D.化学反应有的放出能量，有的吸收能量，错误。
3．下列化学反应属于吸热反应的有( )
A．盐酸与烧碱溶液反应
B．Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋10H2O＋2NH3↑
C．2C＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))2CO
D．葡萄糖在人体内氧化分解
答案：B
解析：中和反应是放热反应，A为放热反应。C是燃烧反应，是放热反应，D项葡萄糖在人体内氧化分解，给人的生命活动提供能量，因而D为放热反应。B都是吸热反应。
4．下列各图中，表示正反应是吸热反应的是( )
答案：A
解析：反应物的总能量小于生成物的总能量，则反应过程中需吸收能量，即为吸热反应，故选A。
5．下列热化学方程式书写正确的是( )
A．C2H5OH(l)+3O2 (g)=2CO2 (g)+3H2O(g) ΔH=1367.0 kJ•ml-1
B．NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=+57.3kJ•ml-1
C．S(s)+O2 (g)=SO2(g) ΔH=-296.8 kJ•ml-1
D．2NO2=O2+2NO ΔH=+116.2 kJ•ml-1
答案：C
解析：A.该反应是燃烧反应，为放热反应，ΔH值为负值，错误；B.该反应为中和反应，为放热反应，ΔH值为负值，错误；C.物质的状态，ΔH的符号均符合事实，正确；D.没有标明物质的状态，错误。
6．已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·ml－1，则下列关于方程式2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)的ΔH的说法中正确的是( )
A．方程式中的化学计量数表示分子数
B．该反应ΔH大于零
C．该反应ΔH＝－571.6 kJ·ml－1
D．该反应可表示36 g水分解时的热效应
答案：B
解析：在书写热化学方程式时，若反应物和生成物对换，则ΔH的符号相反，数值不变，故B正确，C不正确；D项未注明水为液态。
7．热化学方程式C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3 kJ·ml－1表示( )
A．碳和水反应吸收131.3 kJ能量
B．1 ml碳和1 ml水反应生成1 ml一氧化碳和1 ml氢气并吸收131.3 kJ热量
C．1 ml固态碳和1 ml水蒸气反应生成1 ml一氧化碳气体和1 ml氢气并吸收131.3 kJ热量
D．1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.3 kJ
答案：C
解析：依据反应热的概念，表示按照热化学方程式计量数的物质的量反应时吸收或放出的热量，单位是kJ·ml－1，该热化学方程式表示1 ml固态碳和1 ml水蒸气反应生成1 ml一氧化碳气体和1 ml氢气，吸收131.3 kJ的热量，特别要指明水的状态。
8．下列热化学方程式书写正确的是( )
A．2SO2＋O2===2SO3 ΔH＝－196.6 kJ/ml
B．H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ/ml
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571 kJ
D．C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝＋393.5 kJ/ml
答案：B
解析：热化学方程式必须注明物质的聚集状态，A项错误；热化学方程式的反应热单位是kJ·ml－1，C项错误；碳燃烧为放热反应，ΔH应为负值，D项错误。
9．已知：H2(g)+F2(g)=2HF(g)的能量变化如图所示，下列叙述不正确的是（ ）
A．HF(g)分解生成H2(g)和F2(g)的反应是吸热反应
B．在相同条件下，1mlH2(g)与1mlF2(g)反应生成2mlHF(g)放出的热量大于270kJ
C．在相同条件下，1mlH2(g)与1mlF2(g)的能量总和小于2mlHF(g)的能量
D．断裂1mlH-H键和1mF-F键吸收的能量小于形成2mlH-F键放出的能量
答案：C
10．如图所示示为反应 QUOTE 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的能量变化示意图 QUOTE . ，下列说法正确的是（ ）
A．H2(g)和O2(g)反应生成H2O(g)，这是个吸热反应过程
B．由2ml H2(g)和1mlO2变成4ml H、2ml O原子，这是个放热反应过程
C．2ml H2(g)和1ml O2(g)反应生成2ml H2O(g)，共放出484kJ能量
D．4ml H、2ml O生成2ml H2O(g)，共放出484kJ能量
答案：C
11．根据下图所示，写出反应的热化学方程式并回答问题(题中Q＞0，Q1＞0)：

(1)反应过程①的热化学方程式：____________________________；
(2)反应过程②的热化学方程式：____________________________；
(3)Q与Q1的关系：Q____Q1(填“＞”、“＜”或“＝”)。
答案：(1)A2(g)＋B2(g)===C(g) ΔH＝－Q kJ·ml－1
(2)C(g)===A2(g)＋B2(g) ΔH＝Q1 kJ·ml－1
(3)＝
解析：图中已清楚指明两个反应的反应物、生成物和反应热，热化学方程式不难写，但两个反应互为逆反应，因此两反应的反应热数值相等，符号相反。
12．比较下列各组热化学方程式中△H的大小关系。已知：
S(s)+O2(g)=SO2 (g) △H1
S(g)+O2 (g)=SO2(g) △H2
CH4 (g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H3
CH4 (g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H4
则△H1___△H2，△H3___△H4 (“>”、“<”或“=”)
答案：> <
题组B 能力提升练
1．Na2CO3(aq)与盐酸反应过程中的能量变化示意图如图，下列选项正确的是（ ）
A．H2CO3(aq)=CO2(g)+H2O(l)为放热反应
B．COeq \\al(2－,3)(aq)+H+(aq)= HCOeq \\al(－,3)(aq) ΔH=akJ/ml
C．HCOeq \\al(－,3) (aq) + H+(aq)=CO2(g)+H2O(l) ΔH=(c-b)kJ/ml
D．COeq \\al(2－,3)(aq)+2H+(aq)= CO2(g)+H2O(l) ΔH=(a+b-c)kJ/ml ΔH=akJ/ml
答案：C
2．CO(g)与H2O(g)反应过程的能量变化如下图所示，有关两者反应的说法正确的是( )
A．该反应为吸热反应
B．CO(g)和H2O(g)所具有的总能量大于CO2(g)和H2(g)具有的总能量
C．反应的热化学方程式是CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH＝＋41 kJ·ml－1
D．1 ml CO2(g)和1 ml H2(g)反应生成1 ml CO(g)和H2O(g)要放出41 kJ热量
答案：B
解析：由图示知E(反应物)>E(生成物)，故CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)为放热反应，A项错误，B项正确；该反应的热化学方程式应为CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41 kJ·ml－1，C项错误，同时知D项中应吸收41 kJ热量，D项错误。
3．H2和 I2在一定条件下能发生反应：H2(g)＋I2(g) 2HI(g) ΔH＝－a kJ·ml－1已知：(a、b、c均大于零) 下列说法不正确的是( )
A.反应物的总能量高于生成物的总能量
B．断开 1 ml H—H 键所需能量小于断开1 ml I—I键所需能量
C．断开 2 ml H—I键所需能量约为(c＋b＋a) kJ
D．向密闭容器中加入2 ml H2和2 ml I2，充分反应后放出的热量小于 2a kJ
答案：B
解析：H2和I2在一定条件下能发生反应为H2(g)＋I2(g) 2HI(g) ΔH＝－a kJ·ml－1 ，该反应为放热反应，则反应物的总能量高于生成物的总能量，故A正确；一般而言，键长越短，键能越大，图中显示H—H键长短于I—I键长，H—H键能大于I—I键能，故B错误；ΔH＝反应物断裂化学键需要的能量－生成物形成化学键放出的能量＝b kJ·ml－1＋c kJ·ml－1－2EH—I＝－a kJ·ml－1，得到断开2 ml H—I键所需能量约为(a＋b＋c)kJ，故C正确；反应是可逆反应不能进行彻底，依据焓变意义分析，向密闭容器中加入2 ml H2和2 ml I2，充分反应后放出的热量小于2a kJ，故D正确。
4．化学反应中常常伴随有能量变化，某反应的能量变化图如图所示，下列叙述正确的是（ ）
A．该反应一定需要加热
B．△H =E1—E2，加入催化剂，E1、E2及△H均减小
C．该反应的反应物一定比生成物稳定
D．该反应断开所有反应物化学键所吸收的能量大于形成所有生成物化学键所释放的能量
答案：D
解析：A．根据图中的数据，可以看出是反应物的能量小于生成物的能量，则反应是吸热反应，但是不一定需要加热才能发生，A错误；B．催化剂只能改变反应的活化能，不会改变化学反应的反应热，E1、E2减小，但是△H不变， B 错误；C．根据图示数据可以看出反应物的能量小于生成物的能量，不知道反应物和生成物具体的物质和种类个数，无法确定稳定性，C错误；D．根据图中的数据，E1>E2，断开所有反应物化学键所吸收的能量大于形成所有生成物化学键所释放的能量，D正确；故选D。
5．生产液晶显示器过程中使用的化学清洗剂NF3是一种温室气体，其存储能量的能力是CO2的12 000～20 000倍，在大气中的寿命可长达740年之久，以下是几种化学键的键能：
下列说法中正确的是 （ ）
A．过程N2(g)→2N(g)放出能量
B．过程N(g)+3F(g)→NF3(g)放出能量
C．反应N2(g)+3F2(g)→2NF3(g)的ΔH＞0
D．NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成，仍可能发生化学反应
答案：B
解析：A.过程N2(g)→2N(g)，断裂N2分子内N原子间的共价键，需要吸收能量，A不正确；B.过程N(g)+3F(g) →NF3(g)，形成三个N-F共价键，会放出能量，B正确；C.反应N2(g)+3F2(g) →2NF3(g)的ΔH=941.7kJ/ml+3×154.8 kJ/ml-6×283.0 kJ/ml=-291.9 kJ/ml <0，C不正确；D. NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成，不可能发生化学反应，D不正确。故选B。
6．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)产生上述现象的原因是__________________________________。
(3)写出有关反应的离子方程式：_______________________________。
(4)由实验推知，MgCl2和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减小，故变浑浊
(3)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑ (4)小于
(5)烧杯中液体放出气泡的速率逐渐加快 气体的溶解度随着温度的升高而减小
解析：镁与盐酸反应是放热反应，镁与盐酸反应产生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度的升高而减小。
7．下表中的数据是破坏1 ml物质中的化学键所消耗的能量(kJ)：
根据上述数据回答(1)～(5)题。
(1)下列物质本身具有的能量最低的是( )
A．H2 B．Cl2 C．Br2 D．I2
(2)下列氢化物中，最稳定的是( )
A．HCl B．HBr C．HI
(3)X2＋H2===2HX(X代表Cl、Br、I)的反应是吸热反应还是放热反应？____________________。
(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，放出或吸收的热量最多的是________。
(5)若无上表中的数据，你能正确回答出问题(4)吗？
答：________，你的根据是_______________________________________。
答案：(1)A (2)A (3)放热反应 (4)Cl2
(5)能 元素的非金属性越强，生成的氢化物越稳定，反应放出的热量就越多
解析：破坏1 ml物质的化学键时所消耗的能量与相同条件下由形成该物质的原子形成1 ml该物质放出的能量相等，放出的能量越多，物质本身具有的能量越低，分子越稳定。(1)生成1 ml H2时放出的能量最多，为436 kJ；(2)在氢化物中，生成1 ml HCl时放出的能量最多，为432 kJ；(3)分别计算出三个反应放出的热量依次为：185 kJ、103 kJ和9 kJ。
题组C 培优拔尖练
1．下列叙述正确的是
A．已知C(s、金刚石)=C(s、石墨)ΔH=-1.9kJ•ml-1，可知石墨比金刚石更稳定
B．同温同压下，H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件的ΔH不同
C．在光分解催化剂存在下，可利用太阳能分解水制备氢气，并放出热量
D．已知：一定条件下，N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.4kJ·ml-1；将1.5mlH2和过量的N2在此条件下充分反应，放出热量46.2kJ
答案：A
解析：A．金刚石转化石墨时放出能量，说明石墨的能量更低，更稳定，A正确；B．焓变与反应条件无关，与反应物、生成物的始态和终态有关，B错误；C．水的分解为吸热反应，吸收能量，C错误；
D．该反应为可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，所以将1.5mlH2和过量的N2在此条件下充分反应，放出的热量小于46.2kJ，D错误；故选A。
2．已知化学反应2C(s)＋O2(g)eq \(=====,\s\up7(点燃))2CO(g)，2CO(g)＋O2(g)eq \(=====,\s\up7(点燃))2CO2(g)都是放热反应，据此判断，下列说法中不正确的是(其他条件相同)( )
A．12 g碳所具有的能量一定高于28 g CO所具有的能量
B．56 g CO和32 gO2所具有的总能量大于88g CO2所具有的总能量
C．12 g C和32 g O2所具有的总能量大于44g CO2所具有的总能量
D．将一定质量的C燃烧，生成CO2比生成CO时放出的热量多
答案：A
解析：对于放热反应，反应物的总能量一定高于生成物的总能量，C和CO的燃烧反应都是放热反应，C(s)＋O2(g)eq \(=====,\s\up7(点燃))CO2(g)必然是放热反应，12克碳并不是反应物的全部。由于Ceq \(――→,\s\up7(O2))CO放热，COeq \(――→,\s\up7(O2))CO2放热，所以Ceq \(――→,\s\up7(O2))CO2比Ceq \(――→,\s\up7(O2))CO放出的热量要多。
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( )
答案：C
解析：由反应A+B→C(ΔH<0)分两步进行:①A+B→X(ΔH>0),②X→C(ΔH<0),由A+B→C(ΔH<0)是放热反应,A和B的能量之和大于C;由①A+B→X(ΔH>0)可知这步反应是吸热反应,故X的能量大于A+B;由②X→C(ΔH<0)可知这步反应是放热反应,故X的能量大于C,所以图象C符合。
4．已知下列热化学方程式：
(1)H2(g)＋1/2O2 (g)===H2O (g) ΔH1＝a kJ/ml
(2)2H2(g)＋O2 (g)===2H2O (g) ΔH2＝b kJ/ml
(3)H2 (g)＋1/2 O2 (g)===H2O (l) ΔH3＝c kJ/ml
(4)2H2 (g)＋O2 (g)===2H2O (l) ΔH4＝d kJ/ml
则a、b、c、d的关系正确的是( )
A．ad>0 C．2a＝b<0 D．2c＝d>0
答案：C
解析：在比较ΔH 时不仅要看物质的量与聚集状态，还要看正负。该题中反应都是放热反应，故ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4，即a、b、c、d均小于0，(2)中反应物是(1)中反应物的2倍，故放出的热量也是(1)中放出热量的2倍，故2a＝b<0，同理，2c＝d<0；(1)中生成气态水，而(3)中生成液态水，(1)比(3)放出的热量少，故c5．已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·ml－1
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890 kJ·ml－1
现有H2与CH4的混合气体112 L(标准状况)，使其完全燃烧生成CO2和H2O(l)，若实验测得反应放热3695 kJ，则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是( )
A．1∶1 B．1∶3 C．1∶4 D．2∶3
答案：B
解析：设112 L(即5 ml)混合气体中H2的物质的量为x，则285.8x＋890(5－x)＝3695，解得：x＝1.25 ml。则n(H2)∶n(CH4)＝1.25 ml∶3.75 ml＝1∶3。故选B。
6．为了研究A+B=C+D反应的能量变化情况，某同学设计了如图所示装置。当向盛有A的试管中滴加试剂B时，看到U形管中甲处液面下降乙处液面上升。试回答下列问题：
（1）A和B的总能量比C和D的总能量___________(填“高”或“低”)。
（2）该反应为______________(填“放热”或“吸热”)反应。
（3）反应物化学键断裂吸收的能量________________(填“高”或“低”)于生成物化学键形成放出的能量。
（4）写出一个符合题中条件的化学方程式：__________________。
答案：（1）高 （2） 放热（3） 低
（4）2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑(或2Na+2H2O=2NaOH+H2↑或NaOH+HCl=NaCl+H2O)
解析：当向盛有A的试管中滴加试剂B时，看到U型管中甲处液面下降乙处液面上升，根据气体具有热胀冷缩的性质，可知集气瓶中空气受热膨胀，说明A和B反应是放热反应，放热反应的反应物的总能量大于生成物的总能量。
（1）由于A+B═C+D的反应为放热反应，所以A和B的总能量比C和D的总能量高；
（2）由于发生反应A+B═C+D，U型管中甲处液面下降乙处液面上升，根据气体具有热胀冷缩的性质可以判断该反应为放热反应；
（3）化学反应中旧键断裂吸收能量，新键生成放出能量，该反应为放热反应，则反应物化学键断裂吸收的能量低于生成物化学键形成放出的能量；
（4）该反应为放热反应，且不需要加热既能够发生，如2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑(或2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑或NaOH＋HCl=NaCl＋H2O)。课程标准
课标解读
1.认识化学能与热能之间相互转化，能量的变化遵循能量守恒定律。
2．知道内能是体系内各物质的各种能量的总和，受温度、压强、物质的聚集状态的影响。
3．明确恒温、恒压下化学反应的热效应可以用焓变表示。
1.认识化学反应的本质是有新物质生成，并伴有能量的转化。(宏观辨识与微观探析)
2．知道可以通过分析、推理等方法认识研究对象的本质特征、构成要素及其相互关系，建立认知模型，并能运用模型解释化学现象，解释现象的本质和规律。(证据推理与模型认知)
3．认识科学探究是进行科学解释和发现、创造应用的科学实践活动。(科学探究与创新意识)
化学键
H-H
Cl-Cl
H-Cl
键能/kJ·ml-1
436
243
431
放热反应
吸热反应
关系
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
表示方法
ΔH<0
ΔH>0
化学键
N≡N
F-F
N-F
键能/kJ/ml
941.7
154.8
283.0
物质
Cl2
Br2
I2
HCl
HBr
HI
H2
能量/kJ
243
193
151
432
366
298
436