高中化学必修2 课时6.1.2 拓展1 反应热和热化学方程式高一化学精品讲义

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反应热和热化学方程式
【学习目标】
1、理解反应热和焓变的含义
2、掌握热化学方程式的概念和意义，并会准确书写热化学方程式
【主干知识梳理】
一、反应热与焓变
1、反应热与焓变
(1)反应热
①含义：在等温条件下，化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量，称为化学反应的热效应，简称反应热
②符号：ΔH
③单位：kJ·mol－1或kJ/mol
④测定方法：利用量热计直接测定
(2)内能、焓、焓变
①内能(符号为U)：体系内物质的各种能量的总和，受温度、压强和物质的聚集状态等影响
②焓(符号为H)：与物质内能有关的物理量
③焓变：焓变(∆H)：是变化前后物质的焓值差，化学反应的焓变，为生成物的总焓值与反应物的总焓值之差，即：ΔH＝H(生成物)－H(反应物)
④在等压条件下进行的化学反应(严格地说，对反应体系做功还有限定，中学阶段一般不考虑)，其反应热等于反应的焓变，符号：ΔH，单位：kJ/mol(或kJ·mol－1)
【微点拨】
①焓(H)是与内能有关的物理量，内能描述的是物质所具有的能量，是物质固有的性质之一。不同的物质，其焓不同；相同的物质，如果温度或压强不同，物质的状态不同，其焓也会不同
②焓、焓变、反应热代表的意义不同；焓只有正值，而焓变有正值、负值之分
2、化学反应过程中能量变化的原因
(1)从反应热的量化参数——键能的角度分析：化学反应是旧键断裂，新键生成的反应，两者吸收和释放能量的差异表现为反应能量的变化。化学键的断裂和形成时吸收和放出的能量差别是化学反应伴随能量变化的本质原因
化学反应的过程

规律
新键生成释放的能量大于旧键断裂吸收的能量，则反应放热
新键生成释放的能量小于旧键断裂吸收的能量，则反应吸热
(2)从反应物和生成物焓(H)的变化角度分析

反应物总焓大于生成物总焓，反应放热
反应物总焓小于生成物总焓，反应吸热
3、符号的规定：规定放热反应的∆H为“—””吸热反应的∆H为“＋”，即：放热反应的∆H0
【微点拨】
①放热反应和吸热反应是针对化学反应而言，物质三态之间的变化有能量的变化，但属物理变化，故不属于放热反应或吸热反应
②放热反应和吸热反应取决于反应物和生成物总能量的相对大小，与反应条件并无必然的关系
③∆H不仅应用在化学反应中，它还应用于任何有能量变化的过程，如：H2O(l)→H2O(g) ∆H＞0；共价键的断裂，吸收能量，∆H＞0；原子间通过共用电子对形成共价键，放出能量，∆H＜0
【对点训练1】
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 mol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
2、下列说法不正确的是(　　)
A．恒压条件下的焓变在数值上等于变化过程中的热效应 B．焓变的符号是ΔH
C．焓变的单位通常是kJ·mol－1 D．硝酸铵溶于水是吸热反应
3、由图分析，下列说法正确的是(　　)

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　ΔH0，则B＋C→A　ΔH”“”“b。(3)ΔH＝断裂旧化学键吸收的总能量－形成新化学键放出的总能量，设断裂1 mol H—H键时吸收的热量为x kJ，即－242＝x＋496×－463×2，解得x＝436。
13、(1)N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋180 kJ·mol－1　
(2)NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)　ΔH＝－234 kJ·mol－1
解析：(1)反应热等于断键吸收的能量与成键放出的能量的差值，则根据示意图可知反应热＝946 kJ·mol－1＋498 kJ·mol－1－2×632 kJ·mol－1＝180 kJ·mol－1，热化学方程式为N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋180 kJ·mol－1。
(2)根据图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，因此是放热反应，则反应热ΔH＝E1－E2＝134 kJ·mol－1－368 kJ·mol－1＝－234 kJ·mol－1。
14、(1)A　
(2)46.1 kJ　
(3)①反应物总能量　生成物总能量　无影响　②－198
解析：(1)由图可以看出，mol N2(g)和 mol H2(g)的化学键断裂吸收的能量为a kJ，形成1 mol NH3(g)放出的能量为b kJ，所以N2(g)＋H2(g)===NH3(g)　ΔH＝(a－b)kJ·mol－1，而1 mol 的NH3(g)转化为1 mol 的NH3(l)放出的热量为c kJ，所以有：N2(g)＋H2(g)===NH3(l)　ΔH＝(a－b－c)kJ·mol－1，即：N2(g)＋3H2(g)===2NH3(l)　ΔH＝2(a－b－c)kJ·mol－1。
(2)由题图可知生成2 mol NH3放出热量为427.2 kJ－335 kJ＝92.2 kJ，则生成1 mol NH3放出热量为46.1 kJ。
(3)①由图示可知，A表示反应物总能量，C表示生成物总能量，E值不影响A、C的能量值。故能量E的大小对该反应的反应热无影响。②ΔH对应2 mol SO2(g)转化为2 mol SO3(g)的焓变，其值为2×(－99 kJ·mol－1)＝－198 kJ·mol－1。
15、(1)AD
(2)吸热　ΔH＝(E2－E1) kJ·mol－1
解析：(1)每个化学反应都遵循质量守恒和能量守恒，原子数目和种类不会改变，A、D项正确；任何化学反应都伴随着能量变化，不一定为氧化还原反应，B项错误；某一反应是放热反应还是吸热反应，与反应条件无关，加热是为了使旧化学键断裂，引发化学反应，C项错误。(2)若E1＜E2，反应吸收能量，ΔH＝(E2－E1) kJ·mol－1＞0；相反若E1＞E2，反应放出能量，ΔH＝(E2－E1) kJ·mol－1＜0。
16、(1)N2　Si3N4　
(2)放热反应　＜　
(3)＜
解析：(1)SiO2＋C＋N2Si3N4＋CO(未配平)，反应中碳元素的化合价由0升高到＋2，氮元素的化合价由0降低到－3，故反应中的氧化剂是N2，还原产物为Si3N4。(2)该反应过程中，反应物的总能量大于生成物的总能量，则该反应为放热反应，ΔH＜0。(3)由(2)中分析可知，该反应为放热反应，故断裂旧键吸收的热量小于形成新键放出的热量。
17、(1)使混合物充分接触并发生反应　Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O
(2)冰凉　吸热　＞
(3)不能　只进行了一个复分解反应的实验，不能科学地得出结论
解析：由实验现象可知，该反应是一个吸收热量的反应，反应中体系温度下降，手触摸烧杯外壁时会有冰凉感，故该反应为吸热反应，反应热ΔH＞0；因为只研究了一个复分解反应的热效应，故无法确定复分解反应的热效应类型。
18、(1)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑　镁片溶解，有气泡产生　
(2)下降　反应放出的热量使锥形瓶内气压增大　放热　
(3)小于
解析：镁片与盐酸的反应是放热反应，是由于反应物的总能量高于生成物的总能量，放出的热量使锥形瓶内气压增大，导致U形管左端液面下降，右端液面上升。