第一节_化学反应与能量的变化

1第一节化学反应与能量的变化（学生）第1课时焓变反应热教学目标：1.了解反应热的概念，知道化学反应、热效应与反应的焓变之间的关系。2.知道反应热与化学键的关系。3.知道反应热与反应物、生成物总能量的关系。知识回顾：知识点一：焓变反应热在化学反应过程中，不仅有物质的变化，同时还伴有能量变化。1、反应热：当化学反应在一定的温度下进行时，反应所释放或吸收的热量称为该反应在此温度下的热效应，简称反应热。反应热的意义：描述化学反应释放或吸收热量的物理量.符号：Q0反应放热Q0反应吸热获得Q值的方法：（1）实验测量法（2）理论计算法反应热的分类：①中和热②燃烧热③生成热2．焓和焓变焓是与物质内能有关的物理量。单位：kJ·mol－1，符号：H。焓变是在恒压条件下，反应的热效应。单位：kJ·mol－1，符号：ΔH。（热量Q的单位是：KJ）3．化学反应中能量变化的原因化学反应的本质是反应物分子中旧化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程。任何化学反应都有反应热，这是由于在化学反应过程中，当反应物分子间的化学键断裂时，需要克服原子间的相互作用，这需要吸收能量；当原子重新结合成生成物分子，即新化学键形成时，又要释放能量。ΔH＝反应物分子的总键能－生成物分子的总键能。4．放热反应与吸热反应当反应完成时，生成物释放的总能量与反应物吸收的总能量的相对大小，决定化学反应是吸热反应还是放热反应。(1)当ΔH为“－”或ΔH0时，为放热反应，反应体系能量降低。(2)当ΔH为“＋”或ΔH0时，为吸热反应，反应体系能量升高。注意：化学反应是放热还是吸热，与反应条件（加热或不加热）没有关系。5．反应热思维模型(1)放热反应和吸热反应放热反应吸热反应(2)反应热的本质吸热反应(以H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH＝－186kJ·mol－1为例)E1：E(H—H)＋E(Cl—Cl)E2：2E(H—Cl)ΔH＝E1－E2（比较反应热的大小，不带符号，比较ΔH要带符号）类型比较放热反应吸热反应定义有热量放出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关系生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子断裂旧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裂旧键时吸收的总能量2练习：知识点一有关反应热的概念1．下列说法正确的是()A．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应B．放热反应在常温下一定很容易发生C．吸热反应在一定的条件下也能发生D．焓变的符号是ΔH，单位是kJ·mol－1，反应热的单位是kJ2．已知在相同状况下，要使同一化学键断裂需要吸收的能量等于形成该化学键放出的能量。下列说法正确的是()A．电解熔融的Al2O3可以制得金属铝和氧气，该反应是一个放出能量的反应B．水分解产生氢气和氧气时放出能量C．相同状况下，反应2SO2＋O2===2SO3是一个放热反应，则反应2SO3===2SO2＋O2是一个吸热反应D．氯化氢分解成氢气和氯气时放出能量(提示：如果一个反应过程放出能量，那么使该反应向反方向进行则需要吸收能量)知识点二反应热与化学键键能的关系3．通常人们把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。现给出化学键的键能(见下表)：化学键H—HCl—ClCl—H键能/(kJ·mol－1)436243431请计算H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应热()A．＋862kJ·mol－1B．＋679kJ·mol－1C．－183kJ·mol－1D．＋183kJ·mol－14.白磷的化学式为P4，分子的空间构型是正四面体(如图)。白磷在空气中燃烧生成十氧化四磷(P4O10)，在十氧化四磷分子里只存在P—O和P===O两种共价键。已知几种共价键的键能：P—O360kJ·mol－1；P===O585kJ·mol－1；P—P198kJ·mol－1；O===O498kJ·mol－1。请问：在P4(s)＋5O2(g)===P4O10(s)中，ΔH＝______________。（提示：由P4的分子结构和P4＋5O2P4O10的物质变化，在P4O10分子中只存在P—O和P===O两种共价键，P4O10中P显＋5价、O显－2价等事实可知，在P4分子结构的基础上，每2个P原子之间插入1个O原子形成2个P—O键，每个P原子再结合1个O原子形成P===O键，就构成了P4O10的分子结构。这样，在1个P4O10分子中共有12个P—O键、4个P===O键。ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和＝6×198kJ·mol－1＋5×498kJ·mol－1－(12×360kJ·mol－1＋4×585kJ·mol－1)＝－2982kJ·mol－1）知识点三反应热与反应物、生成物总能量的关系5．对放热反应：A＋B===C＋D，以下说法一定正确的是(EA、EB、EC、ED分别表示物质A、B、C、D所具有的能量)()A．EAEBB．EAEB＋ECC．EA＋EBEC＋EDD．EA＋EBEC＋ED6.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必然是放热反应课堂作业：1．下列说法不正确的是()A．任何化学反应都伴随着能量变化B．化学反应中的能量变化都表现为热量变化C．反应物的总能量高于生成物的总能量时，发生放热反应D．反应物的总能量低于生成物的总能量时，发生吸热反应（提示：任何化学反应都伴随着能量变化，但能量变化不一定表现为热量变化，还可能以光能等其他形式的能量放出）2．已知H—H键键能(断裂时吸收或生成时释放的能量)为436kJ·mol－1，H—N键键能为391kJ·mol－1，根据热化学方程式：N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1。则N≡N键的键能是()A．431kJ·mol－1B．945.6kJ·mol－1C．649kJ·mol－1D．896kJ·mol－1（提示：ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和）3．已知氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中，破坏1mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1kJ，破坏1mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2kJ，形成1mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3kJ，下列关系式正确的是()A．Q1＋Q2Q3B．Q1＋Q22Q3C．Q1＋Q2Q3D．Q1＋Q22Q34.已知H2(g)＋12O2(g)===H2O(g)反应过程中能量变化如图，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，ΔH大于零还是小于零？5．下表中的数据是破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ)：物质Cl2Br2I2HClHBrHIH2能量(kJ)2431931514323662984363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．H2B．Cl2C．Br2D．I2(2)下列氢化物中，最稳定的是()A．HClB．HBrC．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？答：____________________。(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__________________________________________________________________________________________________________________________。（提示：破坏1mol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1mol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。）6．已知1g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121kJ，且氧气中1molO===O键完全断裂时吸收热量496kJ，水蒸气中1molH—O键形成时放出热量463kJ，则氢气中1molH—H键断裂时吸收热量是________。课后巩固练习题：1、下列说法正确的是A．吸热反应不加热就不会发生B．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应C．反应是放热还是吸热必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小D．放热的反应在常温下一定很容易发生2、下列是放热反应的是A．硫酸的稀释B．铝热反应C．氢气还原氧化铜D．氯化铵固体与八水合氢氧化钡的反应3、已知：一定条件下，C(石墨)→C(金刚石)是吸热反应，则可以判断A．金刚石比石墨稳定B．一样稳定C．石墨比金刚石稳定D．无法判断4、已知反应Ｘ＋Ｙ＝Ｍ＋Ｎ为放热反应，下列说法正确的是A．Ｘ的能量一定高于ＭB．Ｙ的能量一定高于ＮC．Ｘ和Ｙ的总能量一定高于Ｍ和Ｎ的总能量D．该反应不必加热就可反应5、氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，在反应中，破坏1molH－H键消耗的能量为Q1kJ，破坏1molO＝O键消耗的能量为Q2kJ，形成1molH－O键释放的能量为Q3kJ。下列关系式中正确的是A.2Q1+Q24Q3B.2Q1+Q24Q3C.Q1+Q2Q3D.Q1+Q2＝Q36、下列反应的能量变化属于吸热反应的是A．碳与二氧化碳的反应B．氢氧化钠溶液与盐酸反应C．锌片与稀硫酸反应D．钠与氧气反应7、已知1mol白磷转化成1mol红磷，放出18.39kJ热量，P4(白，s)+5O2=2P2O5(s)ΔH14P（红，s）+5O2=2P2O5（s）ΔH2则ΔH1和ΔH2的关系正确的是A．ΔH1〉ΔH2B．ΔH1〈ΔH2C．ΔH1=ΔH2D．无法确定8、H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)ΔH=akJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH=bkJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=ckJ/mol关于它们的下列表述正确的是A．它们都是吸热反应B．a、b和c均为正值C．a=bD．2b=c9、拆lmolH—H键、lmolN－H键、lmolN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则1molN2生成NH3的反应热为，1molH2生成NH3的反应热为练习二1.含NaOH20.0g的稀溶液与足量稀盐酸反应，放出28.7kJ的热量，表示该反应的热化学方程式正确的是A．NaOH(aq)+HCl(aq)==NaCl(aq)+H2O(l)；△H=+28.7kJ·mol-1B．NaOH(aq)+HCl(aq)==NaCl(aq)+H2O(l)；△H=_28.7kJ·mol-1[来源:学|科|网]C．NaOH(aq)+HCl(aq)==NaCl(aq)+H2O(l)；△H=+57.4kJ·mol-14D．NaOH(aq)+HCl(aq)==NaCl(aq)+H2O(l)；△H=_57.4kJ·mol-12.天然气是一种能源，它的主要成分是CH4。0.5molCH4完全燃烧生成CO2和液态H2O时，放出445kJ的热量。则下列热化学方程式中正确的是A.2CH4(g)＋4O2(g)＝2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH=+890kJ/molB.CH4＋2O2＝CO2＋H2OΔH=－890kJ/molC.CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)ΔH=－890kJ/molD.1/2CH4(g)＋O2(g)＝1/2CO2(g)＋H2O(l)ΔH=-890kJ/mol3.已知ag乙炔气体充分燃烧时生成1mol二氧化碳气体和液态水，放出热量bkJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是A.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=－4bkJ/molB.C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)△H=+2bkJ/molC.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+