第一單元化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)第1課時化學(xué)反應(yīng)的焓變1．了解反應(yīng)熱和焓變的含義。2．知道放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的概念，理解化學(xué)反應(yīng)過程中能量變化的原因。3．知道熱化學(xué)方程式的概念。4．能夠正確書寫熱化學(xué)方程式并利用熱化學(xué)方程式進(jìn)行簡單計算。

一、化學(xué)反應(yīng)的焓變1．反應(yīng)熱在化學(xué)反應(yīng)過程中，當(dāng)反應(yīng)物和生成物具有相同

時，所

或

的熱量。2．焓變在

的條件下，化學(xué)反應(yīng)過程中

或

的熱量。符號

，常用單位

。溫度吸收放出恒溫、恒壓吸收釋放kJ·mol－1ΔH3．ΔH與吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)的關(guān)系(1)ΔH

0時，反應(yīng)物的總能量

生成物的總能量，反應(yīng)過程

熱量，為吸熱反應(yīng)。(2)ΔH

0時，反應(yīng)物的總能量

生成物的總能量，反應(yīng)過程

熱量，為放熱反應(yīng)。4．化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時，斷開反應(yīng)物中的化學(xué)鍵要

能量，形成生成物中的化學(xué)鍵要

能量。>小于吸收<大于放出吸收放出 1．影響焓變的因素有哪些？【提示】溫度、壓強、物質(zhì)的聚集狀態(tài)和參加反應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的量。二、熱化學(xué)方程式1．定義能夠表示

的化學(xué)方程式。2．特點(1)指明了反應(yīng)時的

和

，若在25℃、101kPa時進(jìn)行的反應(yīng)，可不注明。(2)在化學(xué)方程式右邊注明ΔH的“

”、“

”和

。(3)所有反應(yīng)物和生成物都用括號注明了它們在反應(yīng)時的

。常用s、l、g分別表示固體、液體和氣體。反應(yīng)熱溫度壓強＋－單位狀態(tài)(4)化學(xué)計量數(shù)只表示

，因此可以為

。(5)化學(xué)計量數(shù)和反應(yīng)熱數(shù)值可以同時增大或減小

倍數(shù)。3．意義不僅表示化學(xué)反應(yīng)中的

變化，而且表示化學(xué)反應(yīng)中的

變化。物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相同物質(zhì)能量2．同一個化學(xué)反應(yīng)，是否只有一種形式的熱化學(xué)方程式？【提示】熱化學(xué)方程式表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系，而ΔH的值與參加反應(yīng)的物質(zhì)的物質(zhì)的量有關(guān)，故熱化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)不同時，ΔH亦不同，一個化學(xué)反應(yīng)，可有多種形式的熱化學(xué)方程式。一、焓變與物質(zhì)能量及鍵能的關(guān)系 焓變與反應(yīng)物和生成物的能量有何關(guān)系？[學(xué)生交流]【提示】

(1)若反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量，則反應(yīng)過程中吸收能量，為吸熱反應(yīng)，ΔH>0；若反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，則反應(yīng)過程中放出能量，為放熱反應(yīng)，ΔH<0(如下圖)。(2)計算反應(yīng)熱的公式ΔH＝∑E(生成物)－∑E(反應(yīng)物)∑E(反應(yīng)物)>∑E(生成物)，反應(yīng)放熱，ΔH<0；∑E(反應(yīng)物)<∑E(生成物)，反應(yīng)吸熱，ΔH>0。

焓變與鍵能之間有何關(guān)系？

[師生互動]【提示】

(1)化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，是由于化學(xué)反應(yīng)中舊化學(xué)鍵斷裂時吸收的能量與新化學(xué)鍵形成時放出的能量不同導(dǎo)致的。斷裂反應(yīng)物分子中的化學(xué)鍵吸收的總能量與形成生成物分子中的化學(xué)鍵放出的總能量之差即為反應(yīng)熱(焓變)?；瘜W(xué)反應(yīng)中化學(xué)鍵的斷裂和形成是反應(yīng)過程中有能量變化的本質(zhì)原因(如上圖)。E1>E2；反應(yīng)吸收能量，ΔH>0；E1<E2反應(yīng)放出能量，ΔH<0。(2)由鍵能求焓變的公式ΔH＝反應(yīng)物的鍵能總和－生成物的鍵能總和：反應(yīng)物的鍵能總和>生成物的鍵能總和，反應(yīng)吸熱，ΔH>0；反應(yīng)物的鍵能總和<生成物的鍵能總和，反應(yīng)放熱，ΔH<0。 (2009年上海高考)已知氯氣、溴蒸氣分別跟氫氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下(Q1、Q2均為正值)：H2(g)＋Cl2(g)―→2HCl(g)＋Q1H2(g)＋Br2(g)―→2HBr(g)＋Q2有關(guān)上述反應(yīng)的敘述正確的是(

)A．Q1>Q2B．生成物總能量均高于反應(yīng)物總能量C．生成1molHCl氣體時放出Q1熱量D．1molHBr(g)具有的能量大于1molHBr(l)具有的能量【答案】

AD本題考查化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，要求考生能根據(jù)反應(yīng)熱判斷反應(yīng)物總能量和生成物總能量的大小，并能比較同主族元素的非金屬單質(zhì)發(fā)生相似化學(xué)變化時反應(yīng)熱的大小?；瘜W(xué)反應(yīng)可視為舊化學(xué)鍵斷裂和新化學(xué)鍵形成的過程。共價鍵的鍵能是兩種原子間形成1mol共價鍵(或其逆過程)時釋放(或吸收)的能量。已知H—H鍵的鍵能為436kJ·mol－1，Cl—Cl鍵的鍵能為243kJ·mol－1，H—Cl鍵的鍵能為431kJ·mol－1，則H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反應(yīng)熱(ΔH)等于(

)A．－183kJ·mol－1

B．183kJ·mol－1C．－862kJ·mol－1 D．862kJ·mol－1【解析】

ΔH＝436kJ·mol－1＋243kJ·mol－1－2×431kJ·mol－1＝－183kJ·mol－1?！敬鸢浮?/p>

A二、熱化學(xué)方程式的書寫熱化學(xué)方程式與化學(xué)方程式相比表達(dá)的意義相同嗎？[學(xué)生交流]【提示】熱化學(xué)方程式不僅表達(dá)化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化，也表明了化學(xué)反應(yīng)中的能量的變化(反應(yīng)的焓變)。[師生互動]【提示】

(1)不正確。未標(biāo)明物質(zhì)的聚集狀態(tài)。(2)不正確。ΔH的單位為kJ·mol－1。(3)不正確。熱量數(shù)據(jù)是與各化學(xué)計量數(shù)為物質(zhì)的量時相對應(yīng)的，若反應(yīng)的各物質(zhì)前的化學(xué)計量數(shù)加倍，則ΔH的數(shù)值也加倍。(4)不正確。沒有注明ΔH的“＋”、“－”號，該反應(yīng)ΔH<0?！練w納小結(jié)】書寫熱化學(xué)方程式應(yīng)注意的問題1．注意ΔH的符號ΔH只能寫在熱化學(xué)方程式的右邊，且中間留空格。若為放熱反應(yīng)，ΔH為“－”；若為吸熱反應(yīng)，ΔH為“＋”。ΔH的單位一般為kJ/mol或kJ·mol－1。2．注意測定條件反應(yīng)熱ΔH與測定條件(溫度、壓強等)有關(guān)，因此書寫熱化學(xué)方程式時應(yīng)注明ΔH的測定條件。條件在25℃、101kPa時，可不注明。3．注意物質(zhì)的聚集狀態(tài)反應(yīng)物和產(chǎn)物的聚集狀態(tài)不同，反應(yīng)熱ΔH也不同。因此，書寫熱化學(xué)方程式時必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)。氣體用“g”，液體用“l(fā)”，固體用“s”，溶液用“aq”。熱化學(xué)方程式中不用標(biāo)“↑”和“↓”。4．注意化學(xué)計量數(shù)由于ΔH與反應(yīng)完成物質(zhì)的量有關(guān)，所以方程式中化學(xué)式前面的化學(xué)計量數(shù)必須與ΔH相對應(yīng)，如果化學(xué)計量數(shù)加倍，則ΔH也要加倍。當(dāng)反應(yīng)逆向進(jìn)行時，其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號相反。5．注意ΔH的單位關(guān)于ΔH的單位“kJ/mol”并不是指每摩爾具體物質(zhì)反應(yīng)時伴隨的能量變化是多少千焦，而是指給定形式的具體反應(yīng)以各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)來計量其物質(zhì)的量時伴隨的能量變化?！敬鸢浮?/p>

B1．小結(jié)：2．點撥：任何一個化學(xué)反應(yīng)不僅存在物質(zhì)的變化，同時也伴隨著能量的變化。熱化學(xué)方程式要注意以下三要素：(1)把握一個定義表示反應(yīng)所放出或吸收的熱量的化學(xué)方程式叫做熱化學(xué)方程式。它是反映了參加反應(yīng)的物質(zhì)的物質(zhì)的量和反應(yīng)熱關(guān)系的化學(xué)方程式。能量的釋放或吸收是以發(fā)生變化的物質(zhì)為基礎(chǔ)的，二者密不可分，但以物質(zhì)為主。能量的多少則以反應(yīng)物和生成物的量及狀態(tài)為基礎(chǔ)。(2)明確幾個問題①ΔH是焓變，它表示反應(yīng)物與生成物能量的變化。若反應(yīng)物的能量大于生成物的能量，那么ΔH<0，根據(jù)能量守恒原理，反應(yīng)放熱，則ΔH<0，表示該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。相反，若反應(yīng)物的能量小于生成物的能量，那么ΔH>0，根據(jù)能量守恒原理，反應(yīng)吸熱，則ΔH>0，表示該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。②反應(yīng)熱ΔH與測定條件(溫度、壓強等)有關(guān)。因此書寫熱化學(xué)反應(yīng)式時應(yīng)注明ΔH的測定條件。絕大多數(shù)ΔH是在25℃、101kPa下測定的，可不注明溫度和壓強。③反應(yīng)物、生成物的聚集狀態(tài)不同，其具有的能量就不同，因此反應(yīng)熱數(shù)值以及符號都可能不同。所以在書寫熱化學(xué)方程式時，一定要注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)(s、l、g)，溶液用“aq”。不需要注明氣體或沉淀符號。④熱化學(xué)方程式是表示反應(yīng)已完成的熱效應(yīng)。ΔH應(yīng)該與方程式中化學(xué)式前的化學(xué)計量數(shù)相對應(yīng)，如果化學(xué)計量數(shù)加倍，則ΔH也加倍。(3)弄清熱化學(xué)方程式的意義①既表示化學(xué)方程式中的物質(zhì)變化，也表示化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。放熱的化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生，表明物質(zhì)由高能態(tài)走向低能態(tài)，而吸熱的化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生，則表明物質(zhì)由低能態(tài)走向高能態(tài)。②在化學(xué)反應(yīng)中，由于有化學(xué)鍵的斷裂和形成，所以化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)來源于反應(yīng)過程中斷裂舊化學(xué)鍵并形成新化學(xué)鍵時的能量變化。我們可以通過化學(xué)鍵鍵能的大小粗略計算化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)，即化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)ΔH＝反應(yīng)物的鍵能總和－生成物的鍵能總和。1．下列說法正確的是(

)A．焓變是指1mol物質(zhì)參加反應(yīng)時的能量變化B．當(dāng)反應(yīng)放熱時ΔH>0，反應(yīng)吸熱時ΔH<0C．在加熱條件下發(fā)生的反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)D．一個化學(xué)反應(yīng)中，當(dāng)反應(yīng)物總能量大于生成物總能量時，反應(yīng)放熱，ΔH<0【解析】焓變是指恒溫、恒壓條件下，反應(yīng)過程中吸收或放出的熱量，A不正確；在加熱條件下發(fā)生的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)，C不正確；在反應(yīng)中物質(zhì)所具有的總能量減少，反應(yīng)就放熱，反之就吸熱，因此D正確；ΔH>0時，物質(zhì)總能量增加，反應(yīng)吸熱，ΔH<0時，物質(zhì)總能量減少，反應(yīng)放熱，B錯誤?！敬鸢浮?/p>

D2．下列反應(yīng)中，反應(yīng)產(chǎn)物的總焓大于反應(yīng)物總焓的是(

)A．氫氣在氧氣中燃燒B．鐵絲在氧氣中燃燒C．硫在氧氣中燃燒D．焦炭在高溫下與水蒸氣反應(yīng)【解析】

A、B、C均為放熱反應(yīng)，說明它們的反應(yīng)物的總焓大于反應(yīng)產(chǎn)物的總焓，多余的能量以熱量的形式放出。而D為吸熱反應(yīng)正好相反，故D正確?！敬鸢浮?/p>

D3．下列圖象分別表示有關(guān)反應(yīng)的反應(yīng)過程與能量變化的關(guān)系據(jù)此判斷下列說法中正確的是(

)A．石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸俏鼰岱磻?yīng)B．白磷比紅磷穩(wěn)定C．S(g)＋O2(g)===SO2(g)

ΔH1，S(s)＋O2(g)===SO2(g)

ΔH2，則ΔH1>ΔH2D．CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)

ΔH>0【解析】

A項，石墨的能量比金剛石的能量低，故石墨轉(zhuǎn)化為金剛石是吸熱反應(yīng)，正確；B項，白磷比紅磷的能量高，故白磷比紅磷活潑，不穩(wěn)定；C項，S(g)的能量高于S(s)的能量，而且燃燒放熱，S(g)比S(s)放出的熱量多，故ΔH1<ΔH2；D項，CO(g)＋H2O(g)的能量高于CO2(g)＋H2(g)的能量，故反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)

ΔH<0，B、C、D項均不正確。【答案】

A4．化學(xué)反應(yīng)N2＋3H2===2NH3的能量變化如下圖所示，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是(

)【解析】本題考查了熱化學(xué)方程式及對圖象的觀察和分析能力。從圖象可分析出N2與H2轉(zhuǎn)變?yōu)镹、H時會吸收能量，N、H結(jié)合成NH3時會放出能量，合成氨為放熱反應(yīng)。每生成1molNH3(l)放出熱量(b＋c－a)kJ，則生成2molNH3(l)放出熱量2(b＋c－a)kJ，放熱反應(yīng)ΔH取負(fù)值，故A項正確?！敬鸢浮?/p>

A(2)18g水蒸氣變成18g液態(tài)水時放熱為2.494kJ×18≈45kJ，所以1molH2燃燒生成1molH2O(l)時，ΔH＝－241.8kJ·mol－1＋(－45kJ·mol－1)＝－286.8kJ·mol－1。6．下表中的數(shù)據(jù)是破壞1mol物質(zhì)中的化學(xué)鍵所消耗的能量(kJ)：根據(jù)上述數(shù)據(jù)回答(1)～(6)題。(1)下列物質(zhì)本身具有的能量最低的是(

)A．H2 B．Cl2C．Br2 D．I2物質(zhì)Cl2Br2I2HClHBrHIH2能量(kJ)243193151432366298436(2)下列氫化物中，最穩(wěn)定的是(

)A．HCl

B．H