第1章化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化第1節(jié)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)第2課時(shí)化學(xué)反應(yīng)的內(nèi)能變化與焓變教學(xué)目標(biāo)1．理解內(nèi)能和焓變的概念，知道內(nèi)能是體系內(nèi)物質(zhì)所含各種微觀粒子的能量總和，受溫度、壓強(qiáng)、物質(zhì)聚集狀態(tài)的影響。重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：焓變的概念。難點(diǎn)：焓變與圖像?！糁R(shí)點(diǎn)一化學(xué)反應(yīng)的內(nèi)能變化1．內(nèi)能(1)概念：體系內(nèi)物質(zhì)所含各種能量總和。內(nèi)能表示符號(hào)為。(2)影響因素：物質(zhì)的、及狀態(tài)、體系的、等。2．化學(xué)反應(yīng)中內(nèi)能的變化(1)內(nèi)能變化：△U=?！鱑＞0，表示反應(yīng)能量；△U＜0，表示反應(yīng)能量。(2)化學(xué)反應(yīng)中內(nèi)能的變化△U與反應(yīng)熱Q的關(guān)系①化學(xué)反應(yīng)體系與環(huán)境進(jìn)行能量交換的兩種形式是，根據(jù)能量守恒定律，△U=；②如反應(yīng)前后體系體積不變且沒(méi)有做電功等其他功，ΔU＝。(3)內(nèi)能變化與放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的關(guān)系如果△U＞0(反應(yīng)后體系的內(nèi)能增加)，則Q0，反應(yīng)熱；如果△U＜0(反應(yīng)后體系的內(nèi)能減少)，則Q0，反應(yīng)熱。【特別提醒】【特別提醒】(1)化學(xué)反應(yīng)體系能量變化中的功是指除熱能外，體系與環(huán)境之間交換的其他形式的能(如電能、光能、機(jī)械能等)。(2)微觀粒子的能量包括分子的平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、振動(dòng)以及電子和原子核的運(yùn)動(dòng)等。即學(xué)即練1．(雙選)下列關(guān)于反應(yīng)ΔU的說(shuō)法中正確的是()A．ΔU<0時(shí)，反應(yīng)吸收能量B．ΔU>0時(shí)，反應(yīng)吸收能量C．化學(xué)反應(yīng)體系處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，ΔU＝Q＋WD．ΔU＝ΔH2．下列關(guān)于反應(yīng)ΔU的說(shuō)法中，正確的是()A、ΔU?＞?0時(shí)，反應(yīng)釋放能量B．ΔU?＜?0時(shí)，反應(yīng)釋放能量C．ΔU?＝?QD．ΔU?＝ΔH◆知識(shí)點(diǎn)二化學(xué)反應(yīng)的焓變1．焓(1)概念：焓是一種“物理量”，用它的變化來(lái)描述等壓反應(yīng)的。(2)單位：或。(3)影響因素：取決于物質(zhì)的并受等因素的影響。2．反應(yīng)焓變(1)概念：的焓與的焓之差。(2)表達(dá)式：ΔH＝，單位是。3.反應(yīng)焓變與反應(yīng)熱的關(guān)系：對(duì)于等壓條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，如果反應(yīng)中物質(zhì)的能量變化只與熱能發(fā)生轉(zhuǎn)化，則反應(yīng)熱Qp與焓變?chǔ)的關(guān)系是ΔH＝H(反應(yīng)產(chǎn)物)－H(反應(yīng)物)＝Qp。4.反應(yīng)焓變與吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的關(guān)系圖示體系能量變化反應(yīng)產(chǎn)物的焓反應(yīng)物的焓反應(yīng)產(chǎn)物的焓反應(yīng)物的焓反應(yīng)類型反應(yīng)反應(yīng)【特別提醒】【特別提醒】1.焓是物質(zhì)固有的屬性，是不能測(cè)量的，但焓變是可測(cè)量的。2.在恒壓條件下，化學(xué)反應(yīng)的焓變?cè)跀?shù)值上等于化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱。3.焓變是一個(gè)與內(nèi)能變化量有關(guān)的物理量，決定了化學(xué)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)。即學(xué)即練1．下列變化為放熱的化學(xué)反應(yīng)的是()A．H2O(g)=H2O(l)B．2HI(g)=H2(g)＋I(xiàn)2(g)C．形成化學(xué)鍵時(shí)共放出能量862kJ的化學(xué)反應(yīng)D．能量變化如圖所示的化學(xué)反應(yīng)2．焓是與物質(zhì)內(nèi)能有關(guān)的物理量。一定壓強(qiáng)下，下列有關(guān)焓或焓變的說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．物質(zhì)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，物質(zhì)的焓也發(fā)生變化C．吸熱反應(yīng)中產(chǎn)物的焓高于反應(yīng)物的焓D．化學(xué)鍵斷裂時(shí)焓值一定增大，同時(shí)會(huì)伴隨化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生一、焓變與化學(xué)鍵的關(guān)系化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因(如圖)。吸收能量E1↓反應(yīng)物eq\o(→,\s\up11(舊化學(xué)鍵斷裂),\s\do4(新化學(xué)鍵形成))反應(yīng)產(chǎn)物↓放出能量E2E1>E2反應(yīng)吸收能量ΔH>0E1<E2反應(yīng)放出能量ΔH<0二、焓變與物質(zhì)能量變化的關(guān)系放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)關(guān)系反應(yīng)物具有的總能量大于反應(yīng)產(chǎn)物具有的總能量反應(yīng)物具有的總能量小于反應(yīng)產(chǎn)物具有的總能量表示方法ΔH<0ΔH>0圖示實(shí)例H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)ΔH＝－183.0kJ·mol－1C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋131.3kJ·mol－1三、焓變與化學(xué)鍵、物質(zhì)能量之間的關(guān)系1molH2和1molCl2反應(yīng)生成2molHCl的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示：【問(wèn)題探究】1．?dāng)嗔?molH2分子和1molCl2分子中的化學(xué)鍵吸收的能量是多少？2．由H原子形成1molH—H所放出的能量是多少？3．該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)？(通過(guò)計(jì)算回答)實(shí)踐應(yīng)用1．已知?dú)錃庠诼葰庵腥紵龝r(shí)產(chǎn)生蒼白色火焰。在反應(yīng)過(guò)程中，破壞1mol氫氣中的化學(xué)鍵消耗的能量為Q1kJ，破壞1mol氯氣中的化學(xué)鍵消耗的能量為Q2kJ，形成1mol氯化氫中的化學(xué)鍵釋放的能量為Q3kJ，下列關(guān)系式中正確的是()A．Q1＋Q2>Q3 B．Q1＋Q2>2Q3C．Q1＋Q2<Q3 D．Q1＋Q2<2Q3考點(diǎn)一反應(yīng)熱與能量微觀解釋【例1】(雙選)如圖為N2(g)和O2(g)反應(yīng)生成NO(g)過(guò)程中的能量變化，下列說(shuō)法中正確的是()A．1molN2(g)和1molO2(g)反應(yīng)吸收的能量為180kJB．1molN2(g)和1molO2(g)具有的總能量小于2molNO(g)具有的總能量C．通常情況下，N2(g)和O2(g)混合能直接生成NOD．NO是一種酸性氧化物，能與NaOH溶液反應(yīng)生成鹽和水解題要點(diǎn)反應(yīng)物所具有的總能量低于生成物所具有的總能量，表明為吸熱反應(yīng)。反應(yīng)物所具有的總能量高解題要點(diǎn)反應(yīng)物所具有的總能量低于生成物所具有的總能量，表明為吸熱反應(yīng)。反應(yīng)物所具有的總能量高于生成物所具有的總能量，表明為放熱反應(yīng)。碳酸鈣的熱分解示意圖A．CO2和CaO的總能量大于CaCO3的總能量B．該反應(yīng)的焓變大于零C．該反應(yīng)中有離子鍵斷裂也有共價(jià)鍵斷裂，化學(xué)鍵斷裂吸收能量，化學(xué)鍵形成放出能量D．由該反應(yīng)可推出凡是需要加熱才發(fā)生的反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)考點(diǎn)二焓變與化學(xué)鍵的關(guān)系【例2】N2和H2在催化劑表面合成氨的微觀歷程的示意圖如圖所示，用、、分別表示N2、H2、NH3。已知該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，下列說(shuō)法正確的是（）A．該催化劑為固體催化劑，其表面積對(duì)催化效果無(wú)影響B(tài)．②→③過(guò)程，是吸熱過(guò)程且只有HH鍵的斷裂C．③→④過(guò)程，N和H形成了含有非極性鍵的NH3D．合成氨反應(yīng)中，反應(yīng)物斷鍵吸收能量小于生成物形成新鍵釋放的能量解題要點(diǎn)反應(yīng)的反應(yīng)熱=反應(yīng)物總鍵能生成物總鍵能物質(zhì)鍵能越大，越穩(wěn)定解題要點(diǎn)反應(yīng)的反應(yīng)熱=反應(yīng)物總鍵能生成物總鍵能物質(zhì)鍵能越大，越穩(wěn)定。A．該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B．?dāng)嗔?molA—A鍵和1molB—B鍵能放出xkJ的能量C．?dāng)嗔?molA—B鍵時(shí)需要吸收ykJ的能量D．2molAB的總能量高于1molA2和1molB2的總能量考點(diǎn)三焓變與能量關(guān)系圖像分析【例3】CO(g)與H2O(g)反應(yīng)的能量變化如圖所示，有關(guān)兩者反應(yīng)的說(shuō)法正確的是()A．該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B．1molCO(g)和1molH2O(g)具有的總能量大于1molCO2(g)和1molH2(g)具有的總能量C．該反應(yīng)不需要加熱就能進(jìn)行D．1molCO2(g)和1molH2(g)反應(yīng)生成1molCO(g)和1molH2O(g)要放出41kJ熱量【變式21】反應(yīng)2C(s)＋O2(g)=2CO(g)的能量變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A．12gC(s)與一定量O2(g)反應(yīng)生成14gCO(g)，放出的熱量為110.5kJB．2molC(s)與足量O2(g)反應(yīng)生成CO2(g)，放出的熱量大于221kJC．C(s)和O2(g)的總能量小于CO(g)的能量D．該反應(yīng)的反應(yīng)熱等于CO分子中化學(xué)鍵形成時(shí)所釋放的總能量與O2分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)所吸收的總能量的差基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1．下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)與能量的說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．在恒壓條件下，化學(xué)反應(yīng)的內(nèi)能變化一定等于該反應(yīng)的焓變B．反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量時(shí)，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)C．化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中伴隨有能量變化，并以熱能、電能或光能等形式表現(xiàn)出來(lái)D．現(xiàn)正探索的新能源有太陽(yáng)能、氫能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能和生物質(zhì)能等2．下列關(guān)于反應(yīng)熱和焓變的理解正確的是（）A．任何條件下，化學(xué)反應(yīng)的焓變都等于反應(yīng)熱B．放熱反應(yīng)的ΔH＞0，吸熱反應(yīng)的ΔH＜0C．所有化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱都可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)直接測(cè)量D．反應(yīng)產(chǎn)物的總焓大于反應(yīng)物的總焓時(shí)，ΔH＞03．參照反應(yīng)Br＋H2→HBr＋H的能量對(duì)反應(yīng)過(guò)程的示意圖，下列敘述中正確的是（）A．為吸熱反應(yīng)B．為放熱反應(yīng)C．反應(yīng)物的總能量高于反應(yīng)產(chǎn)物的總能量D．?dāng)嗔逊磻?yīng)物中化學(xué)鍵吸收能量小于形成反應(yīng)產(chǎn)物中化學(xué)鍵放出能量4．一定溫度和壓強(qiáng)下，2mol氫氣和1mol氧氣，分別以兩種不同的方式發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成2mol液態(tài)水。方式一：點(diǎn)燃；方式二：制成氫氧燃料電池。關(guān)于兩種方式下氫氣與氧氣反應(yīng)的說(shuō)法不正確的是（）A．反應(yīng)的焓變相等 B．體系內(nèi)能變化相等C．放出的熱量相等 D．均滿足質(zhì)量守恒與能量守恒5．某學(xué)生用如圖所示裝置進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)X＋2Y＝2Z能量變化情況的研究。當(dāng)往試管中滴加試劑Y時(shí)，看到試管中甲處液面下降，乙處液面上升。關(guān)于該反應(yīng)的下列敘述正確的是（）①該反應(yīng)為放熱反應(yīng)②反應(yīng)產(chǎn)物的總能量比反應(yīng)物的總能量高③該反應(yīng)過(guò)程可以看成是“貯存”于X、Y內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)化為熱量而釋放出來(lái)A．①②③ B．①③C．①② D．③6．下列關(guān)于內(nèi)能和焓變的說(shuō)法正確的是（）A．化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中內(nèi)能的變化等于焓變B．氣態(tài)水和液態(tài)水所具有的內(nèi)能一定不相同C．一個(gè)化學(xué)反應(yīng)都有且只有一個(gè)相對(duì)應(yīng)的焓變D．可逆反應(yīng)的正反應(yīng)和逆反應(yīng)的焓變：ΔH正＝－ΔH逆7．下列說(shuō)法正確的是（）A．反應(yīng)焓變是指1mol物質(zhì)參加反應(yīng)時(shí)的能量變化B．1mol液態(tài)水與18g冰的內(nèi)能是相等的C．在加熱條件下發(fā)生的反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)D．一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中，當(dāng)反應(yīng)物能量大于反應(yīng)產(chǎn)物能量時(shí)，反應(yīng)放熱，ΔH為“－”8．下列關(guān)于內(nèi)能和焓變的說(shuō)法正確的是（）A．化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中內(nèi)能的變化等于焓變B．氣態(tài)水和液態(tài)水所具有的內(nèi)能一定不相同C．同一反應(yīng)利用鍵能計(jì)算的反應(yīng)熱可能不等于焓變D．內(nèi)能只與物質(zhì)的種類、數(shù)量以及聚集狀態(tài)有關(guān)9．在相同溫度和壓強(qiáng)下，2mol氫氣和1mol氧氣，分別以點(diǎn)燃（反應(yīng)①）和氫氧燃料電池（反應(yīng)②）兩種不同的方式反應(yīng)生成2mol液態(tài)水。下列說(shuō)法正確的是（）A．反應(yīng)的焓變①＞② B．體系內(nèi)能變化①＜② C．放出的熱量①＞② D．無(wú)法比較10．下列有關(guān)化學(xué)能與熱能說(shuō)法正確的是（）A．需要加熱的化學(xué)反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)B．同溫同壓下，反應(yīng)H2（g）＋Cl2（g）＝2HCl（g），在光照和點(diǎn)燃條件下的△H相同C．焓是與內(nèi)能有關(guān)的物理量，任何條件下，反應(yīng)的熱效應(yīng)等于焓變D．等質(zhì)量的硫蒸氣和硫粉分別與足量氧氣反應(yīng)生成SO2氣體，硫粉放出的熱量多綜合應(yīng)用11．白磷在高壓下隔絕空氣加熱后急速冷卻，可得深灰色固體——黑磷，其轉(zhuǎn)化過(guò)程中能量變化如圖所示。下列敘述中正確的是()A．黑磷比白磷穩(wěn)定B．黑磷與白磷互為同分異構(gòu)體C．白磷轉(zhuǎn)化為黑磷是氧化還原反應(yīng)D．白磷轉(zhuǎn)化為黑磷是吸熱反應(yīng)12．物質(zhì)變化與能量變化是化學(xué)反應(yīng)的兩大特征，下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)中的能量變化說(shuō)法不正確的是（）A．所有的化學(xué)反應(yīng)都有能量變化，一個(gè)反應(yīng)不是吸熱就是放熱B．反應(yīng)A＋B＝C的過(guò)程如圖所示，可知該反應(yīng)為放熱反應(yīng)C．乙醇燃燒生成CO2（g）和H2O（l）是放熱反應(yīng)，說(shuō)明乙醇斷鍵吸收的能量比形成CO2（g）和H2O（l）放出的總能量少D．吸熱反應(yīng)需要加熱才能進(jìn)行，放熱反應(yīng)都不需要加熱13．根據(jù)如圖所示的反應(yīng)判斷，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）A．CO2（g）和CaO（s）的總能量大于CaCO3（s）的總能量B．該反應(yīng)的焓變大于零C．該反應(yīng)中有離子鍵斷裂也有共價(jià)鍵斷裂，舊化學(xué)鍵斷裂需要吸收能量，新化學(xué)鍵形成需要放出的能量D．由該反應(yīng)可推出需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)14．根據(jù)下面的信息，判斷下列敘述中正確的是（）A．氫氣與氧氣反應(yīng)生成水的同時(shí)吸收能量B．氫氣與氧氣反應(yīng)生成水，該反應(yīng)的反應(yīng)物的總能量小于反應(yīng)產(chǎn)物的總能量C．1molH2（g）與0．5molO2（g）反應(yīng)生成1molH2O（l），釋放能量248kJD．2molH2（g）與1molO2（g）反應(yīng)生成2molH2O（g）放出能量496kJ15．已知共價(jià)鍵的鍵能與熱化學(xué)方程式信息如下表：共價(jià)鍵H－HH－O鍵能/（kJ·mol－1）436463熱化學(xué)方程式2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（g）△H＝－482kJ·mol－1則2O（g）＝O2（g）的△H為（）A．＋428kJ·mol－1B．－428kJ·mol－1C．＋498kJ·mol－1