人教版選修4 第1章第1節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量的變化（第1課時） 學(xué)案 (1).doc

第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量的變化第1課時焓變反應(yīng)熱1反應(yīng)熱“三要素”：(1)符號：h。(2)單位：“kj/mol”(3)正、負(fù)號：h0為吸熱反應(yīng)。2反應(yīng)熱計算“兩公式”：(1)h反應(yīng)物斷鍵吸收的能量總和生成物成鍵放出的能量總和。(2)h生成物的總能量反應(yīng)物的總能量。1什么是放熱反應(yīng)？什么是吸熱反應(yīng)？化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)與反應(yīng)物總能量和生成物總能量之間有什么關(guān)系？提示：放出熱量的化學(xué)反應(yīng)叫放熱反應(yīng)；吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)叫吸熱反應(yīng)?；瘜W(xué)反應(yīng)是吸熱還是放熱反應(yīng)，決定于反應(yīng)物總能量(e1)與生成物總能量(e2)的相對大小。若e1e2，反應(yīng)放熱；若e1e2，反應(yīng)吸熱。2斷開化學(xué)鍵和形成化學(xué)鍵是吸收能量還是放出能量？化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系是什么？提示：斷開化學(xué)鍵需要吸收能量；形成化學(xué)鍵放出能量。反應(yīng)是吸熱還是放熱取決于斷裂化學(xué)鍵吸收的能量與形成化學(xué)鍵釋放能量的相對大小。若斷裂化學(xué)鍵吸收能量大于形成化學(xué)鍵釋放的能量，則該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；若斷裂化學(xué)鍵吸收能量小于形成化學(xué)鍵釋放的能量，則該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。焓變反應(yīng)熱新知探究探究1化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是什么？斷裂化學(xué)鍵、形成化學(xué)鍵與物質(zhì)能量之間有什么關(guān)系？提示：化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是化學(xué)鍵舊鍵的斷裂和新鍵的形成。其中斷裂化學(xué)鍵吸收能量；形成化學(xué)鍵放出能量。探究2什么是焓？什么是焓變？焓變與吸熱、放熱反應(yīng)的關(guān)系是什么？提示：焓(h)是與內(nèi)能有關(guān)的物理量。等壓條件下的熱效應(yīng)等于焓變，焓變(h)是生成物與反應(yīng)物的焓值差。單位是kjmol1。h為“”，即h0時，為吸熱反應(yīng)。探究31 mol h2與0.5 mol o2完全反應(yīng)生成1 mol液態(tài)水時放出285.8 kj的熱量，你能確定該反應(yīng)的焓變(h)是多少嗎？提示：h285.8 kjmol1必記結(jié)論1化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)2焓變與反應(yīng)熱的關(guān)系項目內(nèi)容定義在恒壓條件下，化學(xué)反應(yīng)過程中所釋放或吸收的能量，都可以用熱量來表示，叫做反應(yīng)熱。又稱焓變。符號h單位kj/mol或kjmol1意義h0表示該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)注意事項任何化學(xué)反應(yīng)都有反應(yīng)熱，即焓變h0h的大小與反應(yīng)條件無關(guān)成功體驗1判斷下列說法的正誤(正確的用“”，錯誤的用“”)(1)任何化學(xué)反應(yīng)均伴隨能量的變化()(2)焓變是指1 mol物質(zhì)參加反應(yīng)時的能量變化()(3)h0的反應(yīng)為放熱反應(yīng)()(4)伴有能量變化的物質(zhì)變化都是化學(xué)變化()答案：(1)(2)(3)(4)2對于放熱反應(yīng)2h2(g)o2(g)=2h2o(l)，下列說法正確的是()a生成物h2o所具有的總焓高于反應(yīng)物h2和o2所具有的總焓b反應(yīng)物h2和o2所具有的總焓高于生成物h2o所具有的總焓c反應(yīng)物h2和o2所具有的總焓等于生成物h2o所具有的總焓d反應(yīng)物h2和o2比生成物h2o穩(wěn)定解析：選b反應(yīng)物總焓高于生成物總焓的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)物總焓低于生成物總焓的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。焓值越低，物質(zhì)越穩(wěn)定。化學(xué)反應(yīng)中的能量變化新知探究探究1以h2(g)cl2(g)=2hcl(g)反應(yīng)的能量變化為例，填寫下表中的空白?；瘜W(xué)鍵反應(yīng)中能量變化1 mol ab化學(xué)鍵反應(yīng)中能量變化hh吸收436 kj共吸收679 kjclcl吸收243 kjhcl放出431 kj共放出862 kj結(jié)論h2(g)cl2(g)=2hcl(g)的反應(yīng)熱h183_kj/mol探究2常溫下就能進(jìn)行的反應(yīng)一定是放熱反應(yīng)嗎？需要加熱才能進(jìn)行的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)嗎？提示：常溫下就能進(jìn)行的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)，如ba(oh)28h2o與nh4cl的反應(yīng)。有些放熱反應(yīng)需加熱才能進(jìn)行。如碳的燃燒。探究3有下列變化：鹽酸和氫氧化鈉溶液的反應(yīng)；甲烷在空氣中燃燒；氫氣(h2)和氟氣(f2)反應(yīng)，焓變小于0；co2和c共熱反應(yīng)生成co，該反應(yīng)h0；液態(tài)水變成水蒸氣；常溫下，ba(oh)28h2o能與nh4cl反應(yīng)，該反應(yīng)的h0。(1)上述變化中，屬于放出熱量的化學(xué)反應(yīng)有哪些？(2)吸熱或放熱反應(yīng)也可以用能量圖來表示(如圖)，該圖可以表示上述變化中的哪些化學(xué)反應(yīng)？提示：(1)、(2)、必記結(jié)論1化學(xué)反應(yīng)過程中能量變化的圖示(以放熱反應(yīng)為例)其中he1e22吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)的比較類型比較放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)定義釋放熱量的化學(xué)反應(yīng)吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)形成原因反應(yīng)物具有的總能量大于生成物具有的總能量反應(yīng)物具有的總能量小于生成物具有的總能量與化學(xué)鍵強(qiáng)弱的關(guān)系生成物分子成鍵時釋放的總能量大于反應(yīng)物分子斷裂時吸收的總能量生成物分子成鍵時釋放的總能量小于反應(yīng)物分子斷裂時吸收的總能量表示方法h0判斷依據(jù)(1)根據(jù)h的“”和“”判斷：h為“”為吸熱反應(yīng)，h為“”為放熱反應(yīng)。(2)總能量差判斷：若e(反應(yīng)物)e(生成物)，為放熱反應(yīng)：若e(生成物)e(反應(yīng)物)，則為吸熱反應(yīng)。圖示成功體驗3下列圖示變化為吸熱反應(yīng)的是()解析：選a選項b中反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)；濃h2so4溶于水放出熱量，且不屬于化學(xué)反應(yīng)；zn與稀鹽酸的反應(yīng)為放熱反應(yīng)。4已知拆開1 mol h2中的化學(xué)鍵要吸收436 kj的能量，拆開1 mol o2中的化學(xué)鍵要吸收496 kj的能量，形成水分子中的1 mol ho鍵要放出463 kj的能量，試計算2h2o2=2h2o反應(yīng)中的h_kjmol1。解析：h(436 kjmol12496 kjmol1)463 kjmol14484 kjmol1。答案：484考查焓變與物質(zhì)能量的關(guān)系例1已知化學(xué)反應(yīng)a2(g)b2(g)=2ab(g)的能量變化如圖所示，判斷下列敘述中正確的是()a每生成2分子ab吸收b kj熱量b該反應(yīng)熱h(ab) kj/molc該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量d斷裂1 mol aa和1 mol bb鍵，放出a kj能量解析觀察題給圖像可以得到，上述反應(yīng)的反應(yīng)物總能量低于生成物總能量，為吸熱反應(yīng)，其中反應(yīng)熱h(ab) kj/mol?；瘜W(xué)反應(yīng)過程中，化學(xué)鍵斷裂為吸熱過程，化學(xué)鍵形成為放熱過程。答案b(1)放熱反應(yīng)是體系反應(yīng)后放出能量而使體系的能量降低，h0；物質(zhì)的穩(wěn)定性增強(qiáng)。如abha。(2)吸熱反應(yīng)是反應(yīng)通過加熱、光照等外界條件吸收能量而使體系的能量升高，h0；物質(zhì)的穩(wěn)定性減弱。如abh0，則穩(wěn)定性ab。1金剛石和石墨的轉(zhuǎn)化關(guān)系為：c(s金剛石)=c(s石墨)h1.9 kjmol1試判斷金剛石和石墨哪種物質(zhì)更穩(wěn)定？提示：石墨具有的能量低，故石墨更穩(wěn)定?？疾閔的兩種計算方法例2(重慶高考)sf6是一種優(yōu)良的絕緣氣體，分子結(jié)構(gòu)中只存在sf鍵。已知：1 mol s(s)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)硫原子吸收能量280 kj，斷裂1 mol ff、sf鍵需吸收的能量分別為160 kj、330 kj。則s(s)3f2(g)=sf6(g)的反應(yīng)熱h為()a1780 kj/molb1220 kj/molc450 kj/mol d430 kj/mol解析化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)是舊鍵的斷裂和新鍵的生成，舊鍵的斷裂吸收能量，新鍵的生成放出能量，兩個能量變化的總體效應(yīng)即為反應(yīng)的熱效應(yīng)。s(s)3f2(g)=sf6(g)的反應(yīng)過程中舊鍵斷裂吸收的能量為280 kj160 kj3760 kj，新鍵生成放出的能量為330 kj61980 kj，反應(yīng)放出1 220 kj的能量，h1 220 kj/mol。答案bh的計算方法(1)h反應(yīng)物斷鍵吸收的總能量生成物成鍵釋放的總能量(2)h生成物所具有的總能量(e2)反應(yīng)物所具有的總能量(e1)2已知：化學(xué)鍵hhnnnh拆開該鍵吸收能量(kj/mol)436946391試計算n2(g)3h2(g)=2nh3(g)的h是多少？解析：斷裂化學(xué)鍵需要吸收的能量為：43639462254 kj，生成新鍵放出的能量為：39162346 kj，故反應(yīng)放出的熱量為：2346 kj2254 kj92 kj，即h92 kj/mol。答案：h92 kj/mol課堂雙基落實1關(guān)于化學(xué)反應(yīng)的說法錯誤的是()a如圖所示的反應(yīng)為放熱反應(yīng)b化學(xué)反應(yīng)中有物質(zhì)變化也有能量變化c需要加熱的化學(xué)反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)d化學(xué)鍵斷裂吸收能量，化學(xué)鍵生成放出能量解析：選a由圖可知，反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量。故該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。2下列說法正確的是()a反應(yīng)熱是1 mol物質(zhì)參加反應(yīng)時的能量變化b當(dāng)反應(yīng)放熱時h0，反應(yīng)吸熱時h0c任何條件下，化學(xué)反應(yīng)的焓變都等于化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱d在一定條件下，某一化學(xué)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)，由生成物與反應(yīng)物的焓值差來決定解析：選d化學(xué)反應(yīng)過程中釋放或吸收的熱量稱為反應(yīng)熱，a項錯誤；當(dāng)反應(yīng)放熱時h0，b項錯誤；只有在恒壓條件下，化學(xué)反應(yīng)的焓變才等于化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱，因為c項錯誤；一個化學(xué)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)，取決于生成物和反應(yīng)物的焓值差，也可以根據(jù)斷鍵時吸收的能量與成鍵時放出的能量的相對大小判斷，d項正確。3下列說法正確的是()a反應(yīng)熱就是反應(yīng)中放出的熱量b當(dāng)反應(yīng)放熱時h0，反應(yīng)吸熱時h0c一個化學(xué)反應(yīng)中，當(dāng)反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量時，反應(yīng)放熱，h為“”d一個化學(xué)反應(yīng)中，生成物成鍵放出的總能量大于反應(yīng)物斷鍵吸收的總能量時，反應(yīng)吸熱，h為“”解析：選c反應(yīng)熱即包括反應(yīng)中放出的熱量，也包括反應(yīng)中吸收的熱量，a錯誤；反應(yīng)放熱時h0，b錯誤；當(dāng)生成物的成鍵放出的總能量大于反應(yīng)物的斷鍵吸收的總能量時，反應(yīng)放熱，h為“”，d錯誤。4雙選題化學(xué)反應(yīng)過程中的能量變化如圖所示，判斷以下說法正確的是()a圖甲表示的是吸熱反應(yīng)b圖乙表示的是放熱反應(yīng)c圖甲中h0解析：選cd由圖像分析可知甲：e反應(yīng)物e生成物，反應(yīng)放熱，h0；乙：e反應(yīng)物0。5.2013年6月11日我國成功發(fā)射的“神舟十號”載人飛船的外殼覆蓋了一種新型結(jié)構(gòu)陶瓷材料，其主要成分是氮化硅，該陶瓷材料可由石英固體與焦炭顆粒在高溫的氮?dú)饬髦型ㄟ^如下反應(yīng)制得：sio2cn2si3n4co該反應(yīng)變化過程中的能量變化如圖所示?；卮鹨韵聠栴}。(1)上述反應(yīng)中的還原劑是_，其還原產(chǎn)物是_。(2)該反應(yīng)_(填“吸熱”或“放熱”)，反應(yīng)熱h_0(填“”“”或“”)。解析：(1)sio2cn2si3n4co，反應(yīng)中碳元素的化合價由0升高到2，氮元素的化合價由0降低到3。故反應(yīng)中的還原劑是c，還原產(chǎn)物為si3n4。(2)該反應(yīng)過程中，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，為放熱反應(yīng)，h0。答案：(1)csi3n4(2)放熱0的化學(xué)反應(yīng)c形成化學(xué)鍵時共放出能量862 kj的化學(xué)反應(yīng)d能量變化如圖所示的化學(xué)反應(yīng)解析：選da項，h2o(g)=h2o(l)為物理變化；b項，h0，為吸熱反應(yīng)；c項，不能確定反應(yīng)是放熱還是吸熱；d項，由圖可知生成物的總能量反應(yīng)物的總能量，為放熱反應(yīng)。3下列反應(yīng)既屬于氧化還原反應(yīng)，又是吸熱反應(yīng)的是()a鋁片與稀鹽酸的反應(yīng)bba(oh)28h2o與nh4cl的反應(yīng)c灼熱的炭與co2的反應(yīng)d甲烷在氧氣中的燃燒反應(yīng)解析：選ca、d為放熱反應(yīng)，b為吸熱反應(yīng)但不屬于氧化還原反應(yīng)。4已知：h2(g)f2(g)=2hf(g)h546.6 kj/mol，下列說法正確的是()ah2和f2反應(yīng)生成hf的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)b在相同條件下，1 mol h2與1 mol f2的能量總和大于2 mol hf氣體的能量che(h2)e(f2)e(hf)(e表示拆開或形成1 mol化學(xué)鍵吸收或放出的能量)d通常情況下，該反應(yīng)發(fā)生的條件是加熱或光照解析：選bh546.6 kjmol1，說明該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，a錯誤；h反應(yīng)物斷鍵吸收的能量總和生成物成鍵放出的能量總和，c項中應(yīng)為2e(hf)，錯誤；h2與f2在黑暗處就能發(fā)生反應(yīng)，d錯誤。5對于反應(yīng)3a=2b，根據(jù)下圖，下列說法不正確的是()a該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)b該反應(yīng)一定有能量轉(zhuǎn)化成了化學(xué)能c反應(yīng)物比生成物穩(wěn)定d因為生成物的總能量高于反應(yīng)物的總能量，所以該反應(yīng)不需要加熱解析：選d由題圖可知，反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量，故該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，一定有能量轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，a、b項正確；物質(zhì)本身所含有的能量越低，該物質(zhì)越穩(wěn)定，c項正確。6已知反應(yīng)ab=cd為放熱反應(yīng)，對該反應(yīng)的下列說法中正確的是()aa的能量一定高于cbb的能量一定高于dca和b的能量總和一定高于c和d的能量總和d因該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故不必加熱就可自動進(jìn)行解析：選c所有反應(yīng)物的總能量高于所有生成物的總能量時，反應(yīng)為放熱反應(yīng)。7.由右圖分析，下列說法正確的是()aabc和bca兩個反應(yīng)吸收或放出的能量不等babch0，則bcah0解析：選d由圖可看出，bc的焓高于a的焓，則反應(yīng)bca一定是放熱反應(yīng)，h0；反之，abc的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)。根據(jù)能量守恒定律，兩反應(yīng)吸收和放出的能量一定相等。8根據(jù)如圖所示的反應(yīng)判斷下列說法中錯誤的是()aco2(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鍵斷裂，化學(xué)鍵斷裂吸收能量，化學(xué)鍵生成放出能量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)解析：選d因為碳酸鈣受熱分解是吸熱反應(yīng)，co2(g)和cao(s)的總能量大于caco3(s)的總能量，焓變大于零，故a、b項正確；c項，在caco3中，ca2和co之間存在離子鍵，co中，c與o之間存在共價鍵，故反應(yīng)中有離子鍵斷裂也有共價鍵斷裂，斷鍵吸收能量，成鍵放出能量，c項正確；需要加熱才發(fā)生的反應(yīng)不一定為吸熱反應(yīng)，如碳的燃燒反應(yīng)就是放熱反應(yīng)，d項錯誤。9(大綱全國卷)反應(yīng)abc(h0)，xc(h”或“”)。解析：解析：(1)h2(g)和o2(g)與2h(g)和o(g)之間的能量差是h22h(g)和o2o(g)過程中斷開hh鍵和o=o鍵需吸收的能量所以a代表舊鍵斷裂吸收的能量，b代表2h(g)o(g)結(jié)合成h2o(g)中的氫氧鍵所放出的能量，c則代表反應(yīng)物總能量與生成物總能量之差，即ab，亦即反應(yīng)熱。(2)由圖可知該反應(yīng)中反應(yīng)物總能量大于生成物總能量，所以該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，h0。答案：(1)舊鍵斷裂吸收的能量新鍵形成放出的能量代表反應(yīng)熱(2)放熱12在一定條件下，a和b反應(yīng)可生成c和d，其能量