高中化學(xué)選修四知識(shí)點(diǎn)與典例解析：第一章第一節(jié)第1課時(shí)焓變 反應(yīng)熱 Word版含答案

第一章化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量的變化第1課時(shí)焓變反應(yīng)熱[目標(biāo)要求]1.了解反應(yīng)熱的概念，知道化學(xué)反應(yīng)、熱效應(yīng)與反應(yīng)的焓變之間的關(guān)系。2.知道反應(yīng)熱與化學(xué)鍵的關(guān)系。3.知道反應(yīng)熱與反應(yīng)物、生成物總能量的關(guān)系。焓變反應(yīng)熱在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，不僅有物質(zhì)的變化，同時(shí)還伴有能量變化。1．焓和焓變焓是與物質(zhì)內(nèi)能有關(guān)的物理量。單位：kJ·mol－1，符號(hào)：H。焓變是在恒壓條件下，反應(yīng)的熱效應(yīng)。單位：kJ·mol－1，符號(hào)：ΔH。2．化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是反應(yīng)物分子中舊化學(xué)鍵斷裂和生成物生成時(shí)新化學(xué)鍵形成的過(guò)程。任何化學(xué)反應(yīng)都有反應(yīng)熱，這是由于在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，當(dāng)反應(yīng)物分子間的化學(xué)鍵斷裂時(shí)，需要克服原子間的相互作用，這需要吸收能量；當(dāng)原子重新結(jié)合成生成物分子，即新化學(xué)鍵形成時(shí)，又要釋放能量。ΔH＝反應(yīng)物分子的總鍵能－生成物分子的總鍵能。3．放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)當(dāng)反應(yīng)完成時(shí)，生成物釋放的總能量與反應(yīng)物吸收的總能量的相對(duì)大小，決定化學(xué)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)。(1)當(dāng)ΔH為“－”或ΔH<0時(shí)，為放熱反應(yīng)，反應(yīng)體系能量降低。(2)當(dāng)ΔH為“＋”或ΔH>0時(shí)，為吸熱反應(yīng)，反應(yīng)體系能量升高。4．反應(yīng)熱思維模型(1)放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)

放熱反應(yīng)

吸熱反應(yīng)(2)反應(yīng)熱的本質(zhì)(以H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH＝－186kJ·mol－1為例)E1：E(H—H)＋E(Cl—Cl)E2：2E(H—Cl)ΔH＝E1－E2知識(shí)點(diǎn)一有關(guān)反應(yīng)熱的概念1．下列說(shuō)法正確的是(

)A．需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)B．放熱反應(yīng)在常溫下一定很容易發(fā)生C．吸熱反應(yīng)在一定的條件下也能發(fā)生D．焓變的符號(hào)是ΔH，單位是kJ·mol－1，反應(yīng)熱的單位是kJ答案C2．已知在相同狀況下，要使同一化學(xué)鍵斷裂需要吸收的能量等于形成該化學(xué)鍵放出的能量。下列說(shuō)法正確的是(

)A．電解熔融的Al2O3可以制得金屬鋁和氧氣，該反應(yīng)是一個(gè)放出能量的反應(yīng)B．水分解產(chǎn)生氫氣和氧氣時(shí)放出能量C．相同狀況下，反應(yīng)2SO2＋O2===2SO3是一個(gè)放熱反應(yīng)，則反應(yīng)2SO3===2SO2＋O2是一個(gè)吸熱反應(yīng)D．氯化氫分解成氫氣和氯氣時(shí)放出能量答案C解析由題意可以推測(cè)，如果一個(gè)反應(yīng)過(guò)程放出能量，那么使該反應(yīng)向反方向進(jìn)行則需要吸收能量，所以C正確；另外氫氣和氧氣反應(yīng)、氫氣和氯氣反應(yīng)、鋁和氧氣反應(yīng)都是放出能量的反應(yīng)，與它們相反的反應(yīng)：水、氯化氫和Al2O3的分解都應(yīng)該是吸收能量的反應(yīng)，故A、B、D錯(cuò)誤。知識(shí)點(diǎn)二反應(yīng)熱與化學(xué)鍵鍵能的關(guān)系3．通常人們把拆開1mol某化學(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能?，F(xiàn)給出化學(xué)鍵的鍵能(見下表)：化學(xué)鍵H—HCl—ClCl—H鍵能/(kJ·mol－1)436243431請(qǐng)計(jì)算H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反應(yīng)熱(

)A．＋862kJ·mol－1

B．＋679kJ·mol－1C．－183kJ·mol－1

D．＋183kJ·mol－1答案C解析拆開1molH2和1molCl2中的化學(xué)鍵所吸收的能量是436kJ·mol－1＋243kJ·mol－1＝679kJ·mol－1；形成2molHCl所放出的能量是431kJ·mol－1×2＝862kJ·mol－1，所以該反應(yīng)的反應(yīng)熱是679kJ·mol－1－862kJ·mol－1＝－183kJ·mol－1。4.白磷的化學(xué)式為P4，分子的空間構(gòu)型是正四面體(如圖)。白磷在空氣中燃燒生成十氧化四磷(P4O10)，在十氧化四磷分子里只存在P—O和P===O兩種共價(jià)鍵。已知幾種共價(jià)鍵的鍵能：P—O360kJ·mol－1；P===O585kJ·mol－1；P—P198kJ·mol－1；O===O498kJ·mol－1。請(qǐng)問：在P4(s)＋5O2(g)===P4O10(s)中，ΔH＝______________。答案－2982kJ·mol－1解析由P4的分子結(jié)構(gòu)和P4＋5O2P4O10的物質(zhì)變化，在P4O10分子中只存在P—O和P===O兩種共價(jià)鍵，P4O10中P顯＋5價(jià)、O顯－2價(jià)等事實(shí)可知，在P4分子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，每2個(gè)P原子之間插入1個(gè)O原子形成2個(gè)P—O鍵，每個(gè)P原子再結(jié)合1個(gè)O原子形成P===O鍵，就構(gòu)成了P4O10的分子結(jié)構(gòu)。這樣，在1個(gè)P4O10分子中共有12個(gè)P—O鍵、4個(gè)P===O鍵。ΔH＝反應(yīng)物鍵能總和－生成物鍵能總和＝6×198kJ·mol－1＋5×498kJ·mol－1－(12×360kJ·mol－1＋4×585kJ·mol－1)＝－2982kJ·mol－1。知識(shí)點(diǎn)三反應(yīng)熱與反應(yīng)物、生成物總能量的關(guān)系5．對(duì)放熱反應(yīng)：A＋B===C＋D，以下說(shuō)法一定正確的是(EA、EB、EC、ED分別表示物質(zhì)A、B、C、D所具有的能量)(

)A．EA>EB

B．EA>EB＋ECC．EA＋EB>EC＋ED

D．EA＋EB<EC＋ED答案C解析反應(yīng)物所具有的總能量高于生成物所具有的總能量，在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，有一部分能量會(huì)轉(zhuǎn)變成熱能釋放出來(lái)，這類反應(yīng)即為放熱反應(yīng)。6.由上圖分析，有關(guān)敘述正確的是(

)A．A―→B＋C和B＋C―→A兩個(gè)反應(yīng)吸收或放出的能量不等B．A―→B＋C是放熱反應(yīng)C．A具有的能量高于B和C具有的能量總和D．A―→B＋C是吸熱反應(yīng)，則B＋C―→A必然是放熱反應(yīng)答案D解析本題考查化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，由圖可知，B＋C的能量高于A的能量，則反應(yīng)B＋C―→A一定是放熱反應(yīng)；反之，A―→B＋C則是吸熱反應(yīng)。根據(jù)能量守恒定律，兩反應(yīng)的反應(yīng)熱在數(shù)值上相等，符號(hào)相反。練基礎(chǔ)落實(shí)1．下列說(shuō)法不正確的是(

)A．任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量變化B．化學(xué)反應(yīng)中的能量變化都表現(xiàn)為熱量變化C．反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量時(shí)，發(fā)生放熱反應(yīng)D．反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量時(shí)，發(fā)生吸熱反應(yīng)答案B解析任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量變化，但能量變化不一定表現(xiàn)為熱量變化，還可能以光能等其他形式的能量放出；E(反應(yīng)物)>E(生成物)，反應(yīng)放熱，E(反應(yīng)物)<E(生成物)，反應(yīng)吸熱。2．已知H—H鍵鍵能(斷裂時(shí)吸收或生成時(shí)釋放的能量)為436kJ·mol－1，H—N鍵鍵能為391kJ·mol－1，根據(jù)熱化學(xué)方程式：N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1。則N≡N鍵的鍵能是(

)A．431kJ·mol－1

B．945.6kJ·mol－1C．649kJ·mol－1

D．896kJ·mol－1答案B解析ΔH＝反應(yīng)物鍵能總和－生成物鍵能總和ΔH＝3×E(H—H)＋E(N≡N)－6E(N—H)＝3×436kJ·mol－1＋E(N≡N)－6×391kJ·mol－1＝－92.4kJ·mol－1，所以E(N≡N)＝－92.4kJ·mol－1＋6×391kJ·mol－1－3×436kJ·mol－1＝945.6kJ·mol－1。3．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)系式正確的是(

)A．Q1＋Q2>Q3

B．Q1＋Q2>2Q3C．Q1＋Q2<Q3

D．Q1＋Q2<2Q3答案D解析根據(jù)能量守恒原理：破壞化學(xué)鍵吸收的能量－形成新化學(xué)鍵放出的能量＝反應(yīng)熱。對(duì)于該放熱反應(yīng)：ΔH<0，則Q1＋Q2－2Q3<0，故Q1＋Q2<2Q3。練方法技巧思維模型的運(yùn)用4.已知H2(g)＋O2(g)===H2O(g)反應(yīng)過(guò)程中能量變化如圖，問：a、b、c分別代表什么意義？該反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)，ΔH大于零還是小于零？答案a代表舊鍵斷裂吸收的能量，b代表新鍵生成釋放的能量，c代表反應(yīng)熱；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH<0。解析H2(g)和O2(g)與2H(g)和O(g)之間的能量差是H2(g)―→2H(g)和O2(g)―→O(g)過(guò)程中斷開H—H鍵和O===O鍵吸收的能量，故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)過(guò)程中化學(xué)鍵所放出的能量，c代表成鍵所釋放的能量與斷鍵吸收的能量之差；由圖可知該反應(yīng)中反應(yīng)物總能量大于生成物總能量，故該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH<0。練綜合拓展5．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)：物質(zhì)Cl2Br2I2HClHBrHIH2能量(kJ)243193151432366298436根據(jù)上述數(shù)據(jù)回答(1)～(5)題。(1)下列物質(zhì)本身具有的能量最低的是(

)A．H2

B．Cl2

C．Br2

D