化學(xué)新素養(yǎng)導(dǎo)學(xué)人教選修四講義第1章第1節(jié)課時1焓變反應(yīng)熱

第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量的變化課時1焓變反應(yīng)熱目標與素養(yǎng)：1.了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因，能說出常見的能量轉(zhuǎn)化形式。(變化觀念與微觀探析)2.了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化，了解吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)、反應(yīng)熱等概念。(宏觀辨識與變化觀念)3.從微觀化學(xué)鍵的變化進行ΔH的有關(guān)計算。(微觀探析)一、化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)與特征1．實質(zhì)反應(yīng)物中化學(xué)鍵斷裂和生成物中化學(xué)鍵形成。2．特征既有物質(zhì)變化，又伴有能量變化；能量轉(zhuǎn)化主要表現(xiàn)為熱量的變化。二、焓變反應(yīng)熱1．焓與焓變2．反應(yīng)熱和焓變的關(guān)系反應(yīng)熱焓變含義化學(xué)反應(yīng)中放出或吸收的熱量化學(xué)反應(yīng)中生成物所具有的焓與反應(yīng)物所具有的焓之差二者的相互聯(lián)系ΔH是化學(xué)反應(yīng)在恒定壓強下(即敞口容器中進行的化學(xué)反應(yīng))且不與外界進行電能、光能等其他能量的轉(zhuǎn)化時的反應(yīng)熱，即恒定條件下進行的反應(yīng)的反應(yīng)熱等于焓變ΔH微點撥：①反應(yīng)熱和焓變的單位均為kJ·mol－1。②任何化學(xué)反應(yīng)一定有能量變化即ΔH≠0。3．吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)(1)圖示(2)結(jié)論反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量為放熱反應(yīng)；反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量為吸熱反應(yīng)。(3)常見的放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)①大多數(shù)化合反應(yīng)②所有燃燒反應(yīng)③酸堿中和反應(yīng)④金屬與水或酸的置換反應(yīng)①大多數(shù)分解反應(yīng)②鹽的水解③Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)④C和CO2或H2O(g)的反應(yīng)吸熱反應(yīng)一定需加熱嗎？放熱反應(yīng)一定不需加熱嗎？[答案]都不一定。1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)所有的化學(xué)反應(yīng)都伴有能量的變化，伴有能量變化的一定是化學(xué)反應(yīng)。()(2)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱一定是化學(xué)反應(yīng)的焓變。()(3)不需加熱的反應(yīng)一定是放熱反應(yīng)。()(4)在一個化學(xué)反應(yīng)中，當反應(yīng)物的能量大于生成物的能量時，反應(yīng)放熱，ΔH為“－”。()[答案](1)×(2)×(3)×(4)√2．下列說法正確的是()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．反應(yīng)是放熱還是吸熱，可根據(jù)反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對大小判斷D．吸熱反應(yīng)在常溫下一定不能發(fā)生C[A項，放熱反應(yīng)也可能需要加熱才能發(fā)生，如鋁熱反應(yīng)；B項，放熱反應(yīng)在常溫下不一定容易發(fā)生，如C(s)與O2(g)在點燃條件下才能發(fā)生；D項，吸熱反應(yīng)在常溫下也能發(fā)生，如NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O晶體的反應(yīng)。]3．在一定條件下A與B反應(yīng)可生成C和D，其能量變化如下圖：eq\x(\a\al(A＋B,反應(yīng)物總,能量E1))eq\o(→,\s\up10(發(fā)生反應(yīng)A＋B=C＋D))eq\x(\a\al(C＋D,生成物總,能量E2))若E1>E2，反應(yīng)體系的總能量____________(填“升高”或“降低”)，為__________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)，其原因是_______________________________________________________________。[答案]降低放熱反應(yīng)物的部分內(nèi)能通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為熱能釋放到環(huán)境中化學(xué)反應(yīng)能量變化的原因與ΔH的計算以H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)反應(yīng)的能量變化為例說明化學(xué)鍵反應(yīng)中能量變化1molA—B化學(xué)鍵反應(yīng)中能量變化H—H吸收436kJ共吸收679kJCl—Cl吸收243kJH—Cl放出431kJ共放出862kJ結(jié)論H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)的反應(yīng)熱ΔH＝－183kJ·mol－1宏觀辨識與微觀探析：化學(xué)反應(yīng)能量變化的原因(1)微觀角度認識ΔH＝Q1－Q2eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Q1>Q2，ΔH>0，吸熱反應(yīng),Q1<Q2，ΔH<0，放熱反應(yīng)))(2)宏觀角度認識【典例】化學(xué)反應(yīng)A2(g)＋B2(g)=2AB(g)的能量變化如圖所示，下列敘述中正確的是()A．每生成2個AB分子吸收(a－b)kJ熱量B．該反應(yīng)熱ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1C．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1molA—A和1molB—B鍵，放出akJ能量B[每生成2molAB吸收(a－b)kJ熱量，A項錯誤，B項正確；由圖可知，反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量，C項錯誤；斷裂1molA—A和1molB—B鍵，吸收akJ能量，D項錯誤。]2AB(g)=A2(g)＋B2(g)的ΔH為多少？[答案]－(a－b)kJ·mol－1。1．由圖分析，下列說法正確的是()A．A→B＋C和B＋C→A兩個反應(yīng)吸收或放出的能量不等B．A→B＋CΔH<0C．A具有的焓高于B和C具有的焓的總和D．A→B＋CΔH>0，則B＋C→AΔH<0D[由圖可看出，B和C的焓之和高于A的焓，則反應(yīng)B＋C→A一定是放熱反應(yīng)，ΔH<0；反之，A→B＋C的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)，ΔH>0。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。]2．鍵能是兩原子間形成1mol新鍵(或其逆過程)時釋放(或吸收)的能量。已知下列物質(zhì)的鍵能：化學(xué)鍵H—HN≡NN—H鍵能/(kJ·mol－1)436946391則反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的ΔH＝________。[解析]ΔH＝反應(yīng)物斷鍵吸收的總能量－生成物成鍵釋放的總能量＝946kJ·mol－1＋3×436kJ·mol－1－6×391kJ·mol－1＝(2254kJ·mol－1－2346kJ·mol－1)＝－92kJ·mol－1。[答案]－92kJ·mol－1?1?物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)一定伴隨著能量變化，但伴隨能量變化的物質(zhì)變化不一定都是化學(xué)變化。如水蒸氣變成液態(tài)水的過程放熱，但該變化為物理變化。?2?化學(xué)反應(yīng)的能量變化主要表現(xiàn)為熱量變化，但并不完全是熱量變化，還有光能、電能等。?3?一個反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)與反應(yīng)條件無必然關(guān)系。有些放熱反應(yīng)需加熱才能進行。?4?破壞反應(yīng)物中的化學(xué)鍵吸收的能量越小，說明反應(yīng)物越不穩(wěn)定，本身的能量越高。?5?形成生成物的化學(xué)鍵放出的能量越多，說明生成物越穩(wěn)定，本身的能量越低。1．下列說法中不正確的是()A．分解反應(yīng)大多數(shù)是吸熱反應(yīng)B．氫氧化鉀與硝酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)C．燃料有足夠的空氣就能充分燃燒D．放熱反應(yīng)的過程，都可以看成是“貯存”在物質(zhì)內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)化為熱能、光能、電能等被釋放出來的過程C[空氣足量，燃料與空氣接觸不充分，也不能充分燃燒。]2．已知：①能量越低的物質(zhì)就越穩(wěn)定，②白磷轉(zhuǎn)化成紅磷是放熱反應(yīng)。據(jù)此，下列判斷或說法中正確的是()A．在相同的條件下，紅磷比白磷能量高B．在相同的條件下，白磷比紅磷穩(wěn)定C．紅磷和白磷的結(jié)構(gòu)不同D．紅磷容易發(fā)生自燃而白磷則不會自燃C[由題意知，白磷能量高，紅磷能量低，紅磷比白磷穩(wěn)定。]3．反應(yīng)A＋B→C(ΔH<0)分兩步進行：①A＋B→X(ΔH>0)，②X→C(ΔH<0)。下列示意圖中，能正確表示總反應(yīng)過程中能量變化的是()D[由①A＋B→X(ΔH＞0)知，A、B能量總和小于X的能量，排除A、C兩項；由②X→C(ΔH＜0)知X的能量大于C的能量，排除B項。]4．下列反應(yīng)既屬于氧化還原反應(yīng)，又屬于吸熱反應(yīng)的是()A．鋁片與稀鹽酸反應(yīng)B．Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應(yīng)C．灼熱的炭與CO2反應(yīng)D．甲烷在氧氣中的燃燒反應(yīng)[答案]C5．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)反應(yīng)過程的能量變化如圖所示。已知1molSO2(g)氧化為1molSO3(g)的ΔH′＝－99kJ·mol－1。請回答下列問題：(1)圖中A點表示：____________________________________；C點表示：___________________________________________。從微觀角度分析E表示________。(2)圖中