高中化学（人教版选修4） 第一章化学反应与能量 第一节第1课时

1、 第一章化学反应与能量第一节化学反应与能量的变化第1课时焓变反应热目标要求1.了解反应热的概念，知道化学反应、热效应与反应的焓变之间的关系。2.知道反应热与化学键的关系。3.知道反应热与反应物、生成物总能量的关系。焓变反应热在化学反应过程中，不仅有物质的变化，同时还伴有能量变化。1焓和焓变焓是与物质内能有关的物理量。单位：kJmol1，符号：H。焓变是在恒压条件下，反应的热效应。单位：kJmol1，符号：H。2化学反应中能量变化的原因化学反应的本质是反应物分子中旧化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程。任何化学反应都有反应热，这是由于在化学反应过程中，当反应物分子间的化学键断裂时，需要克服

2、原子间的相互作用，这需要吸收能量；当原子重新结合成生成物分子，即新化学键形成时，又要释放能量。H反应物分子的总键能生成物分子的总键能。3放热反应与吸热反应当反应完成时，生成物释放的总能量与反应物吸收的总能量的相对大小，决定化学反应是吸热反应还是放热反应。(1)当H为“”或H0时，为吸热反应，反应体系能量升高。4反应热思维模型(1)放热反应和吸热反应 放热反应吸热反应(2)反应热的本质(以H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H186 kJmol1为例)E1：E(HH)E(ClCl)E2：2E(HCl)HE1E2知识点一有关反应热的概念1下列说法正确的是()A需要加热才能发生的反应一定是吸热反应

3、B放热反应在常温下一定很容易发生C吸热反应在一定的条件下也能发生D焓变的符号是H，单位是kJmol1，反应热的单位是kJ答案C2已知在相同状况下，要使同一化学键断裂需要吸收的能量等于形成该化学键放出的能量。下列说法正确的是()A电解熔融的Al2O3可以制得金属铝和氧气，该反应是一个放出能量的反应B水分解产生氢气和氧气时放出能量C相同状况下，反应2SO2O2=2SO3是一个放热反应，则反应2SO3=2SO2O2是一个吸热反应D氯化氢分解成氢气和氯气时放出能量答案C解析由题意可以推测，如果一个反应过程放出能量，那么使该反应向反方向进行则需要吸收能量，所以C正确；另外氢气和氧气反应、氢气和氯气反应、

4、铝和氧气反应都是放出能量的反应，与它们相反的反应：水、氯化氢和Al2O3的分解都应该是吸收能量的反应，故A、B、D错误。知识点二反应热与化学键键能的关系3通常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。现给出化学键的键能(见下表)：化学键HHClClClH键能/(kJmol1)436243431请计算H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)的反应热()A862 kJmol1 B679 kJmol1C183 kJmol1 D183 kJmol1答案C解析拆开1 mol H2和1 mol Cl2中的化学键所吸收的能量是436 kJmol1243 kJmol1679 kJmol1；形成

5、2 mol HCl所放出的能量是431 kJmol12862 kJmol1，所以该反应的反应热是679 kJmol1862 kJmol1183 kJmol1。4.白磷的化学式为P4，分子的空间构型是正四面体(如图)。白磷在空气中燃烧生成十氧化四磷(P4O10)，在十氧化四磷分子里只存在PO和P=O两种共价键。 已知几种共价键的键能：PO 360 kJmol1；P=O 585 kJmol1；PP 198 kJmol1；O=O 498 kJmol1。请问：在P4(s)5O2(g)=P4O10(s)中，H_。答案2 982 kJmol1解析由P4的分子结构和P45O2P4O10的物质变化，在P4O1

6、0分子中只存在PO和P=O两种共价键，P4O10中P显5价、O显2价等事实可知，在P4分子结构的基础上，每2个P原子之间插入1个O原子形成2个PO键，每个P原子再结合1个O原子形成P=O键，就构成了P4O10的分子结构。这样，在1个P4O10分子中共有12个PO键、4个P=O键。H反应物键能总和生成物键能总和6198 kJmol15498 kJmol1(12360 kJmol14585 kJmol1)2 982 kJmol1。知识点三反应热与反应物、生成物总能量的关系5对放热反应：AB=CD，以下说法一定正确的是(EA、EB、EC、ED分别表示物质A、B、C、D所具有的能量)()AEAEB B

7、EAEBECCEAEBECED DEAEBE(生成物)，反应放热，E(反应物)Q3 BQ1Q22Q3CQ1Q2Q3 DQ1Q22Q3答案D解析根据能量守恒原理：破坏化学键吸收的能量形成新化学键放出的能量反应热。对于该放热反应：H0，则Q1Q22Q30，故Q1Q22Q3。练方法技巧思维模型的运用4.已知H2(g)O2(g)=H2O(g)反应过程中能量变化如图，问：a、b、c分别代表什么意义？该反应是放热反应还是吸热反应，H大于零还是小于零？答案a代表旧键断裂吸收的能量，b代表新键生成释放的能量，c代表反应热；该反应为放热反应，H0。解析H2(g)和O2(g)与2H(g)和O(g)之间的能量差是H

8、2(g)2H(g)和O2(g)O(g)过程中断开HH键和O=O键吸收的能量，故a代表旧键断裂吸收的能量，b代表2H(g)O(g)结合成H2O(g)过程中化学键所放出的能量，c代表成键所释放的能量与断键吸收的能量之差；由图可知该反应中反应物总能量大于生成物总能量，故该反应为放热反应，H0。练综合拓展5下表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ)：物质Cl2Br2I2HClHBrHIH2能量(kJ)243193151432366298436根据上述数据回答(1)(5)题。(1)下列物质本身具有的能量最低的是()AH2 BCl2 CBr2 DI2(2)下列氢化物中，最稳定的是()A

9、HCl BHBr CHI (3)X2H2=2HX(X代表Cl、Br、I)的反应是吸热反应还是放热反应？答：_。(4)相同条件下，X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收的热量最多的是_。(5)若无上表中的数据，你能正确回答出问题(4)吗？答：_，你的根据是_。答案(1)A(2)A(3)放热反应(4)Cl2(5)能元素的非金属性越强，生成的氢化物越稳定，反应放出的热量就越多解析破坏1 mol物质的化学键时所消耗的能量与相同条件下由形成该物质的原子形成1 mol该物质放出的能量相等，放出的能量越多，物质本身具有的能量越低，分子越稳定。(1)生成1 mol H

10、2时放出的能量最多，为436 kJ；(2)在氢化物中，生成1 mol HCl时放出的能量最多，为432 kJ；(3)分别计算出三个反应放出的热量依次为：185 kJ、103 kJ和9 kJ。6已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ，且氧气中1 mol O=O键完全断裂时吸收热量496 kJ，水蒸气中1 mol HO键形成时放出热量463 kJ，则氢气中1 mol HH键断裂时吸收热量是_。答案436 kJ解析因为1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ，所以1 mol H2与 mol O2完全燃烧生成1 mol水蒸气时放出热量242 kJ。而化学反应中之所以存在能量的变化是因为在化学反应过程中存在旧键的断裂与新键的形成，其中旧键的断裂需要吸收能量而新键的形成需要放出能量。发生上述反应H2(g)O2(g)=H2O(g)H242 kJmol1时所发生键的变化为断裂1 mol HH键和 mol O=O键、形成2 mol OH键，因此在此反应过程中断裂旧键需要吸收的能量为496 kJE(HH)，形成新键释放的能量为2463 kJ926 kJ，此反应为放热反应，所以有926 kJ496 kJE(HH)242 kJ，解得E(HH)436 kJ。