2018-2019学年高中化学选修4浙江专用文档：专题1 化学

第一单元 化学反应中的热效应 第1课时 化学反应的焓变[学习目标定位]一、反应热和焓变1．化学反应的两大基本特征2．反应热在化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同的温度时，所吸收或放出的热量。

3．焓变在恒温、恒压的条件下，化学反应过程中吸收或释放的热量。

符号为ΔH ，常用单位 kJ·mol －1。

4．ΔH与吸热反应和放热反应的关系(1)当ΔH>0时，反应物的总能量小于生成物的总能量，反应过程吸收热量，为吸热反应。

(2)当ΔH<0时，反应物的总能量大于生成物的总能量，反应过程放出热量，为放热反应。

5．化学反应伴随能量变化的原因(1)从反应物和生成物总能量相对大小角度分析如图所示反应热的计算公式：ΔH＝∑E(生成物)－∑E(反应物)。

(2)从反应物断键和生成物成键角度分析N2(g)＋O2(g)===2NO(g)反应的能量变化如图所示：由图可知：1 mol N2分子中的化学键断裂吸收的能量是946 kJ，1 mol O2分子中的化学键断裂吸收的能量是498 kJ，2 mol NO分子中的化学键形成释放的能量是1 264 kJ，则N2(g)＋O2(g)===2NO(g)的反应吸收的热量为180 kJ。

反应热的计算公式：ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和。

相关链接理解焓变的“三”注意(1)反应热ΔH的基本计算公式ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量ΔH＝反应物的总键能之和－生成物的总键能之和(2)物质的物理变化过程中，也会有能量的变化，但不属于吸热反应或放热反应。

而化学反应同时有旧键断裂、新键形成的过程(缺少任何一个过程都不是化学变化)，都伴随着能量的变化。

在进行反应热的有关计算时，必须要考虑到物理变化时的热效应，如物质的三态变化。

(3)化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必然联系。

如吸热反应的Ba(OH)2·8H2O 与NH4Cl在常温常压下即可进行，而很多放热反应需要在加热的条件下进行。

例1化学反应A2(g)＋B2(g)===2AB(g)的能量变化如图所示。

下列有关叙述正确的是()A．每生成2 mol AB(g)吸收b kJ热量B．反应热ΔH＝(a－b) kJ·mol－1C．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量D．断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键，放出a kJ能量答案 B解析根据图像可知，反应物的总能量低于生成物的总能量，该反应是吸热反应，每生成2 mol AB(g)吸收(a－b) kJ热量，A、C项错误；根据反应热等于生成物总能量与反应物总能量的差值可知，该反应热ΔH＝(a－b) kJ·mol－1，B项正确；化学键断裂吸收能量，D项错误。

考点焓变反应热题点能量变化示意图与焓变关系例2工业合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，已知下列化学键的键能(拆开或形成1 mol化学键所吸收或放出的热量)：下列说法正确的是()A．该反应为吸热反应B．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量C．反应热ΔH＝92 kJ·mol－1D．生成1 mol NH3放出92 kJ热量答案 B解析反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)过程中，共断裂1 mol N≡N键和3 mol H—H键，形成6 mol N—H键，则断键共吸热为946 kJ·mol－1×1 mol＋436 kJ·mol－1×3 mol＝2 254 kJ，形成N—H键共放热为391 kJ·mol－1×6 mol＝2 346 kJ，由于放出热量＞吸收热量，故反应放热，放热反应的反应物的总能量高于生成物的总能量，A项错误，B项正确；1 mol N2完全反应生成NH3的反应热为ΔH＝－(2 346－2 254) kJ·mol－1＝－92 kJ·mol－1，C项错误；生成1mol NH3时放出的热量为ΔE＝92 kJ·mol－1×12mol＝46 kJ，D项错误。

考点焓变反应热题点焓变、反应热与物质化学键的断裂、形成的关系例3下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是()A．铝片与稀盐酸反应B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应C．灼热的炭与CO2反应D．甲烷在氧气中的燃烧反应答案 C解析Al与盐酸反应是放热反应，A项错误；B中反应是吸热反应，但不是氧化还原反应，B项错误；灼热的C和CO2反应是氧化还原反应，同时又是吸热反应，C项正确；甲烷的燃烧是放热反应，D项错误。

规律方法(1)常见的吸热反应与放热反应常见的吸热反应：大多数盐的分解反应，Ba(OH)2·8H2O与铵盐的反应，C和CO2、C和水的反应等。

常见的放热反应：中和反应、金属与酸(或水)的反应、燃烧反应及缓慢氧化、化合反应(大多数)、铝热反应等。

(2)化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必然联系。

如吸热反应Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl在常温常压下即可进行，而很多放热反应需要在加热的条件下进行。

二、热化学方程式1．定义：能够表示反应热的化学方程式。

2．特点(1)指明了反应时的温度和压强，若在25 ℃、101 kPa时进行反应，可不注明。

(2)在化学方程式右边注明ΔH的“＋”“－”和“单位”(“＋”常省略)。

(3)所有反应物和生成物都用括号注明了它们在反应时的状态，常用s、l、g、aq分别表示固、液、气和水溶液。

(4)化学计量数只表示物质的量，因此可以为分数。

(5)化学计量数和反应热数值可以同时增大或减小相同倍数。

3．意义：不仅表示化学反应中的物质变化，而且表示化学反应中的能量变化。

例如：H 2(g)＋12O 2(g)===H 2O(l) ΔH ＝－285.8 kJ·mol －1表示的意义是在25 ℃、101 kPa 下，1 mol 气态H 2与12 mol 气态O 2反应生成1 mol 液态水时，放出的热量是285.8 kJ 。

4．热化学方程式的书写方法及要求特别提醒 热化学方程式的化学计量数表示的是参加反应的物质的物质的量，可以是整数，也可以是分数，普通的化学方程式的化学计量数只能是整数。

相关链接 热化学方程式与普通化学方程式的区别例4 在常温常压下，1 g H 2在足量Cl 2中完全燃烧生成HCl 气体，放出92.3 kJ 的热量。

下列热化学方程式中正确的是( )A ．H 2(g)＋Cl 2(g)===2HCl(g) ΔH ＝－92.3 kJ·mol －1B ．H 2(g)＋Cl 2(g)===2HCl(g) ΔH ＝92.3 kJ·mol －1C ．H 2(g)＋Cl 2(g)===2HCl(g) ΔH ＝184.6 kJ·mol －1D ．2HCl(g)===H 2(g)＋Cl 2(g) ΔH ＝184.6 kJ·mol －1答案 D解析 H 2在Cl 2中燃烧生成HCl 气体，1 g H 2燃烧放出92.3 kJ 的热量，则1 mol (2 g)H 2燃烧放出184.6 kJ 的热量，化学反应放出热量，ΔH 为“－”。

则H 2在Cl 2中燃烧生成HCl 气体的热化学方程式为H 2(g)＋Cl 2(g)===2HCl(g) ΔH ＝－184.6 kJ·mol －1。

一个放热反应的逆反应是吸热反应，并且在其他条件相同时，ΔH 是原ΔH 的相反数。

则该题的四个选项中只有D 是正确的。

考点 热化学方程式 题点 热化学方程式正误判断方法总结 “四看”法判断热化学方程式的正误一看各物质的聚集状态是否正确；二看ΔH 的“＋”、“－”符号是否正确；三看反应热的单位是否为“kJ·mol －1”；四看反应热的数值与化学计量数是否对应。

例5 根据所给信息完成下列热化学方程式：(1)已知1 mol C(s ，石墨)与适量H 2O(g)反应生成CO(g)和H 2(g)，吸收131.3 kJ 热量，请写出该反应的热化学方程式：。

(2)1.7 g NH 3(g)发生催化氧化反应生成气态产物，放出22.67 kJ 的热量： 。

(3)已知：N 2(g)＋3H 2(g) 2NH 3(g) ΔH ＝－92.4 kJ·mol －1，请写出1 mol NH 3分解对应的热化学方程式：。

(4)已知一些化学键的键能数据如表所示：请根据键能数据估算CH 4(g)和F 2(g)反应生成CF 4(g)和HF(g)的热化学方程式： 。

答案 (1) C(s ，石墨)＋H 2O(g)===CO(g)＋H 2(g) ΔH ＝131.3 kJ·mol －1(2)NH 3(g)＋54O 2(g)===NO(g)＋32H 2O(g) ΔH ＝－226.7 kJ·mol －1(3)NH 3(g) 12N 2(g)＋32H 2(g) ΔH ＝46.2 kJ·mol －1(4)CH 4(g)＋4F 2(g)===CF 4(g)＋4HF(g) ΔH ＝－1 940 kJ·mol －1解析 (2)1.7 g NH 3的物质的量为0.1 mol ，则4 mol NH 3发生反应放出的热量为22.67 kJ ×40＝906.8 kJ,1 mol NH 3完全反应放出的热量为226.7 kJ 。

那么相应的热化学方程式为4NH 3(g)＋5O 2(g)===4NO(g)＋6H 2O(g) ΔH ＝－906.8 kJ·mol －1或NH 3(g)＋54O 2(g)===NO(g)＋32H 2O(g)ΔH ＝－226.7 kJ·mol －1。

(4)首先根据反应物和生成物写出反应方程式，注明各物质的状态，化学反应的反应热等于断裂旧化学键吸收的能量和形成新化学键放出的能量的差，根据键能数据可知，所求反应的反应热ΔH ＝414 kJ·mol －1×4＋155 kJ·mol －1×4－489 kJ·mol －1×4－565 kJ·mol －1×4＝－1 940kJ·mol －1。

考点 热化学方程式 题点 热化学方程式的书写特别提醒 (1)化学计量数改变，ΔH 要相应改变；逆反应的ΔH 数值与正反应的相等、符号相反。

(2)利用键能计算化学反应的反应热并书写热化学方程式时，一定要准确判断分子中化学键的个数。

1．(2017·杭西高高二模拟)下列图示变化为吸热反应的是( )答案 A解析 A 项中的图像表示生成物的能量比反应物的能量高，故为吸热反应；B 项中的图像表示反应物的能量比生成物的能量高，故为放热反应；C 项中浓硫酸溶于水放热，不是化学变化；D 项中锌与盐酸反应是放热反应。