第1章 第1节 第1课时 焓变 反应热辅导讲义含答案.docx

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第1章第1节第1课时焓变反应热辅导讲义含答案

第1课时　焓变　反应热

[核心素养发展目标]　1.宏观辨识与微观探析：

能从宏观和微观的角度理解化学反应中能量变化的本质，正确认识和判断放热反应和吸热反应。

2.变化观念与平衡思想：

能辨识化学反应中的能量转化形式，形成能量可以相互转化的观念，正确理解反应热和焓变的概念。

焓变　反应热

1．化学反应的实质和特征

2．焓变、反应热

（1）焓与焓变

（2）反应热和焓变的关系

反应热是化学反应热的简称，是一定条件下化学反应释放或吸收的热量。

恒压条件下进行的化学反应的焓变等于反应热，因此常用ΔH表示反应热。

3．焓变与吸热反应和放热反应的关系

（1）体系与环境简介

被研究的物质系统称为体系，体系以外的其他部分称为环境。

例如，研究物质在水溶液中的反应，溶液就是体系，而盛溶液的烧杯和溶液之外的空气等便是环境。

（2）用图示理解焓变与吸热反应和放热反应

①放热反应，反应体系向环境释放能量，反应体系能量降低，规定ΔH为“－”，ΔH＜0。

②吸热反应，反应体系从环境中吸收能量，反应体系能量升高，规定ΔH为“＋”，ΔH＞0。

用图表示如下：

（1）化学变化中的能量变化都是化学能与热能间的相互转化（　　）

（2）所有的化学反应都伴有能量的变化（　　）

（3）伴有能量变化的一定是化学反应（　　）

（4）加热条件下发生的反应均为吸热反应（　　）

（5）在一个化学反应中，当反应物的总能量大于生成物的总能量时，反应放热，ΔH为“－”（　　）

（6）放热反应的ΔH＜0；而吸热反应的ΔH＞0（　　）

（7）化学反应中必然存在化学键的变化（　　）

（8）浓硫酸溶于水，体系的温度升高，该过程属于放热反应（　　）

答案　

（1）×　

（2）√　（3）×　（4）×　（5）√　（6）√　（7）√　（8）×

1．浓硫酸溶于水，生石灰溶于水都会有大量热放出，所以这两个变化都是放热反应，对吗？

请说明原因。

提示　不对。

　放热反应、吸热反应均指化学反应，而浓硫酸溶于水是物理变化，不能称为放热反应。

生石灰溶于水时发生CaO＋H2O===Ca（OH）2，是放热反应。

2．下列变化中，属于吸热反应的是______，其中焓变（ΔH）为负值的是______。

（填序号）

①液态水汽化

②将胆矾加热变为白色粉末

③浓H2SO4稀释

④HClO3分解制O2

⑤生石灰跟水反应生成熟石灰

⑥CaCO3高温分解

⑦CO2＋C

2CO

⑧Ba（OH）2·8H2O与固体NH4Cl混合

⑨C＋H2O（g）

CO＋H2

⑩Al与盐酸反应

答案　②④⑥⑦⑧⑨　⑤⑩

1．（2020·长沙检测）下列说法不正确的是（　　）

A．恒压条件下的焓变在数值上等于变化过程中的热效应

B．焓变的符号是ΔH

C．焓变的单位通常是kJ·mol－1

D．硝酸铵溶于水是吸热反应

答案　D

解析　硝酸铵溶于水不是化学反应，该过程吸热。

2．如下图为N2（g）和O2（g）反应生成NO（g）过程中的能量变化。

则下列说法正确的是（　　）

A．通常情况下，NO比N2稳定

B．通常情况下，N2（g）和O2（g）混合能直接生成NO

C．1molN2（g）和1molO2（g）具有的总能量小于2molNO（g）具有的总能量

D．1molN2（g）和1molO2（g）反应放出的能量为180kJ

答案　C

解析　断裂1molN2中的N≡N键需要吸收946kJ的能量，而断裂1molNO中化学键需要吸收632kJ的能量，断键吸收的能量越低，说明物质的稳定性就越差，因此通常情况下，NO不如N2稳定，A错误；常温下N2（g）和O2（g）混合不反应，B错误；断裂1molN2（g）和1molO2（g）需要吸收的能量为946kJ＋498kJ＝1444kJ，反应产生2molNO释放的能量为2×632kJ＝1264kJ，1444kJ－1264kJ＝180kJ，吸收能量大于反应放出能量，说明该反应为吸热反应，即1molN2（g）和1molO2（g）具有的总能量小于2molNO（g）具有的总能量，C正确；根据选项C分析可知：

1molN2（g）和1molO2（g）反应吸收的能量为180kJ，D错误。

3．某反应的能量关系如图所示，下列有关说法正确的是（　　）

A．C（金刚石，s）===C（石墨，s）　ΔH＜0

B．金刚石比石墨稳定

C．1molC（石墨，s）转化为1molC（金刚石，s）的ΔH＝E2－E1

D．断开1mol石墨中的化学键所吸收的能量小于断开1mol金刚石中化学键所吸收的能量

答案　A

解析　石墨的总能量小于金刚石的总能量，说明石墨比金刚石稳定，因此金刚石转化为石墨是放热反应，ΔH＜0，即C（金刚石，s）===C（石墨，s）　ΔH＜0，A项正确；石墨的总能量小于金刚石的总能量，说明石墨比金刚石稳定，B项错误；C（石墨，s）===C（金刚石，s）计算反应热时ΔH＝E产物－E反应物＝E1－E2，C项错误；石墨的总能量小于金刚石的总能量，说明石墨比金刚石稳定，因此石墨的键能大于金刚石的键能，即断开1mol石墨中的化学键所吸收的能量大于断开1mol金刚石中的化学键所吸收的能量，D项错误。

4．根据下面的信息，下列叙述正确的是（　　）

A．2molH2（g）与1molO2（g）反应生成2molH2O（g）吸收能量为490kJ

B．1molH2（g）与0.5molO2（g）反应生成1molH2O（l）吸收能量为245kJ

C．2molH2O（g）的能量比2molH2（g）与1molO2（g）的能量之和低

D．化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关

答案　C

解析　根据图示，2molH2（g）和1molO2（g）反应生成2molH2O（g），共放出490kJ热量[（930－436－249）×2kJ]，选项A错误；由于气态水转化为液态时释放能量，则1molH2（g）和0.5molO2（g）反应生成1molH2O（l），放出热量大于245kJ，选项B错误；2molH2（g）与1molO2（g）反应生成2molH2O（g），放出490kJ的热量，故2molH2O（g）的能量比2molH2（g）与1molO2（g）的能量之和低，选项C正确；化学反应中的能量变化的大小与反应物的质量成正比，选项D错误。

题组一　焓变和反应热概念的理解

1．下列说法中正确的是（　　）

A．化学反应中的能量变化都表现为热量变化

B．焓变是指1mol物质参加反应时的能量变化

C．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓与生成物的总焓一定不同

D．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓总是高于生成物的总焓

答案　C

解析　化学反应的能量变化可以表现为很多方面，如转化为热能、电能、光能等；在一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓不一定高于生成物的总焓，但总是不同；焓变是指在一定条件下化学反应的反应热，不仅是指1mol物质参加反应时的能量变化。

2．下列关于ΔH的说法正确的是（　　）

A．反应过程中，消耗的反应物越多，ΔH越大

B．ΔH＞0时反应放热，ΔH＜0时反应吸热

C．ΔH越大，说明反应放出的热量越多

D．能量变化如图所示的化学反应为放热反应，ΔH为“－”

答案　D

解析　A项，ΔH与化学方程式中的化学计量数有关，与反应物的用量无关，错误；B项，ΔH＞0时反应吸热，ΔH＜0时反应放热，错误；C项，反应热有正、负，反应放出的热量越多，ΔH越小，反应吸收的热量越多，ΔH越大，错误；D项，由于反应物的总焓大于生成物的总焓，故由反应物转化为生成物时，该反应为放热反应，ΔH为“－”，正确。

题组二　放热反应和吸热反应

3．（2019·济宁月考）下列关于化学反应与能量变化的说法正确的是（　　）

A．放热反应的发生无须任何条件

B．化学键的断裂和形成与反应放热和吸热无关

C．化学反应过程都伴随着能量的变化

D．硫酸与氢氧化钠的反应是吸热反应

答案　C

解析　放热反应的发生可能需要条件，如加热等，A项错误；化学键的断裂和形成与反应放热和吸热有关，B项错误；化学反应过程都伴随着能量的变化，C项正确；H2SO4与NaOH的反应是放热反应，D项错误。

4．（2020·济南高二检测）已知反应X＋Y===M＋N为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是（　　）

A．X的能量一定高于M

B．Y的能量一定高于N

C．X和Y的总能量一定高于M和N的总能量

D．因该反应为放热反应，故不必加热就可发生

答案　C

解析　C项，放热反应指反应物的总能量高于生成物的总能量，所以X和Y的总能量高于M和N的总能量，正确；A项，X的能量不一定高于M的能量，错误；B项，Y的能量不一定高于N的能量，错误；D项，放热反应有些也需要加热，错误。

5．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．灼热的炭与二氧化碳反应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。

6．下列说法中正确的是（　　）

A．物质发生化学反应时都伴随着能量变化，伴随能量变化的物质变化也一定是化学变化

B．需要加热的化学反应一定是吸热反应，不需要加热就能进行的反应一定是放热反应

C．吸热反应就是反应物的总能量比生成物的总能量高；也可以理解为化学键断裂时吸收的能量比化学键形成时放出的能量多

D．因为3O2===2O3是吸热反应，所以臭氧比氧气的化学性质更活泼

答案　D

解析　物质的三态变化有能量变化，是物理变化，A项错误；铝热反应是放热反应，但需要在高温下进行；氯化铵与Ba（OH）2·8H2O的反应是吸热反应，但在室温下发生，不需要加热条件，B项错误；反应物的总能量高于生成物的总能量时，反应放热，C项错误；物质的能量越低越稳定，氧气能量比臭氧低，臭氧比氧气活泼，D项正确。

7．（2019·泰州高二检测）如图是化学反应中物质变化和能量变化的示意图。

若E1>E2，则下列反应符合该示意图的是（　　）

A．NaOH溶液与稀盐酸的反应

B．锌与稀盐酸的反应

C．氢氧化钡与氯化铵固体的反应

D．一氧化碳在空气中的燃烧反应

答案　C

解析　断键吸收的能量大于形成化学键放出的能量，说明是吸热反应。

NaOH溶液与稀盐酸的反应是放热反应，A项错误；锌与稀盐酸的反应是放热反应，B项错误；氢氧化钡与氯化铵固体的反应是吸热反应，C项正确；一氧化碳在空气中的燃烧反应是放热反应，D项错误。

题组三　化学反应中能量变化图像的识别

8．已知某化学反应X（g）＋2Y（g）===2Z（g），反应中的能量变化如图所示，下列有关该反应的说法正确的是（　　）

A．该反应是放热反应

B．反应物的总键能大于生成物的总键能

C．Y的能量高于Z的能量

D．该反应的反应热ΔH＞0

答案　A

解析　该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量，故该反应是放热反应，其焓变小于0，A项正确、D项错误；放热反应中反应物的总键能小于生成物的总键能，B项错误；反应物的总能量高于生成物的总能量，C项错误。

9．肼（H2NNH2）是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示。

已知断裂1mol化学键所需的能量（kJ）：

N≡N键为942、O==O键为500、N—N键为154，则断裂1molN—H键所需的能量（kJ）是（　　）

A．194B．391C．516D．658

答案　B

解析　由图知N2H4（g）＋O2（g）===N2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－534kJ·mol－1，可设断裂1molN—H键所需的能量为x，154kJ＋4x＋500kJ－2752kJ＝－534kJ，可求得x＝391kJ。

10．反应A＋B―→C（ΔH＜0）分两步进行：

①A＋B―→X（ΔH＞0），②X―→C（ΔH＜0）。

下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是（　　）

答案　D

解析　由A＋B―→X为吸热反应，可知X的能量高于A＋B的能量，可排除A项和C项；由总反应A＋B―→C为放热反应，可知C的能量小于A＋B的能量，故B项错误、D项正确。

题组四　反应热与化学键的关系

11．（2019·青岛检测）氢气和氟气混合在黑暗处即可发生爆炸而释放出大量的热量。

在反应过程中，断裂1molH2中的化学键消耗的能量为Q1kJ，断裂1molF2中的化学键消耗的能量为Q2kJ，形成1molHF中的化学键释放的能量为Q3kJ。

下列关系式中正确的是（　　）

A．Q1＋Q2＜2Q3B．Q1＋Q2＞2Q3

C．Q1＋Q2＜Q3D．Q1＋Q2＞Q3

答案　A

解析　该反应放热，根据公式ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能，且ΔH＜0，可知（Q1＋Q2）－2Q3＜0，A项正确。

12．根据下图所示的N2（g）和O2（g）反应生成NO（g）过程中能量变化情况，判断下列说法错误的是（　　）

A．直观看，该反应中反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量

B．2mol气态氧原子结合生成O2（g）时，能放出498kJ能量

C．断裂1molNO分子中的化学键，需要吸收632kJ能量

D．1molN2和1molO2的反应热ΔH＝－180kJ·mol－1

答案　D

解析　直观看，该反应中反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量，A项正确；互逆过程的热量变化，ΔH数值相等，正、负相反，故B、C正确；ΔH＝（946＋498－2×632）kJ·mol－1＝＋180kJ·mol－1，D项错误。

13．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1mol化学键所吸收或放出的热量）：

化学键

键能/kJ·mol－1

H—H

436

N—H

391

N≡N

946

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＝92kJ·mol－1

D．生成1molNH3放出92kJ热量

答案　B

解析　反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）过程中，共断裂1molN≡N键和3molH—H键，形成6molN—H键，则断键共吸热为946kJ·mol－1×1mol＋436kJ·mol－1×3mol＝2254kJ，形成N—H键共放热为391kJ·mol－1×6mol＝2346kJ，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；1molN2完全反应生成NH3的反应热为ΔH＝－（2346－2254）kJ·mol－1＝－92kJ·mol－1，C项错误；生成1molNH3时放出的热量为ΔE＝92kJ·mol－1×

mol＝46kJ，D项错误。

14．在一定条件下，A和B反应可生成C和D，其能量变化如下：

（1）下列有关反应A＋B===C＋D的说法正确的是______（填字母）。

A．反应前后原子的种类和数目一定不变

B．该反应若有能量变化，则一定是氧化还原反应

C．该反应若为放热反应，则不需加热反应就一定能自发进行

D．反应物的总质量与生成物的总质量一定相等，且遵循能量守恒

（2）若E1＜E2，则该反应为______________（填“吸热”或“放热”）反应，该反应的反应热为________________________________________________________________________。

答案　

（1）AD

（2）吸热　ΔH＝（E2－E1）kJ·mol－1

解析　

（1）每个化学反应都遵循质量守恒和能量守恒，原子数目和种类不会改变，A、D项正确；任何化学反应都伴随着能量变化，不一定为氧化还原反应，B项错误；某一反应是放热反应还是吸热反应，与反应条件无关，加热是为了使旧化学键断裂，引发化学反应，C项错误。

（2）若E1＜E2，反应吸收能量，ΔH＝（E2－E1）kJ·mol－1＞0；相反若E1＞E2，反应放出能量，ΔH＝（E2－E1）kJ·mol－1＜0。

15．（2019·保定高二检测）H2与O2、F2均能发生反应，下图为H2与F2发生反应生成HF过程中的能量变化示意图。

请回答下列问题：

（1）完成转化Ⅰ、Ⅱ_____（填“吸收”或“放出”，下同）能量，完成转化Ⅲ______能量。

（2）H2和F2反应的能量变化图可用________（填“A”或“B”）表示。

（3）H2在O2中燃烧的过程主要是________能转化为________能的过程。

答案　

（1）吸收　放出　

（2）A　（3）化学　热

解析　

（1）断键吸收能量，形成化学键释放能量，Ⅰ、Ⅱ是断键，因此是吸收能量，Ⅲ是形成化学键，是放出能量。

（2）H2和F2反应是放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，故A正确。

（3）氢气在氧气中燃烧是放热反应，是化学能转化为热能的过程。

16．某化学兴趣小组的同学进行了如图所示的实验，来探究复分解反应的热效应。

在一个小烧杯中加入20gBa（OH）2·8H2O粉末，将小烧杯放在事先已滴有4～5滴水的玻璃片上。

然后向小烧杯中加入10gNH4Cl晶体，并用玻璃棒迅速搅拌（如图所示，其中玻璃片与烧杯底部之间有一层水）。

稍后手拿起烧杯时发现玻璃片与烧杯黏结在一起。

（1）实验中玻璃棒的作用是________________________________________________________，所发生反应的化学方程式是_______________________________________________________。

（2）若用手触摸烧杯外壁，将会有_________的感觉，说明该反应为_________反应，反应热ΔH________（填“＞”“＜”或“＝”）0。

（3）由该实验能否得出复分解反应就是吸热反应或就是放热反应的结论？

________（填“能”或“不能”），原因是_______________________________________________________。

答案　

（1）使混合物充分接触并发生反应　Ba（OH）2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O　

（2）冰凉　吸热　＞　（3）不能　只进行了一个复分解反应的实验，不能科学地得出结论

解析　由实验现象可知，该反应是一个吸收热量的反应，反应中体系温度下降，手触摸烧杯外壁时会有冰凉感，故该反应为吸热反应，反应热ΔH＞0；因为只研究了一个复分解反应的热效应，故无法确定复分解反应的热效应类型。