即:
ΔH=反应物的化学键断裂吸收的能量总和-反应产物的化学键形成时放出的能量总和。
3.焓变与物质能量变化的关系
放热反应
吸热反应
关系
反应物具有的总能量大于反应产物具有的总能量
反应物具有的总能量小于反应产物具有的总能量
表示方法
ΔH<0
ΔH>0
图示
4.ΔH的计算方法
(1)ΔH=反应物断键吸收的总能量-生成物成键释放的总能量。
(2)ΔH=生成物所具有的总能量-反应物所具有的总能量。
1.“焓”是指( )
A.物质所具有的能量 B.反应热的变化
C.化学键所具有的能量D.物质的一种化学性质
解析:
选A “焓”描述的是物质所具有的能量,是物质固有的性质。
2.下列说法正确的是( )
A.反应热就是反应中放出的热量
B.当反应放热时ΔH>0,反应吸热时ΔH<0
C.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“-”
D.一个化学反应中,生成物总键能大于反应物的总键能时,反应吸热,ΔH为“+”
解析:
选C 反应热也指反应中吸收的热量,A错误;反应放热ΔH<0,反应吸热ΔH>0,B错误;在反应中生成物比反应物所具有的总能量少,反应就放热,反之就吸热,C正确;化学反应的实质是旧化学键的断裂、新化学键的形成,断键时吸收能量即反应物键能,成键时放出能量即生成物键能,后者大,则反应为放热反应,ΔH为“-”,D错误。
3.下表为H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的能量变化,填写空白处。
化学键
反应中能量变化
1molA—B化学键
反应中能量变化
H—H
吸收436kJ
吸收243kJ
共吸收________kJ
Cl—Cl
H—Cl
放出431kJ
共放出________kJ
结论
1molH2(g)和1molCl2(g)完全反应生成2molHCl(g)放出________kJ的热量
解析:
共吸收能量:
436kJ+243kJ=679kJ;共放出能量:
2×431kJ=862kJ,共吸收能量-共放出能量=679kJ-862kJ=-183kJ,即反应生成2molHCl时放出183kJ热量。
答案:
679 862 183
4.化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程,化学键的键能是形成(或拆开)1mol化学键时释放(或吸收)的能量。
已知白磷和P4O6的分子结构如图所示,现提供以下化学键的键能P-P:
198kJ·mol-1,P-O:
360kJ·mol-1,O===O:
498kJ·mol-1。
则反应:
P4(白磷)+3O2===P4O6的能量变化为。
其反应的ΔH________0(填“大于”或“小于”)。
解析:
旧键断裂需吸收能量,新键形成释放能量,化学反应是吸热还是放热决定于二者的相对大小,由题意得反应断键吸收的能量为6×198kJ+3×498kJ=2682kJ,形成新键释放的能量为12×360kJ=4320kJ,所以反应释放能量1638kJ,ΔH小于零。
答案:
释放1638kJ的能量 小于
[二级训练·节节过关]
1.下列说法正确的是( )
A.反应热是1mol物质参加反应时的能量变化
B.当反应放热时ΔH>0,反应吸热时ΔH<0
C.任何条件下,化学反应的焓变都等于化学反应的反应热
D.在一定条件下,某一化学反应是吸热反应还是放热反应,由生成物与反应物的焓值差来决定
解析:
选D 化学反应过程中释放或吸收的热量称为反应热,A项错误;当反应放热时ΔH<0,反应吸热时ΔH>0,B项错误;只有在恒压条件下,化学反应的焓变才等于化学反应的反应热,C项错误;一个化学反应是吸热还是放热,取决于生成物和反应物的焓值差,也可以根据断键时吸收的能量与成键时放出的能量的相对大小判断,D项正确。
2.下列说法正确的是( )
①物质发生反应时放出的热量来源于对反应的加热
②化学反应除了生成新物质外,还发生能量变化
③化学反应过程中放出或吸收的热量,都是物质本身所具有的能量变化的表现
④化学反应总是放出热量
A.①② B.③④C.②③D.②④
解析:
选C 化学反应热效应与反应条件无关,①错。
部分化学反应放出热量,部分化学反应吸收热量,④错。
3.下列实验现象或图像信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是( )
选项
A
B
C
D
反应
装置
或图像
实验现
象或图
像信息
温度计的水银柱不断上升
反应物总能量大于生成物总能量
反应开始后,甲处液面低于乙处液面
反应开始后,针筒活塞向右移动
解析:
选D 温度计的水银柱不断上升,说明溶液的温度升高,则酸碱中和反应为放热反应,A项不符合题意;根据图示反应物总能量大于生成物总能量,说明反应为放热反应,B项不符合题意;反应开始后,甲处液面低于乙处液面,说明集气瓶中气体的压强增大(温度升高所致),可说明试管中的反应为放热反应,C项不符合题意;反应开始后有氢气生成,由于产生气体使锥形瓶内气体压强增大,导致针筒活塞向右移动,不能说明该反应为放热反应,D项符合题意。
4.下列变化一定为放热的化学反应的是( )
A.H2O(g)→H2O(l)放出44kJ热量
B.ΔH>0的化学反应
C.形成化学键时共放出能量862kJ的化学反应
D.能量变化如图所示的化学反应
解析:
选D H2O(g)→H2O(l)为物理变化;ΔH>0的化学反应为吸热反应;形成化学键时共放出能量862kJ的化学反应的ΔH不能确定是大于零还是小于零;当H反应物>H反应产物时,ΔH<0,反应放热。
5.参照反应Br+H2→HBr+H的能量对反应过程的示意图,下列叙述中正确的是( )
A.正反应为吸热反应
B.正反应为放热反应
C.反应物的总能量高于生成物的总能量
D.断裂反应物中化学键吸收能量小于形成生成物中化学键放出能量
解析:
选A A项,反应中,反应物的总能量低于生成物的总能量,为吸热反应,正确;B、C错误;D项,反应为吸热反应,断裂化学键吸收能量大于形成化学键放出能量,错误。
6.已知NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l),在做中和反应的反应热测定实验时,应使用的仪器正确的组合是( )
①天平 ②量筒 ③烧杯 ④滴定管 ⑤温度计 ⑥试管 ⑦酒精灯
A.①②④⑤ B.②③⑤C.②③④⑦D.全部
解析:
选B 中和反应的反应热测定实验需要温度计来测定溶液温度,需要烧杯来盛放溶液,需要环形玻璃搅拌棒来搅拌使溶液混合均匀,还需要量筒来量取一定量的酸、碱溶液,所以应使用的仪器正确的组合是②③⑤,B项正确。
7.已知化学反应A2(g)+B2(g)===2AB(g)的能量变化如图所示,下列叙述中正确的( )
A.每生成2分子AB吸收bkJ热量
B.断裂1molA—A键和1molB—B键,放出akJ能量
C.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D.该反应热ΔH=+(a-b)kJ·mol-1
解析:
选D 依据题图分析,1molA2和1molB2反应生成2molAB,每生成2molAB吸收(a-b)kJ的热量,A项错误;断裂1molA—A键和1molB—B键,吸收akJ能量,B项错误;依据题图可知,反应物的总能量低于生成物的总能量,C项错误;反应热ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量,所以反应热ΔH=+(a-b)kJ·mol-1,D项正确。
8.已知:
H2(g)+
O2(g)===H2O(g),反应过程中能量变化如图,问:
(1)a、b、c分别代表什么意义?
a________________________________________________________________________;
b________________________________________________________________________;
c________________________________________________________________________。
(2)该反应是放热反应还是吸热反应?
。
ΔH________0(填“<”或“>”)。
(3)a、b、c的关系式为________________。
解析:
H2(g)和
O2(g)与2H(g)和O(g)之间的能量之差是H2(g)→2H(g)和
O2(g)→O(g)过程中断裂H—H键和O==O键吸收的能量,故a代表旧化学键断裂时吸收的能量,b代表2H(g)和O(g)结合成H2O(g)中的化学键时放出的能量,c代表断裂旧化学键吸收的能量与形成新化学键释放的能量之差即b-a=c,由题图可知该反应中反应物的总能量大于生成物的总能量,故该反应为放热反应,ΔH<0。
答案:
(1)反应中旧键断裂吸收的总能量 反应中新键形成放出的总能量 反应热
(2)放热反应 < (3)c=b-a
9.某化学兴趣小组对生石灰与水反应是显著放热反应进行了实验探究,在除了用手触摸试管壁感觉发热外,还设计了下列几个可行性方案。
(1)甲方案:
将温度计与盛有生石灰的小试管用橡皮筋捆绑在一起,放入盛有水的小烧杯中,用胶头滴管向小试管中缓缓滴加水,看到的现象是,说明反应放热(下列装置中支撑及捆绑等仪器已略去)。
(2)乙方案:
将盛有生石灰的小试管插入带支管的试管中,支管接①或②,用胶头滴管向小试管中缓缓滴加水,看到的现象是(接①)____________________________,(接②)__________________________,说明反应放热。
(3)丙方案:
用胶头滴管向盛有生石灰且带支管的试管中滴加水,支管接的导管中放有适量无水硫酸铜粉末,看到的现象是____________________,说明反应放热,其原因是______________________________。
解析:
(1)CaO与H2O反应生成Ca(OH)2,反应放出大量的热,小试管内有水蒸气产生,温度计温度上升。
(2)接①时,导管口有气泡冒出;接②时,由于CaO与H2O反应放热,使小试管内温度升高,U形管左侧水柱下降,右侧水柱上升。
(3)CaO与H2O反应放热,使小试管内水分蒸发,无水CuSO4吸水后生成蓝色的CuSO4·5H2O。
答案:
(1)小试管中固体变成乳状,同时有大量水蒸气产生,温度计温度上升
(2)导管口有气泡产生 左边水柱下降,右边水柱上升
(3)无水硫酸铜粉末变蓝 水和生石灰反应放出热量,使水蒸发,无水硫酸铜遇水变蓝
1.下列说法正确的是( )
①需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 ②放热反应在常温下一定很易发生
③反应是吸热还是放热必须看反应物和生成物所具有总能量的大小 ④吸热反应在一定条件下也能发生
A.①②B.②③C.①④D.③④
解析:
选D 反应是吸热还是放热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。
放热反应和吸热反应在一定条件下都能发生。
反应开始需加热的反应可能是吸热反应,也可能是放热反应。
例如C+O2
CO2的反应为放热反应,但反应开始也需加热,需要向反应体系先提供一定的能量。
2.下列说法正确的是( )
A.化学反应除了生成新的物质外,还伴随着能量的变化
B.据能量守恒定律,反应物的总能量一定等于生成物的总能量
C.放热的化学反应不需要加热就能发生
D.吸热反应不加热就不会发生
解析:
选A 化学反应的本质特征是有新物质的生成,形成新化学键释放的能量与断裂旧化学键吸收的能量不相等,所以化学反应除了生成新物质外,还伴随着能量的变化,A正确;化学反应中生成物的总能量不等于反应物的总能量,反应前后的能量差值为化学反应中的能量变化,反应物的总能量大于生成物的总能量的反应为放热反应,否则为吸热反应,B错误;放热反应有的需要加热,如木炭的燃烧是一个放热反应,但需要点燃,点燃的目的是使可燃物达到着火点,C错误;Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应,但不需要加热,D错误。
3.已知反应CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)为放热反应,则下列说法中正确的( )
A.反应过程中的能量变化关系可用右图表示
B.甲烷燃烧时化学能转化为热能和光能
C.断开反应物中旧化学键吸收的能量大于形成生成物中化学键放出的能量
D.该反应发生断裂的化学键有离子键和共价键
解析:
选B 此反应为放热反应,图中不能准确表示反应过程中的能量变化情况,A项错误;甲烷燃烧时化学能转化为热能和光能,B项正确;放热反应断开反应物中旧化学键吸收的能量小于形成生成物中化学键放出的能量,C项错误;该反应中只有共价键断裂,D项错误。
4.已知一定条件下断裂或形成某些化学键的能量关系如下表:
断裂或形成的化学键
能量数据
断裂1molH2分子中的化学键
吸收能量436kJ
断裂1molCl2分子中的化学键
吸收能量243kJ
形成1molHCl分子中的化学键
释放能量431kJ
对于反应:
H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g),下列说法正确的是( )
A.该反应的反应热ΔH>0
B.生成1molHCl时反应放热431kJ
C.氢气分子中的化学键比氯气分子中的化学键更牢固
D.相同条件下,氢气分子具有的能量高于氯气分子具有的能量
解析:
选C 由于436kJ+243kJ=679kJ<862kJ,所以该反应的反应热为ΔH<0,A错误;生成1molHCl时放出热量91.5kJ,B错误;氢气的键能大于氯气的键能,所以氢气分子中的化学键更牢固,C正确;相同条件下,氢气稳定,则氢气分子具