高中化学第一章第一节化学反应与能量的变化第1课时焓变反应热教案新人教版必修4.docx

1、高中化学第一章第一节化学反应与能量的变化第1课时焓变反应热教案新人教版必修4第1课时焓变反应热学习目标1了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。2了解化学能与热能的相互转化，了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。3了解反应热和焓变的含义。1化学反应的基本特征(1)物质变化：即有新物质生成，其本质上是旧化学键的断裂和新化学键的生成。(2)能量变化：即放出能量或吸收能量。2焓变和反应热(1)焓变焓：与内能有关的物理量。焓变：生成物与反应物的焓值差，决定了某一化学反应是放热反应还是吸热反应。(2)反应热：反应在恒压条件下，化学反应的热效应等于焓变，即反应热。用H表示反应热。3H的正、

2、负与放热反应和吸热反应的关系H0时，为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量。H0时，为吸热反应，反应物的总能量低于生成物的总能量。 新知探究1反应热和焓变的关系反应热焓变不同点概念化学反应释放或吸收的热量化学反应中生成物的总焓与反应物的总焓之差相同点“”“”的意义“”表示反应吸热，“”表示反应放热数据来源可以通过实验直接测得，也可以利用已知数据通过计算求得联系在恒压条件下进行的化学反应，其热效应等于反应的焓变，如敞口容器中进行的化学反应注意焓、焓变、反应热的单位相同，但它们代表的意义不同焓(H)只有正值，而焓变(H)有正负之分可以通过焓变来判断一个反应是吸热反应还是放热反应2.化学反应中

3、能量变化的原因(1)微观角度若E1E2，反应吸收能量，H0，为吸热反应；若E1E2，反应放出能量，H0，反应吸热时H0C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，H为“”D一个化学反应中，当生成物总键能大于反应物的总键能时，反应吸热，H为“”解析反应热也指反应中吸收的热量，A错误；当反应放热时H0，B错误；在反应中生成物比反应物所具有的总能量少，反应放热，反之则吸热，C正确；化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，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，H为“”，D错误。答案C新知探究1常温下就能进行的反应一定是放热反应吗

4、？需要加热才能进行的反应一定是吸热反应吗？提示：常温下就能进行的反应不一定是放热反应，如Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应是吸热反应。有些放热反应需加热才能进行，如碳的燃烧。2下列过程，属于放热反应的是_，属于吸热反应的是_。盐酸和氢氧化钠溶液的反应；甲烷在空气中燃烧；CO2和C共热反应生成CO；液态水变成水蒸气；常温下，Ba(OH)28H2O能与NH4Cl反应。提示：名师点拨1常见的放热反应和吸热反应(1)常见的放热反应绝大多数化合反应，如CaOH2O=Ca(OH)2。所有的燃烧反应，如CH42O2CO22H2O。酸碱中和反应，如NaOHHCl=NaClH2O。活泼金属与酸或水的反应，

5、如2Na2H2O=2NaOHH2。部分特殊反应，如铝热反应、过氧化钠与水或CO2的反应、氨的催化氧化等。 (2)常见的吸热反应绝大多数分解反应，如CaCO3CaOCO2。铵盐与碱的反应，如2NH4Cl(s)Ba(OH)28H2O(s)=BaCl22NH310H2O。以C、CO和H2为还原剂的氧化还原反应，如C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)。2放热反应与吸热反应的比较类型比较放热反应吸热反应定义有热量放出的化学反应吸收热量的化学反应形成原因反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量与化学键强弱的关系生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子断键时吸

6、收的总能量生成物分子成键时释放出的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量表示方法H0H03.注意事项(1)物质发生化学反应一定伴随着能量变化，但伴随能量变化的物质变化不一定都是化学变化。如水蒸气变成液态水的过程放热，但该变化为物理变化。(2)化学反应的能量变化主要表现为热量变化，但并不完全是热量变化，还有光能、电能等。(3)一个反应是吸热反应还是放热反应与反应条件无必然关系。有些放热反应需加热才能进行，如碳的燃烧；有些吸热反应在常温下即可进行，如Ba(OH)28H2O与NH4Cl 的反应。对点演练2下列图示变化为吸热反应的是()解析选项B中反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应；C

7、项浓H2SO4溶于水放出热量，且不属于化学反应；D项Zn与稀盐酸的反应为放热反应。答案A1.下列关于化学反应的说法中正确的是() A有化学键断裂的过程一定发生了化学变化B化学反应中有物质变化也有能量变化C如图所示的反应为放热反应D需要加热才能发生的化学反应一定是吸热反应解析：选B盐溶于水断裂化学键，但该过程只发生了物理变化，A错误；由题图可知生成物的总能量大于反应物的总能量，故该反应为吸热反应，C错误；有些反应需要加热，但反应开始后撤掉热源，反应继续进行，如Fe与S的反应，是放热反应，D错误。2双选化学反应过程中的能量变化如图所示，判断以下说法正确的是()A图甲表示的是吸热反应B图乙表示的是放

8、热反应C图甲中H0解析：选CD由图像分析可知甲：E反应物E生成物，反应放热，H0；乙：E反应物0。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灼热的C与CO2反应CBa(OH)28H2O与NH4Cl反应D甲烷在氧气中的燃烧反应解析：选BAl与盐酸反应是放热反应；灼热的C和CO2反应是氧化还原反应， 同时又是吸热反应；C中反应也是吸热反应，但不是氧化还原反应；甲烷的燃烧是放热反应。4已知：H2(g)F2(g)=2HF(g)H546.6 kJmol1，下列说法正确的是()AH2和F2反应生成HF的反应是吸热反应B在相同条件下，1 mol H2与1 mol F2的能量总和

9、大于2 mol HF 气体的能量CHE(H2)E(F2)E(HF)(E表示键能)D通常情况下，该反应发生的条件是加热或光照解析：选BH546.6 kJmol1，说明该反应是放热反应，A错；放热反应中反应物的总能量高于生成物的总能量，B对；用键能求H，H反应物键能总和生成物键能总和，C项中应是2E(HF)，所以C错；H2和F2在黑暗处就能发生反应，所以D错。5已知H2(g)O2(g)=H2O(g)，反应过程中能量变化如图所示，请回答下列问题：(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？ _，H大于零还是小于零？_。解析：(1)H2(g)和 O2(g)与

10、2H(g)和O(g)之间的能量差是H22H(g)和 O2O(g)过程中断开HH键和OO键需吸收的能量。所以a代表旧键断裂吸收的能量，b代表2H(g)O(g)结合成OH键所放出的能量，c代表成键所释放的能量断键所吸收的能量，即bac。(2)由图可知该反应中反应物总能量大于生成物总能量，所以该反应为放热反应，H0。答案：(1)代表旧键断裂吸收的能量代表新键生成放出的能量代表反应热(2)放热反应小于零一、选择题1.根据图示分析，下列说法正确的是()AABC 和BCA两个反应吸收或放出的能量不等BABC 的H0，则 BCA的HN，则HO键比HN键的稳定性强，D项错误。9已知化学反应A2(g)B2(g)

11、=2AB(g)的能量变化如图所示，下列叙述中正确的是()A每生成2分子AB吸收b kJ热量B该反应热H(ab) kJmol1C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 AA和1 mol BB键，放出a kJ能量解析：选B观察题给图像可以得到，上述反应的反应物总能量低于生成物总能量，为吸热反应，其中反应热H(ab) kJmol1。化学反应过程中，化学键断裂为吸热过程，化学键形成为放热过程。10人们把断开1 mol某化学键所吸收的能量看成是该化学键的键能。已知HH键的键能为436 kJmol1，HN键的键能为391 kJmol1，根据热化学方程式：N2(g)3H2(g)=2NH3(

12、g)H92.4 kJmol1，则NN键的键能是()A431 kJmol1B945.6 kJmol1C649 kJmol1 D869 kJmol1解析：选BH反应物的键能之和生成物的键能之和。所以92.4 kJmol1436 kJmol13E(NN)2391 kJmol13，故E(NN)945.6 kJmol1。11SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在SF键。已知：1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ，断裂 1 mol FF、SF键需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则S(s)3F2(g)=SF6(g)的反应热H为()A1 780 kJmol1 B1 220

13、 kJmol1C450 kJmol1 D430 kJmol1解析：选B化学反应的实质是旧键的断裂和新键的生成，旧键的断裂吸收能量，新键的生成放出能量，两个能量变化的总体效应即为反应的热效应。S(s)3F2(g)=SF6(g)的反应过程中旧键断裂吸收的能量为280 kJ160 kJ3760 kJ，新键生成放出的能量为330 kJ61 980 kJ，反应放出1 220 kJ的能量，即H1 220 kJmol1。12科学家已获得了极具理论研究意义的N4分子，其结构为正四面体(如图所示)，与白磷分子相似。已知断裂1 mol NN 键吸收193 kJ热量，断裂1 mol NN键吸收941 kJ热量，则(

14、)AN4的熔点比P4高B1 mol N4气体转化为N2时要吸收724 kJ能量CN4是N2的同系物D1 mol N4气体转化为N2时要放出724 kJ能量解析：选DN4与白磷(P4)结构相似，均为分子晶体，由于N4相对分子质量小于P4，故其分子间作用力弱于P4，其熔点低于P4，A错；N4与N2互为同素异形体，而不是同系物，则C错；从结构图中可看出，一个N4分子中含有6个NN键，根据N4(g)=2N2(g)H，有H6193 kJmol12941 kJmol1724 kJmol1，故B项错误，D项正确。二、非选择题13下列反应中，属于放热反应的是_，属于吸热反应的是_(填序号)。煅烧石灰石制生石灰

15、燃烧木炭取暖炸药爆炸中和反应生石灰与水制熟石灰食物因氧化而变质解析：常见的放热反应：活泼金属与水或酸的反应、中和反应、燃烧反应、多数化合反应；常见的吸热反应：多数的分解反应、氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应、水煤气的生成反应、碳和二氧化碳生成一氧化碳的反应。答案：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)下列关于反应AB=CD的说法正确的是_。A反应前后原子的种类和数目一定不变B该反应若有热量变化，则一定是氧化还原反应C若该反应为放热反应，则不需加热反应就一定能进行D反应物的总质量与生成物的总质量一定相等，且该反应遵循能量守恒(2)若E1E2，则该反应为_(填“吸热”或“

16、放热”)反应，该反应的反应热为_。解析：(1)每个反应都遵循质量守恒和能量守恒，故A、D两项正确。任何反应都伴随着能量变化，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，引发反应，C项错误。(2) 答案：(1)AD(2)吸热H(E2E1) kJmol115如图是某同学设计的放热反应的观察装置，其实验顺序是：按图所示将实验装置连接好；在U形管内加入少量红墨水(或品红溶液)打开T形管螺旋夹，使U形管内两边的液面处于同一水平面，再夹紧螺旋夹；在中间的试管里盛1 g CaO，当滴入2 mL左右的蒸馏水后，即可观察。试回答：(1)实验中观察到U形管中的现象是_。(2)

17、该实验中必须进行的一步实验操作是_。(3)该实验的原理是_。(4)实验中进行反应的化学方程式是_。(5)说明CaO和H2O的能量之和与Ca(OH)2的能量之间的关系：_。(6)若该实验中CaO换成NaCl，则_(填“能”或“不能”)观察到相同现象。解析：从提供的仪器和目的来看，意在通过观察U形管里液面变化指示左边装置中发生反应的热量变化。自然想到了热胀冷缩现象；而在实验中利用大试管里的空气膨胀，故此实验要求装置必须气密性良好，否则无法观察到现象。答案：(1)红墨水或品红溶液沿开口端上升(2)检查装置气密性(3)CaO和水反应放出热量使大试管中空气膨胀，引起红墨水或品红溶液在U形管中的位置不再相

18、平(4)CaOH2O=Ca(OH)2(5)CaO和H2O的能量之和大于Ca(OH)2的能量(6)不能能力提升16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Cl2Br2I2H2HClHIHBr键能(kJmol1)243193151436431298366根据上述数据回答(1)(4)题。(1)下列物质本身具有的能量最低的是_。AH2BCl2CBr2DI2(2)下列氢化物本身具有的能量最低的是_。AHClBHBrCHI(3)X2H2=2HX(X代表Cl、Br、I)的反应是_反应。(填“吸热”或“放热”)(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

19、质的量的氢气时，放出的热量最多的是_。解析：(1)破坏物质中的化学键消耗能量越多，说明原物质越稳定，本身能量越少，由表知H2应具有最低能量。(2)物质越不活泼，与H2形成氢化物越不稳定，本身能量越高，故选A。(3)由表可知，反应物X2H2的能量都小于氢化物2倍的能量，故均为放热反应。(4)由表可知，反应物Cl2H2所具有的能量，与2倍HCl的能量相差最大，故放热最多，因化学反应的本质是旧键断裂吸热，新键形成放热。答案：(1)A(2)A(3)放热(4)Cl217在研究化学反应中的能量变化时我们通常做如图所示的实验：在一个小烧杯里，加入约20 g已研磨成粉末的氢氧化钡晶体Ba(OH)28H2O，将小烧杯放在事先已滴有34滴水的玻璃片(或三合板)上，然后再加入约10 g NH4Cl晶体，并立即用玻璃棒迅速搅拌。试回答下列问题：(1)实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是_。(2)如果实验中没有看到“结冰”现象，可能的原因(回答出三个以上的原因)_