資源簡介

第一節　反應熱
課題1　反應熱和熱化學方程式
1. 了解化學反應的體系與環境，了解反應熱和焓變的含義。
2. 能說出常見的能量轉化形式并舉例說明化學能與熱能的相互轉化。
3. 了解化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因。
4. 認識熱化學方程式的意義，能正確書寫熱化學方程式。
1. 舉例說明常見的放熱反應和吸熱反應，并說出放熱反應和吸熱反應中的能量轉化形式。
2. 在研究物質或反應的熱量變化時，將研究的對象(物質或反應)看作一個體系，與體系相互影響的其他部分看作環境。內能是體系內物質所含各種能量的總和。
(1) 現有一只裝有濃硫酸的燒杯敞口露置于空氣中。如果把濃硫酸看成是研究的體系，那什么是環境？
(2) 如何從反應物體系和生成物所含總能量(內能)的高低判斷放熱反應和吸熱反應？
3. 人們用反應熱來定量描述化學反應過程中釋放或吸收的熱量。在等溫條件下，化學反應體系向環境釋放或從環境吸收的熱量，稱為化學反應的熱效應，簡稱反應熱。焓(H)是與內能有關的物理量。等壓條件下的反應熱等于焓變(ΔH)。放熱時體系焓減小ΔH＜0，吸熱時體系焓增大ΔH＞0。下圖為反應過程中物質能量的變化圖，請在下圖中標出ΔH＜0還是ΔH＞0。
　　　　
H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)反應的變化過程及其能量變化如圖所示。
1. 從微觀角度看H2(g)和Cl2(g)反應生成HCl(g)的過程是什么？
2. 根據圖中提供的鍵能數據，計算1 mol H2與1 mol Cl2作用生成2 mol HCl的熱效應。
3. 從化學鍵的角度看，化學反應中能量變化的原因是什么？如何判斷反應是放熱反應還是吸熱反應？
1. 表示化學反應熱效應的化學方程式稱為熱化學方程式。查閱25 ℃、101 kPa的條件下氫氣燃燒的熱化學方程式時，找到如下幾種表示形式：
①H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－241.8 kJ·mol-1
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ·mol-1
③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol-1
④2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋483.6 kJ·mol-1
(1) 熱化學方程式與普通化學方程式的不同點有哪些？如何理解上述熱化學方程式中ΔH大小各不相同。
(2) 實驗測得，1 mol H2(g)與1 mol Cl2(g)作用生成2 mol HCl(g)放出184.6 kJ的熱量。寫出該反應的熱化學方程式。比較活動二第2題中依據鍵能分析得到的理論值，你能得出什么結論？
2. 根據你的認識和理解，結合所給提示寫出下列有關反應的熱化學方程式。
(1) 1 mol CaCO3(s)分解生成CaO(s)和CO2(g)，吸收178.2 kJ熱量。
(2) N2(g)與H2(g)反應生成1 mol NH3(g)，放出46.1 kJ熱量。
(3) 1 g甲烷在空氣中燃燒，恢復至常溫下測得放出55.625 kJ熱量。
(4) 紅磷P(s)和Cl2(g)發生反應生成PCl3(g)和PCl5(g)。反應過程和能量關系如圖所示(圖中的ΔH表示生成1 mol產物的數據)。試回答下列問題。
①寫出P和Cl2反應生成PCl3的熱化學方程式。
②寫出PCl5分解生成PCl3和Cl2的熱化學方程式。
1. 下列說法不正確的是(　　)
A. 化學反應除了生成新物質外，還伴隨著能量的變化
B. 對于ΔH>0的反應，反應物的能量小于生成物的能量
C. 放熱反應都不需要加熱即能發生
D. 化學反應過程中的能量變化除了熱能外，也可以是光能、電能等
2. (2023濮陽第一高級中學月考)下列反應屬于吸熱反應的是(　　)
A. 炭燃燒生成一氧化碳 B. 中和反應
C. 鋅粒與稀硫酸反應制取H2 D. Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl固體反應
3. 下列物質間的反應，其能量變化符合下圖的是(　　)
A. 由鋁和鹽酸制氫氣
B. 灼熱的炭與二氧化碳反應
C. 石灰石分解制生石灰
D. NH4Cl受熱分解
4. 在相同條件下，下列兩個反應的反應熱分別用ΔH1和ΔH2表示：
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH1；2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2。
則ΔH1與ΔH2比較正確的是(　　)
A. ΔH2>ΔH1 B. ΔH1>ΔH2 C. ΔH1＝ΔH2 D. 無法確定
5. 已知斷裂1 mol H—H鍵吸收的能量為436 kJ，斷裂1 mol H—N鍵吸收的能量為391 kJ，根據化學方程式：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol-1，則斷裂1 mol N≡N鍵吸收的能量是(　　)
A. 431 kJ B. 945.6 kJ C. 649 kJ D. 869 kJ
6. (2023上海宜川中學期中)已知H2(g)＋F2(g)===2HF(g)　ΔH＝－270 kJ·mol-1，下列說法正確的是(　　)
A. 2 L氟化氫氣體分解成1 L氫氣與1 L氟氣吸收270 kJ熱量
B. 1 mol氫氣與1 mol氟氣反應生成2 mol液態氟化氫放出的熱量小于270 kJ
C. 在相同條件下，1 mol氫氣與1 mol氟氣的能量總和大于2 mol氟化氫氣體的能量
D. 1個氫氣分子與1個氟氣分子反應生成2個氟化氫氣體分子放出270 kJ熱量
7. 根據下圖所示能量變化，寫出反應的熱化學方程式并回答問題。
(1) 反應過程①的熱化學方程式：_____________________________________。
(2) 反應過程②的熱化學方程式：_____________________________________。
(3) Q與Q1的關系：Q________(填“>”“<”或“＝”)Q1。
8. 0.1 mol氨氣和一定量的氯化氫氣體完全化合生成氯化銨固體，放出17.6 kJ熱量，其熱化學方程式是__________________________________________；1 mol CO還原適量Fe2O3固體生成Fe，放出8.2 kJ熱量，其熱化學方程式是____________
__________________________________________________________。
課題1　反應熱和熱化學方程式
【活動方案】
活動一：
1. 放熱反應：
(1) 2H2＋O22H2O
(2) C2H5OH＋3O22CO2＋3H2O
(3) CaO＋H2O===Ca(OH)2
(4) 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
吸熱反應：
(1) C＋CO22CO
(2) C＋H2OCO＋H2
(3) CaCO3CaO＋CO2↑
(4) Ba(OH)2·8H2O＋2NH4ClBaCl2＋2NH3↑＋10H2O
放熱反應主要是化學能轉化為熱能；吸熱反應主要是熱能轉化為化學能。
2. (1) 裝濃硫酸的燒杯、空氣是環境。
(2) 反應物總能量高于生成物總能量的反應是放熱反應；反應物總能量低于生成物總能量的反應是吸熱反應。
3．ΔH<0　ΔH>0
活動二：
1. 從微觀角度看，H2和Cl2需先斷裂化學鍵變成H原子和Cl原子，后H原子和Cl原子形成新的化學鍵得到HCl分子。
2. 斷裂1 mol H—H鍵需吸收436 kJ能量，斷裂1 mol Cl—Cl鍵需吸收243 kJ能量；形成1 mol H—Cl鍵會釋放431 kJ能量。所以反應總體上會放出183 kJ的能量。
3. 從微觀角度看，化學反應中能量變化的原因是斷裂化學鍵所需的能量和形成化學鍵所放出的能量不相等。斷裂化學鍵所需總能量(反應物鍵能總和)大的是吸熱反應，形成化學鍵所需總能量(生成物鍵能總和)大的是放熱反應。
活動三：
1. (1) 不同點：不僅表示了物質的變化，而且表示了能量變化；指明了反應時的溫度和壓強，不特別注明條件，即指25 ℃、1.01×105Pa；一定要用括號注明各物質在反應時的聚集狀態：用“s”表示固體、“l”表示液體、“g”表示氣體；ΔH一定要標明“＋”或“－”，且要有單位。化學計量數的單位是“mol”，因此可以使用分數，同時ΔH要相應變化。當反應物和生成物調換時，反應熱效應發生變化。
(2) H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－184.6 kJ·mol-1
理論分析與實驗結果非常接近，說明化學鍵的斷裂和形成是化學反應中產生能量變化的原因。
2. (1) CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH＝＋178.2 kJ·mol-1
(2) N2(g)＋H2(g)===NH3(g)　ΔH＝－46.1 kJ·mol-1
(3) CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890 kJ·mol-1
(4) ①2P(紅磷，s)＋3Cl2(g)===2PCl3(g)ΔH＝－612 kJ·mol-1
②PCl5(g)===PCl3(g)＋Cl2(g)　ΔH＝＋93 kJ·mol-1
【課堂反饋】
1. C　2.D　3.A　4.B　5.B　6.C
7. (1) A2(g)＋B2(g)===C(g)　ΔH＝－Q kJ·mol-1　
(2) C(g)===A2(g)＋B2(g)　ΔH＝＋Q1 kJ·mol-1
(3) ＝
8. NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s) ΔH＝－176 kJ·mol-1
3CO(g)＋Fe2O3 (s)===2Fe(s)＋3CO2 (g) ΔH＝－24.6 kJ·mol-1

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