第1講 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)(基礎(chǔ)落實(shí)課)
逐點(diǎn)清(一) 焓變 熱化學(xué)方程式 (一)反應(yīng)熱 焓變1．化學(xué)反應(yīng)中的能量變化(1)化學(xué)反應(yīng)中的兩大變化：_____變化和_____變化。(2)化學(xué)反應(yīng)中的兩大守恒：_____守恒和_____守恒。
(3)化學(xué)反應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化形式
(4)化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)與特征
2．反應(yīng)熱與焓變(1)反應(yīng)熱①在等溫條件下，化學(xué)反應(yīng)體系向環(huán)境釋放或從環(huán)境吸收的熱量，稱(chēng)為化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)，簡(jiǎn)稱(chēng)反應(yīng)熱。②反應(yīng)熱產(chǎn)生的原因是化學(xué)反應(yīng)前后體系的內(nèi)能(U)發(fā)生變化。③內(nèi)能是體系內(nèi)物質(zhì)的各種能量總和，受溫度、壓強(qiáng)和物質(zhì)的聚集狀態(tài)等影響。
3．吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)(1)從反應(yīng)物和生成物的總能量相對(duì)大小的角度分析
(2)從鍵能的角度分析
(3)常見(jiàn)的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)
[注意] 有能量變化的物理變化不屬于放熱反應(yīng)或吸熱反應(yīng)。
4．活化能與催化劑(1)E1為正反應(yīng)活化能，E2為逆反應(yīng)活化能，ΔH為_(kāi)_____。(2)催化劑能_____正、逆反應(yīng)的活化能，能提高反應(yīng)物活化分子百分含量，但不影響焓變的大小。
(二)熱化學(xué)方程式1．熱化學(xué)方程式
2．書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式的方法[注意] ①熱化學(xué)方程式不注明反應(yīng)條件。②熱化學(xué)方程式不標(biāo)“↑”“↓”，但必須用s、l、g、aq標(biāo)明物質(zhì)的聚集狀態(tài)。③熱化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示物質(zhì)的量，其ΔH必須與化學(xué)方程式及物質(zhì)的聚集狀態(tài)相對(duì)應(yīng)。
微點(diǎn)小練1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)。(1)任何反應(yīng)都有能量變化，吸熱反應(yīng)一定需要加熱( )(2)同溫同壓下，反應(yīng)H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和點(diǎn)燃條件下的ΔH不同( )(3)同一反應(yīng)的物質(zhì)狀態(tài)不同，對(duì)應(yīng)的ΔH不同( )(4)物質(zhì)的焓越小，能量越低，物質(zhì)越穩(wěn)定( )
(5)需加熱的反應(yīng)一定為吸熱反應(yīng)，不需加熱的反應(yīng)一定為放熱反應(yīng)( )(6)吸熱反應(yīng)中，反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂吸收的總能量高于反應(yīng)產(chǎn)物形成化學(xué)鍵放出的總能量( )(7)NH4NO3固體溶于水時(shí)吸熱，屬于吸熱反應(yīng)( )(8)活化能越大，表明反應(yīng)斷裂舊化學(xué)鍵需要克服的能量越大( )
2．(1)101 kPa時(shí)，1 ml CH4(g)完全燃燒生成液態(tài)水和CO2氣體，放出890.3 kJ的熱量，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________。(2)0.3 ml的氣態(tài)乙硼烷(分子式B2H6)在氧氣中燃燒，生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水，放出649.5 kJ的熱量，則其熱化學(xué)方程式為_(kāi)________________________________________。
答案：(1)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.3 kJ·ml－1(2)B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l)ΔH＝－2 165 kJ·ml－1
[題點(diǎn)考法·全面練通]題點(diǎn)(一) 化學(xué)反應(yīng)歷程與能量變化1．據(jù)報(bào)道：科學(xué)家首次用X射線激光技術(shù)觀察到CO與O在催化劑表面形成化學(xué)鍵的過(guò)程。反應(yīng)過(guò)程的示意圖如圖。
下列說(shuō)法正確的是( )A．CO和O生成CO2是吸熱反應(yīng)B．在該過(guò)程中，CO斷鍵形成C和OC．CO和O生成了具有極性共價(jià)鍵的CO2D．狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO與O2反應(yīng)的過(guò)程
解析： A項(xiàng)，由能量—反應(yīng)過(guò)程圖像中狀態(tài)Ⅰ和狀態(tài)Ⅲ知，CO和O生成CO2是放熱反應(yīng)，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，由狀態(tài)Ⅱ知，在CO與O生成CO2的過(guò)程中CO沒(méi)有斷鍵形成C和O，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，由狀態(tài)Ⅲ及CO2的結(jié)構(gòu)式知，CO2分子中存在碳氧極性共價(jià)鍵，正確；D項(xiàng)，由能量—反應(yīng)過(guò)程圖像中狀態(tài)Ⅰ(CO和O)和狀態(tài)Ⅲ(CO2)分析，狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO和O原子反應(yīng)生成CO2的過(guò)程，錯(cuò)誤。答案：C
2．CO2和CH4催化重整可制備合成氣，對(duì)減緩燃料危機(jī)具有重要的意義，其反應(yīng)歷程示意圖如下：下列說(shuō)法不正確的是 ( )A．合成氣的主要成分為CO和H2B．①→②既有碳氧鍵的斷裂，又有碳氧鍵的形成C．①→②放出能量D．Ni在該反應(yīng)中沒(méi)有參與反應(yīng)
解析：由圖示可知CO2和CH4在Ni催化作用下，最終生成CO和H2，故A項(xiàng)正確；化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程中存在反應(yīng)物中鍵的斷裂和生成物中鍵的形成，由圖示可知①→②過(guò)程中既有碳氧鍵的斷裂，又有碳氧鍵的形成，故B項(xiàng)正確；①的能量總和大于②的能量總和，則①→②的過(guò)程放出能量，故C項(xiàng)正確；由圖示可知CO2和CH4催化重整生成CO和H2的過(guò)程中Ni參與反應(yīng)，但其質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)沒(méi)有發(fā)生變化， Ni為催化劑，故D項(xiàng)不正確。答案：D
題點(diǎn)(二) 根據(jù)能量變化圖像或鍵能計(jì)算焓變3．單斜硫和正交硫轉(zhuǎn)化為二氧化硫的能量變化如圖，下列說(shuō)法正確的是( )
A．S(s，單斜)===S(s，正交) ΔH＝－0.33 kJ·ml－1B．①式表示斷裂1 ml O2中的共價(jià)鍵所吸收的能量比形成1 ml SO2中的共價(jià)鍵所放出的能量少297.16 kJC．②式表示一個(gè)正交硫分子和1個(gè)O2分子反應(yīng)生成一個(gè)SO2分子放出296.83 kJ的能量D．單斜硫比正交硫更穩(wěn)定
解析：由能量圖可知，單斜硫的能量比正交硫的能量高，因此S(s，單斜)===S(s，正交)為放熱反應(yīng)，ΔH＝－0.33 kJ·ml－1，A正確，D錯(cuò)誤；①式反應(yīng)斷裂1 ml單斜硫(s)中的共價(jià)鍵和1 ml O2(g)中的共價(jià)鍵吸收的能量比形成1 ml SO2(g)中的共價(jià)鍵所放出的能量少297.16 kJ，B錯(cuò)誤；熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)前的化學(xué)計(jì)量數(shù)不再表示粒子的數(shù)目，只表示物質(zhì)的“物質(zhì)的量”，C錯(cuò)誤。答案：A
4．根據(jù)鍵能數(shù)據(jù)估算CH4(g)＋4F2(g)===CF4(g)＋4HF(g)的反應(yīng)熱ΔH為( )A.－485 kJ·ml－1 B．＋485 kJ·ml－1C．＋1 940 kJ·ml－1 D．－1 940 kJ·ml－1解析：ΔH＝反應(yīng)物的鍵能總和－生成物的鍵能總和＝414 kJ·ml－1×4＋155 kJ·ml－1×4－489 kJ·ml－1×4－565 kJ·ml－1×4＝－1 940 kJ·ml－1。答案：D
[思維建模] ΔH的三種基本公式(1)ΔH＝反應(yīng)物總鍵能之和－生成物總鍵能之和。(2)ΔH＝生成物總能量－反應(yīng)物總能量＝H(生成物)－H(反應(yīng)物)。(3)ΔH＝正反應(yīng)活化能－逆反應(yīng)活化能。
[注意] 常見(jiàn)物質(zhì)(1 ml)中化學(xué)鍵數(shù)目
解析：表示氫氣燃燒熱時(shí)產(chǎn)物中的水應(yīng)該為液態(tài)，故A錯(cuò)誤；由已知，則石墨能量較低，更穩(wěn)定，故B錯(cuò)誤；中和熱的熱化學(xué)方程式為NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.4 kJ·ml－1，故C錯(cuò)誤；C(s)與O2(g)完全燃燒時(shí)放出的熱量多，ΔH1

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