第一章 化学反应与能量 第一节 化学反应与能量变化 第 1 课时 焓变 反应热 1．化学反应的基本特征：一是物质发生了变化，即有__________生成；二是能量发生了变化，即_______ __能量或_________能量。 如：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)反应的能量变化如下图所示： 由图可知，1 mol H2 分子中的化学键断裂吸收的能量是_________，1 mol Cl2 分子中的化学键断裂吸收的能 量是_________，2 mol HCl 分子中的化学键形成释放的能量是_________，则 H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反 应放出的热量为_________。 2．化学反应中的能量变化有多种形式，但通常主要表现为_________的变化。因此化学反应分为两类：__ _______反应和_________反应。下列图中，图 1 表示_________反应，图 2 表示_________反应。 （1）放热反应：放出热量的化学反应。 （2）吸热反应：吸收热量的化学反应。 3．反应热的概念：当化学反应在一定的温度下进行时，反应所__________________称为该反应在此温度 下的热效应，简称为反应热。 （1）表示方法：用符号 Q 表示；Q>0，反应吸热；Q<0，反应放热。 （2）单位：___________________________。 （3）意义：定量描述化学反应释放或吸收的热能。 【答案】1.新物质 吸收 放出 436 kJ 243 kJ 862 kJ 183 kJ 2. 热量 放热 吸热 放热 吸热 3. 释放或吸收的热量 放热 J·mol－1 或 kJ·mol－1 一、化学反应过程中能量变化的原因 1．微观角度 反应热是旧化学键断裂吸收的热量与新化学键形成放出的热量的差值。 图中 a 表示旧化学键断裂吸收的热量；b 表示新化学键形成放出的热量；c 表示反应热。 反应热 ΔH=反应物的键能之和−生成物的键能之和 2．宏观角度 反应热是生成物总能量与反应物的总能量的差值。 丙烯与 HCl 加成可能发生反应①和②，其能量与反应进程如图所示：下列说法正确的是 A．CH3CHClCH3 比 CH3CH2CH2Cl 稳定 B．反应①的第 I 步与第Ⅱ步均放出能量 C．反应②的第 I 步比第Ⅱ步反应速率快 D．活化能反应①比②的大，反应①更易进行 【解析】A．CH3CHClCH3 比 CH3CH2CH2Cl 能量低，能量低的物质稳定，则 CH3CHClCH3 比 CH3CH2CH2Cl 稳定，故 A 正确；B．反应①的Ⅰ的能量增大、Ⅱ的能量减小，则 I 吸收能量，故 B 错误；C．反应②的第 I 步比第 II 步活化能大，则反应②的第 I 步比第Ⅱ步反应速率慢，故 C 错误；D．活化能反应①比②的大， 活化能高难以进行，故 D 错误；故答案为 A。 【答案】A 二、放热反应和吸热反应的判断 根据基本知识判断 常见的吸热反应：①大多数分解反应；②以 H2、CO、C 为还原剂的氧化还原反应，如 C+H2O(g) CO+H2；③ Ba(OH)2·8H2O 与 NH4Cl 晶体的反应。 常见的放热反应：①金属与水或酸的反应；②酸碱中和反应；③大多数化合反应；④燃烧反应；⑤铝 热反应；⑥营养物质在生物体内的氧化反应。 根据键能变化判断 当生成物分子成键释放的总能量＞反应物分子断键吸收的总能量时，该反应表现为放热反应，即 ΔH ＜0；当生成物分子成键释放的总能量＜反应物分子断键吸收的总能量时，该反应表现为吸热反应，即 ΔH ＞0。 根据图像判断 当反应物的总能量高于生成物的总能量时，为放热反应；当反应物的总能量低于生成物的总能量时， 为吸热反应。 根据反应条件判断 反应开始需要加热，而停止加热后，反应亦可继续进行，则为放热反应；若反应需要持续不断地加热 才能进行，则可能为吸热反应也可能为放热反应。 下列变化符合图示的是 ① 冰雪融化 ② KMnO4 分解制 O2 ③ 铝与氧化铁的反应 ④钠与水反应 ⑥碘的升华 A．②⑥⑦ ⑦ Ba(OH)2·8H2O 和 NH4Cl 的反应. B．②⑤⑦ C．①②⑤⑥⑦ ⑤二氧化碳与灼热的木炭反应 D．③④ 【解析】图示，反应物的总能量小于生成物的总能量，该图示表示的是吸热反应，据此回答。①冰雪融化 吸热，是物理变化，不符合；② KMnO4 分解制 O2 是吸热反应，符合；③铝与氧化铁的反应是放热反应， 不符合；④钠与水的反应是放热反应，不符合；⑤二氧化碳与灼热木炭的反应是吸热反应，符合；⑥碘的 升华吸热，是物理变化，不符合；⑦ Ba(OH)2·8H2O 和 NH4Cl 反应是吸热反应，符合；答案选 B。 【答案】B 【点睛】掌握常见的放热反应和吸热反应是解答的关键，一般金属和水或酸的置换反应、酸碱中和反应、 一切燃烧、大多数化合反应和置换反应、缓慢氧化反应如生锈等是放热反应。大多数分解反应、铵盐和碱 反应、碳（或氢气或 CO）作还原剂的反应等是吸热反应。另外还需要注意不论是放热反应还是吸热反应 均是化学变化。 （1）反应开始时需要加热的反应可能是吸热反应也可能是放热反应。有些吸热反应不但反应开始时需 要加热，反应发生过程中仍需不断加热才能使反应继续进行下去；有的放热反应在反应开始时也需要加热， 反应发生后会放出一定的热量，如果放出的热量可使反应维持下去，则反应过程中不需要再加热，否则也 必须不断加热才能使反应继续进行下去。 （2）常温下就能进行的反应不一定都是放热反应，如氢氧化钡和氯化铵的反应。 （3）任何化学反应都伴随着能量变化，但能量变化不一定都表现为热量变化，还可能以声、光、电等 形式表现出来。 （4）放出热量（或吸收热量）的物质变化过程不一定是放热反应（或吸热反应），如水蒸气冷凝为水 放热，干冰升华吸热，它们不是放热反应或吸热反应，而是物理变化过程。 基础练 1．下列对化学反应的认识错误的是 A．会引起化学键的变化 B．会产生新的物质 C．必然引起物质状态的变化 D．必然伴随着能量的变化 2．下列变化中属于吸热反应的是 ① 液态水汽化　②将胆矾加热变为白色粉末　③葡萄糖在人体内氧化分解　 ④ 氯酸钾分解制氧气　⑤生石灰跟水反应生成熟石灰 A．①② B．②③ C．①④⑤ D．②④ 3．化学反应中的能量变化，通常主要表现为热量的变化——吸热或者放热。下列有关说法不正确的是 A．氢气在氧气中燃烧和在空气中燃烧都是放热反应 B．煤的燃烧需要加热点燃，故是吸热反应 C．放热反应的反应物的总能量高于生成物的总能量 D．煅烧石灰石制生石灰是吸热反应 4．金刚石和石墨都是碳的单质，石墨在一定条件下可以转化为金刚石。已知 12g 石墨完全转化为金刚石时， 要吸收 EkJ 的能量，下列说法正确的是 A．金刚石与石墨互为同位素 B．石墨不如金刚石稳定 C．金刚石不如石墨稳定 D．等质量的石墨与金刚石完全燃烧，金刚石放出的能量少 5．下列各图所表示的反应是吸热反应的是 A． C． B． D． 6．在相同条件下，下列两个反应放出的热量分别用 ΔH1 和 ΔH2 表示：2H2(g)+O2(g) 2H2(g)+O2(g) A．ΔH2＞ΔH1 2H2O（l） ΔH2。则 B．ΔH1＞ΔH2 C．ΔH1=ΔH2 2H2O(g) ΔH1； D．无法确定 7．CO(g)与 H2O(g)反应的能量变化如下图所示，有关两者反应的说法正确的是 A．该反应为吸热反应 B．1 mol CO(g)和 1 mol H2O(g)具有的总能量大于 1 mol CO2(g)和 1 mol H2(g)具有的总能量 C．该反应不需要加热就能进行 D．1 mol CO2(g)和 1 mol H2(g)反应生成 1 mol CO(g)和 1 mol H2O(g)要放出 41 kJ 热量 能力练 8．下列说法不正确的是 A．化学变化过程是原子的重新组合过程 B．化学反应的焓变用 ΔH 表示，单位是 kJ·mol-1 C．化学反应的焓变 ΔH 越大，表示放热越多 D．化学反应中的能量变化不都是以热能形式表现出来的 9．下列说法中正确的是 A．在化学反应中，发生物质变化的同时不一定发生能量变化 B．ΔH>0 表示放热反应，ΔH<0 表示吸热反应 C．生成物的总焓大于反应物的总焓时， ΔH>0 D．ΔH 的大小与热化学方程式中的各物质的化学计量数无关 10．将盛有 NH4HCO3 粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈， 醋酸逐渐凝固。由此可见下列说法不正确的是 A．NH4HCO3 和盐酸的反应是吸热反应 B．该反应中，热能转化为反应产物内部的能量 C．反应物的总能量高于反应产物的总能量 D．反应的化学方程式为 NH4HCO3＋HCl===NH4Cl＋CO2↑＋H2O 11．下列图示变化为吸热反应的是 A B C D 12．某反应的反应过程中能量变化如图所示 (图中 表示正反应的活化能， 表示逆反应的活化能 下列有 关叙述正确的是 A．该反应为放热反应 B．催化剂能改变反应的焓变 C．催化剂能降低反应的活化能 D．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收的总能量 1．【答案】C 【解析】化学反应的本质是化学键的断裂和形成，表现为有新物质生成，而化学变化中的反应物和反应 产物的状态在反应前后可能相同，也可能不相同，故 C 项错。 2．【答案】D 【解析】①不属于化学反应；③⑤属于放热反应。 3．【答案】B 【解析】A. 氢气在氧气中燃烧和在空气中燃烧都是放热反应，A 正确；B. 煤的燃烧需要加热点燃，但仍 然是放热反应。反应是放热还是吸热与反应条件没有关系，B 错误；C. 放热反应中反应物的总能量高于 生成物的总能量，C 正确；D. 煅烧石灰石制生石灰是吸热反应，D 正确。答案选 B。 4．【答案】C 【解析】A. 金刚石与石墨均是碳元素形成的不同单质，二者互为同素异形体，A 错误；B. 已知 12g 石墨 完全转化为金刚石时，要吸收 EkJ 的能量，这说明石墨的能量比金刚石低，能量越低越稳定，金刚石不 如石墨稳定，B 错误；C. 已知 12g 石墨完全转化为金刚石时，要吸收 EkJ 的能量，这说明石墨的能量比 金刚石低，能量越低越稳定，金刚石不如石墨稳定，C 正确；D. 石墨的能量比金刚石低，因此等质量的 石墨与金刚石完全燃烧，金刚石放出的能量多，D 错误；答案选 C。 5．【答案】A 【解析】若反应物的总能量＞生成物的总能量，则反应为放热反应，若反应物的总能量＜生成物的总能 量，则反应为吸热热反应，选项 A 符合题意，故答案为 A。 6．【答案】B 【解析】气态水液化时要释放能量。