第1章 化学反应与能量转化 第1节 化学反应的热效应 第2课时 化学反应的焓变
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1.了解焓变与反应吸热或放热的关系。 2.掌握化学方程式的书写和意义。 ■自主梳理—基础知识导航 一、化学反应的焓变
1.焓：用来描述物质所具有的能量的物理量，符号H。
【注意】① 焓是一个物理量；②焓是物质固有的性质，与密度相似 2.焓变
（1）定义：_______，符号___。是用来描述反应热的物理量。 （2）表达式及单位
—1
△H=H（反应产物) — H（反应物），单位：KJ/mol或J?mol
（3）意义P:从能量角度分析焓变与吸热反应、放热反应的关系：吸热反应：____________，即产物的焓（产物具有的总能量）大于反应物的焓(反应物具有的总能量 )，当由反应物生成产物时，需吸收能量。
放热反应：__________，即产物的焓（产物具有的总能量）小于反应物的焓(反应物具有的总能量 )，当由反应物生成产物时，需释放能量。 问题思考1 ？（1）焓和焓变分别是用来描述什么的物理量？（2）反应焓变与反应热有什么关 系？在什么条件下，该关系成立？ 二、热化学方程式
1.定义：表明_______________的化学方程式。
2.含义：不仅表明了__________，也表明了__________。 自主梳理参考答案 一、1. 用来描述物质所具有的能量的物理量 H2. （1）生成物的总焓与反应物的总焓之差 △H（3）△H>0 △H<0
二、1.反应所放出或吸收热量2.化学反应中的物质变化 化学反应中的能量变化 问题思考参考答案 问题思考1：（1）焓用来描述物质所具有的能量的物理量；焓变是是用来描述反应热的物理量。（2）对于等压条件下的化学反应，若只存在化学能与热能之间的相互转化，则该反应的反应热等于焓变，表示为：Qp=△H （Qp为等压反应热） 问题思考2 ：反应焓变单位中的mol-1表明参加反应的各物质的物质的量与化学方程式中各物质的化学式的系数相同。例如：反应热△H的单位是kJ/mol，为每摩尔反应的热效应。对于a A+b B→c C+d D的反应，每摩尔反应是指a mol A与b mol B作用生成c mol C和d mol D的反应。
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探究一：反应热与焓变的区别与联系 含义 反应热 化学反应中吸收或放出 的热量 Q Q>0,反应吸收热量 Q<0，反应放出热量 焓变 化学反应中生成物所具有的焓与反应物所具有的焓之差 △H △H>0，反应吸收热量 △H<0，反应放出热量 符号 与能量变化关系 二者的相互联系 与键能的关系 △H是化学反应在恒定温度和压强下（即敞口容器中进行的化学反应）且不与外界进行电能、光能等其他能量的转化时的反应热（Qp）； △H= Qp，中学阶段二者通用 △H= Qp=反应物的键能—生成物的键能 探究二：热化学方程式的书写
1.热化学方程式与普通化学方程式的区别 化学方程式 热化学方程式 是整数也可以是分数，只表示该物质的物质的量 必须在分子式后注明 必须注明 不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化 化学计量数 是整数，既表示粒子个数又表示该物质的物质的量 状态 △H正负号及单位 意义 不需注明 无 表示化学反应中的物质变化 2.正确书写热化学方程式 ① 注明各物质的聚集状态；气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，溶液用“aq”。热化学方程式中不标反应条件，也不用↑和↓。
② 注意反应热△H与测定条件（温度、压强等）有关。因此书写热化学方程式时应注明△H的测定条件。 绝大多数△H是在298K、101325Pa下测定的，可不注明温度和压强。 ③ △H的单位J?mol或kJ?mol；
④ 注意热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子数或原子数。因此化学计量数可以是整数、也可以是分数。
⑤△H的的值与方程式中的物质前的系数成正比，若反应逆向进行，△H的数值改变符号，但绝对值不变。
⑥△H的的值指的是反应物完成转化为产物所放出的热量。 ■典例剖析-名师释疑助航
—1
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例1. 已知25℃、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为
C(石墨)＋O2(g)＝CO2(g) △H＝–393.51 kJ ·mol
?1
?1
C(金刚石)＋O2(g)＝CO2(g) △H＝–395.41 kJ ·mol据此判断，下列说法中正确的是 ? ?
A．由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低 B．由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高 C．由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低
D．由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高 答案：A
解析：从题意知，1 mol金刚石燃烧生成CO2放出的热量比1 mol石墨燃烧生成CO2放出的热量多，说明石墨的能量比金刚石的低，因此由石墨制备金刚石应是吸热反应。 【变式训练1】 灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体，已知： ①Sn(s、白)＋2HCl(aq)＝SnCl2(aq)＋H2(g)；?H1 ②Sn(s、灰)＋2HCl(aq)＝SnCl2(aq)＋H2(g)；?H2 ③Sn(s、灰)?13.2 ℃?13.2 ℃Sn(s、白)；?H3＝＋2.1 kJ/mol ；
下列说法正确的是 （ ）
A．?H1＞?H2 B．锡在常温下以灰锡状态存在 C．灰锡转化为白锡的反应是放热反应 D．锡制器皿长期处于低于13.2 ℃的环境中，会自行毁坏 【例2】下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是
（ ）
A．碳酸钙受热分解 B．乙醇燃烧 C．铝粉与氧化铁粉末反应 D．氧化钙溶于水
『答案』A
『解析』碳酸钙受热分解是吸热反应，乙醇燃烧、铝粉与氧化铁粉末反应、氧化钙溶于水都是放热反应。在热化学反应里，能量的变化以热量的形式体现，当反应物总能量高于生成物总能量（生成物总能量低于反应物总能量）时，反应物能量的亏损主要是以热量的形式散发，表现为放热反应；当反应物总能量低于生成物总能量（生成物总能量高于反应物总能量）时，生成物能量的增加主要是以热量的形式吸收，表现为吸热反应。本题中生成物总能量高于反应物总能量为吸热反应，选A
『规律方法』首先判断四个选项的反应是放热反应还是吸热反应，然后回忆相关理论：放热反应、吸热反应中反应物和生成物能量的大小关系，结合选项做出判断。 【变式训练2】下列关于焓变ΔH的说法正确的是（ ） A.焓变是指1 mol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.在加热条件下发生的反应均为吸热反应
D.在一个化学反应中，当反应物的总能量大于生成物的总能量时，反应放热，ΔH为“-”
5
【例3】已知在1×10Pa ，298K条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，下列
热化学方程式正确的是 （ ）
A．H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g) ΔH = + 242kJ/mol B．2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l) ΔH = - 484kJ/mol
C．H2(g)+1O2(g) = H2O(g) ΔH = + 242kJ/mol D．2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) ΔH = +
2484kJ/mol 答案：A。
解析：根据题意书写热化学方程式为：2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) ΔH = - 484kJ/mol （1）式
（1）式变形一： 2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l) ΔH < - 484kJ/mol （2）式 （1）式变形二： H2(g)+ O2(g) = H2O(g) ΔH = -242kJ/mol （3）式 （3）式变形为： H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g) ΔH = + 242kJ/mol 【变式训练3】 已知：①1 mol H2分子中化学键断裂时需要吸收436 kJ的能量；②1 mol Cl2分子中化学键断裂时需要吸收243 kJ的能量；③由H原子和Cl原子形成1 mol HCl分子时释放431 kJ的能量；下列叙述正确的是
A．氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是 H2(g)＋Cl2(g) = 2HCl(g) B．氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体，反应的?H = 183 kJ/mol C．氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体，反应的?H =－183 kJ/mol D．氢气和氯气反应生成1 mol氯化氢气体，反应的?H =－183 kJ/mol 变式训练解析及答案 【变式训练1】 答案：D
12解析：白锡与盐酸反应的热化学方程式为：Sn(s、白)＋2HCl(aq)＝SnCl2(aq)＋H2(g) ?H1 （1）式
灰锡与盐酸反应的热化学方程式为：Sn(s、灰)＋2HCl(aq)＝SnCl2(aq)＋H2(g) ?H2 （2）式
（1）式变形为：SnCl2(aq)＋H2(g)= Sn(s、白)＋2HCl(aq) －?H1 （3）式
（2）式和（3）式叠加，得到： Sn(s、灰)?13.2 ℃?13.2 ℃Sn(s、白)；?H3＝?H2－?H1 = ＋2.1 kJ/mol >0 （4）式
【变式训练2】 答案：D
解析：焓变是从能量角度描述化学反应的变化的，并没有限定反应物的物质的量；就如同从物质变化角度描述化学反应没有限定物质的多少一样；反应热是生成物的总焓与反应物的总
焓的差，所以放热焓减少，ΔH＜0。对于很多的放热反应往往是需要加热的，但反应一旦开始就不需要再加热了。 【变式训练3】 答案：C
解析：ΔH=E（反应物的键能总和）—E（生成物的键能总和） =436 kJ/mol+243 kJ/mol－2×431 kJ/mol= －183 kJ/mol ■备选例题
1. 在相同条件下，一定量的氢气在氧气中充分燃烧并放出热量。若生成液态水放出的热量为Q1；若生成气态水放出的热量为Q2。那么Q1与Q2之间的大小关系是（ ） A.Q1＞Q2 B.Q1＜Q2
C.Q1＝
Q2 D.不能确定 答案：A
解析：由于完全燃烧的氢气是在相同条件下的定值，且燃烧后都生成水，若都是生成气态水，则Q1＝Q2。但氢气燃烧分别生成液态水和气态水，由气态水转化为液态水还要放出热量，故Q1＞Q2
2．已知葡萄糖的燃烧热是2804kJ/mol，当它氧化生成1g水时放出的热量是 （ ）
A．26．0kJ B．51.9 kJ C．155.8 kJ D．467.3kJ 答案：A
解析：在101kPa时C6H12O6(s)+6O2(g)→6CO2(g)+6H2O(l) ； ΔH=-2804kJ/mol
6×18 2804
1 x=2804/108=26.0 3．平衡(A)C2H4(g)
C2H2(g)+H2(g),(B)2CH4(g)
C2H4(g)+2H2(g),当升高温度时
（A）和（B）平衡皆向右移动。 (1)C(s)+2H2(g)====CH4(g) ΔH1; (2)2C(s)+H2(g)====C2H2(g) ΔH2; (3)2C(s)+2H2(g)====C2H4(g) ΔH3;
判断（1）、（2）和（3）中ΔH1.ΔH2.ΔH3的大小顺序排列正确的是（ ） A.ΔH1＞ΔH2＞ΔH3 B.ΔH2＞ΔH3＞ΔH1 C.ΔH2＞ΔH1＞ΔH3 D.ΔH3＞ΔH2＞ΔH1 答案：B
解析：(1)×2-(3)得C2H4(g)+2H2(g)(3)-(2)得C2H2(g)+H2(g)
2CH4(g) ΔH=2ΔH1-ΔH3,
C2H4(g) ΔH=ΔH3-ΔH2，由升温时平衡均向右移动知2ΔH1-
ΔH3＜0,ΔH3-ΔH2＜0,故ΔH1＜ΔH3＜ΔH2 ■常用教学素材
研究反应热的意义
化学反应常常伴随着吸热或放热现象，从热力学第一定律的观点也不难理解，因为不同
2017-2018学年选修4 第一章 第一节化学反应的热效应 第2课时学案 含答案 精品
