沪科技版（2020）选择性必修1第1章 化学反应的热效应1.1 化学反应与能量变化化学反应的焓变精品课时训练

1.1.2  化学反应的焓变

【教师】我们从说文解字开始今天的化学课。仅从汉字的组成上，你能看出“氯”和“溴”的哪些物理性质？

【学生】氯，绿色的气体；溴，有臭味的液体。

【教师】这是使用“会意造字法”造出的汉字，其特点是用两个或两个以上的字合并成一个汉字。再比如，我们在有机化学上学习过“烷”、“烯”、“炔”，就是会意字：如果碳原子被氢原子完全饱和，则“烷”，如果氢原子少了，便是“烯”，如果氢原子更少，就“炔”了。

【学生】（有意思。）

【教师】请大家按照会意造字法，猜想一下“焓”是什么意思。

【学生】（讨论）火字旁，代表能量；“含”，是包含的意思。焓，大概是“包含的能量”。

【教师】我们初步可以这么理解焓的意思。物质的能量只有在变化时才能显示出来，这节课，我们就来研究《化学反应中的焓变》（板书）。

知识点01  焓与焓变

1．焓：是一种与内能有关的物理量，常用符号H表示。

2．焓变：一个化学反应在等压条件下由生成物和反应物的焓的差值叫焓变，常用符号 ΔH表示，单位：kJ·mol-1。

3．计算表达式

（1）ΔH = 生成物的总能量-反应物的总能量

（2）ΔH =反应物的键能总和-生成物的键能总和

 说明：焓是物质固有的属性，是不能测量的，但焓变是可测量的。

【即学即练1】由图分析，下列说法正确的是

A．A→B＋C和B＋C→A两个反应吸收或放出的能量不等

B．A→B＋C　ΔH＜0

C．A具有的焓高于B和C具有的焓的总和

D．A→B＋C　ΔH＞0，B＋C→A　ΔH＜0

知识点02  反应热与焓变的关系

1．反应热是某一反应过程中吸收或者放出的热量。

2．在等压条件下进行的化学反应的反应热等于反应的焓变，因此常用ΔH表示反应热。

3．焓变与吸热反应和放热反应的关系

（1）放热反应：反应体系向环境释放能量，反应体系的焓减小，ΔH为负值，即ΔH<0。

（2）吸热反应：反应体系从环境中吸收能量，反应体系的焓增大，ΔH为正值，即ΔH>0。

 说明：对于放热反应，ΔH为负值，所以越“负”，即ΔH越小，表示放热越多。

【即学即练2】下列有关化学反应与能量的说法错误的是

A. 在恒压条件下，化学反应的内能变化一定等于该反应的焓变

B. 反应物的总能量低于生成物的总能量时，该反应为吸热反应

C. 化学反应过程中伴随有能量变化，并以热能、电能或光能等形式表现出来

D. 现正探索的新能源有太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物质能等

知识点03  焓变示意图

【即学即练3】已知：2A(g) = B(g)   ∆H1>0；2A(g) = B(l)  ∆H2，下列能量变化示意图正确的是

A．  B．  C． D．

常见考法一  焓的大小比较

【例1】已知CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)  ΔH= -890 kJ·mol-1。下列说法正确的是

A. 反应物的焓大于生成物的焓

B. 反应物的焓小于生成物的焓

C. 根据能量守恒定律，反应物的焓等于生成物的焓

D. 该反应为吸热反应

必杀技

焓是一种与内能有关的物理量，内能是系统所含的全部能量的总和，它与物质的种类、数量、温度、压强、物质的聚集状态等因素有关。

【同步练习1】在100 kPa时，C(石墨，s )= C(金刚石，s )   ΔH = 1.9 kJ·mol-1。
    （1）石墨转化为金刚石是化学变化吗? 
    （2）1mol石墨与1mol金刚石相比，哪种物质的焓更高?
    （3）你认为金刚石和石墨哪个物质更稳定?
   

常见考法二  化学反应的焓变判断

【例2】回答下列关于焓变的问题：

（1）已知S(g)+O2(g)=SO2(g)  ΔH1<0； S(s)+O2(g)=SO2(g)  ΔH2<0。则ΔH1    ΔH2 。

（2）已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)  ΔH1<0；2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)  ΔH2<0。则ΔH1    ΔH2 。

（3）已知H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)  ΔH1<0；2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)  ΔH2<0。则ΔH1和ΔH2的定量关系为          。

（4）等物质的量的金属钾和金属钠与水的反应为：

2K(s)+2H2O(l)=2KOH(aq)+H2(g)  ΔH1<0；2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g)  ΔH2<0。

则ΔH1    ΔH2 。

（5）等物质的量碳分别发生如下反应：

C(s)+O2(g)=CO2(g)  ΔH1<0；C(s)+1/2O2(g)=CO(g)  ΔH2<0；则ΔH1    ΔH2 。

必杀技

放热反应——反应体系向环境释放能量，ΔH为负值，即ΔH<0。ΔH越负，则放热越多。

吸热反应——反应体系从环境中吸收能量，ΔH为正值，即ΔH>0。ΔH越正，则吸热越多。

【同步练习2】下列说法正确的是

A．在同一反应中，焓变和反应热的数值是相等的

B．有化学键破坏的一定是化学反应，且一定伴随着能量的变化

C．一个化学反应中，反应物总能量大于生成物的总能量时，反应放热，ΔH<0

D．反应体系从环境中吸收能量，反应体系的焓会减小

常见考法三  焓变示意图的相关判断

【例3】已知化学反应X(g)+2Y(g)=2Z(g)的能量变化如图所示，下列有关该反应的说法正确的是

A．该反应是放热反应 

B．反应物的总键能大于生成物的总键能

C．的能量高于的能量 

D．该反应的反应热ΔH>0

必杀技

ΔH =生成物总焓-反应物总焓，若ΔH<0，则为放热反应，若ΔH>0，则为吸热反应。

【同步练习3】Na2CO3溶液与盐酸反应过程中的能量变化如图所示，下列选项错误的是

A．CO2(g)+H2O(l) H2CO3(aq) 是放热反应

B．CO32-(aq)+2H+(aq)=CO2(g)+H2O(l) 是放热反应

C．HCO3-(aq)+H+(aq)=CO2(g)+H2O(l) 是放热反应

D．HCO3-(aq)+H+(aq)=CO2(g)+H2O(l) 是吸热反应

常见考法四  焓变与键能、物质能量的关系

【例4】一定条件下，1 mol气态 H2与1 mol气态 Br2断键时分别 需要吸收 436 kJ和193 kJ 的热量，而 1 mol 气态HBr 成键时会放出366 kJ 的热量。据此推算反应：H2(g) + Br2(g)=2HBr(g) 是吸热反应还是放热反应？

必杀技

计算表达式

①ΔH =生成物的总能量-反应物的总能量

②ΔH =反应物的键能总和-生成物的键能总和

【同步练习4】已知化学反应A2(g)+B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示，下列叙述中正确的是

A．该反应为放热反应

B．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量

C．当生成1 mol气态AB时，吸收能量

D．断裂1 mol A-A键和1 mol B-B键共放出(a-b) kJ能量

题组A  基础过关练

1．下列化学反应的ΔH＜0的是

A．实验室制备氢气 

B．氯化铵分解得氨气

C．碳酸钙分解得氧化钙 

D．Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体混合

2．下列对能量变化的认识不正确的是

A．电解水生成氢气和氧气时，电能转化为化学能，ΔH＞0

B．绿色植物进行光合作用时，太阳能转化为化学能

C．煤燃烧时，化学能主要转化为热能，ΔH＜0

D．白炽灯工作时，电能全部转化为光能

3．下列过程中，一定存在ΔH＜0的是

A．化合反应       B．分解反应        C．分子拆成原子      D．原子组成分子

4．已知298K时，合成氨反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)  ΔH= -92.0 kJ·mol-1，将此温度下的1 mol N2和3 mol H2放在一密闭容器中，在一定条件下反应，达到平衡时，反应放出的热量为（忽略能量损失）

A．一定大于92.0 kJ        B．一定小于92.0 kJ

C．一定等于92.0kJ         D．不能确定

5．化学反应A＋B→C(放出能量)分两步进行：①A＋B→X(吸收能量)，②X→C(放出能量)。下列示意图中表示总反应过程中能量变化的是

A．    B．    C．    D．

6．氢气在氯气中燃烧生成氯化氢，同时产生苍白色火焰。下列说法正确的是

A．该反应的ΔH＞0

B．参加反应的氢气和氯气的总能量小于生成的氯化氢的总能量

C．断裂H-H键放出能量

D．形成H-Cl键放出能量

7．H2和I2在一定条件下能发生反应：H2(g) ＋I2(g) 2HI(g)  ΔH= - a kJ （a >0）

已知：1mol H2          2molH ；1mol I2          2mol I

下列分析错误的是

A．反应物的总能量高于生成物的总能量

B．2mol氢原子的能量大于1mol氢分子的能量

C．断开1 mol H-H键和1 mol I-I键所需能量大于断开2 mol H-I键所需能量

D．向密闭容器中加入2 mol H2和2 mol I2，充分反应后放出的热量小于2a kJ

8．下列说法正确的是

A．反应热是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．任何条件下，化学反应的焓变都等于化学反应的反应热

D．在一定条件下，某一化学反应的热效应，取决于反应物和生成物总能量的相对大小

9．下列化学反应的能量变化符合图像的是

A．浓硫酸溶于水

B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl两固体混合

C．碳与水蒸气在高温条件下生成水煤气

D．氮气与氢气合成氨气

10．下列变化一定为放热的化学反应的是

A．H2O(g)→H2O(l)放出44 kJ热量

B．ΔH>0的化学反应

C．形成化学键时共放出能量862 kJ的化学反应

D．能量变化如图所示的化学反应

题组B  能力提升练

11．将铁粉和硫粉混合后加热，待反应一发生即停止加热，反应仍可持续进行，直至反应完全生成新物质硫化亚铁。该现象说明

A．该反应是吸热反应

B．该反应是放热反应

C．铁粉和硫粉在常温下难以发生反应，加热才反应，所以该反应ΔH＞0

D．生成物硫化亚铁的总能量高于反应物铁粉和硫粉的总能量

12．H2和 I2在一定条件下能发生反应：H2(g)＋I2(g) 2HI(g)　ΔH=—a kJ·mol-1，已知：a、b、c均大于零，下列说法不正确的是

A．反应物的总能量高于生成物的总能量

B．a = b+c

C．断开 2 mol H—I键所需能量约为(c＋b＋a) kJ

D．向密闭容器中加入2 mol H2和2 mol I2，充分反应后放出的热量小于 2a kJ

13．如图所示，ΔH1＝-393.5kJ·mol-1，ΔH2＝-395.4kJ/mol，下列说法或表示式正确的是

A．金刚石的稳定性强于石墨

B．石墨和金刚石的转化是物理变化

C．C(s、石墨)=C(s、金刚石)   ΔH＝1.9 kJ·mol-1

D．断裂1 mol石墨中的化学键吸收的能量比断裂1mol金刚石中的化学键吸收的能量少

14．已知一定条件下断裂或形成某些化学键的能量关系如下表：

对于反应：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)，下列说法正确的是

A．该反应的反应热ΔH>0

B．生成1 mol HCl时反应放热431 kJ

C．氢气分子中的化学键比氯气分子中的化学键更牢固

D．相同条件下，氢气分子具有的能量高于氯气分子具有的能量

15．下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。

据此判断下列说法中正确的是

A．白磷比红磷稳定

B．石墨转变为金刚石是吸热反应

C．S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1 ，S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2，则ΔH1>ΔH2

D．CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH>0

16．已知在100℃、1.01×105Pa下，1mol氢气在氧气中燃烧生成气态水的能量变化如图所示，下列有关说法正确的是

A．1mol H2O(g)分解为2 mol H与1 mol O时放出930kJ热量

B．热化学方程式为：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)　ΔΗ=-490kJ·mol-1

C．甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为乙＞甲＞丙

D．乙→丙的过程中若生成液态水，释放的能量将小于930kJ

17．已知：Br＋H2  HBr＋H，其反应的历程与能量变化如图所示，

以下叙述正确的是

A．该反应的ΔH<0

B．ΔH = E1－E2

C．H－H的键能小于H－Br的键能

D．因为E1＞E2，所以反应物的总能量高于生成物的总能量

18．已知：H2(g)＋O2(g)===H2O(g)，反应过程中能量变化如图，问：

（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？_________________________________________。

ΔH________0(填“<”或“>”)

（3）a、b、c的关系式为________。

19．已知氮化硅陶瓷材料可由石英固体与焦炭颗粒在高温的氮气流中通过如下反应制得：

3SiO2+6C+2N2Si3N4+6CO。该反应过程中的能量变化如图所示：

（1）该反应是________(填“吸热反应”或“放热反应”)，ΔH________(填“＞” “＜”或“＝”)0。

（2）该反应过程中，断裂旧化学键吸收的总能量________(填“>”“<”或“=”)形成新化学键释放的总能量。    （3）据题意判断N2与CO物质具有的能量大小关系___________(填“大于”“小于”或“无法比较”)。

题组C  培优拔尖练

20．已知4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)  △H=-q kJ·mol-1，相关数据如下表，则下表中z的大小是

A． (q+4a+3b-6d) B．(q+12a+3b-12d)

C． (q-4a-3b+6d) D． (q+12a+6b-12d)

21．如图是金属镁和卤素单质（X2）反应的能量变化示意图。下列说法正确的是

A．由MgCl2制取Mg是放热过程

B．热稳定性：

C．金属镁和卤素单质（X2）的反应都是放热反应

D．从图像中不能比较卤素单质的活泼性

22．H2与N2在催化剂表面生成NH3，反应历程及能量变化示意如下图。下列说法错误的是

A．该反应为放热反应

B．①→②：断开H −H键和N≡N时需要吸收能量

C．②→③：原子重新组合形成了N −H键

D．选择不同的催化剂会改变此反应∆H的数值

23．化学反应A2(g)＋B2(g)===2AB(g)的能量变化如图所示。下列有关叙述正确的是

A．该反应每生成2 分子 AB(g)吸收(a-b) kJ能量

B．反应热Q＝(a－b) kJ·mol－1

C．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 A—A键和1 mol B—B键，放出a kJ能量

24．如图为氟利昂(如CFCl3)破坏臭氧层的反应过程示意图，下列说法不正确的是

A．过程Ⅰ中断裂极性键C—Cl键 

B．过程Ⅲ中O+O = O2是吸热过程

C．过程Ⅱ可表示为O3+Cl• = ClO+O2 

D．上述过程说明氟利昂中氯原子是破坏O3的催化剂

25．2SO2(g)＋O2(g) ===2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的ΔH1＝－99 kJ·mol－1。

请回答下列问题：

(1)该反应属于________反应(填“放热”或“吸热”)。

(2)图中C表示________________________________________________________。

(3)从化学键的角度分析，F代表什么意义？____________________________________。

(4)图中ΔH＝________kJ·mol－1。

(5)若已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(l)的ΔH2＝－Q kJ·mol－1，则ΔH1________ΔH2(填“>”“<”或“＝”)。