高二化学选修4同步练习：1-1-1焓变_反应热.

1、高中化学必修4 化学反应原理（概念全集）第一章 化学反应与能量第一节 化学反应与能量的变化1. 反应热: 化学反应过程中所释放或吸收的能量，都可以用热量来表述，叫反应热。 反应热产生的原因：生成物分子形成时所释放的总能量与反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量的差即为该反应的反应热。【新增】1.焓：1 mol用于表示物质所具有的能量的这一固有性质的物理量，叫做焓(H)。2. 焓变(H)：一个化学反应的生成物与反应物的焓值差，即：HH（生成物）H（反应物）3. 反应热与焓变的关系：在恒压条件下进行的化学反应，若反应中物质的能量变化全部转化为热能，则反应前后物质的焓变就等于该反应的反应热。说明： 焓

2、(H)是与物质的内能有关的物理量。 H的单位是kJ/mol或kJmol。【注意：H的单位中mol的含义。反应焓变单位中的“mol”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计量数相同，它是指每摩尔某一反应，而不是指某一物质的微粒等。】 任何化学反应都有反应热。 许多化学反应的反应热可以通过实验直接测得。4. 放热反应: 化学反应过程中生成物释放的总能量大于反应物吸收的总能量的反应。5. 吸热反应: 化学反应过程中生成物释放的总能量小于反应物吸收的总能量的反应。6. H的符号与意义： 由于反应后放出的热量使反应体系的能量降低(使环境的能量升高)，故放热反应的H为“ ”，H0；而吸热

3、反应使反应体系的能量升高(使环境的能量降低)，故吸热反应的H为“ + ” H0。见下图 1-1 7. 热化学方程式：能表示参加反应物质的量和反应热之间的关系的化学方程式。8. 热化学方程式表示意义：既表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的焓变。9. 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化学计量数是整数，即表示微粒个数又表示该物质的物质的量既可以是整数，也可以是分数，只表示物质的物质的量状态不要求注明必须在化学式后注明H的正负号、数值及单位无必须注明意义表明了化学反应中的物质变化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。10. 书写热化学方程式时

4、应注意的问题 要在化学方程式的右边标出焓变(H)，放热反应，H为“ ”， 吸热反应，H为“ + ”，H的单位是：kJmol或Jmol。 由于H与测定条件有关(因压强对反应焓变影响很小)，因此应在H后注明反应温度，因为在不温度下进行同一反应，其反应焓变是不同的，在25C、101kPa下进行的反应，可不注明。 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。 要在物质的化学式后面用括号注明反应物和生成物的聚集状态，一般用英文字母g、l和s分别表示物质的气态、液态和固态，水溶液中的溶质则用aq表示。 根据焓的性质

5、，若化学方程式中各物质前的化学计量数加倍，则H的数值也加倍；若反应逆向进行，则H改变符号，但绝对值不变。11. 方法技巧拓展 常见的吸热反应和放热反应 常见的吸热反应 大多数分解反应 C + CO2CO；C + HOCO + H；H+CuOCu + HO;Ba(OH)8 HO(晶体) + 2NHCl(晶体) = BaCl+ 2NH+ 10 HO. 常见的放热反应 燃烧反应； 中和反应； 金属与水、酸或碱的反应； 铝热反应； 大部分化合反应。 对反应热和H计算表达式的理解 反应热：一般可用量热计直接测量。其值受各种因素(如温度、压强及物质聚集状态等)的影响，在中学化学中，一般研究在敞口容器中进行

6、的反应，即恒定条件下反应放出和吸收的热量。 另外注意：反应热是指化学反应过程中的能量变化，物理变化或原子核变化中的能量变化不是反应热，如浓硫酸的稀释烦热，NH NH溶于水的吸热等。 H有三种表达方式 H = 吸收的能量 释放的能量 H = 生成物的能量 反应物的能量 H = 反应物的键能之和 生成物的键能之和 表达式的理解：H0或H为“ + ”，反应吸热；H0或H为“ ”，反应放热。 表达式的理解：如果反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量，反应时就会以 热能的形式放出，即放热。反之，则吸热。 表达式的理解：反应物的键能越小，稳定性越弱，能量就越高，破坏它需要的能量就越 小；生成物的键能

7、越大，稳定性越强，能量就越低，释放的能量就越大， 故需要放出能量，H为负；反之，H为正。 正确理解热化学方程式 热化学方程式是指反应已完成的量，而H的值与反应完成的量有关，故方程式中的化学计量数必须与H相对应，成比例变化。 对于可逆反应的情况，正反应与逆反应的H数值相等，符号相反，尤其注意：如合成氨的反应3 H(g) + N(g)2NH(g) H = - 92.4 kJ/mol是指生成2 mol NH时放出92.4 kJ的热量，而不是3 mol H与1 mol N混合在一定条件下反应就可放出92.4 kJ的热量，实际放出的热量小于92.4 kJ。 同一反应中物质的聚集状态不同，反应热数值大小也

8、不同。 中和热的测定 中和热的测定是中学化学中一个重要的定量实验，操作要求极高。 实验原理 在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol HO，这时的反应热叫做中和热。本实验通过测定酸碱中和反应前后溶液温度的变化，计算反应过程中所放出的热量，并由此求得中和热。【注意： 定义中的“稀溶液”一般是指酸、碱的物质的量浓度均小于或等于1 mol/L的溶液，因为溶液混 合时会产生溶解热效应而影响中和热的测定。 实验测得生成1 mol水放出57.3kJ的热量是指强 酸、强碱在稀溶液中发生中和反应时的中和热， 有弱酸或弱碱参加的中和反应，实验测出的中和热数值一般低于57.3kJ，因为弱电解质反应时会继续

9、电离，电离时要吸热。 中和热是以生成1 mol水所放出的热量来定义的，因此在书写中和热的热化学方程式时，就以生成1 mol水为标准来配平其余物质的化学计量数。】 实验用品（以盐酸和NaOH溶液的反应为例） 仪器：量筒（50 mL两个）、大烧杯（500 mL）、小烧杯（100 mL）、泡沫塑料或纸条、 泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个孔）、环形玻璃搅拌棒。 药品：0.50 mol/L盐酸、0.55 mol/L NaOH溶液 实验步骤 组装：组装绝热装置。在大烧杯底部垫上泡沫塑料(或纸条)，使放入的小烧杯杯口 与大烧杯杯口相平；然后再在大、小烧杯之间填满泡沫塑料(或纸条)；再在大 烧杯上用泡沫塑料或

10、硬纸板做盖板(如上图所示)。 用一个量筒量取50 mL 0.50 mol/L盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入表中，然后把温度计上的酸用水冲洗干净。 用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入表中。 把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放入盛盐酸的小烧杯中，并把量筒中NaOH溶液一次倒入小烧杯中，盖好盖板。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记为终止温度。 重复：重复实验步骤三次。 计算：取三次测量所得数据的平均值作为计算依据。50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L

11、 NaOH溶液发生中和反应放出的热量为（）J/(g)= 0.418kJ.生成1 mol HO时的反应热为H = kJ/ mol.。 注意事项 作为量热器的仪器装置，要尽量减少热量散失。除上述方法，可改用保温杯来做，也可用块状聚苯乙烯泡沫塑料制成与小烧杯外径详尽的绝缘外套来做。 盐酸和NaOH溶液浓度的配置必须准确，NaOH溶液的浓度必须稍大于盐酸，以保证盐酸完全被中和，两者的浓度均宜小不宜大，若浓度偏大，则测定结果误差较大。 盐酸和NaOH溶液的体积必须量取准确。 温度计的读数要准确。a. 水银球部分要完全浸没在溶液中，且要稳定一段时间后再读数；b. 读数时应谨慎细心，把我病毒准最高温度且有同

12、一个人来读；c. 测量盐酸的温度后，要将温度计上的酸冲洗干净后再测量NaOH溶液的温度。 实验操作要快，以免热量损失，使误差增大。 误差分析 由于在本实验中涉及量筒、温度计两种计量仪器，故其实验误差主要来源于： 体积、温度测量不准； 仪器保温效果不好或操作缓慢造成的热量损失； 实验过程中液体外溅等。第二节 燃烧热 能源1. 燃烧热 概念：在101kPa、25时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热，单位为kJ/mol。 【注意：下列元素要生成对应的氧化物CCO；HHO(l)；SSO】 对燃烧热的理解：a. 燃烧热一般是由实验测得的。物质燃烧时放出的热量多少

13、与外界条件(如温度、压强)有关(如果未注明条件，就是指25C、101kPa时的热量)，还与反应物和生成物的聚集状态有关。b. 定义中“1 mol物质”是指1 mol纯净物(单质或化合物)。c. 定义中“完全燃烧生成稳定的氧化物”是指单质或化合物燃烧后变为最稳定的氧化物。如碳燃烧可生成一氧化碳或二氧化碳，而这里是指全部转化成二氧化碳才是稳定的氧化物。水是生成液态水而不是气态水。d. 因为物质燃烧都是放热反应，所以表达物质燃烧时的H均为负值，即H0e. 燃烧热是以1 mol可燃物为标准进行测量的，因此在书写燃烧热的热化学方程式时，其他物质的化学计量数可用分数表示。 【释疑：如何书写表示物质燃烧热的

14、热化学方程式？燃烧热是以1 mol物质完全燃烧缩放出的热量来定义的，因此在书写表示燃烧热的热化学方程式时，应以燃烧1 mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数，故在其热化学方程式中常出现分数。如：H(g) + O(g) = HO(l) H = -285.8kJ/mol所以H的燃烧热为285.8kJ/mol】 有关燃烧热的计算：一定量的可燃物完全燃烧放出的热量，等于可燃物的物质的量乘以该物质的燃烧热，即Q(放) = n (可燃物) （-H）。【注意： 往往不能正确理解燃烧热的概念，忽视生成物的种类和状态。CCO是不完全燃烧，而SSO不是燃烧产物，在HHO中生成的水为液态，不能是气态。 物质的燃

15、烧热数值越大，其火焰的温度不一定越高。这是因为火焰的温度不仅仅与燃烧热的数值有关，还与外界条件、反应速率及产物等因素有关。例如乙炔和乙烯燃烧的热化学方程式为：CH(g) + O(g) = 2CO(g) + HO(l) H = -1300kJ/molCH(g) + 3O(g) = 2CO(g) + 2HO(l) H = -1411kJ/mol 乙烯的燃烧热大于乙炔的燃烧热，但乙烯的火焰温度却低于乙炔的火焰温度。】2. 能源 能源 定义：能提供能量的资源。 分类：a. 化石燃料(煤、石油、天然气) b. 阳光、风力、流水、潮汐 c. 柴草 地位：是国民经济和社会发展的重要物质基础 我国目前的能源状

16、况 主要能源是化石燃料 化石燃料特点a. 蕴藏量有限b. 不能再生产c. 污染严重d. 最终将会枯竭 能源利用率低 解决能量危机的方法 科学地控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，提高能源的使用效率是节约能源的重要措施。 寻找新能源，现在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。它们资源丰富，可以再生，没有污染或很少污染，是未来的主要能源。3. 方法技巧拓展 燃烧热和中和热的比较燃烧热中和热反应条件25、101kPa酸碱的稀溶液反应物的量1 mol 可燃物，O无限制可能是1 mol也可能不是1 mol生成物的量无限制水是1 mol适应范围可燃物充分燃烧生成稳定氧化物稀溶液中酸碱中

17、和反应影响因素与反应物性质有关和反应物的量无关与酸碱的强弱有关和酸碱的量无关相同点H0 单位 kJ/mol第三节 化学反应热的计算1. 盖斯定律 内容：不管化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热 是相同的。如图 1-15所示：， 盖斯定律是质量守恒定律和能量守恒定律的共同体现。 对盖斯定律的理解： 途径角度； 能量守恒角度 由于在指定的状态下，各种物质的焓值都是确定且唯一的，因此无论经过哪些步骤从反应物变成产物，它们的差值是不会改变的。 【说明：能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础的，二者密不可分，但以物质为主。】 意义：应为有些反应进行得很慢，有些反应不容易直接发生，有些反应的产品不

18、纯(有副反应发生)，这给测定反应的反应热造成了困难。此时如果应用盖斯定律，就可以间接地把它们的反应热计算出来。 【说明：利用盖斯定律应注意以下几点：f. 一个热化学方程式中分子式前的化学计量数同时扩大一定的倍数时，焓变也相应地扩大相同的倍数。g. 若将一个热化学方程式中的反应物与生成物颠倒，则焓变的正负号也相应地改变。h. 若热化学方程式相加，则焓变也相加；若热化学方程式相减，则焓变也相减。】2. 方法技巧拓展 常用的有关反应焓变的简答计算的方法归类： 根据热化学方程式进行计算：焓变(H)与反应物各物质的物质的量成正比。 根据反应物和生成物的能量计算：H = 生成物的能量之和 反应物的能量之和

19、。 根据反应物和生成物的键量计算：H = 生成物的总键量 反应物的总键量。 根据盖斯定律计算： 根据盖斯定律的实质，分析给定反应与所求反应物质与焓变关系。 运用解题技能，将已知热化学方程式进行变换、加减得到待求反应的热化学方程式。 根据比热容和温度差进行计算：。 根据燃烧热、中和热计算：可燃物完全燃烧放出的热量 = n(可燃物) 其燃烧热 中和反应放出的热量 = n(HO) 中和热【应用盖斯定律求反应热通常用两种方法： 虚拟路径法：如：C(s) + O(g) = CO(g)可设计为： 加减法：确定目标方程式后，以每一步反应的中间产物为桥梁对方程式进行化学计量数调整、加减，消去中间产物，得到目标

20、方程式，也做相应的调整和加减运算，即得到目标方程式的。】1-1-1焓变反应热一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)1(2011西安高二检测)下列反应既是氧化还原反应，又是吸热反应的是()A铝片与稀盐酸的反应BBa(OH)28H2O与NH4Cl的反应C灼热的炭与CO2的反应D甲烷在氧气中的燃烧反应【解析】A、D为放热反应，B为吸热反应但不属于氧化还原反应。【答案】C2下列说法正确的是()A需要加热才能发生的反应一定是吸热反应B任何放热反应在常温条件下一定能发生反应C反应物和生成物所具有的能量差决定了反应是放热还是吸热D有的吸热反应在常温下就能发生反应【解析】Ba(OH)28H2O与NH4C

21、l的反应属于吸热反应，但常温下就能进行，A错误；有些放热反应需加热才能进行，如木炭的燃烧，B错误；当反应物的总能量大于生成物的总能量时，该反应为放热反应，反之为吸热反应。【答案】CD3(2011临沂高二检测)下列说法正确的是()A干冰蒸发需要吸收大量的热，这就是化学反应中的吸热反应B酒精常被用作酒精灯和内燃机的燃料，说明酒精燃烧是放热反应C木炭常温下不燃烧，加热才能燃烧，说明木炭燃烧是吸热反应D人们用氢氧焰焊接或切割金属，主要利用了氢气和氧气化合时所放出的能量【解析】干冰升华要吸热，这是物理变化，A不正确；酒精之所以能做燃料，是因为它燃烧放热，B正确；木炭燃烧需加热引发反应，但反应开始后，反应

22、放出的热可使木炭继续燃烧，说明反应放热，C不正确；D正确。【答案】BD4下列反应中，生成物的总能量大于反应物总能量的是()A氢气在氧气中燃烧BBa(OH)28H2O与NH4Cl固体的反应C硫黄在氧气中燃烧D焦炭在高温下与水蒸气的反应【解析】A、C的反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量；B、D为吸热反应，符合题目要求。【答案】BD5已知：1mol H2分子中化学键断裂时需要吸收436kJ的能量；1mol Cl2分子中化学键断裂时需要吸收243kJ的能量；由H原子和Cl原子形成1mol 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2mol氯化氢气体，反应

23、的H183kJ/molB氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体，反应的H183kJ/molC氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体，反应的H183kJ/molD氢气和氯气反应生成1mol氯化氢气体，反应的H183kJ/mol【解析】H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)，反应的H(436243)kJ/mol2431kJ/mol183kJ/mol。【答案】C6下列说法正确的是()A反应热就是反应中放出的能量B在101kPa时，1mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热C由C(石墨)C(金刚石)H1.9kJmol1可知，金刚石比石墨稳定D等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多【解析】反应过程中

24、所放出或吸收的热都是反应热，因此A错；在101kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量叫做该物质的燃烧热，B选项未指明碳完全燃烧生成二氧化碳，是错误的；由C(石墨)C(金刚石)H1.9kJmol1可知，金刚石能量高，不稳定；因为硫固体变为硫蒸气要吸热，所以等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多是正确的(相同条件下，同一物质在气态时具有的能量最多，液态时次之，固态时最少，反应放出的热量等于反应物所具有的能量减去生成物所具有的能量，因为生成物是一样的，所以等量的硫蒸气燃烧时放出的热量比硫固体放出的更多。)【答案】D7白磷与氧气可发生如下反应：P45O2P4O10。已

25、知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：PP akJmol1、PO bkJmol1、P=O ckJmol1、O=O dkJmol1。根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的H，其中正确的是()A(6a5d4c12b)kJmol1B(4c12b6a5d)kJmol1C(4c12b4a5d)kJmol1D(4a5d4c12b)kJmol1【解析】选A。因为H等于反应物化学键断裂吸收的能量总和减去反应产物化学键形成释放的能量总和，即HE反应物E产物，根据反应方程式P45O2P4O10和模型图分析可知，该反应的反应热H(6a5d4c12b)kJmol1，A正确。【答案】A8下列图象分别表示有关反应的反应

26、过程与能量变化的关系据此判断下列说法中正确的是()A石墨转变为金刚石是吸热反应B白磷比红磷稳定CS(g)O2(g)SO2(g)H1，S(s)O2(g)SO2(g)H2，则H1H2DCO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H0【答案】A9下列变化为放热的化学反应的是()AH2O(g)H2O(l)H44.0kJ/molB2HI(g)H2(g)I2(g)H14.9kJ/molC形成化学键时共放出能量862kJ的化学反应D能量变化如图所示的化学反应【答案】D10.科学家已获得了极具理论研究意义的N4分子，其结构为正四面体(如图所示)，与白磷分子相似。已知断裂1mol NN键吸收193kJ热量，断裂

27、1mol NN键吸收941kJ热量，则()AN4的熔点比P4高B1mol N4气体转化为N2时要吸收724kJ能量CN4是N2的同系物D1mol N4气体转化为N2时要放出724kJ能量【解析】选D。N4与白磷(P4)结构相似，均为分子晶体，由于N4相对分子质量小于P4，故其分子间作用力弱于P4，其熔点低于P4，A错；N4与N2互为同素异形体，而不是同系物，则C错；从结构图中可看出，一个N4分子中含有6个NN键，根据N4(g)2N2(g)H，有H6193kJ/mol2941kJ/mol724kJ/mol，故B项错误，D项正确。【答案】D11根据热化学方程式：S(l)O2(g)SO2(g)H29

28、3.23kJ/mol，分析下列说法正确的是()AS(s)O2(g)SO2(g)，反应放出的热量大于293.23kJ/molBS(g)O2(g)SO2(g)，反应放出的热量小于293.23kJ/molC1mol SO2的化学键断裂吸收的能量总和大于1mol硫和1mol氧气的化学键断裂吸收的能量之和D1mol SO2的化学键断裂吸收的能量总和小于1mol硫和1mol氧气的化学键断裂吸收的能量之和【答案】C二、非选择题12在一定条件下，A和B反应可生成C和D，其能量变化如下：(反应前) (反应后)(1)下列关于反应AB=CD的说法正确的是_。A反应前后原子的种类和数目一定不变B该反应若有热量变化，则

29、一定是氧化还原反应C若该反应为放热反应，则不需加热反应就一定能自动进行D反应物的总质量与生成物的总质量一定相等，且该反应遵循能量守恒(2)若E1”“”或“”)。【解析】(1)SiO2CN2Si3N4CO反应中碳元素的化合价由0升高到2，氮元素的化合价由0降低到3。故反应中的还原剂是C。还原产物为Si3N4。(2)该反应过程中，反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应，H0。【答案】(1)CSi3N4(2)放热14.盐酸或硫酸和氢氧化钠溶液的中和反应没有明显的现象。某学习兴趣小组的同学为了证明氢氧化钠溶液与盐酸或硫酸发生了反应，从中和反应的热效应出发，设计了下面几种实验方案。请回答有关问题。

30、(1)方案一：如图组装好实验装置，图中小试管用细线吊着，细线的上端拴在细铁丝上。开始时使右端U形管两端红墨水相平。实验开始，向下插细铁丝，使小试管内盐酸和广口瓶内氢氧化钠溶液混合，此时观察到的现象是_，原因是_。(2)方案二：该小组同学借助反应溶液温度的变化来判断反应的发生。如果氢氧化钠溶液与盐酸混合前后有温度的变化，则证明发生了化学反应。该小组同学将不同浓度的氢氧化钠溶液和盐酸各10mL混合，用温度计测量反应前后温度的变化，测得的部分数据如下表：编号盐酸氢氧化钠t/10.1mol/L0.05mol/L3.520.1mol/L0.1mol/Lx30.2mol/L0.2mol/L14则x_。(3

31、)方案三：该小组还设计了如图所示装置来证明氢氧化钠溶液确实与稀硫酸发生了反应。他们认为若洗气瓶中导管口有气泡冒出，则说明该反应放出热量，从而证明发生了反应。实验时，打开分液漏斗活塞，发现导管流出液体不畅，原因可能是_ _。从原理上讲，该实验设计的不合理之处为_ _。请你在此实验装置的基础上提出修改方案_ _。【解析】(1)方案一中盐酸和氢氧化钠发生中和反应放出热量，使广口瓶内气体温度升高，气体受热膨胀，压强增大，U形管内液面左边下降、右边上升。(2)方案二中由反应的氢氧化钠和盐酸的物质的量来看，1号反应中参加反应的氢氧化钠和盐酸都是0.5103mol，温度升高3.5，3号反应中参加反应的氢氧化钠和盐酸都是2103mol，为1号反应量的4倍，而温度变化也是4倍