2023版人教高中同步化学选择性必修一：第一章化学反应的热效应第一节第一节反应热

第一节反应热1.能了解化学反应中的能量转化形式,能解释化学反应中能量变化的本质。2.知道内能是体系内物质的各种能量的总和,受温度、压强、物质的聚集状态的

影响。3.认识化学能与热能的相互转化,恒温恒压条件下化学反应的反应热可以用焓变

表示。4.能用热化学方程式表示反应中的能量变化,能运用反应焓变合理选择和利用化

学反应。5.理解燃烧热的概念,掌握有关计算方法。

1|反应热焓变1.体系与环境——以盐酸与NaOH溶液之间的反应为例(1)体系(又称系统):试管中的盐酸、NaOH溶液及发生的反应等看作一个反应体

系。(2)环境:盛溶液的试管和溶液之外的空气等看作环境。2.反应热:在①

等温

条件下,化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量,

称为化学反应的热效应,简称反应热。3.中和反应反应热的测定(1)实验装置

(2)实验测量数据a.反应物温度(t1℃)的测量:用一量筒量取50mL0.50mol·L-1盐酸,打开杯盖,倒入

量热计的内筒中,盖上杯盖,插入温度计,测量并记录盐酸的温度。用水把温度计

上的酸冲洗干净,擦干备用;用另一量筒量取50mL0.55mol·L-1NaOH溶液,用温度

计测量并记录NaOH溶液的温度,取两温度平均值为t1℃。b.反应后体系温度(t2℃)的测量打开杯盖,将量筒中的NaOH溶液迅速倒入量热计的内筒中,立即盖上杯盖,插入温

度计,用搅拌器匀速搅拌。密切关注温度变化,将②

最高温度

记为反应后体

系的温度t2℃。c.重复上述实验操作3次,记录每次的实验数据,取其平均值作为计算依据,其中如

果有数据明显偏离正常值,该数据应舍去。d.实验数据处理所用盐酸、氢氧化钠溶液均为稀溶液,其密度近似地认为都是1g·cm-3,反应后生

成的溶液的比热容c=4.18J/(g·℃)。该实验中盐酸和NaOH溶液反应放出的热量

是③

0.418(t2-t1)kJ

,中和反应的反应热ΔH=④

-

kJ·mol-1

。4.反应热与焓变(1)焓(H)是与内能有关的物理量,焓变(ΔH)是生成物与反应物的⑤

焓值差

。

(2)从微观角度认识反应热的实质

热化学方程式

1.热化学方程式(1)概念:能表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式。(2)注意问题a.指明了反应的⑥

温度和压强

,若在25℃、101kPa条件下进行的反应,可不

注明。b.注明了各物质的状态:⑦

s

(固体)、⑧

l

(液体)、⑨

g

(气体)或aq(液

体)。c.在方程式的右边注明了ΔH的“+”或“-”及⑩

数值和单位

。d.注意可逆反应的ΔH和实际吸收或放出热量的区别:不论化学反应是否可逆,热

化学方程式中的反应热ΔH都表示反应进行到底时的能量变化。

燃烧热 1.燃烧热的概念:

25℃

、

101kPa

时,

1mol

纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量。燃烧热的单位是

kJ·mol-1

。2.热化学方程式的书写步骤及要求2.注意事项:“完全燃烧生成指定产物”是指单质或化合物燃烧后变为相对稳定的物质。完全燃烧时,可燃物中的碳元素变为CO2(g),氢元素变为H2O(g),硫元素

变为SO2(g),氮元素变为N2(g)等。3.燃烧热的意义:甲烷的燃烧热ΔH=-890.3kJ·mol-1,它表示25℃、101kPa时,1mol

CH4(g)完全燃烧生成CO2(g)和液态H2O时放出890.3kJ的热量。4.燃烧热的计算:由燃烧热定义可知,25℃、101kPa时,可燃物完全燃烧产生的热

量=可燃物的物质的量×燃烧热,即Q放=n可燃物×|ΔH|;或变换一下:ΔH=

。此公式中的ΔH是指表示物质燃烧热的热化学方程式对应的反应热,而不是指一般反应

的反应热。

判断正误,正确的画“√”,错误的画“✕”。1.科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程,

该过程一定伴随着能量变化

(√)2.石墨和金刚石的转化可用C(石墨,s)

C(金刚石,s)

ΔH>0表示,说明石墨比金刚石稳定

(√)3.2H2(g)+O2(g)

2H2O(l)

ΔH=-571.6kJ·mol-1,ΔH=-571.6kJ·mol-1的含义是“每摩尔该反应”所放出的热量为571.6kJ

(√)4.中和反应反应热的测定实验中应做3次实验,记录实验数据,取平均值,然后代入

计算,其中如果有数据明显偏离正常值,该数据应舍去

(√)提示:明显偏离正常值的数据说明实验操作有误,该数据不准确,应当舍去。5.已知稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)

H2O(l)

ΔH=-57.3kJ·mol-1,则稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量

(

✕)提示:醋酸是弱电解质,电离过程吸热,所以稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1

mol水时放出的热量小于57.3kJ。6.对于可逆反应而言,热化学方程式中的反应热表示反应达到平衡时所放出或吸收的热量

(

✕)提示:热化学方程式中的反应热ΔH表示的是完全反应时放出或吸收的热量。7.已知2H2(g)+O2(g)

2H2O(g)

ΔH=-483.6kJ·mol-1,所以氢气的燃烧热ΔH=-241.8kJ·mol-1

(

✕)提示:表示燃烧热的热化学方程式中,生成物H2O的状态应为液态。8.已知2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)为放热反应,则1molSO2的能量一定高于1molSO3的能量

(

✕)提示:放热反应中反应物的总能量大于生成物的总能量,单一反应物与生成物的

能量大小无法比较。

自热火锅、自热煲仔饭等自热速食食品深受年轻人的欢迎。自热速食食品的发

热原理如下图所示:

提示:发热包内主要成分是生石灰、碳酸钠、焙烧硅藻土、铁粉、铝粉、焦炭

粉、活性炭、盐等,主要反应物为生石灰。从宏观和微观的角度理解反应热产生的原因1.向发热包中加入冷水发生的主要反应是什么?用化学方程式表示。提示:CaO+H2O

Ca(OH)2。2.如何用图表示CaO和冷水反应前后物质的能量关系?提示:

问题3.热力学第一定律又叫能量守恒定律,主要内容是:能量有各种不同的形式,能从

一种形式转化为另一种形式,从一个物体传递给另一个物体,而在转化和传递中

能量的数值保持不变。从能量守恒的角度分析为什么化学反应一定伴随着能量

变化?提示:反应物所具有的总能量与生成物所具有的总能量不相等,所以当物质变化

时一定伴随着能量变化。

从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析

[2021福建八县(市)一中期中联考]反应A+B

C(ΔH<0)分两步进行:①A+B

X(ΔH>0);②X

C(ΔH<0)。下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是

()

A根据总反应确定C与(A+B)总能量的关系,通过反应①确定X与(A+B)总能量的关

系。思路点拨解析

由反应A+B

C(ΔH<0)可知,A和B的能量之和大于C;由A+B

X(ΔH>0)可知这步反应是吸热反应,故X的能量大于A与B的能量之和;X

C(ΔH<0)是放热反应,则X的能量大于C的能量。A项符合题意。

从反应热的量化参数——键能的角度分析

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1molN—N键吸收193kJ热量,断裂1mol

键吸收941kJ热量,则

()

A.N4与P4中都既有极性键又有非极性键B.1molN4气体转化为2molN2时要吸收724kJ热量C.N4与N2互为同系物D.1molN4气体转化为2molN2时要放出724kJ热量D思路点拨断开化学键吸收能量,形成化学键释放能量。解析

N4与白磷(P4)中所含化学键分别为N—N键和P—P键,只有非极性键,不含

极性键,A项错误;N4与N2互为同素异形体,而不是同系物,C项错误;从结构图中可

看出,一个N4分子中含有6个N—N键,根据N4(g)

2N2(g)

ΔH,有ΔH=6×193kJ·mol-1-2×941kJ·mol-1=-724kJ·mol-1,故B项错误,D项正确。

规律方法

反应热ΔH的基本计算公式:ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能

给定条件下热化学方程式的正误判断

“六看法”判断热化学方程式正误(1)看方程式是否配平。(2)看各物质的聚集状态是否正确。(3)看ΔH的“+”“-”符号是否正确。(4)看反应热的单位是否为kJ·mol-1(或kJ/mol)。(5)看ΔH的数值与化学计量数是否对应。(6)看化学原理是否正确,如燃烧热的热化学方程式是否符合燃烧热的概念。

下列选项中,热化学方程式书写与对应表述均正确的是

()A.稀硫酸与0.1mol·L-1NaOH溶液反应:H+(aq)+OH-(aq)

H2O(l)

ΔH=+57.3kJ·mol-1B.在101kPa下H2(g)的燃烧热为285.8kJ·mol-1,则水分解的热化学方程式为2H2O(l)

2H2(g)+O2(g)

ΔH=+285.8kJ·mol-1C.已知CH3OH的燃烧热为726.8kJ·mol-1,则有:2CH3OH(l)+3O2(g)

2CO2(g)+4H2O(g)

ΔH=-1453.6kJ·mol-1D.已知9.6g硫粉与11.2g铁粉混合加热生成17.6gFeS时放出19.12kJ热量,则Fe(s)+S(s)

FeS(s)

ΔH=-95.6kJ·mol-1

D思路点拨根据燃烧热的定义和中和反应反应热的相关叙述,准确确定热化学方程式中焓变

的符号和数值。解析

酸碱中和反应是放热反应,故ΔH应为负值,A错误;燃烧热指的是101kPa下,

1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量,物质必须为1mol,故可以知道

H2燃烧生成H2O(l)的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)

2H2O(l)

ΔH=-285.8×2