高中化学同步讲义（选择性必修一）第01讲 1.1反应热 焓变（学生版）

第1课第1课时反应热焓变001目标任务课程标准学习目标1.能辨识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．认识能量的转化遵循能量守恒定律。3．能从多角度认识放热反应和吸热反应，理解中和反应反应热的测定方法。1.能从宏观上分析反应物总能量与生成物总能量对反应热的影响，能分析物质化学变化和伴随发生的能量转化与物质微观结构之间的关系。2．能依据中和反应反应热的测定原理，设计方案，独立完成实验，收集实验数据，并基于实验事实进行计算得出结论。002预习导学自主梳理1.反应热：在条件下，化学反应体系称为化学反应的热效应，简称反应热。

2.中和反应反应热的测定实验，为了保证，采用稍过量的NaOH溶液。当盐酸与氢氧化钠混合后，密切关注温度变化，将记为反应后体系的温度。计算中和反应放出的热量的公式是。

3.在25℃和101kPa下，强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成时，放出57.3kJ的热量。

4.内能是体系内物质的各种能量的总和，受等影响。

5.焓是与有关的物理量，符号为。

6.在等压条件下进行的化学反应，其反应热等于，用符号表示，常用的单位是。

7.当反应体系放热时其焓，ΔH；当反应体系吸热时其焓,ΔH。

8.化学反应中能量变化的主要原因是。预习检测1．下列关于内能和内能变化的叙述正确的是A．内能是体系内物质所含的能量总和B．内能只与物质的种类、数量以及聚集状态有关C．系统的内能可以通过实验测得D．内能变化就是反应热2．下列关于内能和焓变的说法正确的是A．化学反应过程中内能的变化等于焓变B．气态水和液态水所具有的内能一定不相同C．一个化学反应都有且只有一个相对应的焓变D．可逆反应的正反应和逆反应的焓变：ΔH正＝－ΔH逆3．下列关于ΔH的说法正确的是

（

）A．在任何条件下，化学反应的焓变都等于化学反应的反应热B．ΔH>0时反应放热，ΔH<0时反应吸热C．ΔH越大，说明反应放出的热量越多D．一个化学反应中，当反应物能量大于生成物能量时，反应放热，ΔH为“－”4．下列有关中和反应反应热测定实验的说法正确的是A．酸碱溶液混合后，应先冷却再测温B．向内筒中加入稀碱时，应当缓慢而匀速地加入C．玻璃棒搅拌器若用铜丝代替，则测定出的中和反应反应热偏大D．任何酸碱之间发生中和反应生成1molH2O(l)时放出的热量都是57.3kJ5．下列有关化学反应的热现象的说法正确的是A．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量B．化学反应中能量的变化量与参加反应物质的物质的量无关C．能量变化必然伴随化学变化的发生D．物质发生化学反应都伴随着能量变化6．已知：25℃、时，。分别使用3组稀溶液来测定中和反应的反应热，下列说法正确的是序号①②③稀溶液硫酸和氢氧化钠硫酸和氨水硫酸和氢氧化钡abcA．B．生成的水越多，中和反应的反应热越小C．酸碱混合要迅速，否则热量容易散失D．实验中的玻璃搅拌器可换成铁制搅拌器探究提升03探究提升03►环节一反应热及其测定【情景材料】中和反应热的测定1．实验目的通过一定量的酸、碱溶液在反应前后温度的变化，计算反应放出的热量，由此求得中和反应的反应热(简称中和热)。2．实验装置(简易量热计)3．实验步骤(1)反应物温度的测量。①用量筒量取50mL0.50mol·L－1盐酸，打开杯盖，倒入量热计的内筒，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。②用另一个量筒量取50mL0.55mol·L－1NaOH溶液，用温度计测量并记录NaOH溶液的温度。(2)反应后体系温度的测量。打开杯盖，将量筒中的NaOH溶液迅速倒入量热计的内筒，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，将最高温度记为反应后体系的温度(t2)。(3)重复上述步骤(1)至步骤(2)两次。4．数据处理(1)取盐酸温度和NaOH溶液温度的平均值记为反应前体系的温度(t1)。计算温度差(t2－t1)。(2)取三次测量所得温度差的平均值作为计算依据。(3)根据温度差和比热容等计算反应热。为了计算简便，可以近似地认为实验所用酸、碱稀溶液的密度、比热容与水的相同，并忽略量热计的比热容，则：50mL0.50mol·L－1盐酸的质量m1＝50g，50mL0.55mol·L－1NaOH溶液的质量m2＝50g。②反应后生成的溶液的比热容c＝4.18J/(g·℃)，50mL0.50mol·L－1盐酸与50mL0.55mol·L－1NaOH溶液发生中和反应时放出的热量为：。生成1molH2O时放出的热量为。【问题探究】1．实验装置中，内筒与外壳间填充大量泡沫塑料的目的是什么？2．实验中使用0.55mol·L－1NaOH溶液与0.50mol·L－1盐酸反应，而不是选用0.50mol·L－1NaOH溶液的原因是什么？3．能否用铜质搅拌器代替玻璃搅拌器？4．实验过程中能否用醋酸代替盐酸，或用氨水代替NaOH溶液？若代替对实验结果会造成什么影响？5．酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOH溶液一次迅速倒入量热计的内筒中而不能缓慢分多次倒入？6．若改用100mL0.50mol·L－1盐酸与100mL0.55mol·L－1NaOH溶液混合，所测中和热的数值是否为本实验结果的2倍？要点归纳1．中和热(1)概念：在25℃和101kPa下，强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol水时所放出的热量。(2)数值：57.3kJ·mol－1。2．中和热的测定(以NaOH溶液与盐酸反应为例)(1)测定步骤(2)数据处理中和热＝eq\f(（m1＋m2）·c·（t2－t1）×10－3,n（H2O）)kJ·mol－1，其中(m1＋m2)表示溶液质量，c为比热容，c＝4.18J/(g·℃)。(3)误差分析看实验中有哪些因素能使(t2－t1)出现误差。若(t2－t1)偏大，则中和热数值偏大；若(t2－t1)偏小，则中和热数值偏小。【注意问题】①实验中要用强酸、强碱的稀溶液(0.1～0.5mol·L－1)。②操作时动作要快，尽量减少热量的损失，使用绝热装置，避免热量散发到反应体系外。③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，避免酸、碱在温度计的表面反应放热而影响测量结果。④读取的中和反应的温度(t2)是反应混合液的最高温度。⑤测定中和热不能用弱酸或弱碱，因为弱酸、弱碱电离时吸收热量而会使测量数值偏低。⑥中和热的数值是57.3kJ·mol－1，测定时与强酸、强碱的用量无关。典例精讲【例1】已知强酸稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成时的反应热，下列反应放热为的是A．含的稀硫酸与足量稀溶液反应B．稀盐酸与稀溶液反应生成C．稀盐酸与稀氨水反应生成D．稀溶液与浓硫酸反应生成【例2】在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中放出的热量可测定中和反应的反应热。下列关于该实验的说法正确的是A．烧杯间的碎泡沫塑料的作用是固定烧杯的位置B．如果没有玻璃搅拌器，酸碱混合后可用温度计轻轻搅拌C．完成一次中和反应反应热测定实验，温度计需要使用2次分别用于测混合液的初始温度和反应最高温度D．由于实验过程中有热量的散失，所以测得的中和反应△H比理论值要大【例3】下列关于中和反应反应热测定的说法正确的是A．用足量的NaOH溶液中和等量的盐酸或醋酸时，反应热相同B．为了保证反应充分，将NaOH溶液分多次加入酸中C．实验时使用金属搅拌棒，则测定的反应热的数值偏小D．根据反应前后的温差和比热容即可计算反应热►环节二反应热与焓变【情境材料】纯净的H2可以在Cl2中安静地燃烧，发出苍白色火焰，反应生成的气体是HCl，它在空气中与水蒸气结合形成白雾。下面是反应H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)的能量变化示意图：【问题探究】1．断裂1molH—H、1molCl—Cl吸收的总能量是多少？形成2molH—Cl放出的能量是多少？由此判断该反应的ΔH是多少？2．根据图示中数据判断2HCl(g)=H2(g)＋Cl2(g)的焓变ΔH是多少？与问题1中的ΔH相比，得出的结论是什么？3．H2(g)和Cl2(g)在光照条件下也可以发生上述反应，那么该反应的ΔH是否发生变化？为什么？要点归纳1．反应热和焓变的关系反应热焓变不同点概念化学反应释放或吸收的热量化学反应中生成物的总焓与反应物的总焓之差相同点单位kJ·mol－1(或kJ/mol)“＋”“－”的意义“＋”表示反应吸热，“－”表示反应放热数据来源可以通过实验直接测得，也可以利用已知数据通过计算求得联系在等压条件下进行的化学反应，其反应热等于反应的焓变，如敞口容器中进行的化学反应注意①焓、焓变、反应热代表的意义不同。②焓(H)只有正值，而焓变(ΔH)有正负之分。③可以通过焓变来判断一个反应是吸热反应还是放热反应。④任何化学反应都有反应热。物质三态之间变化的焓变不能叫反应热，反应热是化学变化的焓变2．焓变产生的微观原因化学反应的本质是旧化学键断裂和新化学键的形成，旧化学键断裂需要吸收能量，新化学键形成需要放出能量，化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因。3．焓变产生的宏观原因从物质内能角度分析，若化学反应中反应物的总能量大于生成物的总能量，反应物转化为生成物时放出热量，则为放热反应，反应的ΔH的符号为“－”；反之，则为吸热反应，反应的ΔH的符号为“＋”。如下图所示为化学变化过程中的能量变化。4．计算焓变的两种方法(1)宏观角度计算：ΔH＝生成物总焓－反应物总焓。(2)微观角度计算：ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能。可以简单记忆为反应热(ΔH)等于反应物断键吸热与生成物成键放热的代数和，吸热取“＋”值，放热取“－”值。(1)焓研究的对象是物质，焓变研究的对象是某一个化学变化过程。(2)当反应物总焓(总能量)大于生成物总焓(总能量)时，ΔH<0，该反应为放热反应；反之则为吸热反应，ΔH>0。(3)正、逆反应的ΔH数值相等，但符号相反。(4)可逆反应的反应热(ΔH)是指反应物完全转化成生成物时的理论数据。(5)物质本身能量越低越稳定，如石墨转化成金刚石是吸热反应(ΔH>0)，则金刚石的能量更高，故石墨的稳定性大于金刚石的稳定性。典例精讲【例4】下列变化过程中ΔH＜0的是A．电解Al2O3得到Al和O2 B．HCl分解为H2和Cl2C．镁与稀盐酸反应 D．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl晶体混合反应【例5】能正确表示该反应焓变示意图的是A． B． C．D．【例6】根据如图所示的N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化情况判断，下列说法正确的是

A．NO(g)分解为N2(g)和O2(g)的反应是放热反应B．2molO原子结合生成O2(g)时需要吸收498kJ能量C．1molNO(g)分子中的化学键断裂时需要吸收1264kJ能量D．2molN(g)和2molO(g)的总能量为1444kJ0404课堂总结00503强化训练1．（2022秋·四川雅安·高二统考期末）下列有关能源与能量的说法错误的是A．风能、太阳能、潮汐能等清洁能源的使用，有利于“碳中和”的实现B．电能是一种典型的二次能源C．化学反应的能量变化都表现为热量的变化D．氢能是一种新能源，具有热值高、资源丰富等优点2．（2022秋·江苏苏州·高二常熟中学校考期中）下列说法正确的是A．反应热是1mol物质参加反应时的能量变化B．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应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，某一化学反应是吸热反应还是放热反应，由生成物与反应物能量的相对大小来决定3．（2022秋·陕西渭南·高二统考期末）下列有关能量变化的叙述正确的是A．NaHCO3与盐酸反应属于放热反应B．动物体内葡萄糖被氧化成CO，是化学能转化为热能的过程C．需要加热才能进行的反应一定是吸热反应D．同温同压下，H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的△H不同4．下列反应的能量变化与示意图相符的是A．NaOH溶液与稀盐酸的反应 B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应C．木炭的燃烧 D．钠与水反应5．（2023秋·海南·高二统考期末）已知在101kPa和一定温度下，由指定单质生成1mol纯物质的热效应，称为该物质的标准生成热()，指定单质的标准生成热为0，几种物质的标准生成热数据如下表所示：物质/(kJ·mol)下列几种固体物质中，最小的是A． B． C． D．6．（2023春·安徽·高二校联考开学考试）图表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。下列说法错误的是A． B．比稳定C． D．转化为是吸热过程7．（2022秋·天津河北·高二统考期末）反应X+Y=M+N的能量变化关系如图所示。下列关于该反应的说法中，正确的是A．X的能量一定低于M的，Y的能量一定低于N的B．X、Y的总能量一定低于M、N的总能量C．因为该反应为吸热反应，故一定要加热才可发生D．断裂X、Y的化学键所吸收的能量小于形成M、N的化学键所放出的能量8．（2021秋·四川成都·高二校考阶段练习）中和热测定实验中，用50mL0.50mol/L盐酸和50mL0.55mol/LNaOH溶液进行实验，下列说法不正确的是A．改用25mL0.50mol/L盐酸跟25mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应，求出的中和热数值和原来相同B．酸碱混合时，量筒中NaOH溶液应多次缓慢倒入小烧杯中，不断用玻璃棒搅拌C．装置中的大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是保温隔热减少热量损失D．实验中应记录测量出反应过程中的最高温度9．（2022秋·福建泉州·高二泉州五中校考期中）为了测定酸碱反应的中和热，计算时至少需要的数据是①酸溶液的浓度和体积

②碱溶液的浓度和体积③水的比热容

④反应后溶液的质量(单位：g)⑤生成水的物质的量

⑥反应前后温度变化⑦操作所需的时间A．③④⑤⑥ B．③④⑤⑦ C．①③⑥ D．全部10．（2022春·河南濮阳·高二校考阶段练习）已知：NaHSO4+NaOH=Na2SO4+H2O

△H=-57.3kJ·mol-1，下列有关热化学方程式说法正确的是A．稀盐酸和稀氢氧化钠溶液的中和热为∆H=-57.3kJ/molB．稀硫酸和稀氢氧化钡溶液的中和热为∆H=-57.3kJ/molC．稀盐酸和氨水溶液的中和热为∆H=-57.3kJ/molD．稀醋酸和稀氢氧化钠溶液的中和热为∆H=-57.3kJ/mol11．（2021秋·四川成都·高二校考期中）强酸和强碱的稀溶液的中和热可表示为：H＋(aq)＋OH-(aq)=H2O(l)ΔH=-57.3kJ/mol已知：CH3COOH(aq)＋NaOH(aq)=CH3COONa(aq)＋H2O(l)ΔH=-Q1kJ/molH2SO4(浓)＋NaOH(aq)=Na2SO4(aq)＋H2O(l)

ΔH=-Q2kJ/molHNO3(aq)＋KOH(aq)=KNO3(aq)＋H2O(l)

ΔH=-Q3kJ/mol上述反应均为溶液中的反应，则Q1、Q2、Q3的绝对值大小的关系为A．Q1=Q2=Q3 B．Q2>Q1>Q3 C．Q2>Q3>Q1 D．Q2=Q3>Q112．（2022秋·黑龙江大庆·高二肇州县第二中学校考阶段练习）下列有关中和热的说法正确的是①表示中和热的热化学方程式为

②准确测量中和热的一次实验过程中，至少测定2次温度③测量中和热的实验过程中，环形玻璃搅拌棒材料若用铜代替，则测量出的中和热偏大④的稀溶液和含的稀溶液反应的反应热⑤中和热测定：用盐酸和溶液进行实验，用量筒量取NaOH溶液时，仰视取液，测得的中和热数值偏小⑥中和热测定实验中为减少热量散失，NaOH溶液应分多次倒入量热计中⑦用温度计测定盐酸溶液起始温度后未洗涤，直接测定氢氧化钠的温度会导致测得中和热的数值偏小A．①③④⑥ B．③④⑤⑦ C．①③⑤⑦ D．②③④⑥13．（2021·高二课时练习）已知H2(g)＋O2(g)===H2O(g)，反应过程中能量变化如下图，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大于零还是小于零？________（3）若已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH1＝－Q12H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH2＝－Q2则ΔH1______ΔH2，Q1______Q2(填“>”、“<”或“＝”)。14．（2021秋·山东济宁·高二校考阶段练习）回答下列问