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文档简介
第01讲1.1反应热焓变(含答案)-2024年高中化学同步精品讲义(选择性必修一)第1课第1课时反应热焓变课程标准学习目标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。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探究提升►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1444kJ1.(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)回答下列问题:(1)H2+Cl2=2HCl的反应过程如下图所示:根据图中信息,该反应_______(填“放出”或“吸收”)_______kJ热量。(2)硅是太阳能电池的重要材料。工业冶炼纯硅的原理是:粗硅冶炼:(a)SiO2+2CSi+2CO↑。精炼硅:(b)Si+3HClSiHCl3+H2;(c)SiHCl3+H2Si+3HCl。化学反应与能量变化如图所示,回答下列问题:①(a)是_______反应,(b)是_______反应,(c)是_______反应(填“吸热”或“放热”)。②反应(b)破坏反应物中的化学键所吸收的能量_______(填“大于”或“小于”)形成生成物中化学键所放出的能量。15.(2022秋·新疆塔城·高二塔城市第三中学校考阶段练习)回答下列问题:(1)已知和反应生成1mol过程中能量变化如图所示。根据下列已知键能数据计算A—B键键能为_______kJ/mol。化学键B—B键能(kJ/mol)946436(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计算中和反应的反应热。①从实验装置上看,图中缺少的一种玻璃仪器是_______。烧杯间填满碎纸条的作用是_______。若大烧杯上不盖硬纸板,求得的中和反应反应热_______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。②甲同学用50mL盐酸与50mLNaOH溶液进行中和反应,通过计算得到,该结果与有偏差,产生此偏差的原因可能是_______(填字母)。A.用温度计测量盐酸起始温度后直接测量NaOH溶液的温度B.一次性把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中C.实验装置保温、隔热效果差③若改用60mL盐酸与60mLNaOH溶液进行反应,与②中实验相比,所放出的热量_______(填“相等”或“不相等”);若用50mL溶液代替盐酸进行②中实验,测得反应前后温度的变化值_______(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。第1课第1课时反应热焓变课程标准学习目标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。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。【答案】1.等温向环境释放或从环境吸收的热量
2.盐酸完全被中和最高温度Q=(mg十m:)・c・(t2-t
3.1molH,O
4.温度、压强和物质的聚集状态
5.内能H
6.反应的焓变ΔHkJ/mol
7.减小<0增大>0
8.化学键断裂和形成时的能量变化预习检测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【答案】A【解析】A.内能是指物体内部所有分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和,一切物体都有内能,故A正确;B.内能大小除了与物质的种类、数量以及聚集状态有关外,还与体系的温度和压强有关,故B错误;C.系统内能的绝对值无法直接获得,实验的方法可以测出内能的变化,故C错误;D.反应过程中体系没有做功时,反应热才能等于内能的变化,故D错误;故选A。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【答案】D【解析】A.等压条件下,体系只做体积功时,化学反应的反应热等于反应的焓变,A项错误;B.等质量的气态水和液态水所具有的内能一定不相同,不限定水的质量则不能比较二者内能的大小,B项错误;C.同一化学反应,若反应的温度、压强不同或物质的聚集状态不同,则焓变不同,C项错误;D.可逆反应的正反应和逆反应的物质变化相反,所以能量变化相反,即焓变数值相等、符号相反,D项正确;故选D。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“-”【答案】D【解析】A.反应在恒压条件下进行的,化学反应的焓变都等于化学反应的反应热,故错误;B.ΔH>0时反应吸热,ΔH<0时反应放热,故错误;C.ΔH越大,说明反应吸收的热量越多,故错误;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“-”,故正确。故选D。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57.3kJ【答案】C【解析】A.酸碱溶液混合后,应立即测量温度且取最高温度作为最终温度,A错误;B.向内筒中加入稀碱时,应当迅速而匀速地加入,B错误;C.玻璃棒搅拌器若用铜丝代替,会有热量散失,使放出热量偏小,所以测定出的中和反应反应热∆H偏大,C正确;D.稀的强酸和强碱之间发生中和反应生成1molH2O(l)时放出的热量是57.3kJ,D错误;故选C。5.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【答案】D【解析】A.化学反应有吸热反应和放热反应,化学反应中,如反应物的总能量大于生成物的总能量,则为放热反应,反之为吸热反应,故A错误;B.化学反应中能量的变化量与参加反应物质的物质的量有关,故B错误;C.伴有能量变化的物质变化不一定为化学变化,如物质的状态的改变,为物理变化,故C错误;D.因化学反应中伴随着化学键的断裂和形成,断裂化学键吸收能量,形成化学键放出能量,则一定伴随着能量的变化,故D正确;故选D。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【答案】C【解析】A.①中硫酸和氢氧化钠反应的热量为中和热,②中硫酸和氨水反应放出的热量小于中和热,因为氨水是弱碱,电离要吸热,③中硫酸和氢氧化钡反应因生成了硫酸钡沉淀,使其放出的热量大于中和热,因此其焓变大小应为b>a>c,A错误;B.中和热指的是强酸强碱的稀溶液完全反应生成1mol水所放出的热量,B错误;C.测定中和热时,酸碱混合要迅速,否则热量容易散失,造成测定结果不准确,C正确;D.铁制搅拌器导热,会使热量散失快,实验中的玻璃搅拌器不可换成铁制搅拌器,D错误;答案选C。探究提升探究提升►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?【答案】4.(3)②(m1+m2)·c·(t2-t1)=0.418(t2-t1)kJ③eq\f(0.418(t2-t1),0.025)kJ1.泡沫塑料起保温、隔热作用,目的是减少实验过程中热量的损失。2.碱稍过量的原因是保证盐酸完全被中和。3.不能,原因是金属铜传热快,实验过程中会造成热量损失。4.不能;弱酸、弱碱电离吸收热量,会使测得的中和热的数值偏小。5.本实验的关键是尽可能减少热量散失,若动作迟缓或分多次倒入,会使热量损失导致实验产生误差。6.否;中和热是指在稀溶液中强酸与强碱发生中和反应生成1molH2O时的反应热,其数值与反应物的量的多少无关,故所测结果应与本次实验结果基本相同。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【答案】B【解析】A.含的稀硫酸,即2molH+参与反应放出的热量是中和热的两倍,A项不符合题意;B.稀盐酸与稀溶液反应生成放出的热量是,B项符合题意;C.一水合氨是弱碱,与盐酸反应生成时放出的热量小于,C项不符合题意;D.浓硫酸溶于水放热,与稀溶液反应生成时放出的热量大于,D项不符合题意;故答案选B。【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【答案】D【解析】A.中和热测定实验成败的关键是保温工作,大小烧杯之间填满碎纸条的作用是减少实验过程中的热量损失,选项A错误;B.温度计为计量仪器,不能用于搅拌,选项B错误;C.中和热的测定中,需要测出反应前酸溶液的温度,测反应前碱溶液的温度,混合反应后测最高温度,所以总共需要测量3次,选项C错误;D.中和热△H是负值,由于实验过程中有热量的散失,所以测得的中和热△H比理论值要大,选项D正确;答案选D。【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【答案】C【解析】A.测定中和反应的反应热时,醋酸属于弱电解质,电离过程应该吸收热量,所以所测中和反应的反应热数值偏小,故用足量的NaOH溶液中和等量的盐酸或醋酸时,反应热不相同,A错误;B.为了保证热量不流失,将NaOH溶液一次快速加入酸中,B错误;C.实验时使用金属搅拌棒,金属导热,会导致热量损失,则测定的反应热的数值偏小,C正确;D.根据比热容公式进行计算:Q=cm△t,再根据化学反应方程式由Q来求反应热,D错误;答案选C。►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?【答案】1.断键吸收的总能量为436kJ+243kJ=679kJ。形成化学键放出的总能量为431kJ×2=862kJ。故H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)反应放出的热量为862kJ-679kJ=183kJ,即反应的ΔH=-183kJ·mol-1。2.ΔH=断裂化学键吸收的总能量-形成化学键放出的总能量=(431kJ·mol-1×2)-(436kJ·mol-1+243kJ·mol-1)=+183kJ·mol-1。正、逆反应的焓变(ΔH)数值相等,符号相反。3.焓变不发生变化,ΔH仍为-183kJ·mol-1;因为化学反应的焓变与反应条件无关。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【答案】C【解析】A.电解Al2O3得到Al和O2是吸热反应,ΔH>0,故A不选;B.HCl分解为H2和Cl2是吸热反应,ΔH>0,故B不选;C.镁与稀盐酸反应是放热反应,ΔH<0,故C选;D.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl晶体混合反应是吸热反应,ΔH>0,故D不选;故选C。【例5】能正确表示该反应焓变示意图的是A. B. C.D.【答案】D【解析】碳和水蒸气反应属于吸热反应,生成物总能量大于反应物总能量,结合物质状态碳是固体、其余物质均为气态,故选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1444kJ【答案】A【解析】A.N2(g)+O2(g)=2NO(g)的焓变为,该反应为吸热反应,则NO(g)分解为N2(g)和O2(g)的反应是放热反应,A正确;B.成键放出能量,2molO原子结合生成O2(g)时需要放出498kJ能量,B错误;C.1molNO(g)分子中的化学键断裂时需要吸收632kJ能量,C错误;D.946kJ和498kJ分别是1molN2(g)和1molO2(g)分子中化学键断裂吸收的能量,2molN(g)和2molO(g)的总能量不能确定,D错误;答案选A。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【答案】C【解析】A.风能、太阳能、潮汐能等清洁能源的使用,可以减少化石能源的开采与使用,因而可以降低CO2的产生与排放,故有利于“碳中和”的实现,A正确;B.电能是以其它形式的能源转化形成的能源,因此一种典型的二次能源,B正确;C.化学反应的能量变化通常表现为热量的变化,有的会转化为电能、光能,因此不是都转化为热能,C错误;D.氢能是一种新能源,由于其燃烧产生大量热,燃烧产物是水雾污染,且水又可以作为转化未氢气的原料,因此具有热值高、资源丰富等优点,D正确;故合理选项是C。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【答案】D【解析】A.在化学反应过程中,当反应物和生成物具有相同温度时,所吸收或放出的热量称为化学反应的反应热,A错误;B.吸热反应不一定需要加热,如氢氧化钡和氯化铵反应为吸热反应,不需要加热,B错误;C.焓是内能有关的物理量,恒压条件下的反应热又称为“焓变”,C错误;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,若反应物总能量大于生成物的总能量,为放热反应,反之为吸热反应,D正确;答案选D。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【答案】B【解析】A.NaHCO3与盐酸反应属于吸热反应,A错误;B.动物体内葡萄糖被氧化成CO,物质发生化学反应,使化学能转化为热能,B正确;C.反应条件是否需要加热与反应类型是放热反应还是吸热反应无关,需要加热才能进行的反应不一定是吸热反应,如木炭的燃烧属于放热反应,但木炭要燃烧首先温度要达到木炭的着火点,C错误;D.反应热与物质具有的总能量有关,与反应条件无关,同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的△H相同,D错误;故合理选项是B。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【答案】B【解析】A.NaOH溶液与稀盐酸的反应是一个焓减即放热反应,A不合题意;B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应是一个焓增即吸热反应,B符合题意;C.木炭的燃烧是一个焓减即放热反应,C不合题意;D.钠与水反应是一个焓减即放热反应,D不合题意;故答案为:B。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.【答案】A【解析】由几种物质的标准生成热数据可知卤化钠中NaF的标准生成热最小,总能量最低也最稳定。当离子带的电荷相同的时候,键长越短,离子键越强,同主族从上到下半径越来越大,氟离子的半径最小离子键最强形成的物质最稳定。推知卤化钙中CaF2的标准生成热最小,故选A。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【答案】C【解析】A.反应物总能量大于生成物的总能量为放热反应,,A正确;B.物质的能量越低越稳定,比稳定,B正确;C.两个反应均为放热反应,焓变均小于0,根据纵坐标分析,绝对值大于的绝对值,,C错误;D.能量低于,转化为是吸热过程,D正确;故选C。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【答案】B【解析】A.X+Y=M+N为吸热反应,说明反应物总能量低于生成物总能量,但X的能量不一定低于M的,Y的能量不一定低于N的,选项A错误;B.X+Y=M+N为吸热反应,说明反应物总能量低于生成物总能量,因此X、Y的总能量一定低于M、N的总能量,选项B正确;C.反应是否需要加热与反应是放热反应或吸热反应没有关系,有些吸热反应不一定需要加热,选项C错误;D.ΔH=反应物的化学键断裂吸收的能量-生成物的化学键形成释放的能量,由于X+Y=M+N为吸热反应,这说明断裂X、Y的化学键所吸收的能量大于形成M、N的化学键所放出的能量,选项D错误;答案选B。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【答案】B【解析】A.反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,改用25mL0.50mol/L盐酸跟25mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应,与上述实验相比,生成水的物质的量少,所放出的热量少,但中和热是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热量,与酸碱的用量无关,中和热数值相等,故A正确;B.在中和热的测定过程中,酸碱混合时要迅速,量筒中NaOH溶液应一次快速倒入小烧杯中,并且用环形玻璃搅拌棒搅拌不断搅拌,故B错误;C.中和热测定实验成败的关键是做好保温工作,实验中,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,故C正确;D.中和热的测定中,要测定酸碱中和反应中放出的热量,计算过程需要温度差,则实验中应记录反应前酸和碱的温度以及反应后的最高温度,故D正确;故答案为B。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【答案】A【解析】由反应热的计算公式可知,酸碱反应的中和热计算时,至少需要的数据有:比热容c、酸的浓度和体积、碱的浓度和体积,反应前后温度变化△T,然后计算出反应后溶液的质量、生成水的物质的量;故选A。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/mol【答案】A【解析】已知:NaHSO4+NaOH=Na2SO4+H2O△H=-57.3kJ·mol-1,中和热是强酸与强碱在稀溶液中发生反应,每产生1molH2O放出的热量,该反应的实质是H++OH-=H2O△H=-57.3kJ·mol-1。A.稀盐酸和稀氢氧化钠溶液混合,反应实质为:H++OH-=H2O,故中和热为∆H=-57.3kJ/mol,A正确;B.稀硫酸和稀氢氧化钡溶液混合,除反应产生H2O,还产生BaSO4沉淀,离子结合形成沉淀会放出热量,反应放出热量越多,则反应热就越小,则其中和热为∆H<-57.3kJ/mol,B错误;C.氨水中的NH3∙H2O是弱电解质,电离产生自由移动的OH-需吸收热量,则稀盐酸和氨水溶液的中和热为∆H>-57.3kJ/mol,C错误;D.醋酸是弱酸,主要以电解质分子存在,其电离产生自由移动的H+的过程会吸收热量,导致反应过程中放出热量减少,则稀醋酸和稀氢氧化钠溶液的中和热∆H>-57.3kJ/mol,D错误;故合理选项是A。11.(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>Q1【答案】C【解析】强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应:H+(aq)十OH-(aq)=H2O△H=-57.3kJ/mol,醋酸的电离吸热,放出的热量Q1小于57.3kJ;浓硫酸溶于水放热,放出的热量Q2大于57.3kJ;稀硝酸为稀的强酸,放出的热量Q3为57.3kJ,则Q1、Q2、Q3的绝对值大小的关系为Q2>Q3>Q1,答案选C。12.(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.②③④⑥【答案】B【解析】①表示中和热的热化学方程式为,①错误;②测量中和热的一次实验过程中,至少测量3次温度,②错误;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,因为热量损失,测得的热量减少,根据,则测量出的中和热偏大,故③正确;④的稀溶液和含的稀溶液反应,有生成,实际放出的热量大于114.6kJ,反应热,④正确;⑤仰视取液,NaOH溶液的体积偏大,因体积变大导致测定温度时,温度变化较小,根据,热量偏少,中和热数值偏小,⑤正确;⑥中和热测定实验中为减少热量散失,NaOH溶液应一次倒入量热计中,⑥错误;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,因为盐酸与NaOH反应,使得偏小,根据,中和热数值偏小,⑦正确;综上③④⑤⑦正确,故选B。13.(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“=”)。【答案】(1)代表旧键断裂吸收的能量代表新键形成释放出的能量代表反应热(2)放热反应小于零(3)><【解析】(1)H2(g)和O2(g)与2H(g)和O(g)之间的能量差是H2—→2H(g)和O2(g)O(g)过程中断开H—H键和O=O键需吸收的能量。所以a代表旧键断裂吸收的能量,b代表2H(g)+O(g)结合成氢氧键所放出的能量,c则代表断键所吸收的能量-成键所释放的能量,即a-b=c。(2)由图可知该反应中反应物总能量大于生成物总能量,所以该反应为放热反应,ΔH<0。(3)比较ΔH大小时,要连同“+”、“-”包含在内,类似于数学上的正负数比较,如果只比较反应放出热量多少,则只比较数值大小,与“+”、“-”无关。14.(2021秋·山东济宁·高二校考阶段练习)回答下列问题:(1)H2+Cl2=2HCl的反应过程如下图所示:根据图中信息,该反应_______(填“放出”或“吸收”)_______kJ热量。(2)硅是太阳能电池的重要材料。工业冶炼纯硅的原理是:粗硅冶炼:(a)SiO2+2CSi+2CO↑。精炼硅:(b)Si+3HClSiHCl3+H2;(c)SiHCl3+H2Si+3HCl。化学反应与能量变化如图所示,回答下列问题:①(a)是_______反应,(b)是_______反应,(c)是_______反应(填“吸热”或“放热”)。②反应(b)破坏反应物中的化学键所吸收的能量_______(填“大于”或“小于”)形成生成物中化学键所放出的能量。【答案】(1)放出183(2)吸热放热吸热小于【解析】(1)断开H-H、CI-CI键,通过题目数据可知,共吸收243+436=679kJ热量,形成H-Cl键共放出431+431=862kJ热量,根据放出和吸收热量数值的比较,可知该反应放出862-679=183kJ热量;(2)①根据化学反应与能量变化图可知,(a)是吸热反应,(b)是放热反应,(c)是吸热反应;②反应(b)是个放热反应,所以破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量。15.(2022秋·新疆塔城·高二塔城市第三中学校考阶段练习)回答下列问题:(1)已知和反应生成1mol过程中能量变化如图所示。根据下列已知键能数据计算A—B键键能为_______kJ/mol。化学键B—B键能(kJ/mol)946436(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计算中和反应的反应热。①从实验装置上看,图中缺少的一种玻璃仪器是_______。烧杯间填满碎纸条的作用是_______。若大烧杯上不盖硬纸板,求得的中和反应反应热_______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。②甲同学用50mL盐酸与50mLNaOH溶液进行中和反应,通过计算得到,该结果与有偏差,产生此偏差的原因可能是_______(填字母)。A.用温度计测量盐酸起始温度后直接测量NaOH溶液的温度B.一次性把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中C.实验装置保温、隔热效果差③若改用60mL盐酸与60mLNaOH溶液进行反应,与②中实验相比,所放出的热量_______(填“相等”或“不相等”);若用50mL溶液代替盐酸进行②中实验,测得反应前后温度的变化值_______(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。【答案】(1)391(2)环形玻璃搅拌器保温(或隔热或减少实验过程中热量损失)偏大AC不相等偏小【解析】(1)由题干图示信息可知,为放热反应,。设A—B键键能为x,反应物的键能总和-生成物的键能总和,,故答案为:391;(2)①该实验装置是中和反应反应热的测定装置,图中缺少的一种玻璃仪器是环形玻璃搅拌器,为了减少实验过程中热量损失,烧杯间填满碎纸条,若大烧杯上不盖硬纸板,会有热量散失,测得的中和反应反应热的数值偏小,偏大,故答案为:环形玻璃搅拌器;保温(或隔热或减少实验过程中热量损失);偏大;②用温度计测量盐酸起始温度后,没有冲洗、冷却温度计,直接测量NaOH溶液的温度导致测量温度偏高,使得偏小,求得的中和反应反应热偏大,A符合题意;一次性把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中,符合操作要求,B不符合题意;实验装置保温、隔热效果差,造成热量损失,使求得的中和反应反应热偏大,C符合题意,故答案为:AC;③所放出的热量与反应物的物质的量有关,若改用60mL盐酸与60mLNaOH溶液进行反应,参加反应的HCI和NaOH的物质的量比②中实验的大,放出的热量比②中实验多;醋酸为弱酸,电离要吸热,若用50mL溶液代替②中盐酸进行实验,测得反应前后温度的变化值会偏小,故答案为:不相等;偏小。第1课第2课时热化学方程式燃烧热课程标准学习目标1.认识热化学方程式表示的意义,理解热化学方程式的书写规则。2.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。3.理解燃烧热的概念,掌握有关燃烧热的计算。1.能从宏观与微观相结合的角度认识热化学方程式的意义及书写,能分析物质发生化学变化与发生的能量转化间的定量关系。2.能通过定性分析和定量计算掌握热化学方程式的书写及燃烧热的概念,并进行相关的计算和判断。自主梳理1.热化学方程式的定义:。
2.书写热化学方程式的注意事项:需注明反应时的;注明反应物的;
热化学方程式各物质前的化学计量数可以是。
3.热化学方程式的含义:描述在一定条件下,一定量某状态下的物质,充分反应后。
4.热化学方程式的△H的单位中mol-1的含义,如2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ・mol-1表示2mol氢气和1mol氧气反应生成2mol液态水时放出571.6kJ的热量。
5.燃烧热的定义:。
6.燃烧热的单位:。
预习检测1.已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
ΔH=-92kJ·mol-1,下列说法正确的是A.2L氨气体分解成1L氮气与3L氢气吸收92kJ热量B.1mol氮气与3mol氢气反应生成2mol液态氨放出的热量小于92kJC.25℃和101kPa时,2molNH3(g)完全分解为1molN2(g)和3molH2(g)吸热92kJD.3个氢气分子与1个氮气分子反应生成2个氨气分子放出92kJ热量2.已知1mol燃料完全燃烧的数据如下表所示:燃料一氧化碳甲烷异辛烷(C8H18)乙醇使用上述燃料,最能体现“低碳经济”理念的是A.一氧化碳 B.甲烷 C.异辛烷 D.乙醇3.氨气分解成氮气和氢气要吸收的热量,下列热化学方程式中正确的是A.B.C.D.4.下列热化学方程式正确的是A.已知1g甲烷燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量为55.625kJ:
kJ⋅mol-1B.12g碳与适量水蒸气反应生成一氧化碳和氢气,需吸收120kJ的热量:
kJ⋅mol-1C.通常状况下,将1g氢气在氯气中完全燃烧,放出92.4kJ热量:
kJ⋅mol-1D.已知充分燃烧ag乙炔气体生成1mol二氧化碳气体和液态水,放出bkJ热量:kJ⋅mol-15.下列表示燃烧热的热化学方程式书写正确的是A.2SO2+O2=2SO3
ΔH=-196.6kJ·mol-1B.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)
ΔH=-571.6kJ·mol-1C.C(s)+O2(g)=CO2(g)
ΔH=一393.5kJ·mol-1D.C(s)+O2(g)=CO2(g)
ΔH=+393.5kJ·mol-16.下列说法正确的是A.完全燃烧生成放出的热量叫的燃烧热B.25℃、时,已知碳的燃烧热为,则碳的热值也为C.已知
,则硫生成SO3的反应热为D.25℃、时,和的燃烧热相等探究提升探究提升►环节一热化学方程式【情境材料】CCS技术是将工业和有关能源产业中所产生的CO2进行捕捉与封存的技术,被认为是拯救地球、应对全球气候变化最重要的手段之一。其中一种以天然气为燃料的“燃烧前捕获系统”的简单流程图如图所示(部分条件及物质未标出)。【问题探究】1.CH4在催化剂作用下实现的第一步反应,也称为甲烷的不完全燃烧,1gCH4不完全燃烧时放出2.21kJ的热量,你能写出该反应的热化学方程式吗?2.第二步中涉及的化学反应为CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g),其反应过程的能量变化如图所示:你能写出该反应的热化学方程式吗?3.已知H2燃烧的热化学方程式如下:①H2(g)+eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH1=-285.8kJ·mol-1②H2(g)+eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH2=-241.8kJ·mol-1③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH3=-571.6kJ·mol-1仔细分析以上三个热化学方程式,解决以下两个问题:(1)为什么热化学方程式中必须注明各物质的状态?(2)同一反应不同的热化学方程式中的焓变(ΔH)与化学计量数之间有何关系?要点归纳1.热化学方程式(1)概念:表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式。(2)意义:表明了化学反应中的物质变化和能量变化。如热化学方程式H2(g)+eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH(25℃,101kPa)=-285.8kJ·mol-1的意义:在25℃和101kPa下,1molH2(g)和eq\f(1,2)molO2(g)完全反应生成1molH2O(l)时放出的热量为285.8kJ。2.热化学方程式的书写步骤及要求(1)写化学方程式写出符合质量守恒定律的化学方程式,因为热化学方程式中各物质化学式前的化学计量数不表示分子个数,只表示物质的量,因此,可以用整数或分数表示。(2)标状态因为物质发生状态的变化时也伴随着能量的变化,所以书写热化学方程式时必须标明物质的状态。通常用g、l、s、aq分别表示气态、液态、固态、在水溶液中。(3)判正负根据吸热反应或放热反应判断ΔH的正、负:放热反应的ΔH的符号为“-”,吸热反应的ΔH的符号为“+”;ΔH的常用单位是kJ·mol-1(或kJ/mol)。(4)算数值根据化学计量数计算写出ΔH的值,同一反应的ΔH的值与化学计量数成正比。3.书写热化学方程式时需注意的问题(1)热化学方程式书写的常见误区:①热化学方程式中不用标明反应条件(如“加热”“高温”“催化剂”等)。②由于已经标明了物质的状态,所以在热化学方程式中不再用“↑”“↓”来标记气体生成物和难溶生成物。③热化学方程式中一般用“=”(可逆反应中用“”),即使是有机反应的热化学方程式中也不用“→”。(2)热化学方程式中化学式前面的化学计量数必须与ΔH相对应,若化学计量数加倍,则ΔH的数值也要加倍。(3)当反应逆向进行时,其反应热与正反应的反应热的数值相等,符号相反。(1)ΔH的单位为kJ·mol-1(或kJ/mol),它并不是指每摩尔具体物质反应时伴随的能量变化是多少千焦,而是指给定形式的具体反应以各物质的化学计量数来计量其物质的量时伴随的能量变化是多少千焦。(2)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ΔH都表示反应按照化学计量数所表示的物质的量完全反应所放出或吸收的热量。如2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-197kJ·mol-1是指2molSO2(g)和1molO2(g)完全转化为2molSO3(g)时放出的热量为197kJ。若在相同的温度和压强下,向某容器中加入2molSO2(g)和1molO2(g),反应达到平衡时放出的热量为Q,因反应不能进行彻底,故Q<197kJ。典例精讲【例1】下列说法错误的是()A.热化学方程式各物质前的化学计量数不表示分子个数只代表物质的量B.化学反应过程所吸收或放出的热量与参加反应的物质的物质的量成正比C.同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同D.同一化学反应,化学计量数不同,ΔH不同,化学计量数相同而状态不同,ΔH也不相同【例2】物质C、CH4、H2、CH3OH完全燃烧所放出的热量依次是33kJ·g-1、143kJ·g-1、56kJ·g-1、23kJ·g-1,则下列热化学方程式正确的是A.C(s)+O2(g)=CO(g)
ΔH=-396kJ·mol-1B.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-896kJ·mol-1C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)
ΔH=-286kJ·mol-1D.CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=736kJ·mol-1【例3】下列热化学方程式及有关应用的叙述中,正确的是A.甲烷的燃烧热为890.3kJ•mol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:CH4(g)+O2(g)═CO(g)+2H2O(l)
△H=-890.3kJ•mol-1B.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C.500℃下,将0.5molI2(g)和0.5molH2(g)置于密闭的容器中充分反应生成HI(g),放热10kJ,其热化学方程式为:I2(g)+H2(g)2HI(g)
△H=-20kJ•mol-1D.已知25℃、101KPa条件下:4Al(s)+3O2(g)═2A12O3(s)
△H=-2834.9kJ•mol-1,4Al(s)+2O3(g)═2A12O3(s)
△H=-3119.1kJ•mol-1,则O2比O3稳定►环节二燃烧热【情境材料】20
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