第01讲 反应热 -【暑假弯道超车】2023年新高二化学暑假讲义、习题（原卷版）VIP

学而优教有方第01讲反应热科学探究：理解反应热测定的原理和方法，会分析产生误差的原因，不断完善和改进测定方法。模型认知：建立从定性到定量描述化学反应中的能量变化的思维模型，会正确书写热化学方程式。宏观辨识与微观探析：能从宏观和微观的角度理解化学反应中能量变化的本质，正确认识和判断放热反应和吸热反应。能正确书写热化学方程式以及燃烧热的相关计算。变化观念与平衡思想：能辨识化学反应中的能量转化形式，形成能量可以相互转化的观念，正确理解反应热和焓变的概念。一、反应热及其测定1．体系与环境被研究的物质系统称为体系，与体系相互影响的其他部分称为环境。如：将试管中的盐酸、NaOH溶液及发生的反应等看作一个反应体系；盛溶液的试管和溶液之外的空气等看作环境。热量是指因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量。2．反应热在等温条件下，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．实验探究：中和反应反应热的测定(1)测定原理：环境温度不变时，根据测得的体系的温度变化和有关物质的比热容等来计算反应热。即利用公式Q＝cmΔt进行计算。(2)实验装置①将如图实验装置中各仪器(或物品)的名称填在横线上。②各部分仪器的作用a．玻璃搅拌器的作用是使反应物混合均匀充分接触。b．隔热层的作用是减少热量的散失。c．温度计的作用是测定反应前后反应体系的温度。(3)实验步骤①反应物温度测量(t1)：测量混合前50mL0.50mol·L－1盐酸、50mL0.55mol·L－1氢氧化钠溶液的温度，取两温度平均值，记录为起始温度t1。②反应后体系温度测量(t2)：将酸碱溶液迅速混合，用玻璃搅拌器轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记录为终止温度t2。③重复实验操作两次，记录每次的实验数据，取其平均值作为计算依据。(4)实验数据处理某实验小组测定数据如下温度实验次数起始温度t1/℃终止温度t2/℃温度差平均值(t2－t1)/℃盐酸NaOH平均值温差平均值125.025.225.128.53.43.4224.925.125.028.33.3325.625.425.529.03.5设溶液的密度均为1g·cm－3，中和后溶液的比热容c＝4.18J·g－1·℃－1，根据实验数据计算出该反应放出的热量Q≈1.42kJ，则生成1molH2O时放出的热量为56.8kJ。(5)实验结论大量实验测得，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1molH2O时，放出57.3kJ的热量。二、反应热与焓变1．化学反应的实质和特征2．内能内能是体系内物质的各种能量的总和，受温度、压强和物质的聚集状态等影响。3．焓与焓变(1)(2)反应热与焓变的关系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。4．从微观角度理解反应热的实质以H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)反应的能量变化为例说明，如图所示：由图可知：化学键反应中能量变化断裂或形成1mol化学键的能量变化断裂或形成化学键的总能量变化H—H吸收436kJ共吸收679kJCl—Cl吸收243kJH—Cl放出431kJ共放出862kJ结论H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)的反应热ΔH＝－183kJ·mol－1①图示：化学反应过程中形成化学键、断裂化学键能量变化可用如图表示：其中，E1表示反应物断裂化学键吸收的总热量，E2表示生成物形成化学键放出的总热量，E1与E2的差值表示反应热。上述反应过程表示该反应为放热反应。②焓变计算公式：ΔH＝E总(断键)－E总(成键)三、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．意义不仅表示化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。实例：已知25℃、101kPa下，热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1，其表示在25℃、101kPa，2molH2(氢气)与1molO2(氧气)完全反应生成2mol液态水时放出的热量是571.6kJ。3．热化学方程式的书写方法(1)写出相应的化学方程式。热化学方程式中各物质化学式前的化学计量数只表示其物质的量，可以是整数或分数。(2)标注反应的温度和压强。没有特殊说明是指25℃、101kPa。不用标明反应条件(如“加热”“高温”“催化剂”等)。(3)标注各物质聚集状态。在物质后面用括号标注各物质的聚集状态：气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，溶液用“aq”。(4)标注ΔH的正负。化学方程式后面空一格标注ΔH，若为放热反应，ΔH为“－”；若为吸热反应，ΔH为“＋”。－1。4．ΔH的单位中“mol－1”的含义对一个化学反应，ΔH的单位中“mol－1”不是指每摩尔具体物质，而是指“每摩尔反应”。因此ΔH必须与化学方程式一一对应。四、燃烧热1．概念(1)概念：在101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量。(2)要求：①1mol燃料；②完全燃烧；③生成指定产物。如：C元素→CO2(g)H元素→H2O(l)S元素→SO2(g)N元素→N2(g)2．单位：kJ·mol－1或kJ/mol。3．意义甲烷的燃烧热为890.3kJ·mol－1，或ΔH＝－890.3kJ·mol－1，它表示25℃、101kPa时，1mol甲烷完全燃烧生成1molCO2(g)和2molH2O(l)时放出890.3kJ的热量。4．表示燃烧热的热化学方程式的书写书写表示燃烧热的热化学方程式时，以燃烧1mol可燃物为标准来配平其余物质的化学计量数，同时可燃物要完全燃烧且生成指定产物。例如：H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－15．燃烧热的热化学方程式正误判断“一看”可燃物的化学计量数是否为1。“二看”元素完全燃烧生成的物质是否为指定产物。“三看”ΔH是否为“－”及单位是否正确。考点一、放热反应和吸热反应例1．下列生产活动或生活中涉及的化学反应不属于放热反应的是A．燃放爆竹B．石灰石分解C．焊接钢轨D．牛奶变质考点二、中和反应的反应热及测定例2．用如图装置测定盐酸与NaOH溶液反应的中和热。下列说法不正确的是A．将盐酸、NaOH溶液及发生的反应看成体系B．盐酸与NaOH溶液反应放热使体系温度升高C．碎泡沫塑料的作用是保温、隔热D．反应时将NaOH溶液分多次倒入量热计中考点三、化学反应中能量变化图像例3．某反应过程能量变化如图所示，下列说法正确的是A．反应过程有催化剂参与B．该反应的焓变C．使用催化剂，能改变该反应的活化能D．有催化剂条件下，反应的活化能等于考点四、反应热与化学键的关系例4．已知，kJ/mol，其他数据如下表。下列说法不正确的是气态物质HBrHCl1mol分子中的化学键断裂时吸收的能量/kJ436a366bcA．B．和的总能量小于C．b大于366D．a、c的值可以判断Br-Br和Cl-CI键的相对强弱考点五、热化学方程式正误判断例5．已知充分燃烧ag乙炔气体时生成2mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量bkJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是A．

B．

C．

D．

考点六、燃烧热例6．下列热化学方程式中ΔH代表燃烧热的是A．CH4(g)+3/2O2(g)=2H2O(l)+CO(g)ΔH1B．S(s)+3/2O2(g)=SO3(g)ΔH2C．C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)ΔH3D．2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH41．下列反应既属于氧化还原反应，又是放热反应的是A．灼热的木炭与的反应B．过氧化氢分解的反应C．氢氧化钠溶液与稀硫酸的反应D．晶体与晶体的反应2．下列图示变化为吸热反应的是A． B．C． D．3．下列说法错误的是A．所有燃烧反应都是放热反应B．由H原子形成1molH－H键要放出热量C．凡经加热而发生的化学反应都是吸热反应D．在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应生成1mol液态水时释放的热量称为中和热4．下，关于反应的相关叙述正确的是A．的燃烧热为B．和的总键能之和大于的键能之和C．D．5．某同学设计如图所示实验，探究反应中的能量变化。下列判断正确的是A．由实验可知，(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应B．实验(c)所涉及实验一组完整的实验数据需要测两次温度C．实验(c)中将环形玻璃搅拌棒改为铜质搅拌器对实验结果没有影响D．若用NaOH固体代替NaOH溶液与盐酸反应测定中和反应的反应热，则测得中和热的ΔH偏低6．氢气是人类最理想的能源。已知在25℃、101kPa下，1g氢气完全燃烧生成液态水时放出热量142.9kJ，则下列热化学方程式书写正确的是A．

B．

C．

D．

7．下列陈述正确的是A．燃烧一定属于放热反应B．氮气与氢气充分反应，转移电子数为C．已知中和热为，则

D．已知甲烷的燃烧热为，则8．下列物质间的反应，其能量变化符合下图的是A．镁条燃烧 B．碳与水蒸气高温制水煤气C．晶体和晶体混合 D．碳酸钙的分解9．下列关于反应热和热化学反应的描述中正确的是A．HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3kJ·mol-1，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH=2×(-57.3)kJ·mol-1B．CO(g)的燃烧热ΔH=-283.0kJ·mol-1，则2CO2(g)=2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH=＋2×283.0kJ·mol-1C．浓H2SO4稀释是放热反应D．1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热10．已知热化学方程式：①，②，下列说法正确的是A．表示1mol完全燃烧的反应热B．凡是有参与的反应都是放热反应C．两个反应的反应物的总能量都高于生成物的总能量D．因形成H—Cl键比形成H—O键放热多，故11．某同学设计如图实验，探究反应中的能量变化，下列判断正确的是A．实验(a)(b)(c)所涉及的反应都是放热反应B．将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加C．实验(c)中若用固体测定，则测定数值偏高D．实验(b)中将玻璃搅拌器改为铁质搅拌棒对实验结果没有影响12．合成氨工业中氢气可由天然气和水反应制备，其主要反应为：；ΔH=+162kJ·moL-1，共价键的键能与热化学方程式信息如下表(25℃、101kPa)，则CH4分子中C-H键能为：化学键H-OC=OH-H键能/kJ·mol-1464803436A．207kJ·mol-1 B．414kJ·mol-1 C．632kJ·mol-1 D．828kJ·mol-113．已知：H2(g)+F2(g)=2HF(g)的能量变化如图所示，下列有关叙述正确的是A．氟化氢气体分解生成氢气和氟气的反应是吸热反应B．1molH2与1molF2反应生成2mol液态HF放出的热量小于270kJC．在相同条件下，1molH2与1molF2的能量总和小于2molHF气体的能量D．断裂1molH－H键和1molF－F键吸收的能量大于形成2molH－F键放出的能量14．下列说法正确的是A．甲烷燃烧热的数值为，则甲烷燃烧的热化学方程式为：B．已知1mol金刚石转化为石墨，要放出1.9kJ的热能，1g石墨完全燃烧放出的热量比1g金刚石完全燃烧放出的热量少C．在稀溶液中：，若将含0.6molH2SO4的稀硫酸与含1molNaOH的稀溶液混合，放出的热量大于57.3kJD．500℃、30MPa下，将0.5molN2和1.5molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3，放出热量19.3kJ，其热化学方程式为：15．已知充分燃烧ag乙烷(C2H6)气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量bkJ，则表示乙烯标准燃烧热的热化学方程式正确的是A．C2H6(g)+O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)

ΔH=+2bkJ·mol-1B．C2H6(g)+O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)

ΔH=-2bkJ·mol-1C．2C2H6(g)+7O2(g)=4CO2(g)+6H2O(l)

ΔH=-4bkJ·mol-1D．C2H6(g)+O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)

ΔH=-2bkJ·mol-116．下列热化学方程式中，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)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)

△H=-890.3kJ·mol-1B．500℃、30MPa下，将0.5molN2(g)和1.5molH2(g)置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)放热19.3kJ，其热化学方程式为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

△H=-38.6kJ·mol-1C．