专题01 反应热（教材深度精讲）-【核心素养系列】2023-2024学年高二化学知识整合讲练（人教版2019选择性必修1）

专题01 反应热（教材深度精讲） 【核心素养分析】 1.变化观念与平衡思想：认识化学变化的本质是有新物质生成，并伴有能量的转化；能多角度、动态地分析热化学方程式，运用热化学反应原理解决实际问题。 2．证据推理与模型认知：通过分析、推理等方法认识研究反应热的本质，建立计算反应焓变模型。 3．科学态度与社会责任：能分析、评价生产和生活实际中的能量转化现象，并能从能源利用率、环境保护等角度综合考虑，提出利用化学变化实现能量储存和释放的有实用价值的建议。 【知识导图】 【目标导航】 从考查题型和内容上看，本专题在高考命题中以选择题和非选择题的形式呈现，考查内容主要有以下两个方面：(1)反应热的概念及计算；(2)热化学方程式的书写与正误判断；从命题思路上看，侧重结合能量变化图像、化学反应历程和燃烧热等，考查反应中的能量变化、反应热的比较。 【重难点精讲】 一、反应热、焓变 1.体系与环境 我们用观察、实验等方法进行科学研究时，先确定要研究的对象，把研究的对象与其余物质分开： ①体系是与周围其他部分区分开来的根据需要所研究的对象。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，简称体系(又称系统)。 ②环境是与体系相互影响的其他部分。如盛有溶液的试管和溶液之外的空气等看作环境。 【特别说明】体系与环境不是固体不变的，因研究的对象变化而变化，如把盐酸、氢氧化钠溶液及发生的反应作为研究的对象，则盐酸、氢氧化钠溶液及发生的反应为体系，而试管与空气为环境，如果把盐酸、氢氧化钠溶液及发生的反应和试管作为研究的对象，则盐酸、氢氧化钠溶液及发生的反应和试管为体系，空气为环境。 2．反应热与热量： ①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。 ②热量：指因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量，可以是吸收能量也可以是放出能量。 【特别提醒】关于焓的理解①焓是与内能有关的相对比较抽象的一个物理量，焓变的值只与始末状态有关而与过程无关。②物质的焓越小，具有的能量越低，稳定性越强。 3、反应热测定 （1）实验装置 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。 （2）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。 计算公式：ΔH＝-cmΔt＝－ c＝4.18 J·g－1·℃－1＝4.18×10－3 kJ·g－1·℃－1； n为生成H2O的物质的量。 【特别提醒】①中和热的测量中碱稍过量的原因是保证酸能完全反应，计算时应以不足的酸作为计算标准。 ②实验中使用的酸和碱不能是浓酸或浓碱，若用浓酸或浓碱，由于稀释过程中放出热量，会使测得的中和热数值偏高。 （3）实验步骤 ①绝热装置组装 ②量取一定体积酸、碱稀溶液：量取50 mL 0.50 mol·L－1盐酸、50 mL 0.55 mol·L－1氢氧化钠溶液 ③测反应前酸碱液温度：测量混合前50 mL 0.50 mol·L－1盐酸、50 mL 0.55 mol·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。 ④混合酸碱液测反应时最高温度：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。 ⑤重复2～3次实验：记录每次的实验数据，取其平均值作为计算依据。 ⑥求平均温度差(t终－t始) ⑦计算中和热ΔH。 【特别说明】❶为了保证盐酸完全被中和，采用稍过量的NaOH溶液；❷测量完盐酸的温度后，温度计应冲洗干净并擦干；❸酸碱溶液一次迅速混合。 （4）实验数据处理 实验次数 反应物的温度/℃ 反应前体系温度 反应后体系温度 温度差 盐酸 NaOH溶液 t1/℃ t2/℃ (t1－t2)/℃ 1 25.0 25.2 25.1 28.5 3.4 2 24.9 25.1 25.0 28.3 3.3 3 25.6 25.4 25.5 29.0 3.5 设溶液的密度均为1 g·cm－3，中和后溶液的比热容c＝4.18 J·g－1·℃－1，则反应放出的热量Q＝cmΔt＝c·[m(盐酸)＋m(NaOH溶液)]·(t2－t1)＝4.18 J·g－1·℃－1×(50 g＋50 g)×℃≈1 421 J≈1.42 kJ。 那么生成1 mol H2O放出的热量为＝＝56.8 kJ。 （5）误差分析 若实验时有热量损失，所测中和热偏小，ΔH偏大。求算出的中和热是否接近 kJ·mol－1，取决于溶液的浓度、溶液的体积及温度的变化。引起中和热测定有较大误差的因素主要有：①溶液浓度不准确；②溶液量取不准确；③隔热较差；