1.1 反应热（讲义）-2024-2025学年高二化学同步教学课件+讲义（人教版2019选择性必修1）

第一章 化学反应的热效应 第一节反应热 【学习目标】 1、熟知能量转化形式及反应热和焓变的含义、吸热反应和放热反应的本质 2、掌握热化学方程式的概念和意义，并会准确书写热化学方程式 3、正确认识中和热的概念 4、掌握中和热的测定实验方法，会分析测定反应热时误差产生的原因，并能采取适当措施减小实验误差. 【知识回顾】 1、常见的放热反应： a．所有的燃烧反应，如：木炭、CH4等在空气或氧气中的燃烧，Na、H2在Cl2中燃烧，镁条在CO2中燃烧 b．所有的酸碱中和反应，如：HCl＋NaOH===NaCl＋H2O c．大多数的化合反应，如：CaO＋H2O===Ca(OH)2 H2＋F2===2HF d．活泼金属与水、与酸的反应，如：2Na＋2H2O===2NaOH+H2↑ Mg＋2H+===Mg2++H2↑ 2、常见的吸热反应： a．大多数分解反应，如：NH4Cl==NH3↑＋HCl↑ CaCO3=====高温CaO＋CO2↑ b．以碳、CO、H2为还原剂的氧化还原反应：如：H2＋CuO H2O＋Cu c．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应(固态铵盐与碱的反应) d．C和CO2发生的化合反应及C和H2O(g)的反应 3、化学反应一定伴随着能量变化的原因： ①微观原因：化学反应的实质是旧化学键的断裂（吸热能量）和新化学键的形成(释放能量)，若新键生成释放的能量大于旧化学键断裂吸收的能量，则反应放热，若新键生成释放的能量小于旧化学键断裂吸收的能量，则反应吸热。 ②宏观原因：反应物和生成物所具有的总能量不同，若生成物具有的总能量高，则为吸热反应，反之，为放热反应。 【探索新知】 一、反应热 焓变 化学反应的过程，既是 的转化过程，也是化学能与热、电等其他形式 的转化过程。学反应既遵守 ，也遵守 。化学反应中的能量变化是以物质变化为基础的，能量变化的多少与参加反应的物质种类和多少密切相关。 （一）反应热及其测定 1、体系和环境——以盐酸与NaOH溶液的反应为例 (1)体系(系统)：被研究的物质系统统称为体系 (2)环境：体系以外的其他部分称为环境 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 · 热效应：在等温条件下，化学反应体系向环境释放或从环境吸收的 ，称为化学反应的热效应，简称反应热。许多反应热可以通过 直接测定。 2、中和反应的反应热(中和热)的测定 （1）中和热 酸和碱在 中发生中和反应生成 时的反应热叫中和热。 【深度理解】 ①浓的强酸和强碱在发生中和反应的同时还要发生溶解，溶解要 热量；若是浓的弱酸和弱碱在发生中和反应的同时还要发生电离，电离要 热量（HF例外），故放出的热量均不完全是中和热。 ②强酸和强碱在稀溶液中发生中和反应时，1 mol H＋和1 mol OH－反应生成1 mol H2O(l)，放出57.3 kJ的热量，表示为 。 （2） 反应热(中和热)的测定 ①原理 中和反应反应热可以用实验的方法测得：先将反应器置于绝热容器中，然后在反应器内将酸、碱稀溶液混合，发生中和反应，放出的热传入水(稀溶液)中，测量出水(稀溶液)的温度变化，根据水的质量、比热容等即可求出反应放出的热量。 ② 实验装置（见右图） 实验过程中，还需要的其他仪器有50mL量筒(2个)。 ③ 实验测量数据 A、初始温度(t1) 用一量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1盐酸，倒入量热计内筒中并测量其 ；用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液并测量其温度，取两温度平均值为t1。实验时可以使一种反应物稍微过量，以保证另一种反应物完全反应，通常情况下，一般用NaOH溶液过量，因为NaOH溶液的浓度会受空气中CO2的影响，会增大计算时的误差。 B、终止温度(t2) 把套有盖板的温度计和玻璃搅拌器放入量热计内筒的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液 （填一次或多次）倒入量热计内筒中，盖好杯盖。用玻璃搅拌器轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的 ，记录为终止温度t2。 C、测量过程中，要使用 温度计，分别先后测量酸、碱及混合溶液的温度，测定一种溶液后，必须用水冲洗干净并用滤纸擦干，温度计的水银球要完全浸入溶液中。 D、重复实验操作三次，记录每次的实验数据，取其 为计算依据。 ④ 实验数据处理 计算依据：Q＝cmΔt 式中：Q为中和反应放出的热量，c为反应混合液的比热容 m为反应混合液的质量，Δt为反应前后溶液温度的差值 盐酸、氢氧化钠溶液为稀溶液，其密度近似地认为都是1 g·cm－3，反应后溶液的比热容：c＝4.18 J·g－1·℃－1。 该实验中盐酸和NaOH溶液反应放出的热量是Q＝c·m·Δt＝c·(m1+m2)·(t2－t1)＝0.418(t2－t1) kJ 即：中和热ΔH计算： [c＝4.18 J·(g·℃)－1] 大量实验测得，在25℃和101 kPa下，强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O（l）时，放出57.3 kJ的热量。 ⑤ 实验讨论 (1)装置中的玻璃搅拌器能否用金属(不与酸、碱反应)质环形搅拌棒代替？为什么？ (2)实验中所用HCl和NaOH的物质的量比为何不是1∶1而是NaOH过量？若用HCl过量行吗？ (3)能否用浓硫酸代替盐酸？对结果会产生什么影响？ (4)能否用醋酸代替盐酸或用氨水代替KOH溶液？对结果会产生什么影响？ (5)温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗后的溶液能否倒入量热计内筒？为什么？ (6)酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入量热计内筒而不能缓缓倒入？ (7)若改用100 mL 0.50 mol/L的盐酸和100 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液，所测中和热的数值是否约为本实验结果的二倍(假定各步操作没有失误)？ (8)怎样用玻璃搅拌器搅拌溶液，不能用铜丝搅拌棒代替的理由是什么？ （二）反应热、焓变 1、焓：与内能有关的物理量 符号： ；单位： ； 决定因素：①反应物本身的性质②物质的状态： ，③温度：T↑→H↑④压强：P↑→H↑ 2、 焓变： 定义：在 进行的化学反应的热效应（严格地说，对反应体系做功还有限定，中学阶段一般不考虑) 符号： ；单位： 。 化学反应的焓变，为生成物的总焓值与反应物的总焓值之差即 。 3、ΔH的正、负和吸热、放热反应的关系 ①放热反应是反应完成时，生成物释放的总能量大于反应物吸收的总能量的反应。由于反应后放出热量(释放给环境)而使反应体系的能量 ，故ΔH 0(填“<”或“>”)， 即ΔH为 (填“＋”或“－”)。 ②吸热反应是反应完成时，生成物释放的总能量小于反应物吸收的总能量的反应。由于反应时吸收环境能量而使反应体系的能量 ，故ΔH 0(填“<”或“>”)，即ΔH为 (填“＋”或“－”)。 【课堂练习1】 1、下列说法不正确的是(　　) A．恒压条件下的焓变在数值上等于变化过程中的热效应 B．焓变的符号是ΔH C．焓变的单位通常是kJ·mol－1 D．硝酸铵溶于水是吸热反应 3、由图分析，下列说法正确的是(　　) A．A→B＋C和B＋C→A两个反应吸收或放出的能量不等 B．A→B＋C　ΔH<0 C．A具有的焓高于B和C具有的焓的总和 D．A→B＋C　ΔH>0，则B＋C→A　ΔH<0 二、化学反应热效应原因分析 （一）化学反应热效应的微观分析： 1、组成物质的原子(或原子团)之间是通过 相结合的。 2、当物质发生化学反应时，断开反应物中的化学键要 能量，而形成生成物中的化学键要 能量。 3、化学键的 是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因。 拓展： · 键能：键能是衡量化学键强度的键参数。25℃和 101 kPa条件下,气态原子形成l mol化学键释放的能量或拆开1 mol化学键所需要的能量，称为该化学键的键能。键能的符号为εB，单位为kJ/mol。一般来说，键能越大，表明共价键越牢固，由该化学键形成的分子就越稳定。。以分析反应H2＋Cl2===2HCl为例: [例1]　在25℃、101 kPa的条件下，断裂1 mol H-H键吸收436 kJ能量，断裂1 mol Cl-Cl键吸收243 kJ能量，形成1 mol H-Cl键放出431 kJ能量。 H2＋Cl2===2HCl的化学反应可用下图表示： 请回答下列有关问题： (1)反应物断键吸收的总能量为 。 (2)生成物成键放出的总能量为 。 (3)1 mol H2和1 mol Cl2反应生成2 mol HCl是 (填“吸收”或“放出”)能量的反应，，即放出的能量为 。 小结：从化学键角度分析 (1)当 ，化学反应吸收能量。 (2)当 ，化学反应放出能量。 根据例1可知，当已知反应物和生成物的键能时，化学反应的反应热（△H）可以 【课堂练习2】 1、化学反应过程可视为旧化学键断裂和新化学键形成的过程，H—H键的键能为436 kJ·mol－1，Cl—Cl键的键能为243 kJ·mol－1，H—Cl键的键能为431 kJ·mol－1。已知H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1，则Q等于(　　) A．－183 B．183 C．－862 D．862 2、通常人们把拆开1 mol某化学键所消耗的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可用于估算化学反应的反应热。工业上高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g)＋2H2(g)Si(s)＋4HCl(g)，该反应的ΔH为(　A　) 化学键 Si—O Si—Cl H—H H—Cl Si—Si Si—C 键能/kJ·mol－1 460 360 436 431 176 347 A．＋236 kJ·mol－1 B．－236 kJ·mol－1 C．＋412 kJ·mol－1 D．－412 kJ·mol－1 3、已知拆开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为 。 （二）化学反应热效应的宏观分析： 一个确定的化学反应是吸热还是放热，决定于 能量的相对大小。 1、反应物的总能量大于生成物的总能量，则化学反应 能量。如下图左图所示： 2、反应物的总能量小于生成物的总能量，则化学反应 能量。如图下右图所示： 小结：从物质具有能量的角度分析 （1）放出能量的反应：反应物的总能量 生成物的总能量，反应过程中，反应物将其比生成物多的那部分能量释放出来，且主要以热能形式，部分以光能等形式释放。 （2）吸收能量的反应：反应物的总能量 生成物的总能量，反应过程中需要从外界吸收能量，且将这部分能量储存在生成物中。 （3）如果已知反应物的平均总能量（E反）和生成物的平均总能量（E生）， · 物质的稳定性与能量的关系 物质本身所具有的能量越高，该物质 ，物质本身具有的能量越低，该物质 。 自然界的一切行为总是向着系统趋于稳定的方向进行。从物质所含的能量角度看,某物质所蕴含的能量越高，其转化为能量低的另外一种物质的趋势就越大。因此，从一个反应的热效应可以大致判断反应物和生成物的稳定性。例如，已知: 3O2(g)=2O3(g) ΔH=＋290 kJ·mol－1 C(s,金刚石)=C(s,石墨) ΔH=－1.5 kJ·mol－1 根据上述反应的热效应，可以判断稳定性:O2(g)>O3(g)、C(s,金刚石)<C(s,石墨)。 · 思考：如何用化学用语来表示化学反应中吸收或者释放的热量呢? 三、热化学方程式 1、定义：热化学方程式是表示 。 2、意义：不仅表明了化学反应中的 变化，也表明了化学反应中的 变化，还说明了物质的“量”与“能量”之间的数量关系。 3、热化学方程式的书写方法要求 (1)遵循一般化学方程式的书写规则(若为25℃，101 kPa时可省略，其他温度和压强必须注明)。 (2)在方程式右端注明热量的变化：吸热反应 ；放热反应， 。 (3)要注明反应物和生成物的 。 如图1-1-9，1 mol H2(g)充分燃烧生成1 mol H2O(l)或H2O(g)时的反应热是不同的，二者相差44 kJ·mol－1。这是因为H2O(l)与H2O(g)的能量有所差异，显然从液态水蒸发为水蒸气需要吸收热量。 (4)化学计量数只表示 ，因此可以是整数 ，也可以是分数。 (5)化学计量数改变，ΔH要相应改变（计量系数与ΔH成正比）；逆反应的ΔH数值与正反应的 、符号 。 【归纳总结】热化学方程式与普通化学方程式的区别 普通化学方程式 热化学方程式 化学 计量数 是整数，既表示微粒个数又表示该物质的物质的量 可以是整数也可以是分数，只表示物质的物质的量 状态 不要求注明 ΔH正负 号及单位 无 意义 表明了化学反应中的物质 变化 不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化 遵循规律 原子守恒 原子守恒和能量守恒 阅读教材：P10ΔH的意义 【课堂练习3】 1、H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1表示的意义是在25 ℃、101 kPa下, 气态H2与 气态O2反应生成 的热量是285.8 kJ。 2．依据事实，写出下列反应的热化学方程式。 (1)1 mol N2(g)与适量H2(g)反应，生成NH3(g)，放出92.2 kJ热量。 (2)1 mol Cu(s)与适量O2(g)反应，生成CuO(s)，放出157 kJ热量。 四、燃烧热 1、定义：燃烧热的概念： 、101kPa时， 纯物质完全燃烧生成 时所放出的热量。燃烧热的单位是 。(定义中的“指定产物”是化学热力学对物质的规定，H元素对应的是 ，C元素对应的是 ，S元素对应的是 ，N元素对应的是N2，Cl元素对应的是HCl,这些稳定物质不能再燃烧。) (2)燃烧热的意义：甲烷的燃烧热为890.31 kJ·mol－1，或ΔH＝－890.31 kJ·mol－1，它表示25 ℃、101 kPa时， CH4完全燃烧生成 和 时 890.31 kJ的热量。在描述和比较“燃烧热”时，一般只比较绝对值的大小，若比较的是焓变的大小，则需考虑ΔH的符号。 (3)燃烧热是以 物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写表示燃烧热的热化学方程式时，应以燃烧 物质为标准来配平其余物质的化学计量数，故在其热化学方程式中常出现分数，书写时要注意区分“物质燃烧的热化学方程式”和“物质燃烧热的热化学方程式”，如： (4)燃烧热的计算：由燃烧热定义可知：101 kPa时，可燃物完全燃烧产生的热量＝可燃物的物质的量×其燃烧热，即Q放＝ ；或变换一下求物质的燃烧热： ΔH＝－。此公式中的ΔH是指物质的燃烧热，而不是指一般反应的反应热。 教材阅读：重要的体内能源——脂肪 【课堂练习4】 1．下列说法正确的是(　　) A．硫完全燃烧生成二氧化硫时，放出的热量为硫的燃烧热 B．在25 ℃、101 kPa时，1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热 C．由2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ·mol－1，可知CO的燃烧热为283 kJ·mol－1 D．乙炔的燃烧热为1299.6 kJ·mol－1，则2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(g)反应的ΔH＝－2 599.2 kJ·mol－1 2．在25 ℃、101 kPa时，H2在1.00 mol O2中完全燃烧生成2.00 mol H2O(l)放出571.6 kJ的热量。 (1)H2的燃烧热为 ，表示H2燃烧热的热化学方程式为 。 (2)若1 g水蒸气转化为液态水放热2.444 kJ，则4 g氢气完全燃烧生成气态水时，放出的热量为 。 【课后练习】 一、单选题 1．反应分两步进行：①；②。反应过程中能量变化如图所示，下列叙述正确的是  A．的反应一定要加热 B．物质中X最稳定 C．A和B的总能量大于C的总能量 D．①②两步反应均为放热反应 2．已知强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应，生成1mol水时的热效应ΔH= -57.3KJ/mol。向1L0.5mol/L NaOH溶液中分别加入：①稀醋酸 ②浓硫酸 ③稀硝酸，恰好完全反应时的热效应分别是ΔH1、ΔH2、ΔH3，其关系正确的是 A．ΔH1>ΔH3>ΔH2 B．ΔH1=ΔH2=ΔH3 C．ΔH1<ΔH3<ΔH2 D．ΔH1=ΔH3<ΔH2 3．下列说法正确的是 A．焓变是指1mol物质参加反应时的能量变化 B．当反应放热时△H＞0，反应吸热时△H＜0 C．在加热条件下发生的反应均为吸热反应 D．一个化学反应中，当反应物能量大于生成物能量时△H为“﹣” 4．已知化学反应A2(g)＋B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示，判断下列叙述中正确的是 A．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 B．该反应可看作是环境中的热能转化为物质内部的化学能的过程 C．1molA2(g)和1molB2(g)的总键能小于2molAB(g)的总键能 D．该反应一定需要加热到很高的温度才可以发生 5．如图所示，对 A 生成 C 的反应，下列结论正确的是（　　）    A．该反应为吸热反应 B．该反应进行时，一定有能量放出 C．A 比 C 稳定 D．该反应不需要加热一定就可以进行 6．下列说法不正确的是 A．反应是放热还是吸热必须看生成物和反应物所具有的总能量的相对大小 B．绿色植物进行光合作用时，将太阳能转化为化学能储存起来 C．吸热反应中由于反应物总能量小于生成物总能量，因而无利用价值 D．物质的化学能可以在一定条件下转化为热能、电能为人类所利用 7．下列说法或表示方法正确的是 A．等物质的量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出热量多 B．在稀溶液中，H+（aq）+ OH−（aq）＝H2O（l）；△H=﹣57.3 kJ/mol，若将含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合，放出的热量等于57.3 kJ C．由C（石墨）＝C（金刚石）△H=+1.90 kJ/mol可知石墨比金刚石稳定 D．在101 kPa时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为：2H2（g）+O2（g）＝2H2O（g）△H＝﹣571.6kJ/mol 8．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是 A．已知，则氢气的燃烧热为 B．在一定温度和压强下，将和置于密闭容器中充分反应生成，放出热量19.3kJ，则其热化学方程式为 C．已知酸和碱发生中和反应生成1mol水，这时的反应热叫中和热 D．已知，虽然该反应为可逆反应，但该反应的焓变仍可通过一定的实验方法直接测得 9．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．①②③⑥ D．全部 10．用50 mL 0.50 mol·L-1盐酸和50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液反应，实验中测得起始温度为20.1 ℃，终止温度为23.4 ℃，反应后溶液的比热容为4.18 J·g-1·℃-1，盐酸和NaOH溶液的密度都近似认为是1 g·cm-3，则由此测得的中和热为 A．55.2 kJ/mol B．57.4 kJ/mol C．50.2 kJ/mol D．1.38 kJ/mol 二、填空题 11．已知在常温常压下： 化学键 H—H H—Cl Cl—Cl 键能kJmol-1 a b c 写出H2与Cl2反应的热化学方程式： ;1.00 L 1.00mol·L－1H2SO4溶液与2.00 L 1.00 mol·L－1NaOH溶液完全反应，放出114.6 kJ热量，该反应的中和热为 ，表示其中和热的热化学方程式为 。 12．回答下列问题： (1)3 mol 甲烷燃烧时，生成液态水和二氧化碳，同时放出 2670.9 kJ 的热量，写出该反应的热化学方程式 。 (2)H2SO4和 NaOH 的稀溶液反应生成 1mol 液态水时放出 57.3 kJ 的热量，写出该反应的热化学方程式 。 (3)0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445 kJ的热量，写出CH4燃烧热的热化学方程式： 。 13.某实验小组设计用50 mL 0.50 mol·L-1盐酸跟50 mL 0.55 mol·L-1氢氧化钠溶液在如图装置中进行中和反应。试回答下列问题: (1)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是　　　　(填字母)。  A.用温度计小心搅拌　　 B.揭开杯盖用玻璃棒搅拌 C.轻轻地振荡烧杯　　　 D.用套在温度计上的玻璃搅拌器轻轻地搅动 (2)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·mL-1,又知中和反应后生成溶液的比热容c=4.18 J·g-1·℃-1。为了计算中和热,某学生实验记录数据如下: 实验 序号 起始温度t1/℃ 终止温度t2/℃ 盐酸 氢氧化钠溶液 混合溶液 1 20.0 20.1 23.2 2 20.2 20.4 23.4 3 20.5 20.6 23.6 依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热ΔH=　　　　(结果保留一位小数)。 (3)实验过程中如果做出如下改变,实际测得的中和热会发生怎样的变化?(填“偏大”“偏小”或“不变”) ①本实验中用稍过量的NaOH的原因是保证盐酸完全被中和。试问:盐酸在反应中若因为有放热现象,而造成少量HCl在反应中挥发,则测得的中和热　 。 ②在中和热测定实验中存在用水洗涤温度计上的盐酸的步骤,若无此操作步骤,则测得的中和热　　　　　。  ③若用等浓度的醋酸溶液与NaOH溶液反应,则测得的中和热　　　　　,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  ( 4 ) 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第一章 化学反应的热效应 第一节反应热 【学习目标】 1、熟知能量转化形式及反应热和焓变的含义、吸热反应和放热反应的本质 2、掌握热化学方程式的概念和意义，并会准确书写热化学方程式 3、正确认识中和热的概念 4、掌握中和热的测定实验方法，会分析测定反应热时误差产生的原因，并能采取适当措施减小实验误差. 【知识回顾】 1、常见的放热反应： a．所有的燃烧反应，如：木炭、CH4等在空气或氧气中的燃烧，Na、H2在Cl2中燃烧，镁条在CO2中燃烧 b．所有的酸碱中和反应，如：HCl＋NaOH===NaCl＋H2O c．大多数的化合反应，如：CaO＋H2O===Ca(OH)2 H2＋F2===2HF d．活泼金属与水、与酸的反应，如：2Na＋2H2O===2NaOH+H2↑ Mg＋2H+===Mg2++H2↑ 2、常见的吸热反应： a．大多数分解反应，如：NH4ClNH3↑＋HCl↑ CaCO3CaO＋CO2↑ b．以碳、CO、H2为还原剂的氧化还原反应：如：H2＋CuOH2O＋Cu c．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应(固态铵盐与碱的反应) d．C和CO2发生的化合反应及C和H2O(g)的反应 3、化学反应一定伴随着能量变化的原因： ①微观原因：化学反应的实质是旧化学键的断裂（吸热能量）和新化学键的形成(释放能量)，若新键生成释放的能量大于旧化学键断裂吸收的能量，则反应放热，若新键生成释放的能量小于旧化学键断裂吸收的能量，则反应吸热。 ②宏观原因：反应物和生成物所具有的总能量不同，若生成物具有的总能量高，则为吸热反应，反之，为放热反应。 【探索新知】 一、反应热 焓变 化学反应的过程，既是 物质 的转化过程，也是化学能与热、电等其他形式 能量 的转化过程。学反应既遵守 质量守恒定律 ，也遵守 能量守恒定律 。化学反应中的能量变化是以物质变化为基础的，能量变化的多少与参加反应的物质种类和多少密切相关。 （一）反应热及其测定 1、体系和环境——以盐酸与NaOH溶液的反应为例 (1)体系(系统)：被研究的物质系统统称为体系 (2)环境：体系以外的其他部分称为环境 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 · 热效应：在等温条件下，化学反应体系向环境释放或从环境吸收的 能量 ，称为化学反应的热效应，简称反应热。许多反应热可以通过 量热计 直接测定。 2、中和反应的反应热(中和热)的测定 （1）中和热 酸和碱在 稀溶液 中发生中和反应生成 1mol水 时的反应热叫中和热。 · 注意 ①浓的强酸和强碱在发生中和反应的同时还要发生溶解，溶解要 释放 热量；若是浓的弱酸和弱碱在发生中和反应的同时还要发生电离，电离要 吸收 热量（HF例外），故放出的热量均不完全是中和热。 ②强酸和强碱在稀溶液中发生中和反应时，1 mol H＋和1 mol OH－反应生成1 mol H2O(l)，放出57.3 kJ的热量，表示为 H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。 （2） 反应热(中和热)的测定 ①原理 中和反应反应热可以用实验的方法测得：先将反应器置于绝热容器中，然后在反应器内将酸、碱稀溶液混合，发生中和反应，放出的热传入水(稀溶液)中，测量出水(稀溶液)的温度变化，根据水的质量、比热容等即可求出反应放出的热量。 ②实验装置（见右图） 实验过程中，还需要的其他仪器有50mL量筒(2个)。 ③实验测量数据 A、初始温度(t1) 用一量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1盐酸，倒入量热计的内筒中并测量其 温度 ；用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液并测量其温度，取两温度平均值为t1。实验时可以使一种反应物稍微过量，以保证另一种反应物完全反应，通常情况下，一般用NaOH溶液过量，因为NaOH溶液的浓度会受空气中CO2的影响，会增大计算时的误差。 B、终止温度(t2) 把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放入热计的内筒的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液 一次 （填一次或多次）倒入小烧杯中，盖好杯盖。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。(注意：要用同一温度计) C、测量过程中，要使用 同一温度计 温度计，分别先后测量酸、碱及混合溶液的温度，测定一种溶液后，必须用水冲洗干净并用滤纸擦干，温度计的水银球要完全浸入溶液中。 D、重复实验操作三次，记录每次的实验数据，取其 平均值 为计算依据。 ④实验数据处理 计算依据：Q＝cmΔt 式中：Q为中和反应放出的热量，c为反应混合液的比热容 m为反应混合液的质量，Δt为反应前后溶液温度的差值 盐酸、氢氧化钠溶液为稀溶液，其密度近似地认为都是1 g·cm－3，反应后溶液的比热容：c＝4.18 J·g－1·℃－1。 该实验中盐酸和NaOH溶液反应放出的热量是Q＝c·m·Δt＝c·(m1+m2)·(t2－t1)＝0.418(t2－t1) kJ 即：中和热ΔH计算： [c＝4.18 J·(g·℃)－1] 大量实验测得，在25℃和101 kPa下，强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O（l）时，放出57.3 kJ的热量。 ⑤ 实验讨论 (1)装置中的环形玻璃搅拌棒能否用金属(不与酸、碱反应)质环形搅拌棒代替？为什么？ 不能，金属搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是金属传热快，热量损失大。 (2)实验中所用HCl和NaOH的物质的量比为何不是1∶1而是NaOH过量？若用HCl过量行吗？ 碱过量的目的是保证盐酸完全反应。若使盐酸过量，也是可以的。 (3)能否用浓硫酸代替盐酸？对结果会产生什么影响？ 不能。浓硫酸溶解于水时放热，所测ΔH偏小，即ΔH<－57.3 kJ·mol－1 (4)能否用醋酸代替盐酸或用氨水代替KOH溶液？对结果会产生什么影响？ 不能。弱酸、弱碱电离吸热，所测ΔH偏大，即ΔH>－57.3 kJ·mol－1 (5)温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗后的溶液能否倒入小烧杯？为什么？ 因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗，温度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失，故要冲洗干净；冲洗后的溶液不能倒入小烧杯，若倒入，会使总溶液的质量增加，而导致实验结果误差 (6)酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？ 尽可能减少实验过程中的热量损失 (7)若改用100 mL 0.50 mol/L的盐酸和100 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液，所测中和热的数值是否约为本实验结果的二倍(假定各步操作没有失误)？ 否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时放出的热量，其数值与反应物的量的多少无关，故所测结果应基本和本次实验结果相同 (8)怎样用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液，不能用铜丝搅拌棒代替的理由是什么？ 环形玻璃搅拌棒应上下移动 （二）反应热、焓变 1、焓：与内能有关的物理量 符号： H ；单位： kJ/mol或(kJ·mol－1) ； 决定因素：①反应物本身的性质②物质的状态： s<l<g ，③温度：T↑→H↑④压强：P↑→H↑ 2、 焓变： 定义：在等压条件下 进行的化学反应的热效应（严格地说，对反应体系做功还有限定，中学阶段一般不考虑) 符号： ΔH ；单位：kJ/mol(或kJ·mol－1)。 化学反应的焓变，为生成物的总焓值与反应物的总焓值之差，即△H=ΔH＝H(生成物)－H(反应物) 3、ΔH的正、负和吸热、放热反应的关系 ①放热反应是反应完成时，生成物释放的总能量大于反应物吸收的总能量的反应。由于反应后放出热量(释放给环境)而使反应体系的能量 降低 ，故ΔH < 0(填“<”或“>”)， 即ΔH为 “—” (填“＋”或“－”)。 ②吸热反应是反应完成时，生成物释放的总能量小于反应物吸收的总能量的反应。由于反应时吸收环境能量而使反应体系的能量 升高 ，故ΔH ＞ 0(填“<”或“>”)，即ΔH为 + (填“＋”或“－”)。 【课堂练习1】 1、下列说法不正确的是(　　) A．恒压条件下的焓变在数值上等于变化过程中的热效应 B．焓变的符号是ΔH C．焓变的单位通常是kJ·mol－1 D．硝酸铵溶于水是吸热反应 【答案】D 【解析】A.恒压条件下的焓变，在数值上等于生成物的总能量减去反应物的总能量，即等于变化过程中的热效应，A正确；B.焓(H)是与物质内能有关的物理量，焓变是变化前后物质的焓值差，用符号△H表示，B正确；C.焓的单位通常是kJ/mol，则焓变单位也是kJ·mol－1，C正确；D.硝酸铵溶于水是吸热过程，但没有发生化学反应，不能称为吸热反应，D不正确。 2、由图分析，下列说法正确的是(　　) A．A→B＋C和B＋C→A两个反应吸收或放出的能量不等 B．A→B＋C　ΔH<0 C．A具有的焓高于B和C具有的焓的总和 D．A→B＋C　ΔH>0，则B＋C→A　ΔH<0 【答案】D 【解析】D由图可看出，B和C的焓之和高于A的焓，则反应B+C→A一定是放热反应，△H<0；反之，A→B+C的反应一定是吸热反应，△H>0。根据能量守恒定律，两反应吸收和放出的能量一定相等。 二、化学反应热效应原因分析 （一）化学反应热效应的微观分析： 1、组成物质的原子(或原子团)之间是通过 化学键 相结合的。 2、当物质发生化学反应时，断开反应物中的化学键要 吸收 能量，而形成生成物中的化学键要 释放 能量。 3、化学键的 断裂和形成 是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因。 拓展： · 键能：键能是衡量化学键强度的键参数。25℃和 101 kPa条件下,气态原子形成l mol化学键释放的能量或拆开1 mol化学键所需要的能量，称为该化学键的键能。键能的符号为εB，单位为kJ/mol。一般来说，键能越大，表明共价键越牢固，由该化学键形成的分子就越稳定。以分析反应H2＋Cl2===2HCl为例: [例1]　在25℃、101 kPa的条件下，断裂1 mol HH键吸收436 kJ能量，断裂1 mol ClCl键吸收243 kJ能量，形成1 mol HCl键放出431 kJ能量。 H2＋Cl2===2HCl的化学反应可用下图表示： 请回答下列有关问题： (1)反应物断键吸收的总能量为 __679kJ_____。 (2)生成物成键放出的总能量为_2×431＝862 kJ 。 (3)1 mol H2和1 mol Cl2反应生成2 mol HCl是__放出(填“吸收”或“放出”)能量的反应，，即放出的能量为183 kJ（862 kJ－679 kJ＝183 kJ）。 小结：从化学键角度分析 (1)当反应完成时，生成物释放的总能量小于反应物吸收的总能量 ，化学反应吸收能量。 (2)当反应完成时，生成生成物释放的总能量大于反应物吸收的总能量，化学反应放出能量。 根据例1可知，当已知反应物和生成物的键能时，化学反应的反应热（△H）可以 【课堂练习2】 1、化学反应过程可视为旧化学键断裂和新化学键形成的过程，H—H键的键能为436 kJ·mol－1，Cl—Cl键的键能为243 kJ·mol－1，H—Cl键的键能为431 kJ·mol－1。已知H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1，则Q等于(　B　) A．－183 B．183 C．－862 D．862 【答案】B 【解析】依据化学反应的反应热=反应物的总键能一生成物的总键能，可得Q=436+243-2×431,故Q=183 2、通常人们把拆开1 mol某化学键所消耗的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可用于估算化学反应的反应热。工业上高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g)＋2H2(g)Si(s)＋4HCl(g)，该反应的ΔH为(　A　) 化学键 Si—O Si—Cl H—H H—Cl Si—Si Si—C 键能/kJ·mol－1 460 360 436 431 176 347 A．＋236 kJ·mol－1 B．－236 kJ·mol－1 C．＋412 kJ·mol－1 D．－412 kJ·mol－1 【答案】A 【解析】反应热=反应物的键能之和一生成物的键能之和，即△H=360kJ·mol－1×4+436kJ·mol－1×2—176 kJ·mol－1×2—431kJ·mol－1×4=+236kJ·mol－1 3、已知拆开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为N2（g）+3H2(g)=2NH3(g)_ △H=－92kJ·mol－1 （二）化学反应热效应的宏观分析： 一个确定的化学反应是吸热还是放热，决定于 反应物总能量与生成物总能量 能量的相对大小。 1、反应物的总能量大于生成物的总能量，则化学反应 释放 能量。如图所示： 2、反应物的总能量小于生成物的总能量，则化学反应 吸收 能量。如图所示： 小结：从物质具有能量的角度分析 （1）放出能量的反应：反应物的总能量 大于 生成物的总能量，反应过程中，反应物将其比生成物多的那部分能量释放出来，且主要以热能形式，部分以光能等形式释放。 （2）吸收能量的反应：反应物的总能量 小于 生成物的总能量，反应过程中需要从外界吸收能量，且将这部分能量储存在生成物中。 （3）如果已知反应物的平均总能量（E反）和生成物的平均总能量（E生）， · 物质的稳定性与能量的关系 物质本身所具有的能量越高，该物质 越不稳定 ，物质本身具有的能量越低，该物质 越稳定 。 自然界的一切行为总是向着系统趋于稳定的方向进行。从物质所含的能量角度看,某物质所蕴含的能量越高，其转化为能量低的另外一种物质的趋势就越大。因此，从一个反应的热效应可以大致判断反应物和生成物的稳定性。例如，已知: 3O2(g)=2O3(g) ΔH=＋290 kJ·mol－1 C(s,金刚石)=C(s,石墨) ΔH=－1.5 kJ·mol－1 根据上述反应的热效应，可以判断稳定性:O2(g)>O3(g)、C(s,金刚石)<C(s,石墨)。 · 思考：如何用化学用语来表示化学反应中吸收或者释放的热量呢? 三、热化学方程式 1、定义：热化学方程式是表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。 2、意义：不仅表明了化学反应中的 物质 变化，也表明了化学反应中的 能量 变化，还说明了物质的“量”与“能量”之间的数量关系。 3、热化学方程式的书写方法要求 (1)遵循一般化学方程式的书写规则(若为25℃，101 kPa时可省略，其他温度和压强必须注明)。 (2)在方程式右端注明热量的变化：吸热反应 ΔH为“+” ；放热反应， ΔH 为“—” 。 (3)要注明反应物和生成物的 状态 。 如下图所示，1 mol H2(g)充分燃烧生成1 mol H2O(l)或H2O(g)时的反应热是不同的，二者相差44 kJ·mol－1。这是因为H2O(l)与H2O(g)的能量有所差异，显然从液态水蒸发为水蒸气需要吸收热量。 (4)化学计量数只表示 物质的量 ，因此可以是整数 ，也可以是分数。 (5)化学计量数改变，ΔH要相应改变（计量系数与ΔH成正比）；逆反应的ΔH数值与正反应的 相同 、符号 相反 。 · [归纳总结]热化学方程式与普通化学方程式的区别 普通化学方程式 热化学方程式 化学 计量数 是整数，既表示微粒个数又表示该物质的物质的量 可以是整数也可以是分数，只表示物质的物质的量 状态 不要求注明 固体（s）、液体（l）、气体（g）、溶液（aq） ΔH正负 号及单位 无 放热反应：ΔH＜0，即ΔH为负值； 吸热反应：ΔH＞0，即ΔH为正值。 意义 表明了化学反应中的物质 变化 不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化 遵循规律 原子守恒 原子守恒和能量守恒 阅读教材：P9ΔH的意义 【课堂练习3】 1、H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1表示的意义是在25 ℃、101 kPa下,__1mol__气态H2与__1/2mol_气态O2反应生成___1mol液态水放出__的热量是285.8 kJ。 2．依据事实，写出下列反应的热化学方程式。 (1)1 mol N2(g)与适量H2(g)反应，生成NH3(g)，放出92.2 kJ热量。 N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.2 kJ·mol-1 (2)1 mol Cu(s)与适量O2(g)反应，生成CuO(s)，放出157 kJ热量。 Cu(s)＋O2(g)=CuO(s) △H=-157 kJ·mol-1 四、燃烧热 1、定义：燃烧热的概念： 25℃ 、101kPa时， 1mol 纯物质完全燃烧生成 稳定 的氧化物时所放出的热量。燃烧热的单位是 kJ·mol-1 。(定义中的“稳定物质”是化学热力学对物质的规定，H元素对应的是 液态H2O ，C元素对应的是 CO2 ，S元素对应的是 SO2 ，N元素对应的是N2，Cl元素对应的是HCl,这些稳定物质不能再燃烧。) (2)燃烧热的意义：甲烷的燃烧热为890.31 kJ·mol－1，或ΔH＝－890.31 kJ·mol－1，它表示25 ℃、101 kPa时， 1mol CH4完全燃烧生成 CO2（g） 和 H2O(l) 时 放出 890.31 kJ的热量。在描述和比较“燃烧热”时，一般只比较绝对值的大小，若比较的是焓变的大小，则需考虑ΔH的符号。 (3)燃烧热是以 1mol 纯 物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写表示燃烧热的热化学方程式时，应以燃烧 1mol 物质为标准来配平其余物质的化学计量数，故在其热化学方程式中常出现分数，书写时要注意区分“物质燃烧的热化学方程式”和“物质燃烧热的热化学方程式”，如： (4)燃烧热的计算：由燃烧热定义可知：101 kPa时，可燃物完全燃烧产生的热量＝可燃物的物质的量×其燃烧热，即Q放＝ n(可燃物）×|△H| ；或变换一下求物质的燃烧热： ΔH＝－。此公式中的ΔH是指物质的燃烧热，而不是指一般反应的反应热。 教材阅读：重要的体内能源——脂肪 【课堂练习4】 1．下列说法正确的是(　　) A．硫完全燃烧生成二氧化硫时，放出的热量为硫的燃烧热 B．在25 ℃、101 kPa时，1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热 C．由2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ·mol－1，可知CO的燃烧热为283 kJ·mol－1 D．乙炔的燃烧热为1299.6 kJ·mol－1，则2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(g)反应的ΔH＝－2 599.2 kJ·mol－1 【答案】C 【解析】1 mol硫完全燃烧生成二氧化硫时，放出的热量为硫的燃烧热，故A错误； l mol 碳完全燃烧生成二氧化碳时放出的热量才是碳的燃烧热，故B错误；燃烧热是l mol可燃物完全燃烧生成指定产物时放出的热量，已知2CO(g)+O(g)=2CO2(g) △H=-566 kJ·mol-1，则一氧化碳的燃烧热为283 kJ·mol－1 ，故C正确；乙炔的燃烧热为1299.6 kJ·mol－1,则2C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)反应的△H=-2599.2 kJ·mol－1，水应为液态，故D错误。 2．在25 ℃、101 kPa时，H2在1.00 mol O2中完全燃烧生成2.00 mol H2O(l)放出571.6 kJ的热量。 (1)H2的燃烧热为__285.8 kJ·mol-1_，表示H2燃烧热的热化学方程式为_H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(l) ΔH＝-285.8 kJ/mol____。 (2)若1 g水蒸气转化为液态水放热2.444 kJ，则4 g氢气完全燃烧生成气态水时，放出的热量为___483.6kJ__。 【解析】 H2的燃烧热应以燃烧1mol H2为标准，当H2完全燃烧生成2.00 mol H2O时，需燃烧2.00 molH2，故H2的燃烧热为。H2燃烧生成1 mol气态水的热量为，4g氢气燃烧放出的热量为 【课后练习】 一、单选题 1．反应分两步进行：①；②。反应过程中能量变化如图所示，下列叙述正确的是  A．的反应一定要加热 B．物质中X最稳定 C．A和B的总能量大于C的总能量 D．①②两步反应均为放热反应 【答案】C 【解析】A．反应的吸、放热与反应条件无关，有些吸热反应不需要加热，如氯化铵固体与八水合氢氧化钡固体的反应是吸热反应，但不需要加热，故A错误； B．物质的能量越低越稳定，由图可知，的能量最高，最不稳定，故B错误； C．由图可知，的总能量之和大于的总能量，故C正确； D．第①步反应的总能量小于的总能量，为吸热反应，第②步物质的总能量高于物质的总能量，为放热反应，故D错误； 2．已知强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应，生成1mol水时的热效应ΔH= -57.3KJ/mol。向1L0.5mol/L NaOH溶液中分别加入：①稀醋酸 ②浓硫酸 ③稀硝酸，恰好完全反应时的热效应分别是ΔH1、ΔH2、ΔH3，其关系正确的是 A．ΔH1>ΔH3>ΔH2 B．ΔH1=ΔH2=ΔH3 C．ΔH1<ΔH3<ΔH2 D．ΔH1=ΔH3<ΔH2 【答案】A 【解析】醋酸为弱电解质，与NaOH反应过程中发生电离，电离吸热，导致放热量减少，ΔH偏大；浓硫酸溶水放热，导致ΔH偏小；故ΔH1>ΔH3>ΔH2，A正确； 3．下列说法正确的是 A．焓变是指1mol物质参加反应时的能量变化 B．当反应放热时△H＞0，反应吸热时△H＜0 C．在加热条件下发生的反应均为吸热反应 D．一个化学反应中，当反应物能量大于生成物能量时△H为“﹣” 【答案】D 【解析】A．焓变与反应物的状态、反应物的物质的量、反应温度及压强有关，反应物的量越多则焓变值越大，A错误； B．当反应放热时ΔH＜0，反应吸热时ΔH＞0，B错误； C．反应的焓变与反应的条件是否加热没有直接关系，加热条件下发生的反应不一定是吸热反应，C错误； D．一个化学反应中，当反应物的总能量大于生成物的总能量时，反应放热，ΔH为负值，反之是吸热，ΔH为正值，D正确； 4．已知化学反应A2(g)＋B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示，判断下列叙述中正确的是 A．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 B．该反应可看作是环境中的热能转化为物质内部的化学能的过程 C．1molA2(g)和1molB2(g)的总键能小于2molAB(g)的总键能 D．该反应一定需要加热到很高的温度才可以发生 【答案】B 【解析】A．从图中可以看出，该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量，故A错误； B．该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量，该反应为吸热反应，可看作是环境中的热能转化为物质内部的化学能的过程，故B正确； C．反应物中化学键断裂需要吸收能量，生成物中化学键的形成会放出能量，该反应为吸热反应，故断裂反应物中的化学键吸收的能量大于形成生成物中的化学键放出的能量，即1molA2(g)和1molB2(g)的总键能大于2molAB(g)的总键能，故C错误； D．吸热反应不一定需要加热到很高温度才可以发生，如NaHCO3和盐酸的反应是吸热反应，该反应常温下即可发生，故D错误； 5．如图所示，对 A 生成 C 的反应，下列结论正确的是（　　）    A．该反应为吸热反应 B．该反应进行时，一定有能量放出 C．A 比 C 稳定 D．该反应不需要加热一定就可以进行 【答案】B 【解析】A．反应物总能量大于生成物总能量，该反应物放热反应，故A错误； B．反应为放热反应，该反应进行时，一定有能量放出，故B正确； C．A的总能量大于C，则C稳定，故C错误； D．放热反应不一定容易进行，如铝热反应需要在加热条件下才能进行，故D错误。 6．下列说法不正确的是 A．反应是放热还是吸热必须看生成物和反应物所具有的总能量的相对大小 B．绿色植物进行光合作用时，将太阳能转化为化学能储存起来 C．吸热反应中由于反应物总能量小于生成物总能量，因而无利用价值 D．物质的化学能可以在一定条件下转化为热能、电能为人类所利用 【答案】C 【解析】A．反应是放热还是吸热必须看生成物和反应物所具有的总能量的相对大小，如果反应物的总能量高于生成物的总能量，反应就是放热反应，反之是吸热反应，A正确； B．绿色植物进行光合作用时有葡萄糖和氧气产生，将太阳能转化为化学能储存起来，B正确； C．吸热反应中反应物总能量小于生成物总能量，可以存储能量，C不正确； D．物质的化学能可以在一定条件下转化为其他形式的能量，如热能、电能，D正确； 答案选C。 7．下列说法或表示方法正确的是 A．等物质的量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出热量多 B．在稀溶液中，H+（aq）+ OH−（aq）＝H2O（l）；△H=﹣57.3 kJ/mol，若将含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合，放出的热量等于57.3 kJ C．由C（石墨）＝C（金刚石）△H=+1.90 kJ/mol可知石墨比金刚石稳定 D．在101 kPa时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为：2H2（g）+O2（g）＝2H2O（g）△H＝﹣571.6kJ/mol 【答案】C 【解析】A、硫蒸气的能量比硫固体的能量高，所以完全燃烧，硫蒸气放出的热量多，A错误； B、浓硫酸溶于水放热，所以酸碱中和时放热多，B错误； C、能量越低越稳定，则根据热化学方程式可知石墨的能量低，稳定，C正确； D、热化学方程式中水的状态错误，应该是液态，D错误； 8．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是 A．已知，则氢气的燃烧热为 B．在一定温度和压强下，将和置于密闭容器中充分反应生成，放出热量19.3kJ，则其热化学方程式为 C．已知酸和碱发生中和反应生成1mol水，这时的反应热叫中和热 D．已知，虽然该反应为可逆反应，但该反应的焓变仍可通过一定的实验方法直接测得 【答案】D 【解析】A．氢气的燃烧热为1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量，则氢气的燃烧热为241.8kJ/mol，故A错误； B．合成氨反应为可逆反应，可逆反应不可能完全反应，所以无法由将0.5mol氮气和1.5mol氢气置于密闭容器中充分反应生成氨气放出热量19.3kJ计算反应的焓变，故B错误； C．中和热为稀的强酸溶液和稀的强碱溶液反应生成1mol水放出的热量，故C错误； D．氢气与碘蒸气生成碘化氢的反应为可逆反应，但可逆反应的焓变仍可通过测定消耗一定量的反应物或生成物放出的热量的实验方法直接测得，故D正确； 9．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．①②③⑥ D．全部 【答案】A 【解析】在测量并计算反应放出的热量时用到的公式为Q=mcΔt，其中m表示④反应后溶液的质量、c表示③比热容、Δt表示⑥反应前后温度变化，中和热为稀的强酸和稀的强碱生成1mol水放出的热量，由反应放出的热量计算中和热还需要知道反应生成水的物质的量，根据反应热关系式：kJ/mol，确定需要的数据为③④⑤⑥，故选A。 10．用50 mL 0.50 mol·L-1盐酸和50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液反应，实验中测得起始温度为20.1 ℃，终止温度为23.4 ℃，反应后溶液的比热容为4.18 J·g-1·℃-1，盐酸和NaOH溶液的密度都近似认为是1 g·cm-3，则由此测得的中和热为 A．55.2 kJ/mol B．57.4 kJ/mol C．50.2 kJ/mol D．1.38 kJ/mol 【答案】A 【解析】50mL 0.55mol•L-1 NaOH与50mL 0.5mol•L-1HCl进行中和反应生成水的物质的量为0.05L×0.50mol=0.025mol，溶液的质量为：100mL×1g/cm3=100g，温度变化的值ΔT=23.4℃-20.1℃=3.3℃，则生成0.025mol水放出的热量为Q=m•c•ΔT=100g×4.18J/（g•℃）×3.3℃=1379.4J=1.3794kJ，所以实验测得的中和热ΔH=-1.3794kJ÷0.025mol=-55.2kJ/mol。 二、填空题 11．已知在常温常压下： 化学键 H—H H—Cl Cl—Cl 键能kJmol-1 a b c 写出H2与Cl2反应的热化学方程式： ;1.00 L 1.00mol·L－1H2SO4溶液与2.00 L 1.00 mol·L－1NaOH溶液完全反应，放出114.6 kJ热量，该反应的中和热为 ，表示其中和热的热化学方程式为 。 【答案】 H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH＝(a＋c－2b)kJ·mol－1 57.3 kJ·mol－1 H2SO4(aq)＋NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3 kJ·mol－1 【分析】化学反应的焓变=旧键断裂吸收的能量-新键生成释放的能量； 1.00 L 1.00 mol•L-1硫酸与2.00 L 1.00 mol•L-1NaOH溶液完全反应，生成2molH2O放出 114.6 kJ的热量，而生成1molH2O放出热量为中和热，结合焓变及状态书写热化学方程式。 【解析】氢气和氯气反应时，旧键断裂吸收的能量：akJ+ckJ=（a+c）kJ，新键生成释放的能量：bkJ×2=2bkJ，所以释放的热量高于吸收的热量，该反应是放热的，焓变△H=（a+c-2b）kJ•mol-1， 故答案为：H2（g）+Cl2（g）═2HCl（g）△H=（a+c-2b）kJ•mol-1． 1.00 L 1.00 mol•L-1硫酸与2.00 L 1.00 mol•L-1NaOH溶液完全反应，生成2molH2O放出 114.6 kJ的热量，而生成1molH2O放出热量为中和热，则该反应的中和热△H=-57.3 kJ•mol-1，表示其中和热的热化学方程式为NaOH（aq）+H2SO4（aq）=H2O（l）+Na2SO4（aq）△H=-57.3 kJ•mol-1， 故答案为：-57.3 kJ•mol-1；NaOH（aq）+H2SO4（aq）=H2O（l）+Na2SO4（aq）△H=-57.3 kJ•mol-1。 12．回答下列问题： (1)3 mol 甲烷燃烧时，生成液态水和二氧化碳，同时放出 2670.9 kJ 的热量，写出该反应的热化学方程式 。 (2)H2SO4和 NaOH 的稀溶液反应生成 1mol 液态水时放出 57.3 kJ 的热量，写出该反应的热化学方程式 。 (3)0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445 kJ的热量，写出CH4燃烧热的热化学方程式： 。 【答案】(1) (2) (3)CH4 (g)+2 O2(g) =CO2(g) + 2H2O(l) △H=-890kJ/mol 【解析】（1）3 mol 甲烷燃烧时，生成液态水和二氧化碳，同时放出 2670.9 kJ 的热量，则1 mol 甲烷燃烧时，放出 890.3 kJ 的热量，该反应的热化学方程式：； （2）H2SO4和 NaOH 的稀溶液反应生成 1mol 液态水时放出 57.3 kJ 的热量，该反应的热化学方程式为：； （3）燃烧热指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物所放出的热量，故CH4燃烧热的热化学方程式：CH4 (g)+ 2O2(g) =CO2(g) + 2H2O(l) △H=-890kJ/mol。 13.某实验小组设计用50 mL 0.50 mol·L-1盐酸跟50 mL 0.55 mol·L-1氢氧化钠溶液在如图装置中进行中和反应。试回答下列问题: (1)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是　　　　(填字母)。  A.用温度计小心搅拌　　 B.揭开杯盖用玻璃棒搅拌 C.轻轻地振荡烧杯　　　 D.用套在温度计上的玻璃搅拌器轻轻地搅动 (2)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·mL-1,又知中和反应后生成溶液的比热容c=4.18 J·g-1·℃-1。为了计算中和热,某学生实验记录数据如下: 实验 序号 起始温度t1/℃ 终止温度t2/℃ 盐酸 氢氧化钠溶液 混合溶液 1 20.0 20.1 23.2 2 20.2 20.4 23.4 3 20.5 20.6 23.6 依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热ΔH=　　　　(结果保留一位小数)。 (3)实验过程中如果做出如下改变,实际测得的中和热会发生怎样的变化?(填“偏大”“偏小”或“不变”) ①本实验中用稍过量的NaOH的原因是保证盐酸完全被中和。试问:盐酸在反应中若因为有放热现象,而造成少量HCl在反应中挥发,则测得的中和热　 。 ②在中和热测定实验中存在用水洗涤温度计上的盐酸的步骤,若无此操作步骤,则测得的中和热　　　　　。  ③若用等浓度的醋酸溶液与NaOH溶液反应,则测得的中和热　　　　　,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案　(1)D　(2)-51.8 kJ·mol-1　(3)①偏小　②偏小　③偏小　用醋酸溶液代替盐酸,醋酸电离要吸收能量,造成测得的中和热偏小 解析　(1)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是:用套在温度计上的玻璃搅拌器轻轻地搅动。 (2)取三次实验的平均值代入公式计算即可。 即t1==20.3(℃) t2==23.4(℃) 所以ΔH= -≈-51.8 kJ·mol-1 (3)①若因为有放热现象导致少量HCl在反应中挥发,减少了HCl的量,则测得的中和热会偏小。 ②在中和热测定实验中存在用水洗涤温度计上的盐酸的步骤,其目的是防止温度计上面的盐酸残液与氢氧化钠反应,若无此操作步骤,会使测量结果偏小。 ③用醋酸溶液代替盐酸,醋酸电离要吸收能量,造成测得的中和热偏小。 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$