内容正文:
[第二部分] 新知预览1
知识通关
一、1.(1)反应物 生成物 发生的反应 (2)相互影响
2.(1)等温 释放 吸收 (2)量热计 3.(3)2~3次
(4)1)强酸 强碱 2)水冲洗干净 3)冷却至室温 4)要
快 5)小
二、1.(1)温度 压强 聚集状态 (2)内能 (3)kJ
mol-1 kJ/mol 2.(1)相对大小 (2)键能 吸热 >
< 放热
3.活化能 活化能 放热 吸热 4.吸收 释放 生成
物 反应物 反应物 生成物
技能提升
1.C [Al与盐酸的反应是放热反应,A 项错误;该反应是
吸热反应,但不是氧化还原反应,B项错误;灼热的 C和
CO2 反应生成 CO,该反应既是氧化还原反应,又是吸热
反应,C项正确;甲烷的燃烧是放热反应,D项错误.]
2.C [化学反应的本质是化学键的断裂和形成,表现为有
新物质生成,并伴随着能量的变化,而化学变化中的反
应物和生成物的状态在反应前后可能相同,也可能不相
同,故正确答案为 C.]
3.C [A.因物质三态之间的转变也存在热量的变化,而物
质三态之间的转变是物理变化,故 A 错误;B.只有自发
进行的氧化还原反应,才可以通过原电池将化学能转变
为电能,故B错误;C.因化学反应中不仅质量守恒而且
能量守恒,故C正确;D.因核反应虽然产生了新物质,但
不是化学反应,故 D错误.]
4.D [已知 X+YM+N ΔH>0,说明 X与 Y 的总
能量低于 M 与 N 的总能量,A 错误,D 正确;破坏反应
物中的化学键所吸收的能量大于形成生成物中化学键
所放出的能量,C错误;吸热反应有的不需要加热也可反
应,如氢氧化钡晶体与氯化铵混合搅拌即可发生反应,B
错误.]
5.C [中和热是指稀酸与稀碱发生中和反应生成1molH2O
(l)时所放出的热量,可以是强酸、强碱,也可以是弱酸、弱
碱,故 A、B两项错误,C 项正确;H2SO4和 Ba(OH)2 反
应时,除生成水外,还有BaSO4 沉淀生成,所以其反应热
不是中和热,D项错误.]
6.AB [对于放热反应,反应物的总能量一定高于生成物
的总能量,C和 CO 的燃烧反应都是放热反应.由于 C
O2
→CO 放 热,CO
O2
→CO2 放 热,所 以 C
O2
→CO2 比 C
O2
→CO 放 出 的 热 量 要 多.反 应 2C(s)+O2 (g)
点燃
2CO(g)中,C并不是反应物的全部,所以12gC所具有
的能量不一定高于28gCO所具有的能量,故 A 项不正
确;2CO(g)+O2(g)
点燃
2CO2(g)是放热反应,即2mol
CO(g)(56g)与1molO2(32g)所具有的总能量大于2mol
CO2(g)(88g)所具有的总能量,故B项不正确.]
7.A [该反应中反应物 X、Y的总能量高于生成物Z的能
量,故该反应是放热反应,ΔH<0,无法比较 Y、Z能量的
高低,A项正确,C、D两项错误;该反应中反应物的总键
能小于生成物的总键能,B项错误.]
8.C [A.大小烧杯之间塞满碎泡沫,目的是减少热量损
失,减小测量误差,A 项正确;B.充分反应,放出热量最
多时,温度最高,测量终止温度时,应当记录混合溶液的
最高温度,B项正确;C.为了防止热量散失,应当快速一
次倒入溶液并搅拌,C项错误;D.醋酸是弱酸,其电离过
程吸热,使 反 应 放 出 热 量 减 少,测 得 的 ΔH 变 大,D 项
正确.]
9.D [可以用 KOH 溶液代替 NaOH 溶液,但不能用浓硫
酸代替盐酸,因为浓硫酸溶于水时会放出热量,影响测
定结果.]
10.B [A.同一种物质的固态转化为液态或气态时吸热,
并且反应物的质量越多,则放热反应放出的热量越多,
所以反应 放 出 的 热 量 的 多 少 与 反 应 物 的 质 量 和 反 应
物、生成物 本 身 能 量 有 关,故 A 错 误;B.由 题 意 可 知
4HCl(g)+O2(g)
催化剂
400℃
2Cl2(g)+2H2O(g)放出2×
60kJ=120kJ热量,液态 HCl转化为气态吸收热量,则
4molHCl(l)被完全氧化,则放出热量小于120kJ,故
B正 确;C.新 键 形 成 释 放 能 量,由 图 知 形 成 1 mol
Cl2(g)中氯氯键放出akJ热量,故C错误;D.已知断裂
1molO2(g)中氧氧键需要吸收498kJ热量,形成1mol
Cl2(g)放出243kJ能量,根据新键形成放出的能量-
旧键断裂吸收的能量等于放出的热量,则[2×243kJ+
2×2×E(H-O)]-4×E(H-Cl)-498kJ=120kJ,
则E(H-O)-E(H-Cl)=33kJ,则断开1molH-O
所需能 量 比 断 开1molH-Cl所 需 能 量 多 33kJ,故
D错误.]
11.解析:(1)A.能量越低越稳定,HCN比 HNC稳定,故 A
正确;B.焓变=生成物总能量-反应物总能量,该异构
化反应的 ΔH=+59.3kJmol-1,故 B正确;C.该反
应吸热,正反应的活化能大于逆反应的活化能,故 C错
误;D.催化剂不能改变物质的能量,使用催化剂,不改
变反应的反应热,故 D错误;选 CD.
(2)ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能,设氧气
的键能为Q,则2×436kJmol-1+Q-4×463kJ
mol-1= -482kJmol-1,解 得 Q=498kJmol-1,则
2O(g)O2(g)的 ΔH=-498kJmol-1,D正确.
答案:(1)CD (2)D
12.解析:(1)反应物的能量高于生成物,因此是放热反应.
反应热为反应物与生成物的能量之差,即 ΔH=(a-b)
kJ/mol.(2)b表示H、O原子结合为气态水时的能量变
化,其数值为463×2=926;436+12x-926=-2418
,
则x=4964.(3)根据题意写出方程式.反应的 ΔH
=(4964+431×4-247×2-463×4)kJ/mol=
-125.6kJ/mol,则转移1mol电子时反应放 出 的 能 量
为31.4kJ.
答案:(1)放热 (a-b)kJ/mol (2)926 496.4
(3)O2+4HCl
450℃
催化剂
2Cl2+2H2O 放出能量31.4kJ
13.解析:(1)倒入氢氧化钠溶液时,必须一次迅速的倒入,
目的是减少热量的散失,不能分几次倒入氢氧化钠溶
液,否则会导致热量散失,影响测定结果.故答案为 C.
(2)使盐酸与 NaOH 溶液混合均匀的正确操作方法是:
用套在温度计上的玻璃搅拌器轻轻地搅动;温度计是
测量温度的,不能使用温度计搅拌;也不能轻轻地振荡
内筒,否则可能导致液体溅出或热量散失,影响测定结
果;更不能打 开 杯 盖 用 玻 璃 棒 搅 拌,否 则 会 有 热 量 散
失.故答案为 D.(3)中和反应反应热是强酸强碱稀溶
液完全反应生成1mol水放出的热量,一定量的稀氢氧
化钠溶液、稀氢氧化钙溶液和1L1molL-1的稀盐酸恰
好完全反应放热57.3kJ;一水合氨是弱电解质,存在电离
平衡,电离过程是吸热过程,稀氨水和1L1molL-1的稀
盐酸恰好完全反应放热小于57.3kJ,反应焓变是负值,所
以 ΔH1=ΔH2<ΔH3.(4)根据表格数据分析可知,温
度差平均 值 =3.1 ℃;50 mL055 molL-1 盐 酸 与
50mL0.55molL-1 NaOH 溶液进行中和反应生成
水的物质的量为0.05L×0.50mol/L=0.025mol,溶
液的质量为100mL×1g/mL=100g,温度变化的值为
ΔT=3.1℃,则生成0.025mol水放出的热量为 Q=
mcΔT=100g×4.48J/(g℃)×3.1 ℃=1295.8J,
即1.2958kJ,所以实验测得的中和反应反应热 ΔH=
-1.2958kJ0.025mol=-51.8kJ
/mol;(5)b.仰视读数时,实际
量取的溶液体积多于应该量取的溶液体积,会导致放
出的热量变多;d.实验中用温度计先后测量酸溶液、碱
溶液及混合溶液的温度时,使用同一支温度计可减小
实验误差,且测量完一种溶液后,温度计必须用水冲洗
干净并用 滤 纸 擦 干.测 完 酸 溶 液 的 温 度 计 表 面 附 着
酸,未冲洗就直接测定碱溶液的温度,导致测定的碱溶
液温度偏高,从而使测定的温度差值偏小,测得的中和
反应反应热数值偏小;f.铜容易导热,使热量损失,所以
测量的中和反应反应热数值偏小.
答案:(1)C (2)D (3)ΔH1=ΔH2<ΔH3
(4)-51.8kJmol-1 (5)acdef
86
新知预览1 反应热 焓变
一、反应热及其测定
1.体系(系统)及环境
(1)体系(系统)试管中的溶
液及发生的反应等.(包
括 、 、
).
(2)环境:与体系 的其他部分
(如试管、空气等).
2.反应热
(1)定义:在 条件下,化学反应体
系向环境 或从环境
的热量,称为化学反应的热效应,简称
反应热.
(2)测定方法:用 直接测定.
3.中和反应反应热的测定
(1)实验装置
(2)测定原理
ΔH=-
(m酸+m碱)c(t终-t始)
n
c=4.18Jg-1℃-1=4.18×10-3kJ
g-1℃-1;n 为 生 成 H2O 的 物 质
的量.
(3)测定数据:反应物温度的测定(t始)、反
应后体系温度的测定(t终),重复
取平均值进行计算.
(4)注意事项
1)酸碱溶液应当用 、
的稀溶液(01mol/L~05mol/L)
①测定中和热时不能用浓酸或浓碱,因
浓酸或浓碱溶于水一般都要放热.
②测定中和反应反应热时不能用弱酸
或弱碱,因弱酸或弱碱在水溶液中不能
完全电离,若改用弱酸或弱碱,它们电
离时要吸收一部分热量.
2)要使用同一支温度计:分别先后测量
酸、碱及混合液的温度时,测定一种溶
液后必须用 并用滤纸擦干.
温度计的水银球部分要完全浸入溶液
中,且要稳定一段时间再记下读数.
3)实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液
配好后要充分 ,才能
使用.
4)操作时动作 ,尽量减少热量
的散失.
5)实验时亦可选用浓度、体积都不相同
的酸碱溶液进行中和反应反应热的测
定,但在计算时,应取二者中量 的
一种,因为过量的酸碱并不参与中和
反应.
二、反应热与焓变
1.内能(U)、焓(H)及焓变(ΔH)
(1)内能(U):体系内物质的各种能量的总
和,受 、 和 物 质 的
等影响.
(2)焓(H):与 有关的物理量.
(3)焓变(ΔH):等压条件下反应热等于反
应的焓变,用ΔH 表示,单位:
或 .
(注:此处的每摩尔指的是每摩尔反应)
04
(4)反应热与焓变的关系:
反应热
恒压条件
热效应
→ 焓变
放热反应 ΔH <0
吸热反应 ΔH >0
↓
生成物的总能量-反应物的总能量
2.放热反应和吸热反应的判断
(1)从反应物和生成物的总能量
的角度分析,如图所示.
(2)从反应热的量化参数——— 的
角度分析
反
应
物
旧化学键断裂
新化学键形成→
↓
吸收能量E1
↑
放出能量E2
生
成
物
→
E1>E2,ΔH 0
反应
↑
E1<E2,ΔH 0
反应
↓
(3)记忆常见的放热反应和吸热反应
1)放热反应:①可燃物的燃烧;②酸碱
中和反应;③大多数化合反应;④金属
跟酸或水的置换反应;⑤物质的缓慢氧
化等.
2)吸热反应:①大多数分解反应;②盐
的水解;③Ba(OH)28H2O与 NH4Cl
反应;④碳 和 水 蒸 气、C 和 CO2 的 反
应等.
3.理解反应历程与反应热的关系
图示
续表
意义
a表示正反应的 ;b表示逆反应
的 .c表示该反应的反应热.
ΔH
图1:ΔH=(a-b)kJmol-1=
-ckJmol-1,表示 反应
图2:ΔH=(a-b)kJmol-1=
ckJmol-1,表示 反应
[特别提醒] 物质的键能、内能与物质
稳定性的关系:物质的键能越小,其内能
越高,稳定性越差;反之,键能越大,其内
能越低,稳定性越强.
4.反应热(ΔH)的计算方法
ΔH 三种表达式为:
①ΔH= 的能量- 的
能量;
②ΔH= 的总能量-
的总能量;
③ΔH= 的键能之和-
的键能之和.
注:三者的内在含义都是一样的,均为反
应体 系 与 外 界 环 境 之 间 能 量 交 换 的
差值.
化学反应是反应热的必要源泉,可以
提供人类生活和生产活动的必要能量.
反应A+B C ΔH<0分两步进行,
①A+B X ΔH>0,②X C
ΔH<0,下列示意图中,能正确表示总反
应过程中能量变化的是 ( )
14
[解析] 总反应焓变小于0,为放热反
应,所以A+B的能量高于C,第一步反
应焓变大于0为吸热反应,所以A+B的
能量低于X,第二步反应焓变小于0为放
热反应,所以X的能量高于C,综上所述
图像D符合,故选D.
[答案] D
P4S3 可用于制造安全火柴,相关物
质的结构及键能如表所示.
共价键 S—SP—PP—S
键能
(kJmol-1)
a b c
则反应3
8S8
(s)+P4(s)P4S3(s)的
ΔH 为 ( )
A.(a+b-c)kJmol-1
B.(c-a-b)kJmol-1
C.(3a+3b-6c)kJmol-1
D.3(2c-b-a)kJmol-1
[解析] 根据ΔH=反应物的总键能-生
成物的总键能,反应3
8S8
(s)+P4(s)
P4S3(s)ΔH=
3
8×8×akJ
mol-1+6×b
kJmol-1-(6×ckJmol-1+3×bkJ
mol-1)=(3a+3b-6c)kJmol-1,故选C.
[答案] C
某实验小组用0.50molL-1NaOH溶
液和0.50molL-1硫酸
溶液进行反应热的测定,
实验装置如图所示.
(1)写出该反应的热化
学方程式(生成1mol
H2O(l)时的反应热为-57.3kJmol-1):
.
(2)取50mLNaOH溶液和30mL硫酸
溶液进行实验,实验数据如表所示.
①请填写表格中的空白:
温
度
次
数
起始温度t1/℃
H2SO4
溶液
NaOH
溶液
平均值
终止温
度t2/℃
温度差
平均值
(t2-t1)/℃
1 26.2 26.0 26.1 30.1
2 27.0 27.4 27.2 33.3
3 25.9 25.9 25.9 29.8
4 26.4 26.2 26.3 30.4
———
②近似认为0.50molL-1NaOH溶液
和0.50molL-1硫酸溶液的密度都是
1.0gmL-1,中和后生成溶液的比热容
c=4.18J(g℃)-1.则生成1mol
H2O(l)时的反应ΔH= (取小数点
后一位).
③上述实验数值结果与-57.3kJmol-1
有偏差,产生偏差的原因不可能是
(填字母).
a.实验装置保温、隔热效果差
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的
小烧杯中
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后
直接测定 H2SO4 溶液的温度
[解析] (2)①第2组数据偏差较大,应
舍去,其他三组的平均值为4.0℃.②
ΔH=
-
(50+30)mL×1.0gmL-1×4.0℃×4.18×10-3kJg℃-1
0.025mol
≈-53.5kJmol-1.③放出的热量小
可能是散热、多次加入碱或起始温度读
得较高等原因.
[答案] (1)H2SO4(aq)+2NaOH(aq)
Na2SO4(aq)+2H2O(l)
ΔH=-114.6kJmol-1
(2)①4.0 ②-53.5kJmol-1 ③b
24
1.下列反应既属于氧化还原反应,又属于
吸热反应的是 ( )
A.铝片与稀盐酸反应
B.Ba(OH)28H2O与NH4Cl反应
C.灼热的炭与CO2 反应
D.甲烷在氧气中的燃烧反应
2.下列对化学反应的认识错误的是 ( )
A.会引起化学键的变化
B.会产生新的物质
C.必然引起物质状态的变化
D.必然伴随着能量的变化
3.下列说法正确的是 ( )
A.化学键的变化必然会引起能量变化,
所以,能 量 变 化 也 一 定 会 引 起 化 学
变化
B.所有化学变化的能量都可以通过原电
池转化为电能
C.所有化学变化一定遵循质量守恒和能
量守恒
D.化学变化一定会引起物质种类的变
化,所以体系内物质种类变化一定发
生了化学变化
4.已知反应X+YM+N为吸热反应,
下列说法中正确的是 ( )
A.X的能量一定低于 M 的能量,Y的能
量一定低于N的能量
B.因为该反应为吸热反应,故一定要加
热反应才能进行
C.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
D.X和Y的总能量一定低于 M 和N的
总能量
5.下列说法中正确的是(中和反应反应热
简称中和热) ( )
A.中和热一定是强酸跟强碱反应放出的
热量
B.1mol酸与1mol碱完全反应放出的
热量是中和热
C.在稀溶液中,酸与碱发生中和反应生
成1molH2O(l)时所放出的热量叫作中
和热
D.测定中和热时可用稀硫酸和稀Ba(OH)2
溶液
6.(备选双选)已知化学反应2C(s)+O2(g)
点燃
2CO
(g)、2CO(g)+O2(g)
点燃
2CO2(g)都是放热反应,下列说法中不正
确的是(其他条件相同) ( )
A.12gC所具有的能量一定高于28g
CO所具有的能量
B.28gCO和32gO2 所具有的总能量
大于44gCO2 所具有的总能量
C.12gC和32gO2 所具有的总能量大
于44gCO2 所具有的总能量
D.将一定质量的C燃烧,生成CO2 比生
成CO时放出的热量多
7.已知化学反应X(g)
+2Y(g)2Z(g)
的能量变化如图所
示,下列有关该反应
的说法正确的是
( )
A.该反应是放热反应
B.反应物的总键能大于生成物的总键能
C.Y的能量高于Z的能量
D.该反应的反应热ΔH>0
8.在实验室中测定稀盐
酸与氢氧化钠溶液反
应的焓变,下列有关说
法错误的是 ( )
A.大小烧杯之间塞满
碎泡 沫,目 的 是 减
少热量损失
B.测量终止温度时,应当记录混合溶液
的最高温度
C.为了使酸碱充分反应,应当缓慢分次
倒入NaOH溶液并搅拌
D.若用同浓度同体积的醋酸代替盐酸,
测得的ΔH 变大
34
9.在测定中和反应的反应热的实验中,下
列叙述错误的是 ( )
A.实验操作动作要迅速,尽量减少热量
损失
B.实验中可使酸液或碱液稍微过量
C.实验时需要记录初始温度t1 和最高温
度t2
D.可以用 KOH 溶液代替 NaOH 溶液,
浓硫酸代替盐酸
10.科 学 家 利 用 反 应4HCl(g)+O2(g)
催化剂
400℃2Cl2
(g)+2H2O(g),可实现氯的
循环利用,已知:该反应中2molHCl(g)
被完全氧化时,放出60kJ热量.其中,
断裂1molO2(g)中氧氧键需要吸收
498kJ热量.则下列说法正确的是
( )
A.反应放出热量的多少与反应物的质
量多少无关,和反应物、生成物本身
能量有关
B.4HCl(g)+O2(g)
催化剂
400℃2Cl2
(g)+
2H2O(g),若有4molHCl(l)被完全
氧化,则放出热量小于120kJ
C.形成1molCl2(g)中 氯 氯 键 吸 收
akJ热量
D.若a=243,则断开1molH-O所需
能量比断开1molH-Cl所需能量
少33kJ
11.回答下列问题:
(1)理论研究表明,在101kPa、298K
下,HCN(g) HNC(g)异构化反应过
程的能量变化如图所示.下列说法不
正确的是 (填标号).
A.HCN比 HNC稳定
B.该异构化反应的ΔH=+59.3kJmol-1
C.正反应与逆反应的活化能相等
D.使用催化剂,可以改变反应的反应热
(2)已知共价键的健能与热化学方程式
信息如下表:
共价键 H-H H-O
键能/(kJmol-1) 436 463
热化学方程式
2H2(g)+O2(g)
2H2O(g)
ΔH=-482kJmol-1
则2O(g)O2(g)的ΔH 为
(填标号)
A.428kJmol-1
B.-428kJmol-1
C.498kJmol-1
D.-498kJmol-1
12.断开1molAB(g)分子中的化学键使其
分别生成气态 A原子和气态B原子所
吸收的能量称为A—B键的键能.下表
列出了一些化学键的键能E:
化学键 H—HCl—Cl OO C—ClC—H O—H H—Cl
E/kJ/mol 436 247 x 330 413 463 431
请回答下列问题:
(1)如图表示某反应的能量变化关系,
则此反应为 (填“吸热”或“放
热”)反应,其中 ΔH= (用含
a、b的关系式表示)
44
(2)若图示中表示反应 H2(g)+
1
2O2
(g)
H2O(g) ΔH = -241.8kJ
mol-1,则b= kJmol-1,
x= .
(3)历史上曾用“地康法”制氯气,这一
方法用CuCl2 作催化剂,在450℃下利
用空气中的氧气与氯化氢反应制氯气.
该反应的化学方程式为
.
若忽略温度和压强对反应热的影响,根
据题(2)中的有关数据,计算当反应中
有1mol电子发生转移时,反应的能量变
化为 .
13.利用如图所示装置测定中和反应反应
热的实验步骤如下:
①用量筒量取50mL050molL-1盐
酸倒入内筒中,测出盐酸温度;
②用另一量筒量取50mL055molL-1
NaOH 溶液,并用同一温度计测出其
温度;
③将NaOH溶液倒入内筒中,设法使之
混合均匀,测得混合液最高温度.回答
下列问题:
(1)倒入NaOH溶液的正确操作是
(填字母).
A.沿玻璃棒缓慢倒入
B.分三次少量倒入
C.一次迅速倒入
(2)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
(3)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧
化钙溶液、稀氨水分别和1L1molL-1的
稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为
ΔH1、ΔH2、ΔH3,则ΔH1、ΔH2、ΔH3 的
大小关系为 .
(4)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都
是1gcm-3,又知中和反应后生成溶
液的比热容为4.18kJkg-1℃-1.
为了计算中和反应反应热,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
1 200 201 232
2 202 204 234
3 205 206 236
依据该学生的实验数据计算,该实验测
得的中和反应反应热 ΔH=
(结果保留一位小数).
(5)若计算生成1molH2O时放出的热
量小于57.3kJ,产生偏差的原因可能是
(填字母).
a.实验装置保温、隔热效果差
b.量取盐酸的体积时仰视读数
c.分多次把 NaOH 溶液倒入盛有盐酸
的小烧杯中
d.用温度计测定盐酸起始温度后直接
测定NaOH溶液的温度
e.使用玻璃搅拌器搅拌不均匀
f.实验中用铜丝搅拌器代替玻璃搅拌器
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