内容正文:
第一章 化学反应的热效应
1
第一节 反应热
第1课时 反应热 焓变
2
1.了解反应热的概念,能从宏观和微观两个角度解释反应热产生的原因。
2.能解释中和反应反应热的测定原理,能根据实验中的数据计算反应热。
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学习目标
3
1
知识点一 反应热及其测定
2
知识点二 反应热与焓变
3
课堂检测 巩固落实
4
PART
01
知识点一 反应热及其测定
5
1.体系(系统)与环境
(1)体系:被研究的物质及发生的反应,又称系统。
(2)环境:与体系相互影响的其他部分。
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6
1.以试管中盐酸与 溶液的反应为例,其体系和环境分别是什么?
答案:体系是试管中的盐酸、 溶液及发生的反应:
;环境是盛溶液的试管和溶液之外的空气等。
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2.反应热
(1)热量:因 ______不同而在体系与环境之间交换或传递的能量。
(2)反应热:即化学反应的热效应,在等温条件下,化学反应体系
____________或 ____________的热量。
(3)许多反应热可以通过量热计直接测定,即可以根据测得的体系的
__________和有关物质的 ________等来计算反应热。
温度
向环境释放
从环境吸收
温度变化
比热容
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8
3.中和反应反应热的测定
(1)实验原理
环境温度不变,通过实验测定盐酸和 溶液在反应前后的温度变化,
再结合有关物质的比热容等来计算反应放出的热量,计算公式为 ,其中
为反应混合液的质量,为反应混合液的比热容, 为反应前后溶液温
度的差值。
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(2)实验装置及操作步骤
实验
装置 _________________________________
操作
步骤 ①测量反应物的温度:分别测量 盐酸和
氢氧化钠溶液的温度;
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10
操作
步骤 ②测量反应后体系的温度:酸、碱溶液迅速混合并用⑥_________
___匀速搅拌,记录⑦______温度;
③重复上述步骤①至步骤②两次;
④数据处理:取三次测量所得温度差的平均值进行计算,生成
液态 时,放出的热量为
,比热容
玻璃搅拌器
最高
续表
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(3)实验结论
大量实验测得,在和 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 的热量。
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2.(1)实验中使用溶液与 盐酸反应,而不是
选用 溶液的原因是________________________________。
碱过量的目的是保证盐酸完全反应
(2)若用稀硫酸和稀 溶液测定中和反应放出的热量,则测得的
数值___(填“ ”“ ”或“”) ,原因是______________________
________________________________________________________________
____________。
稀硫酸和稀溶液反应除生成外还生成沉淀,还会放出一部分热量,使所测得的数值偏大
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(1)对于烧杯中锌粉与稀硫酸的反应,烧杯和稀硫酸可看作环境( )
×
(2)中和反应反应热的测定实验中,可用铝制搅拌器代替玻璃搅拌器
( )
×
(3)在和下,浓硫酸与 溶液发生中和反应生成
时,放出 的热量( )
×
(4)同一中和反应中生成 的反应热与酸和碱的用量有关
( )
×
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测定中和反应反应热实验的注意事项
(1)实验中要用强酸、强碱的稀溶液,为了保证酸完全被中和,常采用
碱稍过量的方法。
(2)向量热计(已加入酸溶液)中倒入碱溶液时要迅速,尽量减少热量
的损失。
(3)实验中用同一支温度计,测量盐酸的温度后,要将温度计用水冲洗
干净并擦干后,再测量<m></m>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。
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(4)测定中和反应反应热时不能用弱酸或弱碱,因为弱酸、弱碱电离时
吸收热量而使测量数值偏低。
(5)采用多次测量取平均值的方法,可减小实验误差;若有某一组的实
验数据有明显偏差,则应直接舍去。
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1.某试管中盛有的 粉和稀盐酸发生反应,下列有关说法不正确的是
( )
A.试管、 粉、稀盐酸及发生的反应可看作一个体系
B.除反应物、生成物及相关反应外,其他均看作环境
C. 与稀盐酸反应导致体系温度升高,向环境中释放热量
D. 与稀盐酸反应的反应热可以通过量热计测量
√
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17
解析:选A。 粉、稀盐酸及发生的反应可看作一个体系,试管属于环境,
A错误;除反应物、生成物及相关反应外,其他均看作环境,B正确;
与稀盐酸反应放出热量,体系温度升高,向环境中释放热量,C正确;通
过量热计中的温度计可测量反应前后体系的温度变化,根据有关物质的比
热容及反应物的量来计算反应热,D正确。
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2.(2025·郑州高二统考)某实验小组利用如右图所示装置进行稀 溶
液与稀盐酸中和反应反应热的测定。下列说法正确的是( )
A. 可为铁制搅拌器
B.用温度计测量稀 溶液的温度后可直接测量
稀盐酸的温度
C.隔热层的作用是减小实验过程中的热量损失
D.为使反应更充分,应将稀 溶液缓缓加入稀
盐酸中
√
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解析:选C。铁制搅拌器导热性好,会造成热量散失,引起误差, 应为
玻璃搅拌器,A错误;用温度计测量稀 溶液的温度后,应将温度计
用蒸馏水冲洗干净并擦干后再测量稀盐酸的温度,B错误;为了减小实验
过程中的热量损失,可在装置中加隔热层,减小实验误差,C正确;为了
减小实验过程中的热量损失,应将稀 溶液一次性快速加入稀盐酸中,
D错误。
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3.某实验小组用盐酸与
溶液在简易量热计中反应,测定中和反应反应热。实验数据见下表:
实验
次数 反应物的温度/ 反应前体系的
温度 反应后体系的
温度 温度差
盐酸 溶
液 /
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
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(1)已知溶液的密度近似为水的密度,比热容 ,生
成液态水时放出的热量是_______ 。
56.848
解析:三次反应前后体系温度差的平均值为,生成 液态水时放
出的热量为
。
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(2)若将盐酸换为浓硫酸,则测得反应放出的热量______(填“偏大”或
“偏小”,下同)。若将盐酸换为醋酸,则测得反应放出的热量______。
偏大
偏小
解析:浓硫酸溶于水放热,导致测得反应放出的热量偏大;醋酸为弱酸,
电离吸热,导致测得反应放出的热量偏小。
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23
PART
02
知识点二 反应热与焓变
24
1.内能:体系内物质的各种能量的总和,受______、______和
_________________
等影响。
温度
压强
物质的聚集状态
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2.焓与焓变
生成物
反应物
(生成物)
(反应物)
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3.反应热产生的原因
(1)从宏观反应体系始末状态的能量视角分析
放热
负
放热
减小
吸热
正
吸热
增加
㉑________总能量-㉒________总能量。
生成物
反应物
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1.(1)有下列常见的化学反应:
①大多数的分解反应 ②大多数的化合反应 ③铝热反应 和 的
反应 ⑤中和反应 ⑥可燃物的燃烧 ⑦金属与酸的置换反应
其中属于放热反应的是____________(填序号,下同),属于吸热反应的
是______。
②③⑤⑥⑦
①④
(2)“放热反应不需要加热就能发生,吸热反应不加热就不能发生”。这种
说法对吗?请简述原因: _________________________________________
________________________________________________________________
______________________________________________________ 。
不对,有的放热反应需要加热甚至高温才能
发生,如木炭燃烧、铝热反应等;有的吸热反应不加热也能发生,如
晶体和晶体、 和盐酸的反应等
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(2)从微观反应过程中化学键的变化视角分析以反应
的能量变化为例说明,如下图所示:
㉓_________________________________________________________
_______。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,(㉔________的总键能) (㉕________的总键能)。
反应物
生成物
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2.在光照或点燃条件下,和均可以发生上述反应, ______
(填“相同”或“不同”),原因是______________________________。
相同
化学反应的焓变与反应条件无关
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(1)化学反应产生反应热的原因是反应前后体系的内能发生变化( )
√
(2)浓硫酸溶于水时,体系的温度升高,属于放热反应( )
×
(3)伴有能量变化的过程不一定是化学反应,但化学反应都伴有能量变
化( )
√
(4)石墨转化为金刚石需要吸收能量,说明石墨更稳定( )
√
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31
1.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.焓的大小受体系的温度、压强等因素的影响
D.内能只与物质的种类、数量以及聚集状态有关
√
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32
解析:选C。在恒压条件下生成物的内能与反应物的内能差等于焓变,A错
误;等质量的气态水和液态水所具有的内能一定不相同,但题干未说明水
的质量是否相同,因此不能比较二者内能的大小,B错误;内能除了与物质
的种类、数量以及聚集状态有关外,还与体系的温度、压强有关,D错误。
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2.(2025·龙岩高二质检)化学反应过程中产生的热量在科学研究中具有广
泛的应用。下列反应属于放热反应的是( )
A.天然气的燃烧 B.高温煅烧大理石
C.稀盐酸与碳酸氢钠的反应 D.二氧化碳和C反应生成一氧化碳
解析:选A。天然气的燃烧为放热反应,A项符合题意;高温煅烧大理石
是分解反应,为吸热反应,B项不符合题意;稀盐酸与碳酸氢钠的反应为
吸热反应,C项不符合题意;二氧化碳和C反应生成一氧化碳为吸热反应,
D项不符合题意。
√
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34
3.已知形成中的化学键需要释放 的能量,断裂
中的化学键需要吸收的能量,断裂 中的化
学键需要吸收的能量。与足量的氧气反应,生成
的 为( )
A. B.
C. D.
解析:选A。与足量的氧气反应,生成 的化学方程式为
,则
。
√
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PART
03
课堂检测 巩固落实
36
1.(2025·西安高二月考)下列有关反应热、焓变的说法错误的是( )
A.任何条件下的反应热均等于焓变
B.焓变是一个与内能变化量有关的物理量
C.吸热反应的,放热反应的
D.反应热数值与反应物的量有关
解析:选A。在恒压条件下,化学反应的焓变等于化学反应的反应热,故
A错误;焓变是一个与内能变化量有关的物理量,决定了化学反应是吸热
反应还是放热反应,故B正确;反应吸热时,反应的焓变 ,反应放
热时,反应的焓变 ,故C正确;反应热数值的大小与反应物的聚集
状态和量有关,故D正确。
√
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37
2.(2025·天津河北区高二期末)反应 的能量变化关系如下
图所示。下列关于该反应的说法正确的是( )
A.的能量一定低于的,的能量一定低于 的
B.、的总能量一定低于、 的总能量
C.因为该反应为吸热反应,所以一定要加热才可发生
D.断裂、的化学键所吸收的能量小于形成、 的化学
键所放出的能量
√
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38
解析:选B。由题图可知,反应物的总能量低于生成物的总能量,即、
的总能量低于、的总能量,但的能量不一定低于的, 的能量也不
一定低于 的,A错误、B正确;反应是否需要加热与该反应是放热反应还
是吸热反应无关,有些吸热反应不需要加热即可发生,C错误; 断裂
反应物的化学键吸收的总能量-形成生成物的化学键释放的总能量,由
为吸热反应可知,断裂、 的化学键所吸收的能量大于形
成、 的化学键所放出的能量,D错误。
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39
3.(2025·郑州高二月考)关于中和反应反应热的测定实验,下列说法正确
的是( )
A.酸碱混合后,要等温度计的读数稳定不变时,记录反应最终温度
B.强酸、强碱的稀溶液反应,当生成 时放出的热量均相同
C.为了反应充分,溶液混合后,通常需要用玻璃搅拌器搅拌溶液
D.中和反应反应热数值的大小受实验所用酸、碱稀溶液中溶质多少的影响
√
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40
解析:选C。酸碱混合后,随着中和反应的进行,反应放热,温度升高,
应读取混合后反应的最高温度并记录,A错误;强酸、强碱的稀溶液反应,
当生成可溶性盐和 时放出的热量均相同,B错误;在测定中和
反应反应热的实验中,溶液混合后,用玻璃搅拌器搅拌溶液,能使反应充
分,C正确;中和反应反应热是一定条件下强酸和强碱的稀溶液反应生成
可溶性盐和 时放出的热量,其数值的大小与实验所用酸、碱稀
溶液中溶质多少无关,D错误。
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4.部分共价键的键能数据见下表,则的 为
( )
共价键
键能/ 436 413 344 614
A. B.
C. D.
解析:选A。由(反应物的总键能) (生成物的总键能)可
得, 。
√
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5.已知反应 过程中
的能量变化如下图所示,回答下列问题。
(1)、、 分别代表什么意义?
:__________________________;
:__________________________;
:________。
旧化学键断裂时吸收的能量
新化学键形成时释放的能量
反应热
(2)该反应是______(填“放热”或“吸热”)反应,___(填“ ”或“
”)0。
放热
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43
$