第一节 反应热(举一反三专项训练,浙江专用)【上好课】化学人教版选择性必修1
2026-01-05
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2份
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36页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版选择性必修1 化学反应原理 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第一节 反应热 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 反应热 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 浙江省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.55 MB |
| 发布时间 | 2026-01-05 |
| 更新时间 | 2026-01-05 |
| 作者 | 汪静君 |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2026-01-05 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55800944.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第一节 反应热
题型01 反应热与焓变
题型02 从微观角度探讨反应热的实质
题型03 放热反应与吸热反应
题型04 中和反应热的测定
题型05 热化学方程式书写正误判断
题型06 燃烧热、中和热的概念理解
题型01 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__________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____________________)
2.反应热
(1)定义: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。热量是指因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的__________。
(2)符号:__________。
(3)单位:__________或__________。
3.反应热与焓变的关系:
4.反应热和焓变的比较
类别
项目
反应热
焓变
不同点
概念
化学反应释放或吸收的热量
化学反应中生成物的总焓与反应物的总焓之差
相同点
“+”“-”的意义
“+”表示反应吸热,“-”表示反应放热
数据来源
可以通过实验直接测得,也可以利用已知数据通过计算求得
联系
①等值关系:恒压条件下反应的反应热等于焓变
②等价关系:符号是ΔH,单位是kJ·mol-1
【典例1】下列关于反应热和焓变的说法正确的是( )
A.放热反应的ΔH<0,吸热反应的ΔH>0
B.任何条件下,焓变完全等于反应热
C.所有化学反应的反应热都可以通过实验直接测得
D.生成物的总焓大于反应物的总焓时,ΔH<0
【变式1-1】已知反应X+Y=M+N为放热反应,对该反应的下列说法中正确的是( )
A.X的焓一定高于M
B.Y的焓一定高于N
C.X和Y的总焓一定高于M和N的总焓
D.因为该反应为放热反应,故不必加热就可发生
【变式1-2】下列有关说法正确的是( )
A.“焓”是指物质所具有的内能
B.根据能量守恒定律,反应物的总能量等于生成物的总能量
C.动物体内葡萄糖被氧化是葡萄糖的总内能完全转变成CO2和H2O的总内能
D.相同质量的水具有的内能:固体>液体>气体
【变式1-3】下列关于ΔH的说法正确的是( )
A.反应过程中,消耗的反应物越多,ΔH越大
B.ΔH>0时反应放热,ΔH<0时反应吸热
C.ΔH越大,说明反应放出的热量越多
D.能量变化如图所示的化学反应为放热反应,ΔH为“-”
题型02 从微观角度探讨反应热的实质
1.理解反应历程与反应热的关系
图示
意义
a表示正反应的__________;b表示逆反应的__________。c表示该反应的__________。
ΔH
图1:ΔH=(a-b) kJ·mol-1=-c kJ·mol-1,表示__________反应
图2:ΔH=(a-b) kJ·mol-1=c kJ·mol-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__________。
2.解答能量变化图像题的“4关键”
(1)从反应物至最高点的能量数值表示正反应的__________,即E1;
(2)从最高点至生成物的能量数值表示逆反应的__________,即E2;
(3)ΔH=E1-E2;
(4)催化剂只能影响正、逆反应的__________,而不能影响反应的__________。
【典例2】(2025·浙江温州十校联合体高二期中)根据下图所示的过程中的能量变化情况,判断下列说法不正确的是( )
A.Cl2(g)转化为氯原子是一个吸热过程
B.1molH2(g)和1molCl2(g)的总能量比2molHCl(g)的总能量高
C.1个HCl(g)分子中的化学键断裂时需要吸收能量
D.1molH2(g)和1molCl2(g)反应生成2molHCl(g)的反应热ΔH=-183kJ·mol−1
【变式2-1】(2026·浙江宁波高二期中)已知H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=-184.6kJ·mol−1,下列说法中正确的是( )
A.该反应为吸热反应
B.该反应为放热反应,故不必加热就可发生反应
C.在该条件下,1个氢分子与1个氯分子反应生成2个氯化氢分子放出184.6 kJ热量
D.在该条件下,1 mol氢气与1 mol氯气的能量总和大于2 mol氯化氢气体的能量
【变式2-2】某反应由两步反应A→B→C构成,它的反应能量曲线如图(E1、E2、E3、E4表示活化能)。下列有关叙述正确的是( )
A.两步反应均为吸热反应 B.三种化合物中C最稳定
C.加入催化剂会改变反应的焓变 D.整个反应的ΔH=E1-E2
【变式2-3】工业上常利用CO2和NH3合成尿素[CO(NH2)2],该可逆反应分两步进行,整个过程中的能量变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.NH2COONH4为合成尿素反应的中间产物
B.利用CO2和NH3合成尿素是放热反应
C.2 mol NH3(g)的能量一定大于1 mol NH2COONH4(s)的能量
D.反应2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l)的焓变ΔH=E2-E1
题型03 放热反应与吸热反应
1.放热反应和吸热反应的判断
(1)从反应物和生成物的____________________的角度分析,如图所示。
(2)从反应热的量化参数——__________的角度分析
2.常见的放热反应和吸热反应
放热反应
吸热反应
①所有的燃烧反应
②酸碱中和反应
③大多数____________________
④活泼金属与水或酸的反应
⑤物质的缓慢氧化
⑥铝热反应
①大多数____________________
②铵盐与碱的反应,如Ba(OH)2·8H2O晶体或Ca(OH)2与NH4Cl晶体反应
③以C、H2、CO为还原剂的部分氧化还原反应,如C与H2O(g)反应,C与CO2反应
④NaHCO3与盐酸的反应
【典例3】(2026·浙江温州高二期中)下列属于放热反应的是( )
A.浓硫酸溶于水 B.盐酸与碳酸氢钠反应
C.氯化铵分解 D.灼热的碳与氧气反应
【变式3-1】(2026·浙江舟山·阶段练习)下列过程中需要吸收能量的是
A.小苏打固体溶于少量水中 B.氧化钙溶于水
C. D.铝热反应
【变式3-2】下列反应既属于氧化还原反应,又属于放热反应的是( )
A.镁条与盐酸反应 B.稀硫酸与NaOH溶液反应
C.生石灰溶于水 D.C与H2O(g)反应
【变式3-3】(2025·浙江宁波高二期末)碳酸钠晶体[Na2CO3∙10H2O(s)]失水可得到Na2CO3∙H2O(s)或Na2CO3 (s),两个化学反应的能量变化示意图如图,下列说法正确的是( )
A.Na2CO3∙H2O(s)失水生成Na2CO3(s):∆H =-(∆H2 -∆H1)
B.向Na2CO3(s)中滴加几滴水,温度升高
C.碳酸钠可用于治疗胃酸过多
D.碳酸钠晶体[Na2CO3∙10H2O(s)]失水是物理变化
题型04 中和反应热的测定
1.实验装置
2.实验步骤
(1)反应物温度的测量。
①用量筒量取50 mL 0.50 mol/L盐酸,倒入量热计的内筒,盖上杯盖,测量并记录盐酸的温度。用水把温度计上的酸冲洗干净,擦干备用。
②用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液,用温度计测量并记录NaOH溶液的温度。
(2)反应后体系温度的测量。
打开杯盖,将量筒中的NaOH溶液迅速倒入量热计的内筒,立即盖上杯盖,插入__________,用__________匀速搅拌。密切关注温度变化,将最高温度记为反应后体系的温度(t2)。
(3)重复上述步骤(1)至步骤(2)两次。
3.数据处理
(1)取盐酸温度和NaOH溶液温度的平均值记为反应前体系的温度(t1)。某实验小组测定数据如下,请填写表中空白。
实验次数
温度
1
2
3
反应前体系温度t1/℃
盐酸
25.0
24.9
25.6
NaOH
25.2
25.1
25.4
平均值
25.1
25.0
25.5
反应后体系温度t2/℃
28.5
28.3
29.0
温度差平均值(t2-t1)/℃
温度差
3.4
3.3
3.5
平均值
3.4
(2)根据温度差和比热容等计算反应热。
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,根据实验数据计算出该反应放出的热量Q=cm(t2-t1)≈1.42 kJ,则生成1 mol H2O时放出的热量为56.8 kJ。
4.实验结论
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时,放出__________的热量。
5.酸碱中和反应测定实验的注意事项
(1)酸碱溶液应当用强酸、强碱的稀溶液(0.1 mol/L~0.5 mol/L),这样溶液的密度可以认为和水的密度相同。
①测定中和反应反应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水冲洗干净并用滤纸擦干。
(3)实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷却至室温,才能使用。
(4)操作时动作要快,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,应取二者中量小的一种,因为过量的酸碱并不参与中和反应。
【典例4】(2026·浙江绍兴高二期中)中和反应反应热的测定是中学化学重要的定量实验。实验步骤如下:
I.反应物温度的测量
用量筒量取50ml 0.50 mol/L盐酸,倒入量热计的内筒,盖上杯盖,测量并记录温度,洗净温度计,擦干备用;用另一量筒量取50ml 0.55 mol/L的NaOH溶液,用温度计测其温度并记录。
II.反应后体系温度的测量
打开杯盖,将NaOH溶液迅速倒入量热计内筒,立即盖上杯盖,密切关注温度变化,记录反应后体系温度(t2)。
III.重复上述步骤三次
IV.数据处理
取盐酸、NaOH溶液平均温度记为反应前体系温度t1计算温度差(t2-t1),填入下表:
次数
反应物温度/℃
反应前体系温度
反应后体系温度
温度差
盐酸
NaOH溶液
t1/℃
t2/℃
(t2-t1)/°C
1
26.9
27.1
30.3
2
27.1
27.1
30.3
3
27.0
27.0
29.3
4
27.1
27.1
30.5
(1)仪器a的名称是 ;取反应时溶液的 (填“最低温度”“最高温度”或“平均温度”)作为反应后体系温度。
(2)实验中酸、碱溶液的密度均为1 g/mL,且比热容与水的相同,发生中和反应后溶液的比热容c=4.18J·g-1·C-1,上述实验测得的中和反应反应热ΔH= kJ/mol。
(3)又知25℃、101 kPa下,中和反应反应热为-57.3 kJ/mol,实验值与理论值相差较大的原因可能是: 。
①保温效果差、能量损失大
②温度计测量酸溶液后没有清洗
③量取盐酸溶液时仰视量筒
④反应过程中碱溶液分步加入
⑤反应过程中没有使用仪器a上下反复搅动
(4)进行中和反应反应热的测定时,保持其他条件相同,使用下列酸碱组合:
①稀硫酸、Ba(OH)2溶液 ②醋酸溶液、氨水 ③稀硫酸、NaOH溶液
理论上测得的中和反应反应热由大到小的顺序为 (填标号且用“>”号表示)。
【变式4-1】(2026·浙江温州高二期中)下图是简易量热计装置示意图,下列反应的反应热不适宜用该装置测定的是( )
A.和足量的水 B.溶液和足量的稀硫酸
C.和足量的稀硫酸 D.和足量的溶液
【变式4-2】(2026·浙江浙东北ZBD联盟高二期中)在测定中和反应反应热的实验中,下列说法正确的是( )
A.实验操作中,若未用水把温度计上的酸冲洗干净,直接测碱的温度,实验测得的中和反应反应热的数值将偏小
B.为了准确测定反应混合溶液的温度,实验中温度计水银球应与内筒底部接触
C.用溶液分别与的盐酸、醋酸溶液反应,若所取的溶液体积均相等,则测得的中和反应反应热相同
D.测定中和反应反应热的实验中,不可用耐酸碱的塑料材质的搅拌棒代替玻璃搅拌棒
【变式4-3】某实验小组用0.50 mol·L-1 NaOH溶液和0.50 mol·L-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1 mol H2O(l)时的反应热为-57.3 kJ·mol-1]:________。
(2)取50 mL NaOH溶液和30 mL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:
②近似认为0.50 mol·L-1 NaOH溶液和0.50 mol·L-1硫酸溶液的密度都是1.0 g·mL-1,中和后生成溶液的比热容c=4.18 J·(g·℃)-1。则生成1 mol H2O(l)时的反应ΔH=________(取小数点后一位)。
③上述实验数值结果与-57.3 kJ·mol-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
(3)若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1 L 1 mol·L-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________。
题型05 热化学方程式书写正误判断
1.定义:表明反应所放出或吸收的__________的化学方程式,叫做热化学方程式。
2.意义:不仅表示化学反应中的__________变化,也表明了化学反应中的__________变化。
3.热化学方程式的书写:
(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____________________,可以是整数或__________。
(2)标注反应的温度和压强。没有特殊说明是指25 ℃、101 kPa。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“__________”,液体用“__________”,固体用“__________”,溶液用“__________”。
(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“__________”。
(5)计算ΔH的数值。根据化学方程式中的化学计量数计算写出ΔH的数值。ΔH单位是__________。
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“____________________”。因此ΔH必须与化学方程式一一对应。
5.热化学方程式的正误判断“五看”法
【典例5】(2026·浙江浙里特色联盟高二期中)在25℃和101 kPa下,下列热化学方程式书写正确的是( )
A.4 g硫粉在O2中完全燃烧生成SO2放出37 kJ热量:S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-37kJ·mol−1
B.4 g H2完全燃烧生成液态水放出142.9 kJ热量:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-142.9kJ·mol−1
C.乙炔的燃烧热是1299.6 kJ·mol−1: ΔH=-1299.6kJ·mol−1
D.若NaOH溶液和稀盐酸反应的中和热为57.3kJ·mol−1,则氢氧化钡稀溶液与稀硫酸反应: ΔH=-57.3kJ·mol−1
【变式5-1】下列关于热化学方程式的说法中,正确的是( )
A.P(s,红磷)===P(s,黑磷),ΔH=-39.3 kJ/mol;P(s,白磷)===P(s,红磷),ΔH=-17.6 kJ/mol,由此推知,最稳定的是白磷
B.500 ℃、30 MPa下,将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放出19.3 kJ热量,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ/mol
C.NaOH(s)+H2SO4(浓)===Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol
D.2.00 g C2H2气体完全燃烧生成液态水和二氧化碳气体,放出99.6 kJ的热量,该反应的热化学方程式为2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2 589.6 kJ/mol
【变式5-2】下列有关热化学方程式的评价合理的是( )
选项
实验事实
热化学方程式
评价
A
若H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ· mol-1,将稀硫酸和NaOH溶液混合
H2SO4(aq)+2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=-57.3 kJ· mol-1
正确
B
醋酸和稀NaOH溶液混合
CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ· mol-1
不正确,因为醋酸的状态为“l”,而不是“aq”
C
160 g SO3气体与足量液态水反应生成H2SO4放出热量260.6 kJ
SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(aq)
ΔH=-130.3 kJ· mol-1
不正确,因为反应热ΔH=-260.6 kJ· mol-1
D
1 mol C6H14(l)在O2(g)中燃烧,生成CO2(g)和H2O(l),放出2082 kJ的热量
2C6H14(l)+19O2(g)=12CO2(g)+14H2O(l) ΔH=-4164 kJ· mol-1
正确
【变式5-3】研究人员提出利用含硫物质的热化学循环实现太阳能的转化与存储,其原理如图所示。
已知:①液态完全分解生成三种气体时吸收热量;②固态硫完全燃烧放出热量为。下列叙述错误的是
A.上述循环至少涉及四种能量转化方式
B.反应Ⅰ:
C.反应Ⅲ:
D.反应Ⅱ:
题型06 燃烧热的概念理解
1. 定义:在101 kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成__________时所放出的热量,单位:__________或__________。
(1)条件:__________,通常温度为__________;
(2)可燃物的用量:__________;
(3)指定产物:碳元素变为__________,氢元素变为__________,硫元素变为__________,氮元素变为__________等。
(4)含义:如H2的燃烧热为285.8 kJ·mol-1含义__________________________________________________。
2.表达方式:
(1)符号表达:物质燃烧一定__________热量,用ΔH表示时,一定为__________值,如H2的燃烧热ΔH=-285.8 kJ·mol-1;
(2)语言叙述:在用语言叙述时,不带“__________”,如H2的燃烧热为285.8kJ·mol-1。
3.书写或判断表示燃烧热的热化学方程式要做到“三看”:
“一看”可燃物的化学计量数是否为__________;
“二看”元素完全燃烧生成的物质是否为__________产物;
“三看”ΔH是否为“-”及__________是否正确。
4.烧热和中和反应反应热的比较
燃烧热
中和反应反应热
相同点
能量变化
放热反应
ΔH及其单位
ΔH<0,单位均为kJ·mol-1
不同点
反应物的量
1 mol
不一定为1 mol
生成物的量
不确定
生成水的量为1 mol
表示方法
燃烧热为a kJ·mol-1或ΔH=-a kJ·mol-1
中和反应反应热为57.3 kJ·mol-1或ΔH=-57.3 kJ·mol-1
注意:中文叙述燃烧热、中和反应反应热时可以不带“负号”,但凡用ΔH表示时一定要有“负号”。例:语言表述——CH4的燃烧热为890.3 kJ/mol;符号表示——ΔH=-890.3 kJ/mol。
【典例6】(2026·浙江精诚联盟高二期中联)下列有关热化学方程式的表示及说法正确的是
A.甲烷的燃烧热为,则表示甲烷燃烧热的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890kJ·mol−1
B.31g白磷比31g红磷能量高,
C.已知:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol−1,则H2SO4和Ba(OH)2反应:
D.已知: ΔH1;ΔH2,则ΔH1>ΔH2
【变式6-1】25 ℃、101 kPa下,碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是ΔH=-393.5 kJ·mol-1、ΔH=-285.8 kJ·mol-1、ΔH=-890.31 kJ·mol-1、ΔH=-2 800 kJ·mol-1,则下列热化学方程式正确的是( )
A.C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
B.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
C.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.31 kJ·mol-1
D.C6H12O6(s)+3O2(g)===3CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 400 kJ·mol-1
【变式6-2】下列说法正确的是( )
A.乙烯完全燃烧时,放出的热量就是乙烯的燃烧热
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,则反应2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(g)的ΔH=-2599.2 kJ·mol-1
【变式6-3】(2026·浙江温州·期中)下列说法或表示方法中正确的是
A.在101 kPa时,1 molH2完全燃烧生成1 mol水蒸气时所放出的热量为H2的燃烧热
B.在101 kPa时,2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-198kJ·mol−1,则SO2燃烧热ΔH=-198kJ·mol−1
C.稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol−1,若将含1 mol NaOH稀溶液和过量稀盐酸混合充分反应,放出的热量为57.3kJ
D.2NO2(g)N2O4(g) ΔH=-56.9kJ·mol−1,说明N2O4比NO2稳定,分子内共价键键能N2O4比NO2小
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第一节 反应热
题型01 反应热与焓变
题型02 从微观角度探讨反应热的实质
题型03 放热反应与吸热反应
题型04 中和反应热的测定
题型05 热化学方程式书写正误判断
题型06 燃烧热、中和热的概念理解
题型01 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,受温度、压强和物质的聚集状态等影响。
(2)焓(H):与内能有关的物理量。
(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:kJ·mol-1或kJ/mol。(注:此处的每摩尔指的是每摩尔反应)
2.反应热
(1)定义: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。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)符号:ΔH。
(3)单位:kJ·mol-1或kJ/mol。
3.反应热与焓变的关系:
4.反应热和焓变的比较
类别
项目
反应热
焓变
不同点
概念
化学反应释放或吸收的热量
化学反应中生成物的总焓与反应物的总焓之差
相同点
“+”“-”的意义
“+”表示反应吸热,“-”表示反应放热
数据来源
可以通过实验直接测得,也可以利用已知数据通过计算求得
联系
①等值关系:恒压条件下反应的反应热等于焓变
②等价关系:符号是ΔH,单位是kJ·mol-1
【典例1】下列关于反应热和焓变的说法正确的是( )
A.放热反应的ΔH<0,吸热反应的ΔH>0
B.任何条件下,焓变完全等于反应热
C.所有化学反应的反应热都可以通过实验直接测得
D.生成物的总焓大于反应物的总焓时,ΔH<0
【答案】A
【解析】A项,生成物的总能量小于反应物时,反应向外释放能量,反应为放热反应,ΔH<0;生成物的总能量高于反应物时,反应需外界提供能量,反应为吸热反应,ΔH>0, A正确;B项,在恒压条件下,化学反应的焓变(ΔH)数值上等于恒压反应热,B错误;C.有些反应的反应热不能通过实验直接测定,如碳不完全燃烧生成CO,C错误;D项,当生成物的总焓高于反应物总焓时,反应需外界提供能量,反应为吸热反应,ΔH>0,D错误;故选A。
【变式1-1】已知反应X+Y=M+N为放热反应,对该反应的下列说法中正确的是( )
A.X的焓一定高于M
B.Y的焓一定高于N
C.X和Y的总焓一定高于M和N的总焓
D.因为该反应为放热反应,故不必加热就可发生
【答案】C
【解析】A项,焓变是反应物焓之和与生成物焓之和的差值,X和Y的焓之和一定高于M和N的焓之和,故A错误;B项,焓变是反应物焓之和与生成物焓之和的差值,不能确定Y的焓是否高于N,故B错误;C项,该反应为放热反应,X和Y的总焓一定高于M和N的总焓,故C正确;D项,放热反应有的也需要条件,入燃烧,故D错误;故选C。
【变式1-2】下列有关说法正确的是( )
A.“焓”是指物质所具有的内能
B.根据能量守恒定律,反应物的总能量等于生成物的总能量
C.动物体内葡萄糖被氧化是葡萄糖的总内能完全转变成CO2和H2O的总内能
D.相同质量的水具有的内能:固体>液体>气体
【答案】A
【解析】A项,焓是与内能有关的物理量,反应在一定条件下是吸热还是放热由生成物和反应物的焓值差即焓变(△H)决定,故A正确;B项,由于任何化学反应都会伴随能量变化,则根据能量守恒定律,反应物的总能量一定不等于生成物的总能量,故B错误;C项,动物体内葡萄糖被氧化放出的能量是葡萄糖的总内能与CO2和H2O的总内能的差,故C错误;D项,由固态转化为液态,液态转化为气态,均为吸热过程,气态能量最高,则相同质量的水具有的内能:固体<液体<气体,故D错误。
【变式1-3】下列关于ΔH的说法正确的是( )
A.反应过程中,消耗的反应物越多,ΔH越大
B.ΔH>0时反应放热,ΔH<0时反应吸热
C.ΔH越大,说明反应放出的热量越多
D.能量变化如图所示的化学反应为放热反应,ΔH为“-”
【答案】D
【解析】A项,ΔH与化学方程式中的化学计量数有关,与反应物的用量无关,A项错误;B项,ΔH>0时反应吸热,ΔH<0时反应放热,B项错误;C项,反应热有正、负,反应放出的热量越多,ΔH越小,反应吸收的热量越多,ΔH越大,C项错误;D项,由于反应物的总焓大于生成物的总焓,故由反应物转化为生成物时,该反应为放热反应,ΔH为“-”,D项正确;故选D。
题型02 从微观角度探讨反应热的实质
1.理解反应历程与反应热的关系
图示
意义
a表示正反应的活化能;b表示逆反应的活化能。c表示该反应的反应热。
ΔH
图1:ΔH=(a-b) kJ·mol-1=-c kJ·mol-1,表示放热反应
图2:ΔH=(a-b) kJ·mol-1=c kJ·mol-1,表示吸热反应
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。
2.解答能量变化图像题的“4关键”
(1)从反应物至最高点的能量数值表示正反应的活化能,即E1;
(2)从最高点至生成物的能量数值表示逆反应的活化能,即E2;
(3)ΔH=E1-E2;
(4)催化剂只能影响正、逆反应的活化能,而不能影响反应的ΔH。
【典例2】(2025·浙江温州十校联合体高二期中)根据下图所示的过程中的能量变化情况,判断下列说法不正确的是( )
A.Cl2(g)转化为氯原子是一个吸热过程
B.1molH2(g)和1molCl2(g)的总能量比2molHCl(g)的总能量高
C.1个HCl(g)分子中的化学键断裂时需要吸收能量
D.1molH2(g)和1molCl2(g)反应生成2molHCl(g)的反应热ΔH=-183kJ·mol−1
【答案】C
【解析】A项,Cl2(g)转化为氯原子是化学键断裂的过程,需要吸收热量,是一个吸热过程,A正确;B项,1molH2(g)和1molCl2(g)反应生成2molHCl(g)的反应热ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能=436kJ/mol+243kJ/mol-2×431kJ/mol=-183kJ/mol,属于放热反应,因此1molH2和1molCl2的总能量比2molHCl的总能量高,B正确;C项,1mol HCl(g)分子中化学键断裂时需要吸收431kJ能量,而不是1个HCl(g)分子中的化学键断裂时需要吸收431kJ能量,C错误;D项,由B分析可知,1molH2(g)和1molCl2(g)反应生成2molHCl(g)的反应热ΔH=-183kJ·mol−1,D正确;故选C。
【变式2-1】(2026·浙江宁波高二期中)已知H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=-184.6kJ·mol−1,下列说法中正确的是( )
A.该反应为吸热反应
B.该反应为放热反应,故不必加热就可发生反应
C.在该条件下,1个氢分子与1个氯分子反应生成2个氯化氢分子放出184.6 kJ热量
D.在该条件下,1 mol氢气与1 mol氯气的能量总和大于2 mol氯化氢气体的能量
【答案】D
【解析】A项,ΔH<0,则该反应为放热反应,A错误;B项,反应条件和反应是否放热或吸热无直接关系,B错误;C项,ΔH的单位是kJ·mol-1,对应1 mol反应放出184.6 kJ热量,而非单个分子,C错误;D项,放热反应中反应物总能量高于产物总能量,则1 mol H2和1 mol Cl2的总能量大于2 mol HCl的总能量,D正确;故选D。
【变式2-2】某反应由两步反应A→B→C构成,它的反应能量曲线如图(E1、E2、E3、E4表示活化能)。下列有关叙述正确的是( )
A.两步反应均为吸热反应 B.三种化合物中C最稳定
C.加入催化剂会改变反应的焓变 D.整个反应的ΔH=E1-E2
【答案】B
【解析】根据图示可知第一步反应的反应物的能量比生成物的能量低,所以该步反应是吸热反应;而第二步反应中生成物的能量比反应物的能量低,该步反应是放热反应,A错误;根据图示可知三种化合物中C含有的能量最低,故其最稳定,B正确;加入催化剂会改变反应的活化能,但是不能改变反应物、生成物的能量,所以不能改变反应的焓变,C错误;整个反应的ΔH=E1+E3-E2-E4,D错误。
【变式2-3】工业上常利用CO2和NH3合成尿素[CO(NH2)2],该可逆反应分两步进行,整个过程中的能量变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.NH2COONH4为合成尿素反应的中间产物
B.利用CO2和NH3合成尿素是放热反应
C.2 mol NH3(g)的能量一定大于1 mol NH2COONH4(s)的能量
D.反应2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l)的焓变ΔH=E2-E1
【答案】C
【解析】由图像可知,合成尿素的过程中生成了NH2COONH4(s),其为合成尿素反应的中间产物,A正确;由图像可知,反应物总能量大于生成物总能量,则利用CO2和NH3合成尿素是放热反应,B正确;由图像可知,2 mol NH3(g)与1 mol CO2(g)的能量之和一定大于1 mol NH2COONH4(s)的能量,所以2 mol NH3(g)的能量不一定大于1 mol NH2COONH4(s)的能量,C错误;2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l)为放热反应,ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量<0,即ΔH=E2-E1,D正确。
题型03 放热反应与吸热反应
1.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相对大小的角度分析,如图所示。
(2)从反应热的量化参数——键能的角度分析
2.常见的放热反应和吸热反应
放热反应
吸热反应
①所有的燃烧反应
②酸碱中和反应
③大多数化合反应
④活泼金属与水或酸的反应
⑤物质的缓慢氧化
⑥铝热反应
①大多数分解反应
②铵盐与碱的反应,如Ba(OH)2·8H2O晶体或Ca(OH)2与NH4Cl晶体反应
③以C、H2、CO为还原剂的部分氧化还原反应,如C与H2O(g)反应,C与CO2反应
④NaHCO3与盐酸的反应
【典例3】(2026·浙江温州高二期中)下列属于放热反应的是( )
A.浓硫酸溶于水 B.盐酸与碳酸氢钠反应
C.氯化铵分解 D.灼热的碳与氧气反应
【答案】D
【解析】A项,浓硫酸溶于水为浓硫酸溶解的物理过程,该过程放热,无新物质生成,不属于化学反应,A不符合题意;B项,盐酸与碳酸氢钠反应是吸热反应,不是放热反应,B不符合题意;C项,氯化铵的分解是吸热反应,C不符合题意;D项,灼热的碳与氧气反应是碳的燃烧,燃烧属于典型放热反应,D符合题意;故选D。
【变式3-1】(2026·浙江舟山·阶段练习)下列过程中需要吸收能量的是
A.小苏打固体溶于少量水中 B.氧化钙溶于水
C. D.铝热反应
【答案】A
【解析】A项,小苏打(碳酸氢钠)溶解于水时,扩散过程吸收的能量大于水合过程放出的能量,整体表现为吸收能量,A正确;B项,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,该反应放出大量热,属于放热过程,B错误;C项,Cl原子结合形成Cl2分子是形成共价键的过程,形成化学键会释放能量,属于放热过程,C错误;D项,铝热反应是铝与金属氧化物在高温下反应生成氧化铝和金属单质,反应放出大量热,属于放热过程,D错误;故选A。
【变式3-2】下列反应既属于氧化还原反应,又属于放热反应的是( )
A.镁条与盐酸反应 B.稀硫酸与NaOH溶液反应
C.生石灰溶于水 D.C与H2O(g)反应
【答案】A
【解析】镁条与盐酸反应有元素化合价改变,属于氧化还原反应,且反应放热,故选A;稀硫酸与NaOH溶液反应、生石灰溶于水生成Ca(OH)2都没有元素化合价改变,不属于氧化还原反应;C与H2O(g)的反应属于吸热反应。
【变式3-3】(2025·浙江宁波高二期末)碳酸钠晶体[Na2CO3∙10H2O(s)]失水可得到Na2CO3∙H2O(s)或Na2CO3 (s),两个化学反应的能量变化示意图如图,下列说法正确的是( )
A.Na2CO3∙H2O(s)失水生成Na2CO3(s):∆H =-(∆H2 -∆H1)
B.向Na2CO3(s)中滴加几滴水,温度升高
C.碳酸钠可用于治疗胃酸过多
D.碳酸钠晶体[Na2CO3∙10H2O(s)]失水是物理变化
【答案】B
【解析】A项,由图可知,反应1:Na2CO3∙10H2O(s)=Na2CO3∙H2O(s)+9H2O(g) ∆H1 kJ∙mol-1,反应2:Na2CO3∙10H2O(s)=Na2CO3(s)+10H2O(g) ∆H2 kJ∙mol-1,将反应2-反应1得,Na2CO3∙H2O(s)=Na2CO3(s)+H2O(g) ∆H =(∆H2 -∆H1) kJ∙mol-1,A不正确;B项,向Na2CO3(s)中滴加几滴水,生成Na2CO3∙xH2O(s),发生碳酸钠晶体失水反应的逆反应,由于碳酸钠晶体失水是吸热反应,所以碳酸钠生成水合碳酸钠的反应放热,固体的温度升高,B正确;C项,碳酸钠虽然能中和胃酸,但碳酸钠的碱性强,对胃壁有强烈的腐蚀性,会损伤胃壁,不可用于治疗胃酸过多,C不正确;D项,碳酸钠晶体(Na2CO3·10H2O)失水,发生分解反应,是化学变化,D不正确;故选B。
题型04 中和反应热的测定
1.实验装置
2.实验步骤
(1)反应物温度的测量。
①用量筒量取50 mL 0.50 mol/L盐酸,倒入量热计的内筒,盖上杯盖,测量并记录盐酸的温度。用水把温度计上的酸冲洗干净,擦干备用。
②用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液,用温度计测量并记录NaOH溶液的温度。
(2)反应后体系温度的测量。
打开杯盖,将量筒中的NaOH溶液迅速倒入量热计的内筒,立即盖上杯盖,插入温度计,用搅拌器匀速搅拌。密切关注温度变化,将最高温度记为反应后体系的温度(t2)。
(3)重复上述步骤(1)至步骤(2)两次。
3.数据处理
(1)取盐酸温度和NaOH溶液温度的平均值记为反应前体系的温度(t1)。某实验小组测定数据如下,请填写表中空白。
实验次数
温度
1
2
3
反应前体系温度t1/℃
盐酸
25.0
24.9
25.6
NaOH
25.2
25.1
25.4
平均值
25.1
25.0
25.5
反应后体系温度t2/℃
28.5
28.3
29.0
温度差平均值(t2-t1)/℃
温度差
3.4
3.3
3.5
平均值
3.4
(2)根据温度差和比热容等计算反应热。
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,根据实验数据计算出该反应放出的热量Q=cm(t2-t1)≈1.42 kJ,则生成1 mol H2O时放出的热量为56.8 kJ。
4.实验结论
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时,放出57.3 kJ的热量。
5.酸碱中和反应测定实验的注意事项
(1)酸碱溶液应当用强酸、强碱的稀溶液(0.1 mol/L~0.5 mol/L),这样溶液的密度可以认为和水的密度相同。
①测定中和反应反应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水冲洗干净并用滤纸擦干。
(3)实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷却至室温,才能使用。
(4)操作时动作要快,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,应取二者中量小的一种,因为过量的酸碱并不参与中和反应。
【典例4】(2026·浙江绍兴高二期中)中和反应反应热的测定是中学化学重要的定量实验。实验步骤如下:
I.反应物温度的测量
用量筒量取50ml 0.50 mol/L盐酸,倒入量热计的内筒,盖上杯盖,测量并记录温度,洗净温度计,擦干备用;用另一量筒量取50ml 0.55 mol/L的NaOH溶液,用温度计测其温度并记录。
II.反应后体系温度的测量
打开杯盖,将NaOH溶液迅速倒入量热计内筒,立即盖上杯盖,密切关注温度变化,记录反应后体系温度(t2)。
III.重复上述步骤三次
IV.数据处理
取盐酸、NaOH溶液平均温度记为反应前体系温度t1计算温度差(t2-t1),填入下表:
次数
反应物温度/℃
反应前体系温度
反应后体系温度
温度差
盐酸
NaOH溶液
t1/℃
t2/℃
(t2-t1)/°C
1
26.9
27.1
30.3
2
27.1
27.1
30.3
3
27.0
27.0
29.3
4
27.1
27.1
30.5
(1)仪器a的名称是 ;取反应时溶液的 (填“最低温度”“最高温度”或“平均温度”)作为反应后体系温度。
(2)实验中酸、碱溶液的密度均为1 g/mL,且比热容与水的相同,发生中和反应后溶液的比热容c=4.18J·g-1·C-1,上述实验测得的中和反应反应热ΔH= kJ/mol。
(3)又知25℃、101 kPa下,中和反应反应热为-57.3 kJ/mol,实验值与理论值相差较大的原因可能是: 。
①保温效果差、能量损失大
②温度计测量酸溶液后没有清洗
③量取盐酸溶液时仰视量筒
④反应过程中碱溶液分步加入
⑤反应过程中没有使用仪器a上下反复搅动
(4)进行中和反应反应热的测定时,保持其他条件相同,使用下列酸碱组合:
①稀硫酸、Ba(OH)2溶液 ②醋酸溶液、氨水 ③稀硫酸、NaOH溶液
理论上测得的中和反应反应热由大到小的顺序为 (填标号且用“>”号表示)。
【答案】(1) 环形玻璃搅拌棒 最高温度
(2)-55.2
(3)①②④⑤
(4)②>③>①
【解析】中和热是指在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1mol液态水时所释放的热量,该实验的实验目的是测定盐酸和过量的氢氧化钠溶液反应放出的热量,并计算得到中和反应的中和热。
(1)由实验装置图可知,仪器a为玻璃搅拌器;实验时,应取反应液的最高温度作为反应后体系温度,才能准确的测得其反应热。
(2)由表格数据可知,四次实验的温度差为:,第3次实验误差较大,应舍去。则反应温度差的平均值为3.3℃;该反应为NaOH+HCl=NaCl+H2O,由题意可知,氢氧化钠溶液浓度大于盐酸的浓度,因此反应时盐酸完全反应,生成水的物质的量为,则该反应的中和热。
(3)①实验装置保温效果差,能量损失大,造成达到最高温度较低,因此放出的热量偏少,偏大,①符合题意;②测量盐酸的温度后,温度计没有用水冲洗干净,在测碱的温度时,残留的盐酸会与氢氧化钠反应放热,温度偏高,则会导致温度差减小,实验测得中和热的数值偏小,中和反应为放热反应,因此偏大,②符合题意;③量取盐酸时仰视读数,会使得实际量取体积高于所要量取的体积,放出的热量会偏多,也就会使得中和热的测定数据偏高,因此偏小,③不符合题意;④反应过程中碱溶液分步加入,会导致热量损失较大,放出的热量较少,因此偏大,④符合题意;⑤反应过程中没有使用仪器a上下反复搅动,会导致反应不够充分,反应不完全,放出的热量较少,因此ΔH偏大,⑤符合题意;符合题意的是:①②④⑤。
(4)稀氢氧化钡溶液和硫酸反应生成水和硫酸钡沉淀,放出热量更多,所以实验①中和反应反应热ΔH小于实验③;稀氨水溶于水吸热,与稀硫酸反应放出热量减少,所以实验②中和反应反应热ΔH大于实验③,则中和反应反应热ΔH由大到小的顺序为②>③>①。
【变式4-1】(2026·浙江温州高二期中)下图是简易量热计装置示意图,下列反应的反应热不适宜用该装置测定的是( )
A.和足量的水 B.溶液和足量的稀硫酸
C.和足量的稀硫酸 D.和足量的溶液
【答案】D
【解析】A项,CaO和足量的水反应生成Ca(OH)2,为放热反应,无气体生成,反应在溶液中进行,热量损失少,适宜用简易量热计测定,A正确;B项,NaOH溶液和足量的稀硫酸的中和反应,为放热反应,无气体生成,反应在溶液中进行,热量损失少,适宜用简易量热计测定,B正确;C项,ZnO和足量的稀硫酸反应生成ZnSO4和水,为放热反应,无气体生成,反应在溶液中进行,热量损失少,适宜用简易量热计测定,C正确;D项,Al和足量的NaOH溶液反应生成H2气体,气体逸出时会带走部分热量,导致热量测量不准确,不适宜用简易量热计测定,D错误;故选D。
【变式4-2】(2026·浙江浙东北ZBD联盟高二期中)在测定中和反应反应热的实验中,下列说法正确的是( )
A.实验操作中,若未用水把温度计上的酸冲洗干净,直接测碱的温度,实验测得的中和反应反应热的数值将偏小
B.为了准确测定反应混合溶液的温度,实验中温度计水银球应与内筒底部接触
C.用溶液分别与的盐酸、醋酸溶液反应,若所取的溶液体积均相等,则测得的中和反应反应热相同
D.测定中和反应反应热的实验中,不可用耐酸碱的塑料材质的搅拌棒代替玻璃搅拌棒
【答案】A
【解析】A项,若未冲洗温度计上的酸直接测碱温度,残留酸与碱提前反应放热,导致碱的初始温度偏高,计算ΔT时温差减小,测得ΔH偏小,故A正确;B项,温度计水银球接触内筒底部会受外界温度干扰,正确操作应浸入溶液且不接触容器,故B错误;C项,醋酸为弱酸,电离吸热,总放热量少于强酸,则测得的中和反应反应热ΔH不相同,故C错误;D项,耐酸碱塑料搅拌棒不影响实验,可代替玻璃,故D错误;故选A。
【变式4-3】某实验小组用0.50 mol·L-1 NaOH溶液和0.50 mol·L-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1 mol H2O(l)时的反应热为-57.3 kJ·mol-1]:________。
(2)取50 mL NaOH溶液和30 mL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:
②近似认为0.50 mol·L-1 NaOH溶液和0.50 mol·L-1硫酸溶液的密度都是1.0 g·mL-1,中和后生成溶液的比热容c=4.18 J·(g·℃)-1。则生成1 mol H2O(l)时的反应ΔH=________(取小数点后一位)。
③上述实验数值结果与-57.3 kJ·mol-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
(3)若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1 L 1 mol·L-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________。
【答案】(1)H2SO4(aq)+2NaOH(aq)===Na2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=-114.6 kJ·mol-1
(2)①4.0 ②-53.5 kJ·mol-1 ③b
(3)ΔH1=ΔH2<ΔH3
【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 ℃。②ΔH=-≈-53.5 kJ·mol-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。(3)稀氢氧化钠溶液和稀氢氧化钙溶液中溶质都完全电离,它们的中和热相同,稀氨水中的溶质是弱电解质,它与盐酸的反应中一水合氨的电离要吸收热量,故中和热要小一些(注意中和热与ΔH的关系)。
题型05 热化学方程式书写正误判断
1.定义:表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式,叫做热化学方程式。
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。
3.热化学方程式的书写:
(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 ℃、101 kPa。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“+”。
(5)计算ΔH的数值。根据化学方程式中的化学计量数计算写出ΔH的数值。ΔH单位是kJ·mol-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。
5.热化学方程式的正误判断“五看”法
【典例5】(2026·浙江浙里特色联盟高二期中)在25℃和101 kPa下,下列热化学方程式书写正确的是( )
A.4 g硫粉在O2中完全燃烧生成SO2放出37 kJ热量:S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-37kJ·mol−1
B.4 g H2完全燃烧生成液态水放出142.9 kJ热量:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-142.9kJ·mol−1
C.乙炔的燃烧热是1299.6 kJ·mol−1: ΔH=-1299.6kJ·mol−1
D.若NaOH溶液和稀盐酸反应的中和热为57.3kJ·mol−1,则氢氧化钡稀溶液与稀硫酸反应: ΔH=-57.3kJ·mol−1
【答案】C
【解析】A项,4 g硫粉的物质的量为0.125 mol,完全燃烧生成SO2放出37 kJ热量,则1 mol硫燃烧放热为,故热化学方程式为S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-296kJ·mol−1,A错误;B项,4 g H2为2 mol,完全燃烧生成液态水放出142.9 kJ热量,故热化学方程式为2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-142.9kJ·mol−1,B错误;C项,乙炔的燃烧热为1299.6 kJ∙mol-1,对应1 mol乙炔完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),故热化学方程式为 ,C正确;D项,中和热为生成1 mol H2O(l)时所放出的热量,但Ba(OH)2与H2SO4反应生成BaSO4沉淀会额外放热,故的ΔH应小于-57.3 kJ∙mol-1,D错误;故选C。
【变式5-1】下列关于热化学方程式的说法中,正确的是( )
A.P(s,红磷)===P(s,黑磷),ΔH=-39.3 kJ/mol;P(s,白磷)===P(s,红磷),ΔH=-17.6 kJ/mol,由此推知,最稳定的是白磷
B.500 ℃、30 MPa下,将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放出19.3 kJ热量,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ/mol
C.NaOH(s)+H2SO4(浓)===Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol
D.2.00 g C2H2气体完全燃烧生成液态水和二氧化碳气体,放出99.6 kJ的热量,该反应的热化学方程式为2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2 589.6 kJ/mol
【答案】D
【解析】物质含有的能量越低,物质的稳定性就越强。由P(s,白磷)===P(s,红磷),ΔH=-17.6 kJ/mol可知红磷比白磷稳定;由P(s,红磷)===P(s,黑磷),ΔH=-39.3 kJ/mol可知黑磷比红磷稳定;由此推知:能量最低的物质是黑磷,故最稳定的是黑磷,A错误;N2与H2生成NH3的反应是可逆反应,反应物不能完全转化为生成物。500 ℃、30 MPa下,将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g)的物质的量小于1 mol,此时放出19.3 kJ热量,则反应生成2 mol NH3放出热量大于38.6 kJ,故N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<-38.6 kJ/mol,B错误;NaOH固体溶于水放出热量,浓硫酸溶于水也会放出大量热量,反应时放出热量越多,则反应热就越小,故NaOH(s)+H2SO4(浓)===Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH<-57.3 kJ/mol,C错误;2.00 g C2H2气体的物质的量n(C2H2)== mol,其完全燃烧生成液态水和二氧化碳气体,放出99.6 kJ的热量,则2 mol乙炔气体完全燃烧生成液态水和二氧化碳气体,放出热量Q=×2 mol=2 589.6 kJ,故该反应的热化学方程式为2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2 589.6 kJ/mol,D正确。
【变式5-2】下列有关热化学方程式的评价合理的是( )
选项
实验事实
热化学方程式
评价
A
若H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ· mol-1,将稀硫酸和NaOH溶液混合
H2SO4(aq)+2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=-57.3 kJ· mol-1
正确
B
醋酸和稀NaOH溶液混合
CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ· mol-1
不正确,因为醋酸的状态为“l”,而不是“aq”
C
160 g SO3气体与足量液态水反应生成H2SO4放出热量260.6 kJ
SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(aq)
ΔH=-130.3 kJ· mol-1
不正确,因为反应热ΔH=-260.6 kJ· mol-1
D
1 mol C6H14(l)在O2(g)中燃烧,生成CO2(g)和H2O(l),放出2082 kJ的热量
2C6H14(l)+19O2(g)=12CO2(g)+14H2O(l) ΔH=-4164 kJ· mol-1
正确
【答案】D
【解析】将稀硫酸和NaOH溶液混合生成2 mol水时发生反应的热化学方程式为H2SO4(aq)+2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l)ΔH=-114.6 kJ· mol-1,A项错误;因醋酸是弱酸,电离时需要吸热,所以反应热ΔH>-57.3 kJ· mol-1,即CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH>-57.3 kJ· mol-1,B项错误;因160 g (2 mol)SO3气体与适量水恰好完全反应生成H2SO4,放出热量260.6 kJ,则1 mol SO3气体与适量水恰好完全反应生成H2SO4,放出热量130.3 kJ,热化学方程式为SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(aq) ΔH=-130.3 kJ· mol-1,C项错误;1 mol C6H14(l)在O2(g)中燃烧,生成CO2(g)和H2O(l),放出2082 kJ的热量,则发生反应的热化学方程式为2C6H14(l)+19O2(g)=12CO2(g)+14H2O(l)ΔH=-4164 kJ· mol-1,D项正确。
【变式5-3】研究人员提出利用含硫物质的热化学循环实现太阳能的转化与存储,其原理如图所示。
已知:①液态完全分解生成三种气体时吸收热量;②固态硫完全燃烧放出热量为。下列叙述错误的是
A.上述循环至少涉及四种能量转化方式
B.反应Ⅰ:
C.反应Ⅲ:
D.反应Ⅱ:
【答案】D
【解析】A项,上述循环过程至少涉及四种能量转化方式:太阳能→热能→化学能→热能→电能,A项正确;B项,结合已知条件可知,完全分解为二氧化硫、氧气和水蒸气,吸收热量,热化学方程式表示为: ,B项正确;C项,相当于,已知固态硫完全燃烧放出热量为,则完全燃烧放出热量,热化学方程式为: ,C项正确;D项,根据盖斯定律,-(反应Ⅰ+反应Ⅲ)=反应Ⅱ,,D项错误;故选D。
题型06 燃烧热的概念理解
1.定义:在101 kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,单位:kJ·mol-1或kJ/mol。 (1)条件:101 kPa,通常温度为25℃;
(2)可燃物的用量:1 mol;
(3)指定产物:碳元素变为CO2(g),氢元素变为H2O(l),硫元素变为SO2(g),氮元素变为N2(g)等。
(4)含义:如H2的燃烧热为285.8 kJ·mol-1含义101 kPa时(25℃),1 mol H2 完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ的热量。
2.表达方式:
(1)符号表达:物质燃烧一定放出热量,用ΔH表示时,一定为负值,如H2的燃烧热ΔH=-285.8 kJ·mol-1;
(2)语言叙述:在用语言叙述时,不带“-”,如H2的燃烧热为285.8kJ·mol-1。
3.书写或判断表示燃烧热的热化学方程式要做到“三看”:
“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。
4.烧热和中和反应反应热的比较
燃烧热
中和反应反应热
相同点
能量变化
放热反应
ΔH及其单位
ΔH<0,单位均为kJ·mol-1
不同点
反应物的量
1 mol
不一定为1 mol
生成物的量
不确定
生成水的量为1 mol
表示方法
燃烧热为a kJ·mol-1或ΔH=-a kJ·mol-1
中和反应反应热为57.3 kJ·mol-1或ΔH=-57.3 kJ·mol-1
注意:中文叙述燃烧热、中和反应反应热时可以不带“负号”,但凡用ΔH表示时一定要有“负号”。例:语言表述——CH4的燃烧热为890.3 kJ/mol;符号表示——ΔH=-890.3 kJ/mol。
【典例6】(2026·浙江精诚联盟高二期中联)下列有关热化学方程式的表示及说法正确的是
A.甲烷的燃烧热为,则表示甲烷燃烧热的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890kJ·mol−1
B.31g白磷比31g红磷能量高,
C.已知:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol−1,则H2SO4和Ba(OH)2反应:
D.已知: ΔH1;ΔH2,则ΔH1>ΔH2
【答案】B
【解析】A项,燃烧热要求生成液态水,而选项中生成的是气态水,不符合燃烧热定义,A错误;B项,31g白磷P4(0.25mol)转化为红磷时释放b kJ热量,则1mol白磷转化为红磷时应释放4b kJ热量,B正确;C项,硫酸与氢氧化钡反应生成了BaSO4沉淀,会额外释放热量,导致实际放热更多,ΔH应小于-114.6 kJ/mol,C错误;D项,完全燃烧生成CO2比不完全燃烧生成CO释放更多热量,由于ΔH是负值,故ΔH1 < ΔH2,D错误;故选B。
【变式6-1】25 ℃、101 kPa下,碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是ΔH=-393.5 kJ·mol-1、ΔH=-285.8 kJ·mol-1、ΔH=-890.31 kJ·mol-1、ΔH=-2 800 kJ·mol-1,则下列热化学方程式正确的是( )
A.C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
B.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
C.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.31 kJ·mol-1
D.C6H12O6(s)+3O2(g)===3CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 400 kJ·mol-1
【答案】D
【解析】根据燃烧热的概念中生成指定产物的含义可知,C→CO2(g),H→H2O(l),D正确。
【变式6-2】下列说法正确的是( )
A.乙烯完全燃烧时,放出的热量就是乙烯的燃烧热
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,则反应2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(g)的ΔH=-2599.2 kJ·mol-1
【答案】C
【解析】A项,没有指明乙烯的物质的量为1 mol,且没说明水的聚集状态;B项,没有指明1 mol碳完全燃烧生成CO2(g);D项,热化学方程式中生成物水应为液态,反应热ΔH与其不对应。
【变式6-3】(2026·浙江温州·期中)下列说法或表示方法中正确的是
A.在101 kPa时,1 molH2完全燃烧生成1 mol水蒸气时所放出的热量为H2的燃烧热
B.在101 kPa时,2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-198kJ·mol−1,则SO2燃烧热ΔH=-198kJ·mol−1
C.稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol−1,若将含1 mol NaOH稀溶液和过量稀盐酸混合充分反应,放出的热量为57.3kJ
D.2NO2(g)N2O4(g) ΔH=-56.9kJ·mol−1,说明N2O4比NO2稳定,分子内共价键键能N2O4比NO2小
【答案】C
【解析】A项,燃烧热定义要求生成液态水H2O(l),而选项中生成的是气态水H2O(g),不符合燃烧热定义,故A错误;B项,燃烧热应为1 mol物质完全燃烧的焓变,而反应式中2 mol SO2对应的ΔH为-198 kJ/mol,SO2的燃烧热应为-99 kJ/mol,故B错误;C项,中和热为生成1 mol液态水H2O(l)的热量变化,1 mol NaOH与过量HCl反应生成1 mol水,放热57.3 kJ,故C正确;D项,根据ΔH = 反应物总键能 - 产物总键能 < 0,可知N2O4的总键能大于2NO2的总键能,共价键键能应为:N2O4> NO2,故D错误;故选C。
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