1.1.1 反应热及其测定 导学案 -2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

该高中化学导学案聚焦“反应热及其测定”核心内容，引导学生回顾吸热反应、放热反应及能量变化原因等旧知，通过自主阅读课本预习新知，搭建从能量变化本质到反应热概念的学习支架。 资料以实验探究为亮点，详细呈现中和反应反应热测定的原理、步骤及数据处理，培养科学探究与实践能力，结合宏观温度变化与微观能量转化渗透化学观念，习题设计注重误差分析与证据推理，提升科学思维，助力学生自主学习与教师教学评估。

1.1.1 反应热及其测定 1.回顾上节知识：吸热反应和放热反应的相关知识； 2.阅读课本P4—P6内容，自主探究反应热及其测定小节基础知识内容，并根据阅读内容填写本节预习任务，把握本课重难点。 温故——课前知识链接 1、放热反应与吸热反应 （1）放热反应：____________的化学反应，如活泼金属与酸的反应，燃烧反应，中和反应等。 （2）吸热反应：____________的化学反应，如氢氧化钡与氯化铵的反应，盐酸与碳酸氢钠的反应，灼热的炭与二氧化碳的反应。 2、化学反应存在能量变化的原因 （1）从化学键的变化理解——主要原因 （2）从物质储存化学能的角度理解 宏观解释 ______反应示意图 ______反应示意图 化学反应____________ 化学反应____________ ① 放热反应可以看成是反应物所具有的______能转化为______能释放出来。 ② 吸热反应可以看成是______能转化为______能被生成物所“储存”。 知新——课本研习梳理 1.体系与环境 以研究盐酸与NaOH溶液的反应为例，我们将试管中的盐酸、NaOH溶液及发生的反应等看作一个反应_______(又称_______)，盛溶液的试管和溶液之外的空气等看作_______。 2．反应热 因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量是_______。在等温条件下，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___________。 3．实验探究——中和反应反应热的测定 （1）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。公式：______________。 （2）实验装置 （3）实验步骤及注意事项 ①反应前体系的温度：分别测量盐酸与NaOH溶液的温度。 ②反应后体系的温度：_______混合并_______记录_______温度。 ③重复操作两次，取温度差的__________作为计算依据。 （4）数据处理 某小组用50 mL 0.5 mol·L－1的盐酸与50 mL 0.55 mol·L－1的NaOH溶液进行实验。 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 NaOH溶液 t1/℃ t2/℃ (t2－t1)/℃ 1 25.0 25.2 25.1 28.5 _______ 2 24.9 25.1 25.0 28.3 _______ 3 25.6 25.4 25.5 29.0 _______ 设溶液的密度均为1 g·cm－3，反应后溶液的比热容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)≈_______ kJ，那么生成1 mol H2O放出的热量为＝＝_______。 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。 1.盐酸与溶液进行中和反应，通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热，下列说法错误的是( ) A.为防止混合溶液时溅出产生误差，混合时速度要慢 B.玻璃搅拌器材料若用铜代替，则测得的会偏大 C.测量反应混合液的温度时要随时读取温度，记录下最高温度 D.为了保证盐酸完全被中和，采用稍过量的溶液 2.实验室用盐酸和溶液反应来测定中和反应的反应热。下列说法正确的是( ) A.用同一温度计测量酸液温度后立即测量碱液温度 B.为使两物质充分反应，添加溶液时应遵循少量多次原则 C.实验中需要稍过量的溶液以保证实验数据的准确性 D.为防止玻璃搅拌器损坏，可用铁质材料替代 3.中学的实验越来越科技化、精准化，测定中和反应反应热的数字化实验如图所示。将b装置嵌入挖好孔的泡沫板中组装成a装置，两支注射器中分别装有盐酸和溶液。下列说法正确的是( ) A.由于实验实行数字化，搅拌器的材料可为铜或塑料 B.泡沫板只是起到支撑稳固仪器的作用 C.数字温度计测量盐酸的温度后，可直接测量NaOH溶液的温度 D.应快速将注射器中的溶液注入烧杯中并转动搅拌器，记录温度最大值 4.某学生通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和反应的反应热，将50 mL 0.50 的盐酸与50 mL 0.55 的溶液在如图所示的装置中进行中和反应.回答下列问题： （1）从实验装置上看，图中缺少的一种玻璃仪器与其作用是_________。 （2）实验数据如表所示： 实验次数 起始温度/℃ 终止温度/℃ 温度差平均值（-）/°C 盐酸 溶液 1 20.2 20.3 23.7 _________ 2 21.5 21.6 24.9 3 20.3 20.5 23.8 4 21.2 21.4 26.3 ①请填写表格中的空白。 ②根据表中所测数据进行计算，该实验测得生成1 mol 时的反应热=_________（计算结果保留三位有效数字，所用盐酸和溶液的密度均按1 计算，反应后混合溶液的比热容按4.18 计算）。 （3）简易量热计如果不盖杯盖，生成1 mol 时所测得反应热（）将_________（填“偏大”“偏小”或“不变”），判断的理由是_________。 （4）实验中改用80 mL 0.50 的盐酸和80 mL 0.55 的溶液进行反应，与上述实验相比，二者所放出的热量_________（填“相等”或“不相等”）。 热化学简介 （1）热化学的研究对象 热力学第一定律是自然界的一条普遍规律，它是人们在生产实践和科学实验的基础上总结出来的，又叫做能量守恒和转化定律，恩格斯将它誉为 19 世纪自然科学中具有决定意义的三大发现之一。这个定律的主要内容是：能量有各种不同的形式，能从一种形式转化为另一种形式，从一个物体传递给另一个物体，而在转化和传递中，能量的数值保持不变。 把热力学第一定律具体运用到化学反应中，用实验测定和计算化学反应的热量，研究这方面问题的科学称为热化学。 热化学主要研究化学反应中的热量转化问题。化学反应除了以热的形式与环境进行能量交换，往往还以功的形式进行交换。例如，火药爆炸产生体积功，化学电池在电动势作用下输送电荷而做电功等。热化学中所讨论的化学反应，都是在一定条件下只做体积功，而不做非体积功（如电功）的反应。 （2）热化学发展简史 化学作用的本质是什么？古希腊人认为它是导致物质化合和分解的 “爱” 和 “憎”。早期化学家接受了这种观点，把导致化学反应得以发生的力称为化学亲合力。近代有较大影响的亲合力理论不下十几种。用化学反应的热效应来量度亲合力的研究促进了化学与热力学的结合。 早在 1780 年，拉瓦锡（A.-L. Lavoisier）和拉普拉斯（P.-S. Laplace）就在论文中报道了他们关于化学反应热的研究。他们设计了一台简陋的量热计，想用它来测定反应的热量。由于受到热质论的影响，这方面的研究中断了五十多年，而且也未和当时热力学研究的热潮结合起来。 1836 年，化学家盖斯（G. H. Hess）在俄国测量了许多反应的热效应，总结出一条规律：一个化学反应，不论是一步完成还是经过几个中间步骤完成，其总的热效应是相等的。1840 年，他在圣彼得堡发表了他的研究结果，并将其称为 “总热量守恒定律”，后来人们以他的名字将这个规律命名为盖斯定律。这是热化学领域发现的第一个定律，也是自然科学上首先得出的能量守恒和转化的规律性结论。 19 世纪 50 年代，法夫尔（P. A. Favre）等人进行了热化学研究工作，得到了比较精确的反应热数据。 物理学家汤姆生（H. P. J. J. Thomsen）的研究工作在热化学发展方面占有重要地位。他在 1882~1886 年出版了四卷本的《热化学》，提出了吸热和放热的概念，把反应热作为反应物化学亲合力的量度。 贝特洛（P.-E. M. Berthelot）发明了精确测定燃烧热的方法。他在发展汤姆生关于反应热是化学亲合力的量度的原理时指出，只有伴随放热过程的反应才能自发进行，在几个可能发生的反应中，只有放出最大热量的反应才能发生。这一原理就叫做贝特洛 - 汤姆生最大功原理。亥姆霍兹（H. v. Helmholtz）对贝特洛的观点提出质疑，引起了很大争论，也由此促进了热力学的发展。 在化学家研究反应热的前后，热力学接连取得许多成就，其中特别重要的是确立了热力学第一定律（1842 年）和热力学第二定律（1865 年）。 热力学第一定律和热力学第二定律的确立，为科学的发展提供了新的思想。第一定律强调的是能量转化时的守恒性和等值性，它要求从能量的转化恒等性上把握运动形式的变化，突破了仅用物质要素和成分解释世界的僵化模式，为边缘学科的形成提供了基础。第二定律强调的是能量实际转化的不可逆性（即变化有一定的方向与限度），否定了从牛顿理论衍生出来的用可逆反应的观点处理一切问题的简单方法。这两个定律在学术界的影响越来越大。直到 1869 年由霍斯特曼（A. F. Horstmann）的工作开始，化学家才逐步把热力学的成果引入化学研究。霍斯特曼用热力学第二定律研究了热分解反应中分解压力与温度的作用，研究了升华过程的热力学，建立了最大功与反应热的关系。随后，越来越多的物理学家和化学家走进了热力学和化学结合的领域，形成了物理化学的重要分支 —— 化学热力学 把预习中发现的问题记录一下吧 ... 答案及解析 温故知新·基础填空 温故——课前知识链接 1、（1）释放热量（2）吸收热量。 2、（1）吸收能量；放出能量（2）放出热量；吸收热量；放热；吸热；① 化学；热；② 热；化学。 知新——课本研习梳理 1.体系；系统；环境 2.热量；释放；吸收；反应热 3.（1）Q＝cmΔt（3）②迅速；搅拌；最高③平均值（4）3.4；3.3；3.5；1.42；56.8 kJ 基础过关·课前自测 1.答案：A 解析：溶液混合时，既要防止液体溅出产生误差，又要提高混合时速率，防止热量损失，A错误；铜具有较强的导热能力，搅拌器材料若用铜代替，会导致热量散失，从而使测得的偏大，B正确；中和热测定的温度为恰好中和时的温度，即最高温度，C正确；加入稍过量的NaOH溶液，其目的是保证盐酸完全被中和，D正确。 2.答案：C 解析：用同一温度计测量酸液温度后立即测量碱液温度会发生中和反应，导致测量碱液的温度偏高，用温度计测量酸液的温度后，应先用水冲洗温度计再测量碱液的温度，A错误；少量多次加入溶液会使其热量损失较多，故应该一次性迅速加入，B错误；中和热测定时，为了减小误差，保证盐酸完全被中和，加入的溶液应稍过量，C正确；铁质材料导热性较好，作搅拌棒会使反应体系热量损失较多，使中和反应的反应热测定值偏小，D错误。 3.答案：D 解析：A（×）铜的导热率比玻璃大，会导致反应中的热量损失大，测量不准确，从而引起误差。 B（×）泡沫板具有良好的隔热性，除了起到支撑稳固仪器的作用，还能保温，减小实验误差。 C（×）数字温度计测量盐酸的温度后，如果不洗涤，直接测量NaOH溶液的温度，残留的HCl与NaOH反应放热，使测量的NaOH溶液温度偏高。 D（√）在中和反应反应热的测定中，操作要尽量迅速，酸碱恰好完全反应时放出热量最多，溶液温度最高，故应快速将注射器中的溶液注入烧杯中并转动搅拌器，记录温度最大值。 4.答案：（1）缺少玻璃搅拌器，其作用是搅拌，使强酸和强碱充分反应 （2）①3.4 ②-56.8 （3）偏大；不盖杯盖会有一部分热量散失，但焓变是负值，将偏大 （4）不相等 解析：（1）根据量热计的构造可知，该装置缺少的仪器 是玻璃搅拌器，其作用是搅拌，使强酸和强碱充分反应。 （2）①4次实验温度差分别为3.45 ℃、3.35 ℃、3.4 ℃、5 ℃，第4次实验数据误差较大，应舍去，温度差平均值=。 ②50 mL 0.50 盐酸与50 mL 0.55 溶液混合，过量，反应生成0.025 mol水，混合溶液的总质量为100 g，生成0.025 mol水放出的热量，则生成1 mol 时反应热。 （3）简易量热计如果不盖杯盖，热量损耗大，测得数值将偏小，为负值，即反应热（）将偏大。 （4）反应放出的热量和所用酸以及碱的用量成正比，改用80 mL 0.50 的盐酸和80 mL 0.55 的溶液进行反应，与题述实验相比，生成水的量增多，所放出的热量增多，即二者所放出的热量不相等。 学科网（北京）股份有限公司 $