1.1 反应热 第1课时（培优讲义）化学人教版选择性必修1

本高中化学讲义聚焦“反应热与焓变”核心知识点，系统梳理从能量变化和化学键角度理解反应热的理论基础，涵盖焓变计算及易错提醒，再过渡到中和反应反应热测量的实验原理、步骤与注意事项，构建理论到实践的学习支架。 资料通过“不同角度理解反应热”培养化学观念，结合进阶典例（如能量变化图分析）和键能计算提升科学思维，实验部分（中和热测定操作与误差分析）强化科学探究与实践。课中辅助教师教学，课后练习题助力学生查漏补缺，巩固知识。

第一章 化学反应的热效应 第一节 反应热 第1课时 反应热 焓变 考点 1 反应热与焓变 1．反应热和焓变的关系 2．从不同角度理解反应热 (1)从反应体系始末状态的能量的角度 当反应体系放热时其焓减小，ΔH为负值，即ΔH＜0。 当反应体系吸热时其焓增大，ΔH为正值，即ΔH＞0。 (2)从微观化学反应过程化学键的变化的角度 焓变计算公式：ΔH＝E(反应物的总键能)－E(生成物的总键能) 【易错提醒】 (1)焓是与内能有关的相对比较抽象的一个物理量，焓变的值只与始末状态有关而与过程无关。 (2)物质的焓越小，具有的能量越低，稳定性越强。 (3)物质的物理变化过程中，也会有能量的变化，不属于吸热反应或放热反应； (4)化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必然联系。如吸热反应NH4Cl晶体与Ba(OH)2·8H2O晶体在常温常压下即可进行，而很多放热反应需要在加热的条件下引发才能进行，如铝热反应。 【进阶典例】已知在25 ℃、101 kPa下，1 mol氢气在氧气中燃烧生成气态水的能量变化如图所示，下列有关说法正确的是(　　) A．H2O(g)分解为H2(g)与O2(g)时放出热量 B．甲、乙、丙中物质所具有的总能量：乙>甲>丙 C．H2(g)具有的能量高于H2O(g)具有的能量 D．乙→丙的过程中若生成液态水，释放的能量将小于930 kJ 【答案】B 【解析】H2(g)和O2(g)反应生成H2O(g)放出热量，则H2O(g)分解为H2(g)和O2(g)时吸收热量，A错误；由图可知，甲中物质变成乙中物质吸收685 kJ能量，乙中物质生成丙中物质释放930 kJ能量，故物质具有的总能量：乙>甲>丙，B正确；H2(g)与O2(g)生成H2O(g)放出热量，则反应物具有的总能量比生成物具有的总能量高，但不能比较H2(g)和H2O(g)具有的能量高低，C错误；等量的H2O(g)具有的能量高于H2O(l)，故乙→丙的过程中若生成液态水，放出的能量大于930 kJ，D错误。 解题点睛 (1)ΔH值与反应条件无关，所以使用催化剂等均不会改变ΔH值。 (2)通常情况下，物质越稳定，物质具有的能量越低，破坏该物质中含有的化学键需要的能量就越高，即该物质中化学键的键能就越大，反之亦然。 【拔高典例】（25-26高二上·贵州·阶段检测）利用太阳能促使燃料循环使用的构想如图，下列说法错误的是 A．反应Ⅱ的 B．燃烧时，仅发生极性键的断裂 C．过程Ⅰ中能量的转化形式为太阳能转化为化学能 D．反应Ⅰ的热化学方程式为   【答案】D 【解析】A．反应Ⅱ为燃料（如）的燃烧反应，燃烧反应均为放热反应，故，A正确；B．中仅含极性键，因此燃烧时，仅发生极性键的断裂，B正确；C．过程Ⅰ利用太阳能将转化为等燃料，能量转化形式为太阳能转化为化学能，C正确；D．反应Ⅰ中在太阳能作用下生成，方程式配平正确，但热化学方程式中不仅要体现物质的变化，还要体现物质的状态，题目中未标注物质的状态，D错误；故答案选D。 【对点练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 【答案】C 【解析】在恒压条件下反应物的内能与生成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。 【对点练2】化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。共价键的键能是两种原子间形成1 mol共价键(或其逆过程)时释放(或吸收)的能量。现已知H—H键键能为436 kJ·mol－1，H—N键键能为391 kJ·mol－1。根据热化学方程式N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，计算N≡N键的键能是(　　) A．212.4 kJ·mol－1　　 B．945.6 kJ·mol－1 C．1 817.6 kJ·mol－1 D．896.6 kJ·mol－1 【答案】B 【解析】已知：H—H键键能为436 kJ·mol－1，H—N键键能为391 kJ·mol－1，令N≡N键的键能为x，对于反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，反应热＝反应物的总键能－生成物的总键能，故x＋3×436 kJ·mol－1－2×3×391 kJ·mol－1＝－92.4 kJ·mol－1，解得：x＝945.6 kJ·mol－1。 考点 2 反应热的测量 1．中和反应反应热测定 (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。Q＝cmΔt。 (2)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：迅速混合并搅拌记录最高温度。 ③重复操作两次，取温度差的平均值作为计算依据。 (3)数据处理(以用50 mL 0.5 mol·L－1的盐酸与50 mL 0.55 mol·L－1的NaOH溶液进行实验为例)。 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 反应放出的热量：Q＝cmΔt＝c·[m盐酸＋mNaOH溶液]·(t2－t1)×10-3 ＝4.18 J·g－1·℃－1×100g×(t2－t1)×10-3kJ/J＝0.418×(t2－t1)kJ 生成1 mol H2O放出的热量为＝ kJ·mol-1。 2．测定中和反应反应热的实验中需要注意的问题 (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。 【进阶典例】（25-26高二上·山西吕梁·阶段检测）某学习小组利用如图所示装置进行盐酸与NaOH溶液反应的反应热测定实验，下列说法正确的是 A．为保证盐酸完全被中和，应采用稍过量的NaOH溶液并分多次加入 B．测完酸溶液的温度后，未冲洗温度计就直接测碱溶液的温度，会使测得的中和反应反应热ΔH偏小 C．若用金属搅拌器代替玻璃搅拌器，会使测得的反应热ΔH偏小 D．若用相同物质的量浓度的醋酸溶液代替盐酸进行实验，会使测得的反应热ΔH偏大 【答案】D 【解析】A．为减少热量损失，过量NaOH溶液应一次性快速加入，A错误；B．未冲洗温度计直接测碱溶液的温度时，残留酸与碱反应放热，导致碱的初始温度测量值偏高，Δt计算值偏小，Q偏小，ΔH偏大，B错误；C．金属是热的良导体，用金属搅拌器会导致更多热量散失，使测得的温度升高值偏小，ΔH的绝对值偏小，因ΔH为负值，故ΔH偏大，C错误；D．醋酸为弱酸，电离过程吸热，用醋酸代替盐酸时，放出的热量减少，故ΔH偏大，D正确；故答案选D。 解题点睛 (1)玻璃搅拌器的作用是使反应物混合均匀充分接触；隔热层的作用是减少热量的散失；温度计的作用是测定反应前后反应体系的温度。不能用金属材质搅拌棒代替玻璃搅拌器，原因是金属搅拌棒易导热，会造成实验过程中热量损失。 (2)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)浓硫酸溶于水时放热，会造成中和反应反应热的数值偏大。不能用醋酸代替盐酸或用氨水代替NaOH溶液。因为弱酸、弱碱电离吸热，会造成测定的中和反应反应热的数值偏小。 【拔高典例】（25-26高二上·辽宁大连·期中）手持技术测定中和反应反应热的装置和测定结果如图。已知：混合溶液的密度近似为，比热容近似为。下列相关说法正确的是 A．分批加入溶液，反应更充分，测量结果更准确 B．本实验中测定的中和反应反应热 C．用量筒量取盐酸时仰视读数，将偏大 D．若将溶液换成同浓度、同体积的氨水，反应放出的热量将偏多 【答案】B 【解析】A．中和热测定需一次性快速加入NaOH溶液，若分批加入，会导致热量散失过多，测量结果不准确，A项错误；B．溶液总质量，温度变化 （从图像看，初始温度为21.0 ℃，最高温度为T2= 24.3℃），放出热量，生成H2O的物质的量 ，中和热，B项正确；C．用量筒量取盐酸时仰视读数，会导致盐酸体积偏大（溶质物质的量偏多），与NaOH反应生成H2O的物质的量偏多，放出热量偏多，由于，所以偏小，C项错误；D．氨水是弱碱，电离过程吸热，若将NaOH换成同浓度同体积的氨水，反应放出的热量会偏少（因部分热量用于氨水电离），D项错误； 故答案选B。 【对点练1】某实验小组学生用50mL 0.50的盐酸与50mL 0.55的NaOH溶液，在下图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中放出的热量，计算中和反应的反应热。下列说法正确的是 A．烧杯间填满碎纸条的作用是为了固定小烧杯 B．若用浓硫酸代替盐酸(其他不变)，则测得的中和热不变 C．若烧杯上没有加盖硬纸板，则所测中和热△H偏大 D．若只将上述实验中的酸碱浓度相互调换，从理论上讲，所测得的中和热不相等 【答案】C 【解析】A．中和热测定实验成败的关键是保温工作，大小烧杯之间填满碎纸条的作用是减少实验过程中的热量损失，A错误； B．浓硫酸稀释过程中放热，故测得放出的热量增多，△H偏小，B错误； C．若烧杯上没有加盖硬纸板，装置存在热量的散失，测得的热量偏小，但△H为负值，△H偏大，C正确； D．中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1molH2O所放出的热量，与酸碱的用量无关，中和热数值相等，D错误； 答案选C。 【对点练2】中和热的测定是高中重要的定量实验。取0.55mol/L的NaOH溶液50mL与0.25mol/L的硫酸50mL置于图所示的装置中进行中和热的测定实验，回答下列问题： (1)从如图实验装置看，其中尚缺少的一种玻璃用品是___________。 (2)若改用和溶液进行反应与上述实验相比，所放出的热量___________(填“相等”“不相等”)，若实验操作均正确，则所求中和热___________(填“相等”“不相等”)，用相同浓度和体积的氨水()代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会___________(填“偏大”、“偏小”、“无影响”)。 (3)某学生实验记录数据如下： 实验 序号 起始温度 终止温度 硫酸 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___________(结果保留一位小数)。 上述实验数值结果与57.3kJ/mol有偏差，产生偏差的原因可能是___________。 a．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定硫酸的温度 b．量取硫酸的体积时仰视读数 c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中 d．实验装置保温、隔热效果差 【答案】(1)环形玻璃搅拌棒 (2)不相等 相等 偏小 (3)-51.8 acd 【解析】（1）由量热计的构造可知该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌棒，【答案】环形玻璃搅拌棒； （2）反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关，并若用60mL 0.25 mol•L-1H2SO4和50mL 0.55mol•L-1NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，生成水的量增多，所放出的热量偏高，但是中和热的均是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热，中和热相等，用相同浓度和体积的氨水()代替NaOH溶液进行上述实验，弱碱稀释会吸收部分热量，测得的中和热的数值会偏小，【答案】不相等、相等、偏小； （3）第一次测定温度差为：（23.2-20.05）℃=3.15℃，第二次测定的温度差为：（23.4-20.3）℃=3.1℃，第三次测定的温度差为：（23.6-20.55）℃=3.05℃，三次温度差的平均值为3.1℃，50mL0.55mol/L氢氧化钠与50mL0.25mol/L硫酸溶液进行中和反应，生成水的物质的量为0.05L×0.50mol/L=0.025mol，溶液的质量为：100mL×1g/cm3=100g，温度变化的值为△T=3.1℃，则生成0.025mol水放出的热量为：Q=m•c•△T=100g×4.18J/（g•℃）×3.1℃=1295.8J，即1.2958kJ，所以实验测得的中和热△H=-51.8 kJ/mol， 上述实验数值结果与57.3kJ/mol有偏差，产生偏差的原因可能是 a．温度计测定NaOH溶液起始温度后直接插入稀H2SO4测温度，硫酸的起始温度偏高，温度差偏小，测得的热量偏小，中和热的数值偏小，选项a正确； b．量取硫酸的体积时仰视读数，会导致所量的硫酸体积偏大，由于硫酸是限制反应物，参加反应的物质量增多，放出的热量偏多，测得的中和热数值偏大，选项b错误； c．分多次把NaOH 溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中，热量散失较多，测得温度偏低，中和热的数值偏小，选项c正确； d．装置保温、隔热效果差，测得的热量偏小，中和热的数值偏小，选项d正确； 故选acd。 1．研究物质变化时，人们可以从不同的角度、不同的层面来认识物质变化时所引起的化学键及能量变化。据此判断以下叙述中不正确的是(　　) A．金属钠与氯气反应生成氯化钠后，其结构的稳定性增强，体系的能量降低 B．物质燃烧可看作是储存在物质内部的能量(化学能)转化为热能释放出来 C．氮气分子内部存在着很强的化学键，故通常情况下氮气的化学性质很稳定 D．需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应 【答案】B 【解析】钠原子最外层只有1个电子，氯原子最外层有7个电子，两者通过得失电子能生成具有8电子稳定结构的Na＋和Cl－，其结构的稳定性增强，体系的能量降低，A项正确；物质燃烧过程中化学能转化成热能和光能，B项错误；氮气分子内部存在很强的共价键，很难被破坏，所以化学性质很稳定，C项正确；需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，例如碳的燃烧等，D项正确。 2．下列说法正确的是(　　) A．图1为放热反应，放热反应不需要加热就能反应 B．图2为吸热反应，分解反应均为吸热反应 C．反应热描述的是化学反应前后热量的变化，任何化学反应都有反应热 D．浓硫酸溶于水时，体系的温度升高，该过程属于放热反应，能量变化可用图1表示 【答案】C 【解析】图1中反应物的总能量高于生成物的总能量，为放热反应，有些放热反应不加热不能发生，如铝热反应，故A错误；图2中反应物的总能量低于生成物的总能量，为吸热反应，但少数分解反应为放热反应，如NH4NO3分解，释放能量，故B错误；化学反应的实质是反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成，过程中一定伴随能量变化，所以任何化学反应都有反应热，故C正确；浓硫酸溶于水，是物理变化，不是放热反应，故D错误。 3．某同学在如图所示装置中用50 mL c1 mol·L－1盐酸与50 mL c2 mol·L－1 NaOH溶液进行中和反应从而求H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)的ΔH(ΔH为生成1 mol H2O时的反应热)，下列说法正确的是(　　) A．在测定中和反应反应热的实验中，只需要测定并记录2次温度 B．搅拌器宜采用纯铜材质，耐腐蚀 C．为了实验的严谨性，c1与c2必须相同 D．用相同浓度、相同体积的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验，测得的ΔH会偏大 【答案】D 【解析】在测定中和反应反应热的实验中，实验需要进行2～3次，每次实验要记录3次温度，所以至少需要测定并记录6次温度，A错误；Cu的导热性比玻璃好，采用纯铜材质进行搅拌会导致热量损失，使测得的中和反应反应热数值偏小，B错误；为了保证盐酸完全反应，需要使氢氧化钠溶液的浓度稍大，C错误；醋酸是弱酸，电离吸热，用相同浓度的醋酸代替盐酸会使反应热数值偏小，但焓变ΔH小于0，故测得的ΔH会偏大，D正确。 4．科研人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，其主要过程如图所示。 已知：几种物质中化学键的键能如表所示。 化学键 H—O键 O===O键 H—H键 O—O键 键能/(kJ/mol) 463 496 436 138 若反应过程中分解了2 mol H2O，则下列说法不正确的是(　　) A．总反应为2H2O2H2↑＋O2↑ B．过程Ⅰ吸收了926 kJ能量 C．过程Ⅱ放出了574 kJ能量 D．过程Ⅲ属于放热反应 【答案】D 【解析】由图可知，总反应为水分解生成氢气和氧气，该反应实现了光能转化为化学能，反应的方程式为2H2O2H2↑＋O2↑，故A正确；由图可知，过程Ⅰ为2 mol水分子发生H—O键断裂变为2 mol H原子和2 mol羟基，H—O键断裂吸收的能量为463 kJ/mol×2 mol＝926 kJ，故B正确；由图可知，过程Ⅱ为2 mol H原子和2 mol羟基结合变为1 mol氢气和1 mol过氧化氢，形成H—H键和O—O键放出的能量为(436＋138) kJ/mol×1 mol＝574 kJ，故C正确；由图可知，过程Ⅲ为1 mol过氧化氢发生化学键的断裂变为1 mol氢气和1 mol氧气，断裂H—O键和O—O键吸收的能量为(463 kJ/mol×2 mol＋138 kJ/mol×1 mol)＝1 064 kJ，形成O===O键和H—H键放出的能量为(496 kJ/mol×1 mol＋436 kJ/mol×1 mol)＝932 kJ，吸收的能量大于放出的能量，则过程Ⅲ属于吸热反应，D错误。 5．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。 6．反应A＋B―→C分两步进行：①A＋B―→X；②X―→C。反应过程中能量变化如图所示，下列叙述正确的是(　　) A．A＋B―→C的反应一定要加热 B．物质A、B、X、C中C最不稳定 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】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，A错误；物质的能量越低越稳定，由图可知，C的能量最低，最稳定，B错误；由图可知，A和B的总能量之和大于C的总能量，C正确；第①步反应A和B的总能量小于X的总能量，为吸热反应，第②步物质X的总能量高于物质C的总能量，为放热反应，D错误。 7．化学反应A2＋B2===2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是(　　) A．该反应是吸热反应 B．断裂2 mol A—B键需要吸收y kJ能量 C．2 mol AB的总能量高于1 mol A2和1 mol B2的总能量 D．断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键可放出x kJ能量 【答案】B 【解析】根据图示可知，反应物的能量高于生成物的能量，因此该反应是放热反应，A项错误；根据图示可知，断裂2 mol A—B键需要吸收y kJ能量，B项正确；由图可知，1 mol A2和1 mol B2的总能量高于2 mol AB的总能量，C项错误；断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键吸收x kJ能量，D项错误。 8．SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F。已知：1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ，断裂1 mol F—F、S—F需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则反应S(s)＋3F2(g)===SF6(g)的反应热ΔH为(　　) A．－1 780 kJ·mol－1 B．－1 220 kJ·mol－1 C．－450 kJ·mol－1 D．＋430 kJ·mol－1 【答案】B 【解析】利用ΔH＝反应物的键能之和－生成物的键能之和进行计算，ΔH＝280 kJ·mol－1＋3×160 kJ·mol－1－6×330 kJ·mol－1＝－1 220 kJ·mol－1。 9．关于如图的说法不正确的是(　　) A．1 mol固态碘与1 mol氢气化合生成2 mol HI气体时，需要吸收5 kJ的能量 B．2 mol HI气体分解生成1 mol碘蒸气与1 mol氢气时需要吸收12 kJ的能量 C．1 mol固态碘变为1 mol碘蒸气时需要吸收17 kJ的能量 D．碘蒸气与氢气生成HI气体的反应是吸热反应 【答案】D 【解析】1 mol I2(g)＋1 mol H2(g)生成2 mol HI(g)放出12 kJ能量，该反应为放热反应，D项错误。 10．某实验小组设计用0.55 mol/L的NaOH溶液50 mL与0.50 mol/L的盐酸50 mL置于如下图所示的装置中进行测定中和反应反应热的实验。 该实验小组做了三次实验，每次取盐酸和NaOH溶液各50 mL，并记录如下原始数据： 实验 序号 起始温度t1/℃ 终止温度 t2/℃ 温差 (t2－t1)/℃ 盐酸 NaOH溶液 平均值 1 25.1 24.9 25.0 28.3 3.3 2 25.1 25.1 25.1 28.5 3.4 3 25.1 25.1 25.1 28.6 3.5 已知盐酸、NaOH溶液密度均近似为1.00 g/cm3，中和后混合液的比热容c＝4.18×10－3 kJ/(g·℃)，则该反应的反应热ΔH＝________(保留到小数点后1位)。 【答案】－56.8 kJ/mol 【解析】平均温差Δ(t2－t1)＝＝3.4 ℃，反应中生成水的物质的量为0.05 L×0.5 mol/L＝0.025 mol，反应放出的热量Q＝4.18×10－3 kJ/(g·℃)×1.00 g/cm3×(50 mL＋50 mL)×3.4 ℃＝1.421 2 kJ，则ΔH＝－＝－56.8 kJ/mol。 1．将V1 mL 1.00 mol·L－1 HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所示(实验中始终保持V1＋V2＝50)。下列叙述正确的是(　　) A．做该实验时环境温度为22 ℃ B．该实验表明化学能可以转化为热能 C．NaOH溶液的浓度约为1.00 mol·L－1 D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应 【答案】B 【解析】从图中曲线可以看出，温度为22 ℃时，V1为5 mL，则V2为45 mL，此时已经开始发生中和反应，所以22 ℃一定不是做该实验时的环境温度，A错；由曲线可知，随着V1的增大，溶液温度升高说明反应放热，化学能转化为热能，B正确；当V1＝30 mL时温度最高，说明此时两者恰好完全反应，则c(NaOH)＝＝1.50 mol·L－1，C错；该实验不能证明有水生成的其他反应也是放热的，D错。 2．肼(H2NNH2)是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示。已知断裂1 mol化学键所需的能量(kJ)：N≡N为942、O==O为500、N—N为154，则断裂1 mol N—H所需的能量(kJ)是(　　) A．194 B．391 C．516 D．658 【答案】B 【解析】由图知N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－534 kJ·mol－1，可设断裂1 mol N—H所需的能量为x,154 kJ＋4x＋500 kJ－2 752 kJ＝－534 kJ，可求得x＝391 kJ。 3．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(　　) 【答案】D 【解析】由A＋B―→X为吸热反应，可知X的能量高于A＋B的能量，可排除A项和C项；由总反应A＋B―→C为放热反应，可知C的能量小于A＋B的能量，故B项错误、D项正确。 4．下列图示与对应的叙述不相符的是(　　) A．(a)图可表示锌和稀硫酸反应过程中的能量变化 B．通过(b)图可知石墨比金刚石稳定 C．由(c)图可知，2SO3(g)===2SO2(g)+O2(g)的ΔH=(a-b) kJ·mol-1 D．(d)图是某反应A→C的能量变化曲线图(E表示能量)，反应中ΔH=E1+E3-E2-E4 【答案】A 【解析】(a)图中生成物总能量高于反应物总能量，该反应为吸热反应，而锌和稀硫酸反应为放热反应，A错误；(b)图中金刚石的能量大于石墨，能量越低物质越稳定，则通过(b)图可知石墨比金刚石稳定，B正确；由(c)图可知，反应为吸热反应，2SO3(g)===2SO2(g)+O2(g)的ΔH=(a-b) kJ·mol-1，C正确；(d)图是某反应A→C的能量变化曲线图，反应中ΔH=E1+E3-E2-E4，D正确。 5．二氧化碳在生产、生活中都有重要的用途。近年来，由于人类活动影响，二氧化碳含量逐渐增长，出现温室效应、全球气候变暖、冰川融化等恶劣现象，对二氧化碳的回收利用显得尤为重要。 Ⅰ．(1)已知工业上采用高温煅烧石灰石的方法来制备CO2，其反应的化学方程式为______________________；该反应是__________(填“吸热”或“放热”)反应。  Ⅱ．已知CO2经催化加氢可合成低碳烯烃：2CO2(g)+6H2(g)=== CH2==CH2(g)+4H2O(g) (2)几种物质的能量如表所示(在25 ℃、101 kPa条件下，规定单质的能量为0，测得其他物质生成时的反应热为其具有的能量)： 物质 CO2(g) H2(g) CH2==CH2(g) H2O(g) 能量/(kJ·mol-1) -394 0 52 -242 则该反应的ΔH=　　　　 kJ·mol-1。  (3)几种化学键的键能如表所示： 化学键 C==O H—H C==C C—H H—O 键能/(kJ·mol-1) 803 436 615 a 463 则a=　　　　。  【答案】(1)CaCO3CaO+CO2↑　吸热 (2)-128　(3)409.25 【解析】(1)根据信息高温煅烧石灰石制备CO2，可写出反应的化学方程式：CaCO3CaO+CO2↑，该反应为分解反应，反应吸热。 (2)ΔH=E(生成物能量总和)-E(反应物能量总和)=(52-242×4-0+394×2)kJ·mol-1=-128 kJ·mol-1。 (3)ΔH=E(反应物键能总和)-E(生成物键能总和)=(803×4+436×6-615-4a-463×8)kJ·mol-1=-128 kJ·mol-1，解得a=409.25。 1 / 10 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 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 第1课时 反应热 焓变 考点 1 反应热与焓变 1．反应热和焓变的关系 2．从不同角度理解反应热 (1)从反应体系始末状态的能量的角度 当反应体系放热时其焓减小，ΔH为______，即ΔH____0。 当反应体系吸热时其焓增大，ΔH为______，即ΔH____0。 (2)从微观化学反应过程化学键的变化的角度 焓变计算公式：ΔH＝____________________________________ 【易错提醒】 (1)焓是与内能有关的相对比较抽象的一个物理量，焓变的值只与__________有关而与______无关。 (2)物质的焓越小，具有的能量______，稳定性______。 (3)物质的物理变化过程中，也会有能量的变化，不属于吸热反应或放热反应； (4)化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必然联系。如吸热反应NH4Cl晶体与Ba(OH)2·8H2O晶体在常温常压下即可进行，而很多放热反应需要在加热的条件下引发才能进行，如铝热反应。 【进阶典例】已知在25 ℃、101 kPa下，1 mol氢气在氧气中燃烧生成气态水的能量变化如图所示，下列有关说法正确的是(　　) A．H2O(g)分解为H2(g)与O2(g)时放出热量 B．甲、乙、丙中物质所具有的总能量：乙>甲>丙 C．H2(g)具有的能量高于H2O(g)具有的能量 D．乙→丙的过程中若生成液态水，释放的能量将小于930 kJ 解题点睛 (1)ΔH值与反应条件无关，所以使用催化剂等均不会改变ΔH值。 (2)通常情况下，物质越稳定，物质具有的能量越低，破坏该物质中含有的化学键需要的能量就越高，即该物质中化学键的键能就越大，反之亦然。 【拔高典例】（25-26高二上·贵州·阶段检测）利用太阳能促使燃料循环使用的构想如图，下列说法错误的是 A．反应Ⅱ的 B．燃烧时，仅发生极性键的断裂 C．过程Ⅰ中能量的转化形式为太阳能转化为化学能 D．反应Ⅰ的热化学方程式为   【对点练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 【对点练2】化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。共价键的键能是两种原子间形成1 mol共价键(或其逆过程)时释放(或吸收)的能量。现已知H—H键键能为436 kJ·mol－1，H—N键键能为391 kJ·mol－1。根据热化学方程式N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，计算N≡N键的键能是(　　) A．212.4 kJ·mol－1　　 B．945.6 kJ·mol－1 C．1 817.6 kJ·mol－1 D．896.6 kJ·mol－1 考点 2 反应热的测量 1．中和反应反应热测定 (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。Q＝__________。 (2)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。 (3)数据处理(以用50 mL 0.5 mol·L－1的盐酸与50 mL 0.55 mol·L－1的NaOH溶液进行实验为例)。 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 反应放出的热量：Q＝cmΔt＝c·[m盐酸＋mNaOH溶液]·(t2－t1)×10-3 ＝4.18 J·g－1·℃－1×100g×(t2－t1)×10-3kJ/J＝0.418×(t2－t1)kJ 生成1 mol H2O放出的热量为＝ kJ·mol-1。 2．测定中和反应反应热的实验中需要注意的问题 (1)酸碱溶液应当用________________(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______。 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______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。 【进阶典例】（25-26高二上·山西吕梁·阶段检测）某学习小组利用如图所示装置进行盐酸与NaOH溶液反应的反应热测定实验，下列说法正确的是 A．为保证盐酸完全被中和，应采用稍过量的NaOH溶液并分多次加入 B．测完酸溶液的温度后，未冲洗温度计就直接测碱溶液的温度，会使测得的中和反应反应热ΔH偏小 C．若用金属搅拌器代替玻璃搅拌器，会使测得的反应热ΔH偏小 D．若用相同物质的量浓度的醋酸溶液代替盐酸进行实验，会使测得的反应热ΔH偏大 解题点睛 (1)玻璃搅拌器的作用是使反应物混合均匀充分接触；隔热层的作用是减少热量的散失；温度计的作用是测定反应前后反应体系的温度。不能用金属材质搅拌棒代替玻璃搅拌器，原因是金属搅拌棒易导热，会造成实验过程中热量损失。 (2)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)浓硫酸溶于水时放热，会造成中和反应反应热的数值偏大。不能用醋酸代替盐酸或用氨水代替NaOH溶液。因为弱酸、弱碱电离吸热，会造成测定的中和反应反应热的数值偏小。 【拔高典例】（25-26高二上·辽宁大连·期中）手持技术测定中和反应反应热的装置和测定结果如图。已知：混合溶液的密度近似为，比热容近似为。下列相关说法正确的是 A．分批加入溶液，反应更充分，测量结果更准确 B．本实验中测定的中和反应反应热 C．用量筒量取盐酸时仰视读数，将偏大 D．若将溶液换成同浓度、同体积的氨水，反应放出的热量将偏多 【对点练1】某实验小组学生用50mL 0.50的盐酸与50mL 0.55的NaOH溶液，在下图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中放出的热量，计算中和反应的反应热。下列说法正确的是 A．烧杯间填满碎纸条的作用是为了固定小烧杯 B．若用浓硫酸代替盐酸(其他不变)，则测得的中和热不变 C．若烧杯上没有加盖硬纸板，则所测中和热△H偏大 D．若只将上述实验中的酸碱浓度相互调换，从理论上讲，所测得的中和热不相等 【答案】C 【对点练2】中和热的测定是高中重要的定量实验。取0.55mol/L的NaOH溶液50mL与0.25mol/L的硫酸50mL置于图所示的装置中进行中和热的测定实验，回答下列问题： (1)从如图实验装置看，其中尚缺少的一种玻璃用品是___________。 (2)若改用和溶液进行反应与上述实验相比，所放出的热量___________(填“相等”“不相等”)，若实验操作均正确，则所求中和热___________(填“相等”“不相等”)，用相同浓度和体积的氨水()代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会___________(填“偏大”、“偏小”、“无影响”)。 (3)某学生实验记录数据如下： 实验 序号 起始温度 终止温度 硫酸 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___________(结果保留一位小数)。 上述实验数值结果与57.3kJ/mol有偏差，产生偏差的原因可能是___________。 a．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定硫酸的温度 b．量取硫酸的体积时仰视读数 c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中 d．实验装置保温、隔热效果差 1．研究物质变化时，人们可以从不同的角度、不同的层面来认识物质变化时所引起的化学键及能量变化。据此判断以下叙述中不正确的是(　　) A．金属钠与氯气反应生成氯化钠后，其结构的稳定性增强，体系的能量降低 B．物质燃烧可看作是储存在物质内部的能量(化学能)转化为热能释放出来 C．氮气分子内部存在着很强的化学键，故通常情况下氮气的化学性质很稳定 D．需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应 2．下列说法正确的是(　　) A．图1为放热反应，放热反应不需要加热就能反应 B．图2为吸热反应，分解反应均为吸热反应 C．反应热描述的是化学反应前后热量的变化，任何化学反应都有反应热 D．浓硫酸溶于水时，体系的温度升高，该过程属于放热反应，能量变化可用图1表示 3．某同学在如图所示装置中用50 mL c1 mol·L－1盐酸与50 mL c2 mol·L－1 NaOH溶液进行中和反应从而求H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)的ΔH(ΔH为生成1 mol H2O时的反应热)，下列说法正确的是(　　) A．在测定中和反应反应热的实验中，只需要测定并记录2次温度 B．搅拌器宜采用纯铜材质，耐腐蚀 C．为了实验的严谨性，c1与c2必须相同 D．用相同浓度、相同体积的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验，测得的ΔH会偏大 4．科研人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，其主要过程如图所示。 已知：几种物质中化学键的键能如表所示。 化学键 H—O键 O===O键 H—H键 O—O键 键能/(kJ/mol) 463 496 436 138 若反应过程中分解了2 mol H2O，则下列说法不正确的是(　　) A．总反应为2H2O2H2↑＋O2↑ B．过程Ⅰ吸收了926 kJ能量 C．过程Ⅱ放出了574 kJ能量 D．过程Ⅲ属于放热反应 5．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 6．反应A＋B―→C分两步进行：①A＋B―→X；②X―→C。反应过程中能量变化如图所示，下列叙述正确的是(　　) A．A＋B―→C的反应一定要加热 B．物质A、B、X、C中C最不稳定 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 7．化学反应A2＋B2===2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是(　　) A．该反应是吸热反应 B．断裂2 mol A—B键需要吸收y kJ能量 C．2 mol AB的总能量高于1 mol A2和1 mol B2的总能量 D．断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键可放出x kJ能量 8．SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F。已知：1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ，断裂1 mol F—F、S—F需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则反应S(s)＋3F2(g)===SF6(g)的反应热ΔH为(　　) A．－1 780 kJ·mol－1 B．－1 220 kJ·mol－1 C．－450 kJ·mol－1 D．＋430 kJ·mol－1 9．关于如图的说法不正确的是(　　) A．1 mol固态碘与1 mol氢气化合生成2 mol HI气体时，需要吸收5 kJ的能量 B．2 mol HI气体分解生成1 mol碘蒸气与1 mol氢气时需要吸收12 kJ的能量 C．1 mol固态碘变为1 mol碘蒸气时需要吸收17 kJ的能量 D．碘蒸气与氢气生成HI气体的反应是吸热反应 10．某实验小组设计用0.55 mol/L的NaOH溶液50 mL与0.50 mol/L的盐酸50 mL置于如下图所示的装置中进行测定中和反应反应热的实验。 该实验小组做了三次实验，每次取盐酸和NaOH溶液各50 mL，并记录如下原始数据： 实验 序号 起始温度t1/℃ 终止温度 t2/℃ 温差 (t2－t1)/℃ 盐酸 NaOH溶液 平均值 1 25.1 24.9 25.0 28.3 3.3 2 25.1 25.1 25.1 28.5 3.4 3 25.1 25.1 25.1 28.6 3.5 已知盐酸、NaOH溶液密度均近似为1.00 g/cm3，中和后混合液的比热容c＝4.18×10－3 kJ/(g·℃)，则该反应的反应热ΔH＝________(保留到小数点后1位)。 1．将V1 mL 1.00 mol·L－1 HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所示(实验中始终保持V1＋V2＝50)。下列叙述正确的是(　　) A．做该实验时环境温度为22 ℃ B．该实验表明化学能可以转化为热能 C．NaOH溶液的浓度约为1.00 mol·L－1 D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应 2．肼(H2NNH2)是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示。已知断裂1 mol化学键所需的能量(kJ)：N≡N为942、O==O为500、N—N为154，则断裂1 mol N—H所需的能量(kJ)是(　　) A．194 B．391 C．516 D．658 3．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(　　) 4．下列图示与对应的叙述不相符的是(　　) A．(a)图可表示锌和稀硫酸反应过程中的能量变化 B．通过(b)图可知石墨比金刚石稳定 C．由(c)图可知，2SO3(g)===2SO2(g)+O2(g)的ΔH=(a-b) kJ·mol-1 D．(d)图是某反应A→C的能量变化曲线图(E表示能量)，反应中ΔH=E1+E3-E2-E4 5．二氧化碳在生产、生活中都有重要的用途。近年来，由于人类活动影响，二氧化碳含量逐渐增长，出现温室效应、全球气候变暖、冰川融化等恶劣现象，对二氧化碳的回收利用显得尤为重要。 Ⅰ．(1)已知工业上采用高温煅烧石灰石的方法来制备CO2，其反应的化学方程式为______________________；该反应是__________(填“吸热”或“放热”)反应。  Ⅱ．已知CO2经催化加氢可合成低碳烯烃：2CO2(g)+6H2(g)=== CH2==CH2(g)+4H2O(g) (2)几种物质的能量如表所示(在25 ℃、101 kPa条件下，规定单质的能量为0，测得其他物质生成时的反应热为其具有的能量)： 物质 CO2(g) H2(g) CH2==CH2(g) H2O(g) 能量/(kJ·mol-1) -394 0 52 -242 则该反应的ΔH=　　　　 kJ·mol-1。  (3)几种化学键的键能如表所示： 化学键 C==O H—H C==C C—H H—O 键能/(kJ·mol-1) 803 436 615 a 463 则a=　　　　。  1 / 10 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $