内容正文:
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
[教材知识——一遍过]
1.C 太阳能热水器烧水是将太阳能转化为热能,A不符合题意;干冰升华是固态二氧化碳直接变为气态,属于物理变化,过程吸收热量,是热能的转移,并非化学能转化为热能,B不符合题意;天然气燃烧是将化学能转化为热能,C符合题意;新能源汽车电池能实现电能与化学能的互相转化,D不符合题意。
2.C 放热反应和吸热反应必须是化学反应。NaOH溶于水会放出热量,但不是化学反应,是放热过程,不是放热反应,A错误;NH4Cl分解为氨气和氯化氢,是吸热反应,B错误;过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气,会放出大量的热,是放热反应,C正确;碳酸氢钠和盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,是吸热反应,D错误。
3.A 在恒压条件下,化学反应的焓变在数值上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;反应放热时,反应的焓变ΔH<0,反应吸热时,反应的焓变ΔH>0,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。
4.D 由A+BX(ΔH>0)为吸热反应,可知X的能量高于A+B的总能量,故A、C项错误;由总反应A+BC(ΔH<0)为放热反应,可知C的总能量小于A+B的总能量,故B项错误,D项正确。
5.C 等物质的量的N2(g)具有的能量大于N2(l)具有的能量,故A正确;由题图a知,对于反应N2(g)+O2(g)2NO(g),断键吸收的总能量为946 kJ+498 kJ=1 444 kJ,成键放出的总能量为632 kJ×2=1 264 kJ,放出的总能量小于吸收的总能量,正反应吸热,生成物的总能量大于反应物的总能量,能量关系可用图b表示,故B、D正确;断裂1 mol NO(g)分子中的化学键,需要吸收632 kJ能量,故C错误。
|知识总结|
从宏观和微观两个视角认识反应热
反应类型
吸热反应
放热反应
焓变(ΔH)
当反应体系吸热时其焓增大,ΔH>0
当反应体系放热时其焓减小,ΔH<0
形
成
原
因
宏观
反应物具有的总能量<生成物具有的总能量
反应物具有的总能量>生成物具有的总能量
微观
反应物断键时吸收的总能量>生成物成键时释放的总能量
反应物断键时吸收的总能量<生成物成键时释放的总能量
图示
6.C 断裂化学键吸收能量,结合表中数据可知,过程Ⅰ吸收了463 kJ·mol-1×2 mol=926 kJ能量,A项正确;过程Ⅱ涉及O—O和H—H的形成,O—O、H—H均为非极性键,B项正确;过程Ⅲ为1 mol过氧化氢变成1 mol氧气和1 mol氢气,断开1 mol H2O2中2 mol H—O和1 mol O—O,形成1 mol O2中OO和1 mol H2中H—H的过程中,吸收的总能量为463 kJ×2+138 kJ=1 064 kJ,放出的总能量为496 kJ+436 kJ=932 kJ,吸收的总能量大于放出的总能量,该过程为吸热反应,C项错误;总反应为2 mol H2O(g)变成2 mol H2和1 mol O2的过程,断开2 mol H2O(g)中的4 mol H—O,形成2 mol H2中H—H和1 mol O2中OO的过程中,吸收的总能量为463 kJ×4=1 852 kJ,放出的总能量为436 kJ×2+496 kJ=1 368 kJ,故总反应的热化学方程式为2H2O(g)2H2(g)+O2(g) ΔH=+484 kJ·mol-1,D项正确。
7.(1)保温,减少实验过程中的热量损失 玻璃搅拌器
(2)-51.8 kJ·mol-1
(3)不正确,实验中NaOH溶液过量,即使有残留,加入的NaOH也能保证盐酸完全反应
(4)ΔH1=ΔH2<ΔH3
解析:(1)中和反应反应热测定实验成败的关键是保温工作是否到位,塑料瓶外泡沫板的作用是减少实验过程中的热量损失;还缺少玻璃搅拌器。(3)不正确,实验中NaOH溶液过量,即使有残留,加入的NaOH也能保证盐酸完全反应。(4)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,它与盐酸反应时NH3·H2O的电离要吸收热量,故中和热的数值要小一些(注意中和反应反应热与ΔH的关系)。
|特别警示|
(1)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,电离时要吸收热量,使所得反应热数值偏小。
(2)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时一般会放热,使所得反应热数值偏大。
(3)实验中用温度计先后测量酸、碱及混合液的温度时,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。温度计的水银球要完全浸入溶液中,且要稳定一段时间后再记下读数。
(4)实验操作时动作要快,尽量减少热量的损失。
(5)重复实验3次,取3次实验数据的平均值,但相差太大的数据应舍弃,以减小误差。
[高考趋向——全练通]
1.A 碳与水蒸气在高温下生成CO和H2的反应是吸热反应,A正确;煅烧石灰石(CaCO3分解为CaO和CO2)是吸热反应,B错误;燃烧伴随着剧烈的发光发热现象,化学能转化为热能和光能,并非只有热能,C错误;冰转化为水吸热,说明等质量的水和冰相比,水的能量更高,D错误。
2.B 工业合成氨反应为放热反应,焓变小于0,A错误;偏二甲肼燃烧时化学能转化为热能和光能等,B正确;光降解材料分解速率主要依赖光照强度,温度降低通常减缓反应,C错误;光解水是吸热反应,需吸收能量而非释放热量,D错误。
3.B A项,N2(g)2N(g)破坏化学键,需吸收能量;B项,N(g)+3F(g)NF3(g)形成化学键,放出能量;C项,ΔH=(941.7+154.8×3-283.0×6)kJ·mol-1=-291.9 kJ·mol-1<0;D项,化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成。
学科网(北京)股份有限公司
$
第一节 反应热
第❶课时 反应热 焓变
化学反应与能量变化
1.(2026·浙江嘉兴高二检测)“能源”是人们生活中不可或缺的一部分,下列属于将化学能转化为热能的是( )
A.太阳能热水器烧水
B.干冰升华
C.天然气作燃气烧菜
D.新能源汽车电池
2.(2026·浙江高二阶段练习)下列反应属于放热反应的是( )
A.NaOH溶于水 B.NH4Cl的分解
C.过氧化钠和水反应 D.碳酸氢钠和盐酸
反应热与焓变
3.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ΔH>0,放热反应的ΔH<0
D.反应热数值与反应物的量有关
4.(2026·广东广州高二检测)反应A+BC(ΔH<0)分两步进行:①A+BX(ΔH>0),②XC(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( )
反应热与化学键
5.(链接教材P7图1-4、图1-5)N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化情况如下图a所示,下列说法不正确的是( )
A.等物质的量的N2(g)、N2(l)具有的能量不相同
B.N2(g)+O2(g)2NO(g)的能量关系可用图b表示
C.断裂1 mol NO(g)分子中的化学键,需要吸收1 264 kJ能量
D.N2(g)和O2(g)的反应过程中,断裂化学键吸收的总能量大于形成化学键释放的总能量
6.我国研究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蒸气,其主要过程如图所示。
已知:几种物质中化学键的键能如下表所示。
化学键
H—O
OO
H—H
O—O
键能/(kJ·mol-1)
463
496
436
138
若反应过程中分解了2 mol水蒸气,下列说法错误的是( )
A.过程Ⅰ吸收了926 kJ能量
B.过程Ⅱ涉及非极性键的形成
C.过程Ⅲ属于放热反应
D.总反应的热化学方程式为2H2O(g)2H2(g)+O2(g) ΔH=+484 kJ·mol-1
中和反应反应热的测定
7.(链接教材P5“探究”)如图是某实验小组改进的中和反应反应热测定实验装置。组装仪器后,先在塑料瓶中加入50 mL 0.50 mol·L-1盐酸,然后通过注射器注入50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液,通过测定反应过程中所放出的热量可计算反应热。回答下列问题:
(1)塑料瓶外泡沫板的作用是 ,缺少的仪器是 。
(2)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm-3,又知中和反应后生成混合溶液的比热容c=4.18 J·g-1·℃-1,为了计算中和热,某学生记录实验数据如下:
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
20.0
20.2
23.2
2
20.2
20.4
23.4
3
20.3
20.5
25.6
根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)。
(3)有同学考虑到注射器针筒中会有NaOH溶液残留(不超过0.5 mL),认为上述实验会导致所测得的反应热偏小,请判断该观点是否正确并说明理由:
。
(4)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 。
强化综合命题 引导知识融通
1.中国古代诗词中蕴含着许多科学知识,下列叙述正确的是( )
A.苏轼《石炭并引》“投泥泼水愈光明”,涉及的碳与水蒸气的反应为吸热反应
B.于谦《石灰吟》“千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲”,描述的煅烧石灰石是放热反应
C.曹植《七步诗》“煮豆燃豆萁,豆在釜中泣”,这里的能量变化只有化学能转化为热能
D.“冰,水为之,而寒于水”说明等质量的水和冰相比,水的能量更低
突出真实情境 倡导学以致用
2.(2026·安徽高二检测)下列有关科技成果中蕴含的化学知识的叙述正确的是( )
A.工业合成氨反应的焓变大于0
B.火箭推进剂“偏二甲肼”燃烧时,化学能转化为热能
C.利用太阳能可有效分解光降解材料,且温度越低分解越快
D.光解水制氢不仅实现了绿色制氢,还能放出大量热量
3.生产液晶显示器的过程中使用的化学清洗剂NF3是一种温室气体,其存储能量的能力是CO2的12 000~20 000倍,在大气中的寿命可长达740年之久,以下是几种化学键的键能:
化学键
N≡N
F—F
N—F
键能/(kJ·mol-1)
941.7
154.8
283.0
下列说法中正确的是( )
A.过程N2(g)2N(g)放出能量
B.过程N(g)+3F(g)NF3(g)放出能量
C.反应N2(g)+3F2(g)2NF3(g)的ΔH>0
D.NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与形成,仍可能发生化学反应
学科网(北京)股份有限公司
$