第1章 第1节 第1课时

1、第1节化学反应的热效应第1课时化学反应的反应热目标导航1.了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。2.了解反应热、吸热反应、放热反应等概念。3.学会测定反应热的基本原理和方法。一、化学反应的反应热1.化学反应中存在两大变化即物质变化和能量变化。2.化学反应中的能量变化有多种形式，但通常主要表现为热量的变化。因此化学反应分为两类：(1)放热反应：放出热量的化学反应。(2)吸热反应：吸收热量的化学反应。3.反应热的概念：当化学反应在一定的温度下进行时，反应所释放或吸收的热量称为该反应在此温度下的热效应，简称为反应热。(1)表示方法：用符号Q表示；Q>0，反应吸热；Q<0

2、，反应放热。(2)单位：J·mol1或kJ·mol1。4.常见的放热反应和吸热反应：放热反应：大多数化合反应所有的燃烧反应酸碱中和反应较活泼金属与酸的反应活泼金属与H2O的反应铝热反应缓慢氧化反应爆炸吸热反应：大多数分解反应Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应C和CO2、H2O(g)的反应反应如CCO22CO少数化合。二、反应热的测定1. 反应热的数据可以运用理论计算求得，也可以通过实验测得。测定反应热的仪器量热计如下图所示。2.测定方法：将反应物溶液加入到量热计内筒并使之迅速混合，搅拌，测量反应前后溶液温度的变化值。3.计算公式：QC(T2T1)。其中C表

3、示溶液及量热计的热容，单位是J·K1；T1、T2表示反应前和反应后体系的温度，单位是K。【练一练】1.判断正误，正确的打“”，错误的打“×”(1)生成物总能量一定低于反应物总能量(×)(2)反应热的大小与反应物和生成物的能量有关()(3)化学反应放热还是吸热与反应条件(是否需要加热等)无关()(4)所有的燃烧反应都是放热反应，所以不需要加热就能进行(×)2.有下列反应：氧化钙与水反应碳酸氢钠受热分解硫酸与氢氧化钠溶液混合燃烧煤炭取暖钠与水反应胆矾受热失去结晶水，其中为吸热反应的是_，放热反应的是_。答案一、反应热与物质能量及化学键的关系1.反应热与化学键

4、的关系(1)化学反应的本质是反应物反应时旧化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程。(2)反应热与化学反应过程中旧化学键断裂时吸收的能量和新化学键形成时释放的能量的相对大小有关。放热反应：生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量。吸热反应：生成物分子成键时释放出的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量。2.反应热与物质能量变化的关系放热反应吸热反应反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量【特别提示】所有的化学反应都有热效应。反应热Q的正负与反应物总能量和生成物总能量的相对大小有关，与反应是否需要加热无必然联系。【例1】化学反应中的

5、能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。如图为N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化，下列说法中正确的是()A.1 mol N2(g)和1 mol O2(g)反应放出的能量为180 kJB.1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的总能量小于2 mol NO(g)具有的总能量C.通常情况下，N2(g)和O2(g)混合能直接生成NOD.NO是一种酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成盐和水解析反应热就是断裂旧化学键吸收的能量和形成新化学键所放出的能量的差值，所以该反应的反应热是946 kJ·mol1498 kJ

6、83;mol12×632 kJ·mol1180 kJ·mol1，所以该反应是吸热反应，所以选项A不正确，B正确；氮气和氧气反应需要放电或高温条件，选项C不正确；NO不是酸性氧化物，和氢氧化钠溶液不反应，选项D不正确。答案B【理解感悟】1.需要加热的反应不一定是吸热反应，吸热反应不一定需要加热条件。2.对于可逆反应，若正反应是吸热反应，则逆反应必为放热反应。变式训练1下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是()A.碳酸钙受热分解B.乙醇燃烧C.铝粉与氧化铁粉末反应D.氧化钙溶于水答案A二、测定中和反应的反应热实验目的测定强酸与强碱反应的反应热，体验化学反应的热效应

7、。实验原理利用一定量的酸和碱的稀溶液发生反应，测出反应前后溶液温度差，根据公式QC·Tc·m·T计算，其中：c4.18 J·g1·K1，m为酸碱溶液的质量和，TT2T1，T是酸溶液温度与碱溶液温度的平均值。然后换算成生成1 mol H2O放出的热量。实验步骤1.制作量热计2.向量热计内筒中加入1.0 mol·L1的盐酸100 mL，盖上杯盖，插入温度计，匀速搅拌后记录初始温度T1。3.向250 mL烧杯中加入1.0 mol·L1的NaOH溶液100 mL，调节其温度，使之与量热计中盐酸的温度相同。4.快速将烧杯中的碱液倒入量

8、热计中，盖好杯盖，匀速搅拌，记录体系达到的最高温度T2。5.重复以上操作二到三次。6.用同样的方法分别测定KOH溶液与盐酸反应、NaOH溶液与硝酸反应的反应热。实验 起始温度T1/ 终止温度T2/ 温度差(T2T1)/ 反应热Q/JHCl与NaOHHCl与KOHHNO3与NaOH数据处理为了使计算简便一些，我们近似地认为1.0 mol·L1盐酸(或硝酸)和1.0 mol·L1 NaOH(或KOH)溶液的密度都是1 g·mL1，所以可求出盐酸的质量m1、NaOH溶液的质量m2。中和后生成的溶液的比热容4.18 J·g1·K1，则用100 mL 1

9、.0 mol·L1盐酸与100 mL 1.0 mol·L1 NaOH溶液发生中和反应放出的热量计算生成1 mol H2O时放出的热量：Q4.18 J·g1·K1×200 mL×1 g·mL1×(T2T1) ×10。【例2】 在一定温度下的稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应生成1 mol H2O，这时的反应热就是中和热。50 mL 0.50 mol·L1盐酸与50 mL 0.55 mol·L1 NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应，通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。试回答下

10、列问题：(1)大小烧杯间填满碎纸条的作用是_。(2)大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值将_(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。结合日常生活的实际该实验在_中进行效果更好。(3)实验中改用60 mL 0.50 mol·L1盐酸与 50 mL 0.55 mol·L1 NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量_(填“相等”或“不相等”)，所求中和热_(填“相等”或“不相等”)，简述理由_。(4)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_；用50 mL 0.5 mol·L1 NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会_。

11、(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)解析要掌握实验操作要点：量热计保温效果要好；酸碱溶液的浓度要小；酸碱一方要过量；操作迅速准确，减少热量损失；及时准确记录数据。中和热是在稀溶液中，1 mol H和1 mol OH发生中和反应生成1 mol H2O时所放出的热量，强酸与强碱反应的实质是HOH=H2O，计算出来的中和热是相同的。答案(1)减少实验过程中的热量损失(2)偏小保温杯(3)不相等相等因中和热是指在稀溶液中1 mol H和1 mol OH发生中和反应生成1 mol H2O时所放出的热量，与酸碱的用量无关(4)偏小偏小【理解感悟】1.在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应生成 1 mol H2

12、O，这时的反应热就是中和热。2.离子方程式符合HOH=H2O的稀的强酸与强碱溶液反应的中和热均相等。变式训练2在做测定中和反应的反应热实验时，应使用仪器的正确组合是()天平量筒量热计搅拌器温度计试管酒精灯A. B.C. D.全部答案B1.下列说法正确的是()A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应B.化学反应中的能量变化都表现为热量变化C.任何放热反应在常温下一定能发生D.反应物和生成物所具有的总能量决定了反应是放热反应还是吸热反应解析化学反应的能量变化可以表现为很多方面，如转化为热能、电能、光能等；反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小；放热反应和吸热反应都是在一

13、定条件下发生的，反应开始需要加热的反应可能是吸热反应，也可能是放热反应。答案D2.由图分析，有关叙述正确的是()A.ABC和BCA两个反应吸收或放出的能量不等B.ABC是放热反应C.A具有的能量高于B和C具有的能量总和D.ABC是吸热反应，则BCA必然是放热反应解析本题考查化学反应中的能量变化，由图可知，BC的能量高于A的能量，则反应BCA一定是放热反应；反之，ABC则是吸热反应。根据能量守恒定律，两反应的反应热在数值上相等，符号相反。答案D3.下列关于中和热的说法中正确的是()A.10 L 0.1 mol·L1 NaOH溶液与10 L 0.1 mol·L1盐酸反应时的反应

14、热是中和热B.1 mol HCl气体通入1 L 0.01 mol·L1 NaOH溶液中反应时的反应热是中和热C.1 mol CH3COOH与2 mol NaOH溶液反应时的反应热是中和热D.只要强酸与强碱在稀溶液中反应生成1 mol水时的反应热就是中和热解析B中1 mol HCl气体通入1 L 0.01 mol·L1 NaOH溶液中反应的热效应除了中和热外，还有HCl气体的溶解热和电离热效应，且不是生成1 mol H2O，错误；C中醋酸溶液和NaOH溶液不一定是稀溶液，并且醋酸为弱酸，电离时吸热，错误；D中如果是硫酸与氢氧化钡反应，它们反应除生成水外还会生成硫酸钡沉淀，会放

15、出更多热量。答案A4.在测定中和热的实验中，下列说法正确的是()A.使用环形玻璃搅拌棒是为了加快反应速率，减小实验误差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小烧杯底部接触C.用0.5 mol·L1 NaOH溶液分别与0.5 mol·L1的盐酸、醋酸溶液反应，如所取的溶液体积相等，则测得的中和热数值相同D.在测定中和热实验中需要使用的仪器有天平、量筒、烧杯、温度计解析在中和热的测定中，使用环形玻璃搅拌棒，目的是使反应物混合均匀，加快反应，减小误差，A正确；温度计水银球不能接触烧杯底部，B错；CH3COOH为弱酸，电离时吸热，故测得的中和热比用盐酸时数值小，

16、C错；实验仪器中不需要天平，D错。答案A5.为探究NaHCO3、Na2CO3和盐酸(以下盐酸浓度均为1 mol·L1)反应过程中的热效应，实验测得如下数据：序号35 mL试剂固体混合前温度/混合后温度/水2.5 g NaHCO320.018.5水3.2 g Na2CO320.024.3盐酸2.5 g NaHCO320.016.2盐酸3.2 g Na2CO320.025.1由此得出的结论正确的是()A.Na2CO3溶液与盐酸的反应是吸热反应B.NaHCO3溶液与盐酸的反应是放热反应C.20.0 时，含3.2 g Na2CO3的饱和溶液和35 mL盐酸混合后的温度将低于25.1 D.20

17、.0 时，含2.5 g NaHCO3的饱和溶液和35 mL盐酸混合后的温度将低于16.2 解析实验说明Na2CO3溶液与盐酸的反应是放热反应，A错误；实验说明NaHCO3溶液与盐酸的反应是吸热反应，B错误；由实验可知，碳酸钠固体溶于水会放热，而C项缺少了这个放热的过程，因而放出的热量少于实验，则温度低于25.1 ，该项正确；同理，由实验判断，D项错误。答案C分层训练基础过关一、反应热的概念1.下列对化学反应的认识错误的是()A.会引起化学键的变化B.会产生新的物质C.必然引起物质状态的变化D.必然伴随着能量的变化解析化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，表现为有新物质生成，而化学变化

18、中的反应物和反应产物的状态在反应前后可能相同，也可能不相同，故C项错。答案C2.下列叙述正确的是()A.物质燃烧都是吸热反应B.化学反应总是伴随着能量的变化C.化学反应中放出的能量一定等于吸收的能量D.化学反应中放出的热量才是反应热答案B3.下列各项与反应热的大小无关的是()A.反应物的状态 B.温度C.反应物的物质的量 D.表示反应热的单位答案D二、放热反应和吸热反应的判断4.下列反应中，反应产物总能量大于反应物总能量的是()A.氢气在氧气中燃烧B.铁丝在氧气中燃烧C.硫在氧气中燃烧D.二氧化碳通过炽热的焦炭答案D5.“即食即热型快餐”适用于外出旅行时使用。其内层是用铝箔包裹的并加工好的真空

19、包装食品，外层则是分别包装的两包化学物质。使用时拉动预留在外的拉线使这两种化学物质反应，放出的热量便可对食品进行加热，这两种化学物质最合适的选择是()A.浓硫酸和水 B.生石灰和水C.熟石灰和水 D.氯化钠和水解析生石灰和水反应放热，B符合题意；浓硫酸遇水放热，但浓硫酸有腐蚀性，A不合题意。答案B6.下列过程属于放热反应的是()A.用石灰石烧制石灰 B.在生石灰中加水C.浓硫酸的稀释 D.硫酸铵与氢氧化钙的反应解析浓硫酸的稀释过程放热，但不是化学反应。答案B7.下列反应是放热反应，但不是氧化还原反应的是()A.铝片与稀硫酸的反应B.氢氧化钡与硫酸的反应C.炽热的炭与二氧化碳的反应D.甲烷在氧气

20、中燃烧答案B8.已知反应CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)为放热反应，则下列说法中正确的是()A.反应过程中的能量变化关系可用下图表示B.甲烷燃烧时化学能转化为热能和光能C.断开反应物中旧化学键吸收的能量大于形成生成物中化学键放出的能量D.该反应发生断裂的化学键有离子键和共价键解析本题考查化学反应中的能量变化。此反应为放热反应，图中不能准确表示反应过程中的能量变化情况，A项错误；甲烷燃烧时化学能转化为热能和光能，B项正确；放热反应断开反应物中旧化学键吸收的能量小于形成生成物中化学键放出的能量，C项错误；该反应发生断裂的只有共价键，D项错误。答案B三、反应热的测定9.在做中和反

21、应的反应热的测定实验时，使用下列用品不是为了减少实验误差的是()A.碎泡沫塑料 B.环形玻璃搅拌棒C.底部垫纸条 D.温度计答案D10.用50 mL 0.50 mol·L1盐酸和50 mL 0.55 mol·L1 NaOH溶液反应，实验中测得起始温度为20.1 ，终止温度为23.4 ，反应后溶液的比热容为4.18 J·g1·1，盐酸和NaOH溶液的密度都近似认为是1 g·cm3，则中和反应生成1 mol水时放热()A.55.2 kJ B.391 kJC.336 kJ D.1.38 kJ解析代入Q kJ·mol1计算即可。答案A11.将

22、V1 mL 1.00 mol·L1 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V1V250 mL)。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·L1D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应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，此时已经开始发生反应，所以22 一定不是室温，A错；曲线随V1增多而升高，随反应的进行，溶液温度升高，说明反应放热，化学能转化为热能，B正确；当V130 mL 时温度最

23、高，说明此时两者恰好完全反应，则c(NaOH)1.5 mol·L1，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。答案B能力提升12.反应C(石墨)C(金刚石)是吸热反应，由此可知()石墨比金刚石稳定石墨没有金刚石稳定石墨和金刚石可以相互转化石墨和金刚石不可以相互转化A. B. C. D.解析C(石墨)的总能量小于C(金刚石)的总能量，能量高的物质不稳定。答案A13.固体碘在受热时发生升华现象，有关叙述正确的是()A.碘受热升华，吸收热量，但发生的是物理变化B.碘受热升华，吸收热量，发生了吸热反应C.碘受热升华，未破坏共价键，不供应热量也能发生D.碘受热升华，热能转化为化学

24、能答案A14.最新报道，科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下：下列说法正确的是()A.CO和O生成CO2是吸热反应B.在该过程中，CO断键形成C和OC.CO和O生成了具有极性共价键的CO2D.状态状态表示CO与O2反应的过程解析根据能量反应过程的图像知，状态的能量高于状态的能量，故该过程是放热反应，A错误；根据状态、可以看出整个过程中CO中的C和O化学键没有断裂，故B错误；由图可知，生成物是CO2，具有极性共价键，故C正确；状态状态表示CO与O反应的过程，故D错误。答案C15.已知化学反应A2(g)B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示，判断下列叙述中正确的是()A.每生成2分子