反应热焓变(自主学案)2021-2022学年高二化学同步高效学与练

2021-2022学年高二化学同步学习高效学与练（自主学案）第一章化学反应的热效应第一节反应热1.了解反应热及其测定，掌握中和反应反应热的测定方法。2.了解反应热与焓变的含义，能够进行反应热的简单计算。【知识回顾】1.化学键与能量变化的关系:2.放热反应：反应物的总能量大于生成物的总能量吸热反应：反应物的总能量3.常见的吸热反应与放热反应(1)常见的放热反应：小于生成物的总能量高温2CO为吸热反应)①所有的燃烧反应；②大多数的化合反应；(CO2+C③酸碱中和反应；④金属与酸或水反应置换出氢气；⑤缓慢的氧化反应。(2)常见的吸热反应：；②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应①大多数的分解反应；高温高温CO+H2③以C、CO、H2为还原剂一些高温反应：CO+C2CO；C+H2O2④盐类的水解【新知学习】一．反应热1．反应热(1)体系与环境——以盐酸与NaOH溶液之间为例环境：与体系相互影响的其他部分，如试管、空气等。体系：包括盐酸、NaOH溶液、发生的反应。(2)体系与环境的热量交换——反应热交换或传递的能量。反应热：在反应热。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【点拨】反应热概念中的“等温条件”是指化学反应发生后，使反应后体系的温度恢复到反应前体系的温度，即反应前后体系的温度相等。2．中和反应热的测定【实验原理】通过测定一定量的酸、碱溶液在反应前后温度的变化，计算反应放出的热量，由此求得反应热。【实验装置】【实验步骤】①往小烧杯中加入50mL0.50mol/L的盐酸，并用温度计测量盐酸的温度，用水把温度计上的酸冲洗干净。②用量筒量取50mL0.55mol/L的NaOH溶液，并用温度计测量其温度。③将NaOH溶液迅速倒入小烧杯中，盖好盖板，并用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，准确读取混合溶液的最高温度记为终止温度。④重复实验2～3次。【实验数据处理】①取三次测量所得数据的平均值作为计算依据。②计算反应热ΔH50mL0.5mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液发生中和反应生成1molH2O时放出的热量为：其（mm)c(tt)0.418(tt)kJ中(m1＋m2)表示溶液质量(单位：g)；c为比热容，c＝4.18J·(g·℃)－1；122120.0251n(HO)2t1、t2分别为反应前、后的温度(单位：℃)；n(H2O)为反应生成的水的物质的量(单位：mol)。【注意事项】①隔热层（碎泡沫塑料(或纸条)）及杯盖的作用是隔热保温，减少热量散失。②为保证酸、碱完全中和，常使碱稍稍过量。③实验中若使用弱酸或弱碱，会使测得数值偏小【问题与讨论】。（弱酸、弱碱的电离吸热）在上述过程中，提高测定反应热准确度的措施有哪些？提示：①实验中用温度计先后测量酸溶液、碱溶液及混合溶液的温度时,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。②反应物应一次性迅速加入，且避免有液体溅出。③实验操作时动作要快，尽量减少热量的损失。④重复实验3次，取3次实验数据的平均值。【点拨】导致中和反应反应热测定存在误差的原因①量取溶液的体积不准确。②温度计读数有误(如未读取到混合溶液的最高温度，就记为终止温度)。③实验过程中有液体溅出。④混合酸、碱溶液时，动作层隔热效果不好,实验缓慢。⑤隔热过程中有热量损失。⑥测过酸溶液的温度计未用水清洗便立即去测碱溶液的温度。溶⑦液浓度不准确。⑧没有进行重复实验。二．焓变1．内能：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。符号为U。KJ，符号为H。反应物的焓值差，单位为KJ/mol效应等于焓变。4．焓变与吸热反应、放热反应的关系当ΔH为“负值”或ΔH<0时,为放热反应；当ΔH为“正值”或ΔH>0时,为吸热反应。5．化学反应能量变化的原因a.微观角度2．焓：与物质3．焓变(ΔH)：内能有关的物理量，单位为生成物与。恒压条件下反应的热过程中（1）化学键与能量的关系化学反应的本质是反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成。化学键是物质内部微粒之间强烈的相互作用，断开反应物中的化学键需要吸收能量，形成生成物中的化学键要释放能量。（2）键能：标况下，将1mol气态分子AB断裂成理想气态原子所吸收的能量，单位（KJ·mol-1）氢气和氯气反应的本质是在一定的条件下，氢气分子和氯气分子中的H-H键和Cl-Cl键断开，氢原子和氯原子通过形成H-Cl键而结合成HCl分子。H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)反应的能量变化如图所示：释放总能量为：431×2=862KJ反应中放出的热量：862-679=183KJ这样，由于破坏旧键吸收的能量少于形成新键放出的能量，根据“能量守恒定律”，多余的能量就会以热量的形式释放出来。（3）化学键与化学反应中能量变化的关系断开化学键要吸收能量，形成化学键要释放能量；化学键的变化是化学反应中能量变化的主要原因。b.宏观角度（1）一个确定的化学反应完成后的结果是吸收能量还是放出能量，决定于反应物总能量和物总能量相对大小。（2）化学反应中的能量生成变化通常表现为热量的变化，吸热或者放热。吸热反应和放热反应与反应物和生成物总能量的关系如下：放热反应：反应物的总能量大于生成物的总能量；吸热反应：反应物的总能量小于生成物的总能量（3）以能量为纵坐标，画出放热反应和吸热反应的简单示意图放热反应吸热反应反应物的总能量大于生成物的总能量反应物的总能量小于生成物的总能量【典例1】中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，其主要过程化学键H2O中H—O键O2中O＝O键H2中H—H键H2O2中O—O键H2O2中O—H键键能kJ/mol463496436138463若反应过程中分解了2mol水，则下列说法不正确的是．．．A．总反应为2H2OB．过程I吸收了926kJ能量C．过程II放出了574kJ能量D．过程2H2↑+O2↑Ⅲ属于放热反应【答案】D【解析】A．由图可知，总反应为水分解生成氢气和氧气，实现了光能向化学能的转化，反应的方程式为2H2O2H2↑+O2↑，故A正确B．过程I为2molH2O分子变成2mol氢原子和2mol羟基（—OH）的过程，吸收的能量；=463kJ×2=926kJ，故B正确；C．过程kJ，故C正确D．过程氢，放出的能量II为2mol氢原子和2mol羟基（—OH）生成1mol氢气和1mol过氧化=436kJ+138kJ=574；Ⅲ为1mol过氧化氢变成1mol氧气和1mol氢气，断开1molH2O2中2molH—O键和1molO—O键，形成1molO2中O＝O键和1molH2中H—H键，吸收的能量=463kJ×2+138kJ=1064kJ，放出的能量=932kJ，吸收的能量故D错误；答案选D。=496kJ+436kJ大于放出的能量，该过程为吸热反应，【点睛】本题的易错点为D，要注意图中化学键的变化，分别计算吸收的能量和放出的能量，在判断反应的热效应。（变式训练1）（2021·浙江温州市·高二期中）已知相关共价键的键能数据如下表：H－HC－HC－CCC共价键键能/kJ∙mol-1436413344614CH(g)CH(g)H(g)ΔH的为则26242A．120kJmol1【答案】CB．46kJmol1C．120kJmol1D．46kJmol1【详解】旧键的断裂吸热，新键的形成放热，则∆H=413kJ/mol×6+344kJ/mol-413kJ/mol×4-614kJ/mol-436kJ/mol=-120kJ/mol；答案为C。【典例2】（2020·四川成都市·成都七中高二月考）用50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液进行中和热测定实验，下列说法正确的是A．在测定中和热的过程中，需要测定并记录温度2次B．大烧杯上若不盖硬纸板，测得的中和热数值会偏小C．用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行实验，测得的中和热数值会偏大D．为防止液体溅出，酸碱混合时应将量筒中的溶液缓缓倒入烧杯中再慢慢搅拌【答案】B【详解】A．在测定中和热的实验中，每一组需要记录3次温度，既初始酸碱的温度和反应完全后的最高温度，为了减少实验误差，实验时少至要做2组实验，所以至少记录6次温度，故A错误；B．中和热测定实验成败的关键是减少热量损失数值会偏小，故B正确；，大烧杯上若不盖硬纸板，会有一部分热量损失，测得的中和热C．一水合氨为弱电解质，电离和热数值会偏小，故C错误；过程要吸热，所以用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行实验，测得的中D．中和热测定实验成败的关键是减少热量损失，酸碱混合时应将量筒中的溶液缓缓倒入烧杯中再慢慢搅拌，导致热量的损失，测得中和热的数值会偏小，故D错误；故选B。（变式训练2）（2021·新平彝族傣族自治县第一中学高二期中）下列有关中和热的说法正确的是A．表示中和热的热化学方程式：H(l)＋OH-(l)=H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1＋B．准确测量中和热的实验过程中，少至需记录温度4次C．中和热的实验过程中，环形玻璃搅拌棒材料若用铜代替，则测量出的中和热数值偏小D．已知2NaOH(aq)＋H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)＋2H2O(l)ΔH=-114.6kJ·mol-1，则该反应的中和热为114.6kJ·mol-1【答案】C【详解】A．表示中和热的热化学方程式：H(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ/mol，A错误；＋B．准确测量中和热的实验过程中，少至需测定温度3次，即反应前酸溶液的温度、碱溶液的浓度反应后混合溶液的温度，B错误；C．中和热的实验过程中，若用铜质材料搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒，由于Cu的导热性强，使热量散失的多，所以测量出的中和热数值偏小，C正确；D．已知2NaOH(aq)＋H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)＋2H2O(l)ΔH＝－114.6kJ/mol，而中和热是酸碱反应反应产生1mol

1．下列关于化学反应与能量的说法中，不正确的是．．．A．化学反应必然伴随发生能量变化B．Na与H2O的反应C．原电池是电能变为化学能的装置D．化学变化中的属于放热反应能量变化主要是由化学键变化引起的【答案】C【详解】A．化学反应的故A正确；B．Na与H2O的反应C．原电池是化学能转变为本质是旧化学键断裂和新化学键形成，其过程均伴随能量变化，则化学反应必然伴随发生能量变化，过程中，钠受热融化成小球，则Na与H2O的反应故B正确；属于放热反应，电能的装置，故C不正确；D．化学反应的故D正确；本质是旧化学键断裂和新化学键形成，断裂和形成过程中均伴随能量变化，本题答案C2．下列反应属于氧化还原反应，且能量变化如图所示的是A．锌粒和稀硫酸反应B．灼热的木炭与CO2反应C．甲烷在空气中燃烧的反应D．Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应【答案】B【分析】根据图像可知反应物总能量低于生成物总能量，属于吸热反应，据此解答。【详解】A．锌粒和A不符合；B．灼热的木炭与CO2反应生成CO，属于吸热的B符合；属于放热的氧化还原反应，C．甲烷在空气中C不符合；D．Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应答案选B。稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，属于放热的氧化还原反应，氧化还原反应，燃烧的反应是吸热反应，但不属于氧化还原反应，D不符合；3．（2021·新创实验学校高二期末）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．放热反应在常温下一定很容易发生C．吸热反应发生过程中要不断从外界获得能量，放热反应不需要外界能量D．放热反应还是吸热反应主要由反应物、生成物所具有的总能量的相对大小决定A．需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，比如铝热反应为放热反应，但需要在加热条件下才能进行，故A错误；些在高温下发生的反应，在常温下难以进行，如铝热反应，B．放热反应在常温下不一定很容易发生，一故B错C．放热反应可能需要外界能量，比如碳燃烧，碳先要吸收热量，使其达到着火点，燃烧后就不需要外界能量，故C错误；D．放热反应还是吸热反应主要由反应物、生成物所具有的总能量的相对大小决定，与反应条件和途径无关，故D正确。综上所述，答案为D。ΔH=-57.3kJmol1。下列说法正确的是A．测量中和热时，中和热的数值与参加反应的强酸、强碱的用量无关B．0.5L1.0molL1NaOH溶液与过稍量的盐酸充分反应，57.3kJmol12测得中和热为NaOHC．用量热计分别测量与醋酸和硫酸反应的中和热，所得数值相同环形D．利用如图装置，测定盐酸和NaOH的中和热，对测定结果无影响【答案】A【详解】1molHO为标准，与酸、碱的用量A．中和热是以生成无关，A项正确；21molHO反出的热量，与酸、碱的用量无关，B项错误；B．中和热是指强酸、强碱的稀溶液反应生成2C．醋酸与NaOH反应时，醋酸的电离吸热，因而测量值偏小，C项错误；D．量热答案选A。5．（2021·海南州贵德高级中学高二期中）已知：H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)△H=-72kJ/mol，其它相关数据如表：计中应用环形玻璃搅拌棒，若用金属搅拌棒则易造成热量损失，使中和热测得值偏小，D项错误；H2(g)436Br2(g)aHBr(g)3691mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ则表中a为A．404B．260C．230D．200【答案】C【详解】1molH2(g)化学键断裂时需要吸收的能量为436kJ，1molBr2(g)化学键断裂时需要吸收的能量为akJ，1molHBr(g)化学键断裂时需要吸收的能量为369kJ，H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)△H=-72kJ/mol，根据△=反应物的总键能-生成物H-72=436+a-3692，解得a=230，所以C选项是正确的的总键能，则。答案选C。6．（2021·咸阳百灵学校高二月考）化学反应A+B2=2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是2A．该反应是吸热反应B．断裂2molA－B键需要吸收ykJ的能量C．2molAB的总能量高于1molA2和1molB2的总能量D．断裂1molA－A键和1molB－B键能放出xkJ的能量【答案】B【分析】由图可知，断裂化学键吸收的能量小于形成化学键释放的能量，为放热反应，以此来解答。【详解】A．因反应物的能量B．因旧键的断裂吸收能量，C．由图可知，1molA2和1molB2的总能量高于2molAB的总能量，D．因旧键的断裂吸收能量，故D错误；B。7．（2021·河南高二月考）在实验室进行中A．大小烧杯之间塞满碎泡沫，减少热量损失B．测量当记录混合溶液的最高温度C．为了使酸碱充分反应，应高于生成物的能量时，反应是放热反应，故A错误；由图可知断裂2molA－B键需要吸收ykJ能量，故C错误；故B正确；而不是释放能量，故选和热测定实验，下列有关叙述错误的是目的是终止温度时，应当缓慢分次倒入NaOH溶液并搅拌D．可用塑料材质的环形搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒【答案】CA．大小烧杯之间塞满碎泡沫，目的是减少热量损失，减小测量误差，故A正确；B．充分