第一节第1课时反应热焓变

第一节反响热1课时反响热焓变[核心素养进展目标] 1.科学探究：理解反响热测定的原理和方法，会分析产生误差的缘由，不断完善和改进测定方法。2.宏观辨识与微观探析：能从宏观和微观的角度理解化学反响中能量变化的本质，正确生疏和推断放热反响和吸热反响。3.变化观念与平衡思想：能辨识化学反响中的能量转化形式，形成能量可以相互转化的观念，正确理解反响热和焓变的概念。一、反响热及其测定体系与环境被争论的物质系统称为体系，与体系相互影响的其他局部称为环境。如：将试管中的盐酸、NaOH热量是指因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量。反响热在等温条件下，化学反响体系向环境释放或从环境吸取的热量，称为化学反响的热效应，简称反响热。试验探究：中和反响反响热的测定测定原理：环境温度不变时，依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响Q＝cmΔt进展计算。试验装置①将如图试验装置中各仪器(或物品)的名称填在横线上。②各局部仪器的作用a．玻璃搅拌器的作用是使反响物混合均匀充分接触。b．隔热层的作用是削减热量的散失。c．温度计的作用是测定反响前后反响体系的温度。(3)试验步骤①反响物温度测量(t1)50mL0.50mol·L－1盐酸、50mL0.55mol·L－1氢氧化钠溶液的温度，取两温度平均值，记录为起始温度t1。②反响后体系温度测量(t2)：将酸碱溶液快速混合，用玻璃搅拌器轻轻搅动溶液，并准确读取t2。③重复试验操作两次，记录每次的试验数据，取其平均值作为计算依据。试验数据处理某试验小组测定数据如下，请填写表中空白温度温度t1/℃t2/℃温度差平均值(t2 t1)/℃－试验次数盐酸NaOH平均值温差平均值125.025.225.128.53.4224.925.125.028.33.33.4325.625.425.529.03.51g·cm－3，中和后溶液的比热容c＝4.18J·g－1·℃－1，依据试验数据计算出该反响放出的热量Q≈1.42kJ1molH2O56.8kJ。试验结论25℃和101kPa1molH2O57.3kJ的热量。(1)浓硫酸与NaOH1molH2O(l)57.3kJ(×)(2)同一中和反响的反响热与酸碱的用量有关(√)中和反响反响热的测定试验中的玻璃搅拌器换成铜质搅拌器效果更好(×)50mL0.55mol·L－1NaOH溶液分屡次倒入小烧杯(×)(5)NaOH溶液的温度(×)依据上述测定中和反响反响热的试验，思考答复以下问题：0.55mol·L－1NaOH0.50mol·L－10.50mol·L－1NaOH溶液？提示碱过量的目的是保证盐酸完全反响。假设用0.55mol·L－1KOH溶液代替0.55mol·L－1NaOH溶液，对结果会产生影响吗？为什么？提示无影响。由于强酸、强碱的稀溶液反响生成1molH2O(l)时放出的热量是一样的，与KOH溶液还是NaOH溶液以及酸碱的用量无关。用浓硫酸代替盐酸对结果会产生什么影响？用醋酸代替盐酸对结果会产生什么影响？假设用稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液测定中和反响反响热，对结果会产生什么影响？提示浓硫酸溶于水时放热，所测反响热的数值偏大；弱酸、弱碱电离吸热，所测反响热的数值偏小；假设用稀硫酸和稀Ba(OH)2

溶液测定反响热，生成BaSO4

沉淀还会多放出一局部热量，所测反响热的数值偏大。原理方面

提高中和反响反响热的测定准确度的措施①为使测得的数据更准确，酸、碱溶液应当使用强酸、强碱的稀溶液。测定试验中假设用弱酸或弱碱，因其电离吸热使测定数值偏小；假设用浓酸或浓碱，因其溶解放热使测定数值偏大。②为保证盐酸被完全中和，碱的浓度应稍大。操作方面①酸碱溶液混合要快速，防止热量散失。②在测量反响混合液的温度时，温度计不要贴在容器壁上或插入容器底部，要随时读取温度值，记录下最高温度值。仪器方面①不行将温度计当搅拌器使用；玻璃搅拌器应上下移动。②应使用玻璃搅拌器，不能用金属质搅拌器代替。二、反响热与焓变化学反响的实质和特征内能内能是体系内物质的各种能量的总和，受温度、压强和物质的聚拢状态等影响。焓与焓变(1)反响热与焓变的关系在等压条件下进展的化学反响的反响热等于反响的焓变，因此常用ΔH表示反响热。焓变与吸热反响和放热反响的关系①放热反响：反响体系向环境释放能量，反响体系的焓减小，ΔH为负值，即ΔH<0。②吸热反响：反响体系从环境中吸取能量，反响体系的焓增大，ΔH为正值，即ΔH>0。从微观角度理解反响热的实质H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)反响的能量变化为例说明，如下图：由图可知：反响中能量变化反响中能量变化化学键H—HCl—ClH—Cl结论1mol化学键的能量变化436kJ243kJ431kJ断裂或形成化学键的总能量变化679kJ862kJH2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH＝－183kJ·mol－1①图示：化学反响过程中形成化学键、断裂化学键能量变化可用如图表示：其中，E1表示反响物断裂化学键吸取的总热量，E2表示生成物形成化学键放出的总热量，E1E2的差值表示反响热。上述反响过程表示该反响为放热反响。②焓变计算公式：ΔH＝E总(断键)－E总(成键)(1)化学变化中的能量变化都是化学能与热能间的相互转化(×)(2)全部的化学反响都伴有能量的变化(√)伴有能量变化的肯定是化学反响(×)加热条件下发生的反响均为吸热反响(×)在一个化学反响中，当反响物总焓大于生成物的总焓时，反响放热，为负值(√)(6)浓硫酸溶于水，体系的温度上升，该过程属于放热反响(×)化学反响中必定存在化学键的变化(√)石墨转化为金刚石需要吸取能量，所以石墨更稳定(√)任何化学反响都有反响热。放热反响和吸热反响是针对化学反响而言，物质三态之间的变化、物质的溶解有能量的变化，但属于物理变化，故不属于放热反响或吸热反响。系。物质的能量越高，越不稳定。在日常生活和学习中，我们常常接触到以下反响：①化石燃料燃烧②强酸、强碱的中和反响③用CH2O在高温下制水煤气④锌和盐酸反响制氢气⑤氢氧化钡晶体和氯化铵晶体研磨放出氨气⑥煅烧石灰石其中焓变为负值的有 ，焓变为正值的有 。答案①②④③⑤⑥化学反响N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的能量变化如以下图所示：断裂1molN≡N、1molN—H分别需吸取946kJ、391kJ的能量，试答复以下问题：(1)该反响为 反响(填“吸热”或“放热”)。(2)拆开1molH2中化学键所需能量为 kJ。(3)该反响的反响热ΔH＝ 。答案(1放热(2)436 (392kJ·mo1推断吸热反响和放热反响的两种方法记忆法，熟记重要的吸热反响和放热反响。①常见的吸热反响：大多数的分解反响，碳和二氧化碳、碳和水的反响Ba(OH2·8HO盐的反响等。②常见的放热反响：中和反响、金属与酸(或水)的反响、燃烧反响及缓慢氧化、化合反响(大多数)、铝热反响等。依据物质的稳定性推断：由稳定的物质生成不稳定的物质的反响为吸热反响，反之为放热反响。随堂演练学问落实某同学通过试验测出稀盐酸和稀NaOH溶液(碱稍过量)1mol水的反响热ΔH＝－52.3kJ·mo1，造成这一结果的缘由不行能的( A．试验装置保温、隔热效果差B．用量筒量取盐酸时仰视读数C．分屡次将NaOH溶液倒入量热计的内筒中D．用测量盐酸的温度计直接测定NaOH溶液的温度答案B解析假设装置保温、隔热效果差，会造成较多的热量损失，测得的反响热数值偏小，A项可能；仰视读数时，实际量取的溶液体积多于应当量取的溶液体积，会导致放出的热量变多，B项不行能；C项操作会导致较多的热量损失，C项可能；D项操作会导致测得的NaOH溶液的初始温度偏高，最终计算出的反响放出的热量比实际放出的热量少，D项可能。以下说法正确的选项是( )A．吸热反响使环境的温度上升B．当反响放热时ΔH＞0，反响吸热时ΔH＜0C．化学反响中，当反响物的总能量大于生成物的总能量时，反响放热，ΔH为“－”D．需要加热才能发生的反响肯定是吸热反响答案C解析ΔH＜0，吸热反响的ΔH＞0，B项错误；铝热反响是放热反响，但需要在加热(高温)条件下才能进展，D项错误。3．(2023·南京月考)CO(g)H2O(g)的是( )A．该反响为吸热反响B．1molCO(g)1molH2O(g)1molCO2(g)1molH2(g)具有的总能量C．该反响不需要加热就能进展D．1molCO2(g)1molH2(g)1molCO(g)1molH2O(g)41kJ热量答案B解析由能量变化示意图可知，生成物的总能量比反响物的总能量低，该反响为放热反响，1molCO(g)和1molH(g)1molCO(g)1molHO(g)时，2 2 2要吸取41kJ热量。化学反响A2(gB2(g)===2AB(g的能量变化如下图。以下有关表达正确的选项是( )2molAB(g)bkJ热量反响热ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1C．该反响中反响物的总能量高于生成物的总能量D1molA—A1molB—BakJ能量答案B解析2molAB(g)吸取(a－b)kJ热量，A、C项错误；依据反响热等于生成物总能量与反响物总能量的差值可知，该反响热ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1，B项正确；化学键断裂吸取能量，D项错误。SF6是一种优良的绝缘气体，分子构造中只存在S—F。：1molS(s)转化为气态硫原280kJ1molF—F、S—F160kJ、330kJS(s)＋3F2(g)===SF6(g)的反响热ΔH为( )A．－1780kJ·mol－1C．－450kJ·mol－1答案B

B．－1220kJ·mol－1D．＋430kJ·mol－1解析利用ΔH＝反响物的键能之和－生成物的键能之和进展计算。ΔH＝280kJ·mol－1＋3×160kJ·mol－1－6×330kJ·mol－1＝－1220kJ·mol－1。题组一中和反响的反响热及测定以下有关中和反响反响热及测定的说法正确的选项是( )假设中和反响反响热ΔH＝－57.3kJ·mol－11molH2SO41molCa(OH)2反响放出的热114.6kJ准确测量中和反响反响热的试验过程中，至少需测定温度4次C．玻璃搅拌器材料假设用铜代替，则测量出的中和反响反响热数值偏小DH＋与稀碱溶液中OH－答案C解析A项，1molH2SO41molCa(OH)22molH2O(l)1molCaSO4，所以放出的热量大于114.6kJ，错误；C项，铜简洁导热，使热量损失，所以测量的中和反响反响热数值偏小，正确；D项，当酸与碱中的H＋和OH－物质的量相等时，试验过程中稍有误差就不能确定产生水的量，一般都是有一种物质略微过量，错误。2．(2023·濮阳高二检测)在测定中和反响反响热的试验中，以下说法正确的选项是( A．使用玻璃搅拌器是为了使反响物混合均匀，减小试验误差B．为了准确测定反响混合溶液的温度，试验中温度计水银球应与容器底部接触C50mL0.55mol·L－1NaOH50mL0.50mol·L－1的盐酸反响，测得的反响热数值偏大D．在测定中和反响反响热的试验中需要使用的仪器有天平、量筒、烧杯、滴定管、温度计答案A3．(2023·重庆高二检测)50mL0.50mol·L－150mL0.55mol·L－1NaOH溶液测定H＋(aq)＋OH－(aq)==H2O(l)的反响热ΔH的试验时，以下说法不正确的选项是( )A．酸碱混合时，量筒中NaOH溶液应缓缓倒入量热计内筒中，不断用玻璃搅拌器搅拌B．装置中的大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是保温隔热削减热量损失C．用量筒量取NaOH溶液时，仰视取液，测得的反响热ΔH不变D25mL0.50mol·L－125mL0.55mol·L－1NaOH溶液进展测定，ΔH数值不变答案A解析酸碱混合时要快速，并且不能搅拌，防止热量的散失，A错误；中和反响反响热测定试验成败的关键是做好保温工作，B正确；用量筒量取NaOH溶液时，仰视取液，氢氧化钠溶液体积高于所需量的体积，但生成水的量不变，放出的热量不变，测得的中和反响反响热ΔH不变，C正确；反响放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关，但生成1mol水时中和反响反响热的大小与参与反响的酸碱用量无关，D正确。题组二焓变和反响热概念的理解4．以下说法中正确的选项是( )A．化学反响中的能量变化都表现为热量变化B．焓变是指1mol物质参与反响时的能量变化C．在一个确定的化学反响关系中，反响物的总焓与生成物的总焓肯定不同D．在一个确定的化学反响关系中，反响物的总焓总是高于生成物的总焓答案C解析化学反响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；在一个确定的化学反响关系中，反响物的总焓不肯定高于生成物的总焓，但总是不同；焓变是指在肯定条件下化学反响的反响热，不仅是指1mol物质参与反响时的能量变化。5．以下关于ΔH的说法正确的选项是( )A．反响过程中，消耗的反响物越多，ΔH越大B．ΔH＞0时反响放热，ΔH＜0时反响吸热C．ΔH越大，说明反响放出的热量越多D．能量变化如下图的化学反响为放热反响，ΔH符号为“－”答案D解析A项，ΔHB项，ΔH＞0时反响吸热，ΔH＜0时反响放热，错误；C项，反响热有正、负，反响放出的热量越多，ΔH越小，反响吸取的热量越多，ΔH越大，错误；D项，由于反响物的总焓大于生成物的总焓，故由反响物转化为生成物时，该反响为放热反响，ΔH符号为“－”，正确。题组三放热反响和吸热反响6．(2023·合肥一中月考)以下关于化学反响与能量变化的说法正确的选项是( A．放热反响的发生无须任何条件B．化学键的断裂和形成与反响放热和吸热无关C．化学反响过程都伴随着能量的变化D．硫酸与氢氧化钠的反响是吸热反响答案C2 解析放热反响的发生可能需要条件，如加热等，A项错误；化学键的断裂和形成与反响放热和吸热有关，B项错误；化学反响过程都伴随着能量的变化，C项正确；HSO与NaOH的反响是放热反响，D2 反响X＋Y===M＋N为放热反响，对该反响的以下说法中正确的选项是( )A．X的能量肯定高于MB．Y的能量肯定高于NC．X和Y的总能量肯定高于M和N的总能量D．因该反响为放热反响，故不必加热就可发生答案C解析放热反响指反响物的总能量高于生成物的总能量，所以X和Y的总能量高于M和N的总能量，C项正确；X的能量不肯定高于M的能量，A项错误；Y的能量不肯定高于N的能量，B项错误；放热反响有些也需要加热，D项错误。以下反响既属于氧化复原反响，又属于吸热反响的是( A．铝片与稀盐酸反响B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反响C．灼热的炭与二氧化碳反响D．甲烷在氧气中的燃烧反响答案C解析Al与盐酸反响是放热反响，A项错误；B中反响是吸热反响，但不是氧化复原反响，B项错误；灼热的C和CO2反响是氧化复原反响，同时又是吸热反响，C项正确；甲烷的燃烧是放热反响，D项错误。题组四化学反响中能量变化图像的识别某化学反响X(g)＋2Y(g)===2Z(g)，反响中的能量变化如下图，以下有关该反响的说法正确的选项是( )A．该反响是放热反响B．反响物的总键能大于生成物的总键能C．Y的能量高于Z的能量D＞0答案A解析0，A项正确、D项错误；放热反响中反响物的总键能小于生成物的总键能，B项错误；反响物的总能量高于生成物的总能量，C项错误。肼(H2NNH2)是一种高能燃料，有关化学反响的能量变化如下图。断裂1mol化学键所需的能量(kJ)：N≡N942、O==O500、N—N154，则断裂1molN—H所需的能量(kJ)是( )A．194 B．391 C．516 D．658答案B解析由图知NH(g)＋O(g)===N(g)＋2HO(g) ΔH＝－534kJ·mol－1，可设断裂1mol2 4 2 2 2N—H所需的能量为x，154kJ＋4x＋500kJ－2752kJ＝－534kJ，可求得x＝391kJ。分两步进展：①A＋B―→X(ΔH＞0)，②X―→C(ΔH＜0)。以下示意图中，能正确表示总反响过程中能量变化的是( )答案D解析由A＋B―→X为吸热反响，可知X的能量高于A＋B的能量，可排解A项和C项；由总反响A＋B―→C为放热反响，可知C的能量小于A＋B的能量，故B项错误、D项正确。题组五反响热与化学键的关系12．(2023·贵阳验收考试)氢气和氟气混合在黑暗处即可发生爆炸而释放出大量的热量。在反响1molH2Q1kJ1molF2中的化学键消耗的能Q2kJ1molHFQ3kJ。以下关系式中正确的选项是()1 2 A．Q＋Q＜21 2 1 2 C．Q＋Q＜1 2 答案A

B．Q＋Q＞2Q1 2 1 2 D．Q＋Q1 2 1 2 解析该反响放热，依据公式ΔH＝反响物的总键能－生成物的总键能，且ΔH＜0，可知(Q1＋Q2)－2Q3＜0，A项正确。依据以下图所示的N2(g)和O2(g)反响生成NO(g)过程中能量变化状况，推断以下说法错误的选项是( )A．直观看，该反响中反响物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量B．2mol气态氧原子结合生成O2(g)498kJ能量C1molNO632kJ能量D1mol2(g和1mol2(g生成2molNO(g的反响热＝－180kJ·mo1答案D解析直观看，该反响中反响物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量，A项正确；互逆过程的热量变化，ΔH数值相等，符号相反，故B、C正确；ΔH＝(946＋498－2×632)kJ·mol－1＝＋180kJ·mol－1，D项错误。在肯定条件下，A和B反响可生成C和D，其能量变化如下：A＋B反响物总能量E1A＋B反响物总能量E1

C＋D生成物总能量E2以下有关反响A＋B===C＋D的说法正确的选项是 (填字母)。A．反响前后原子的种类和数目肯定不变B．该反响假设有能量变化，则肯定是氧化复原反响C．该反响假设为放热反响，则不需加热反响就肯定能自发进展D．反响物的总质量与生成物的总质量肯定相等，且遵循能量守恒假设E1＜E2，则该反响为 (填“吸热”或“放热”)反响，该反响的反响热为 。答案(1)AD2 (2)吸热ΔH＝(E－E)kJ·mol－2 2 1 2 2 1 1 解析(1)每个化学反响都遵循质量守恒和能量守恒，原子数目和种类不会转变，A、D项正确；任何化学反响都伴随着能量变化，不肯定为氧化复原反响，B项错误；某一反响是放热反响还是吸热反响，与反响条件无关，加热是为了使旧化学键断裂，引发化学反响，C项错误。(2)E＜E，反响吸取能量，ΔH＝(E－E)kJ·mol－1＞0E＞E，反响放出能量，ΔH＝(E－E)kJ·mol－1＜2 1 2 2 1 1 甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用CO和H2在催化剂作用下合成甲醇，发