人教版 (2019)选择性必修1第一节 反应热精品课后测评

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第1课时 反应热 焓变
1. 熟记常见的吸热反应和放热反应, 将知识应用与证据推理等核心素养有机结合。
2. 理解、掌握化学反应的能量变化及描述方法。
3. 了解反应热、焓、焓变的概念及其表示方法，了解焓变与反应热、物质能量之间的关系。
4. 了解定量测定反应热的基本原理和方法。
一、化学反应的反应热
1.基本概念
2.化学反应的反应热
（1）定义：在等温条件下，化学反应体系向环境 或从环境 的热量称为化学反应的热效应，简称为 。
【说明】等温条件指化学反应发生后，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同。
（2）表示符号：Q
Q>0表示吸热；Q<0表示放热。
3.化学变化中能量变化的原因
（1）化学反应中的物质变化和能量变化
化学反应的反应热是由于在化学反应过程中，当反应物分子间的 时，需要克服原子间的相互作用，这需要吸收能量；当原子重新结合成分子时，即 时，又需要释放能量。
（2）反应热与键能的关系
化学反应的过程是原子间的重新组合，反应物中化学键的断裂需要吸收能量（E1），形成新的化学化学键时会释放能量（E2）；反应热：Q＝E1－E2或Q＝E4－E3，即Q等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和，或生成物具有的总能量减去反应物具有的总能量。E1>E2或E4>E3时，反应吸收能量；反之，释放能量。
【衔接扩展】
H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)反应的能量变化如图所示。由图可知，1 ml H2分子中的化学键断裂吸收的能量是436 kJ，1 ml Cl2分子中的化学键断裂吸收的能量是243 kJ，2 ml HCl分子中的化学键形成释放的能量是862 kJ，则H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应放出的热量为183 kJ。
3.反应热的测定
（1）仪器——量热计
量热计由内外两个筒组成，内筒是反应容器，外筒 （如图）。
温度计的作用：测定反应前后溶液的 。
搅拌器的作用：使反应前后 、体系的 。
外筒作用： 。
内筒作用： 。
（2）操作——将两种反应物的溶液加入内筒并使之迅速混合，测量 的变化值，即可计算反应热。
（3）计算：反应热的计算公式为Q=-C(T2-T1)，式中C代表反应体系的热容，单位是J·K-1，T1、T2分别代表反应前和反应后体系的温度，单位为K。
【知识扩展】T(K)=T(℃)+273.15(T为热力学温度，t为摄氏温度)
二、化学反应的焓变
1.焓
2.焓变
（1）定义：反应产物的总焓与反应物总焓 。
（2）表达式：ΔH＝ΔH（反应产物）＋ΔH(反应物)，单位kJ·ml-1。
（3）与反应热的关系：等压条件下，反应中的 全部转化为 时，焓变与化学反应的反应热相等，即ΔH＝Qp(等压条件下化学反应的反应热)。
（4）意义：常用焓变来描述化学反应的反应热；ΔH>0,即反应产物的总焓大于反应物的总焓，反应吸收热量，为吸热反应；ΔH<0，即反应产物的总焓小于反应物的总焓，反应释放热量，为放热反应。
3.焓变的计算
4.吸热反应与放热反应
（1）常见的吸热反应和放热反应
（2）吸热反应与放热反应的比较
三、中和热的含义及测量
1.中和热是指在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1 ml 时的反应热。
2.测量原理：先将反应器置于绝热容器中，然后在反应器内将酸、碱稀溶液混合，发生中和反应，放出的热传入水(稀溶液)中，测量出水(稀溶液)的温度变化，根据水的质量、比热容等即可求出反应放出的热量。
3.实验装置
(1)实验装置中各仪器(或物品)的名称如下图所示
(2)实验过程中，还需要的其他仪器有50 mL量筒(2个)。
4.实验步骤
①在量热器内测量1.0ml/L100ml盐酸的温度T1；
②向250ml的烧杯中加入1.0 ml·L－1 NaOH溶液100ml，调节其温度，使之 相同。
③迅速将烧杯内的碱液倒入量热计内，盖好杯盖，插入温度计，匀速搅拌，并测量体系达到的最高温度T2。
④近似认为溶液的比热等于水的比热，根据溶液温度升高的数值，计算 。
⑤用同样的方法分别测量KOH溶液与盐酸反应、NaOH溶液与硝酸反应的反应热。
⑥比较上述3个中和反应的反应热是否相同，并说出其中的原因是什么？
5.实验记录
6.实验数据处理
(1)本实验中，所用一元酸、一元碱均为强酸、强碱，体积均为100ml，浓度均为1.0ml/L。(2)由于是稀溶液，为了方便计算，近似认为所用酸、碱溶液，其密度近似地认为都是1 g·cm－3，则酸碱溶液的质量均为100g；反应后所得溶液的比热容c＝4.18 kJ·kg－1·K－1。
(3)该实验中酸、碱溶液反应放出的热量Q=-C(T2-T1)=-mc(T2-T1)=-（100+100）×10-3×4.18(T2-T1)=-0.836(T2-T1)kJ，所用中和热为8.36(T2-T1)kJ·ml-1。代入T1、T2即可。
7.实验结论及解释
三个不同反应的反应热是 ，因为中和反应的实质是H+和OH-结合生成H2O，即三者的离子方程式均为H+(aq)＋OH-(aq)===H2O(l) 。
【中和热测定实验中应注意的事项】
（1）隔热——防止热量散失的方法：
a.两个烧杯口要相平；
b.在两个烧杯之间填充碎泡沫塑料或碎纸片；
c.用玻璃棒搅拌，而不能用金属棒(丝)搅拌；
d.实验时动作要迅速，尽量减少热量损失。
(2)要使用同一只温度计。测量酸碱及混合液的温度时，测量完一种溶液的温度后，温度计必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。
（3）应当使用 ，因为弱酸、弱碱在水溶液中不能完全电离，且弱酸、弱碱的电离是吸热过程，使所测得反应热数据偏小。
（4）测量中和热时不能够使用浓的强酸、强碱，因为浓酸、浓碱溶于水时一般放热，使测得的数据偏大。
（5）实验时所用的 配好后要充分冷却至室温后才能实验。
（6）为了减小误差，重复实验2-3次，取其平均值。
【归纳提升】
中和反应热的测定实验步骤
注意事项：①稀溶液是指物质溶于大量水中，因为 的过程中，由于离子的水合或者说溶剂化的过程中，会伴随能量的变化，一般是会放热。
②中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离时的热效应；
③必须是强酸、强碱，因为弱酸和弱碱在中和反应中，还伴随着电离过程、溶剂化过程，所以影响了弱酸与弱碱反应的反应热，
④以生成1mlH2O（l）为基准，中和反应的实质是H+和OH-化合生成H2O，即H+(aq)＋OH-(aq)===H2O(l) ΔH＝-57.3 kJ·ml-1。
【例1】（2022秋·辽宁朝阳·高二建平县实验中学校考期中）反应的能量变化与反应进程关系如图所示，下列说法正确的是
A．图中实线表示加入了催化剂
B．该反应的焓变
C．图中虚线表示的反应I、反应II均为吸热反应
D．加入催化剂，速率加快是因为改变了反应的焓变
【变式1-1】（2022秋·湖北十堰·高二校联考期中）已知：H2(g)+F2(g)=2HF(g)的能量变化如图所示，下列有关叙述正确的是
A．氟化氢气体分解生成氢气和氟气的反应是吸热反应
B．1mlH2与1mlF2反应生成2ml液态HF放出的热量小于270kJ
C．在相同条件下，1mlH2与1mlF2的能量总和小于2mlHF气体的能量
D．断裂1mlH－H键和1mlF－F键吸收的能量大于形成2mlH－F键放出的能量
【变式1-2】（2023春·吉林长春·高一长春市解放大路学校校考阶段练习）在25℃、101kPa的条件下。
(1)由，当生成时，要___________(填“吸收”或“放出”)436kJ的能量；由，当断裂中的共价键时，要___________(填“吸收”或“放出”)243kJ的能量。
(2)对于反应，测得生成时，反应过程中放出183kJ的热量，则断开1ml H—Cl键所需的能量是___________kJ。
(3)两个反应：a．，b．。这两个反应的能量转化方式主要是___________能转化为______能。
【例2】已知H+（aq）+OH﹣（aq）═H2O（l）△H=﹣57.3kJ•ml﹣1．用50mL0.50ml•L﹣1盐酸与50mL0.55ml•L﹣1NaOH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．回答下列问题：
①从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃仪器是 ．
②为了测定酸碱反应的中和热，计算时至少需要的数据是
a．酸的浓度和体积 b．碱的浓度和体积 c．比热容
d．反应后溶液的质量 e．生成水的物质的量
f．反应前后温度的变化 g．操作所需时间
A．abcf B．acde
C．cdef D．全部
③若通过该实验测定中和热的△H，其结果常常大于﹣57.3kJ•ml﹣1，其原因可能： ．
④用相同浓度和体积的氨水（NH3•H2O）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”或“无影响”）．
【变式2-1】（2023秋·浙江宁波·高二统考期末）用如图装置测定盐酸与NaOH溶液反应的中和热。下列说法不正确的是
A．将盐酸、NaOH溶液及发生的反应看成体系
B．盐酸与NaOH溶液反应放热使体系温度升高
C．碎泡沫塑料的作用是保温、隔热
D．反应时将NaOH溶液分多次倒入量热计中
【变式2-2】（2023春·上海浦东新·高二华师大二附中校考期中）在如图所示量热计中，将溶液与溶液混合，温度从25.0℃升高到27.7℃。下列说法错误的是
A．若量热计的保温瓶绝热效果不好，则所测偏大
B．搅拌器可选用导热性能好的金属搅拌器
C．若选用同浓度同体积的盐酸，则溶液温度将升高至超过27.7℃
D．所加NaOH溶液稍微过量，目的是保证溶液完全被中和
1．（2023春·福建南平·高一统考期中）下列变化过程，既属于氧化还原反应又是放热反应的是
A．与反应B．浓稀释
C．灼热的炭与反应D．甲烷与的燃烧反应
2．（2023春·四川成都·高一统考期中）图像法是研究化学反应的一种常用方法。已知化学反应A2(g)+B2(g)=2AB(g)的能量变化曲线如图所示，则下列叙述中正确的是
A．A2(g)+B2(g)=2AB(g)是一个放热反应
B．A2(g)与B2(g)每生成2mlAB(g)时吸收bkJ能量
C．该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量
D．断裂1mlA－A键和1mlB－B键时放出akJ能量
3．（2023春·广东佛山·高一顺德市李兆基中学校考期中）下列变化过程中能量变化符合如图所示的是
A．
B．
C．
D．
4．（2023春·浙江·高一浙江大学附属中学校考期中）下列反应既是氧化还原反应又是吸热反应的是
A．和反应B．和反应
C．和反应D．C与反应
5．（2023春·安徽六安·高一六安二中校考期中）化学反应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．断裂键和键能放出的能量
C．断裂键需要吸收ykJ的能量
D．的总能量高于1mlA2和1mlB2的总能量
6．（2023春·上海浦东新·高二华师大二附中校考期中）已知：由最稳定的单质合成1 ml某物质的反应焓变叫做该物质的摩尔生成焓，用表示，最稳定的单质的摩尔生成焓为0；有关物质的如图所示，下列有关判断正确的是
A．的摩尔生成焓
B．相同状况下，比稳定
C．依据上表所给数据，可求得的燃烧热
D．与充分反应，放出45.9 kJ的热量
7．（2023秋·湖北武汉·高二武汉市育才高级中学校联考期末）已知：。若生成键、键释放的能量分别为，则断裂键需要吸收的能量为
A．B．C．D．
8．（2022秋·陕西西安·高二长安一中校考期末）根据如图所示的N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化情况判断，下列说法正确的是

A．NO(g)分解为N2(g)和O2(g)的反应是放热反应
B．2 ml O原子结合生成O2(g)时需要吸收498 kJ能量
C．1 ml NO(g)分子中的化学键断裂时需要吸收1264 kJ能量
D．2 ml N(g)和2 ml O(g)的总能量为1444 kJ
9．（2023春·浙江宁波·高二余姚中学校考期中）氢卤酸的能量关系如图所示下列说法正确的是
A．已知HF气体溶于水放热，则
B．相同条件下，的比的小
C．，
D．相同条件下，的比HI的大
10．（2023春·江苏盐城·高二盐城市第一中学校联考期中）长征二号F遥十二运载火箭发动机发生的反应为：。下列有关说法正确的是
A．偏二甲肼的结构简式为(CH3)2N＝NH2
B．N2O4在反应中做还原剂
C．该反应的△H<0、△S<0
D．用E总表示键能之和，该反应的 E总(反应物)< E总(生成物)
二、实验题
11．（2022秋·陕西西安·高二长安一中校考期末）用0.5ml·L-1的盐酸与0.55ml·L-1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所放出的热量可计算中和热。请回答下列问题：

(1)从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃仪器是___________，如不改正，求得的中和热会___________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(2)实验时取用相同体积的盐酸和NaOH溶液进行反应，NaOH溶液浓度稍大于盐酸的浓度，原因是___________。
(3)取50 mL NaOH溶液和50mL盐酸溶液进行实验，实验数据如下表。
①由上述实验数据可得，温度差的平均值为___________℃
②近似认为0.55 ml·L-1 NaOH溶液和0.50 ml·L-1盐酸溶液的密度都是1 g/cm3，中和后生成溶液的比热容c=4.18 J/(g·℃)，则中和热ΔH=___________kJ·ml-1(取小数点后一位)。
(4)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钡溶液、稀氨水分别和0.5 L 1 ml·L−1的稀硫酸恰好完全反应，其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为___________。
12．（2022秋·四川资阳·高二四川省资阳中学校考期末）I．完成下列问题。
(1)的盐酸与的溶液在如下图所示的装置中进行中和反应。烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是___________。大烧杯上如不盖硬纸板，则求得的中和热数值___________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。

(2)向的溶液中分别加入稍过量的稀醋酸、稀盐酸、浓硫酸，则完全反应时的放出热量从大到小的排序是___________。
(3)已知；。现有下列反应
①；
②；
③；
④；
⑤
其中反应热符合的是___________(写序号)
Ⅱ．以为催化剂的光热化学循环分解(生成一氧化碳和氧气)反应为温室气体减排提供了一个新途径，该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示。

(4)上述过程中，能量的变化形式是由___________转化为___________，上述过程的的热化学方程式为___________。
放热反应
吸热反应
①燃烧反应。如C、CO、C2H5OH等的燃烧。
②酸碱中和反应。如2KOH+H2SO4＝K2SO4+2H2O
③活泼金属与水或酸的反应。如2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
④多数化合反应。如Na2O+H2O＝2NaOH，SO3+H2O=H2SO4
⑤物质的缓慢氧化。
⑥自发进行的氧化还原反应。
⑦铝热反应
①多数分解反应，如CaCO3CaO+CO2↑
②铵盐与碱的反应，
如：2NH4Cl（s）+Ba(OH)2·8H2O （s）＝BaCl2+2NH3 ↑+10H2O
③C(s)+H2O(g)CO+H2
④CO2+C2CO
吸热反应
放热反应
能量角度（宏观）
图示
变化
E（反应物）E（反应物）>E（生成物）
化学键角度（微观）
断键吸收的总能量大于成键释放的总能量
断键吸收的总能量小于成键释放的总能量
实验
溶液温度/K
反应热/J
T1
T2
NaOH溶液与盐酸反应
290.5
297.4
KOH溶液与盐酸反应
290.3
297.2
NaOH溶液与硝酸反应
290.6
290.5
温度
实验次数
起始温度T1/℃
终止温度T2/℃
HCl
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
29.1
2
25.9
25.9
25.9
29
3
27.0
27.4
27.2
31.7
4
26.4
26.2
26.3
29.5