第01讲 反应热　焓变（含答案）【暑假弯道超车】2024年新高二化学暑假讲义+习题（人教版2019选择性必修1）

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1.科学探究：理解反应热测定的原理和方法，会分析产生误差的原因，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应中能量变化的本质，正确认识和判断放热反应和吸热反应。
3.变化观念与平衡思想：能辨识化学反应中的能量转化形式，形成能量可以相互转化的观念，正确理解反应热和焓变的概念。
一、反应热及其测定
1.体系与环境
以研究盐酸与NaOH溶液的反应为例，我们将试管中的盐酸、NaOH溶液及发生的反应等看作一个
反应体系(又称系统)，盛溶液的试管和溶液之外的空气等看作环境。
2．反应热
因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量是热量。
在等温条件下，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，简称反应热。
3．实验探究——中和反应反应热的测定
(1)测定原理
环境温度不变时，根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应热。Q＝cmΔt。
(2)实验装置
(3)实验步骤及注意事项
①反应前体系的温度：分别测量盐酸与NaOH溶液的温度。
②反应后体系的温度：迅速混合并搅拌记录最高温度。
③重复操作两次，取温度差的平均值作为计算依据。
(4)数据处理
某小组用50 mL 0.5 ml·L－1的盐酸与50 mL 0.55 ml·L－1的NaOH溶液进行实验。
设溶液的密度均为1 g·cm－3，反应后溶液的比热容c＝4.18 J·g－1·℃－1，则反应放出的热量
Q＝cmΔt＝c·[m盐酸＋mNaOH溶液]·(t2－t1)≈1.42 kJ，
那么生成1 ml H2O放出的热量为eq \f(Q,nH2O)＝eq \f(1.42 kJ,0.025)＝56.8 kJ。
【特别提醒】大量实验测得，在25 ℃和101 kPa下，强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1 ml H2O时，放出57.3 kJ的热量。
二、反应热与焓变
1．化学反应的实质和特征
2．宏观角度认识反应热
(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。
(2)焓与焓变
等压条件下进行的化学反应，其反应热等于反应的焓变。
(3)ΔH与吸热反应和放热反应
①放热反应：体系向环境释放能量，反应体系的焓减小，ΔH为负值，即ΔH0。
3．微观角度理解反应热
(1)以H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)反应的能量变化为例说明，如图所示：
由图可知：
化学反应过程中形成化学键、断裂化学键能量变化可用如图表示：
其中，E1可看作反应物断裂化学键吸收的总能量，E2可看作生成物形成化学键放出的总能量，E1与E2的差值表示反应热。上述反应过程表示该反应为放热反应。
(2)焓变计算公式：ΔH＝E(反应物的总键能)－E(生成物的总键能)
(3)常见的吸热反应和放热反应
①常见的吸热反应：大多数的分解反应，碳和二氧化碳、碳和水的反应，Ba(OH)2·8H2O与铵盐的反应等。
②常见的放热反应：中和反应、金属与酸(或水)的反应、燃烧反应及缓慢氧化、化合反应(大多数)、铝热反应等。
考点01 中和反应反应热及其测定
【例1】已知：25℃、时，。分别使用3组稀溶液来测定中和反应的反应热，下列说法正确的是
A．
B．生成的水越多，中和反应的反应热越小
C．酸碱混合要迅速，否则热量容易散失
D．实验中的玻璃搅拌器可换成铁制搅拌器
【答案】C
【解析】A．①中硫酸和氢氧化钠反应的热量为中和热，②中硫酸和氨水反应放出的热量小于中和热，因为氨水是弱碱，电离要吸热，③中硫酸和氢氧化钡反应因生成了硫酸钡沉淀，使其放出的热量大于中和热，因此其焓变大小应为b>a>c，A错误；
B．中和热指的是强酸强碱的稀溶液完全反应生成1ml水所放出的热量，B错误；
C．测定中和热时，酸碱混合要迅速，否则热量容易散失，造成测定结果不准确，C正确；
D．铁制搅拌器导热，会使热量散失快，实验中的玻璃搅拌器不可换成铁制搅拌器，D错误；
答案选C。
【变式1-1】用简易量热计测定盐酸与氢氧化钠溶液反应的反应热的实验中，将NaOH溶液倒入盐酸溶液中的正确操作是
A．沿玻璃棒缓慢倒入B．分三次倒入
C．一次迅速倒入D．一边搅拌一边滴入
【答案】C
【解析】在用简易量热计测定盐酸与氢氧化钠溶液反应的反应热的实验中，为减少实验过程中的热量散失，应将氢氧化钠溶液一次迅速倒入盐酸溶液中，故选C。
【变式1-2】某实验小组学生用的稀硝酸与的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放出的热量可计算中和反应的反应热。下列说法不正确
A．图中实验装置缺少玻璃搅拌器
B．若用铜丝做成搅拌器，求得的反应热偏大
C．把稀硝酸体积改为，所求中和反应的反应热改变
D．烧杯间填满碎纸条的作用是减少实验过程中的热量损失，减小实验误差
【答案】C
【解析】A．中和实验需要用玻璃搅拌棒搅拌使反应充分，图中实验装置缺少玻璃搅拌棒，A正确；
B．若用铜丝做成环形搅拌棒，因金属导热，实验过程中的热量损失，测得的反应热偏大，B正确；
C．中和热与所用酸和碱的体积无关，把稀硝酸体积改为60mL，中和热不变，C错误；
D．烧杯间填满碎纸条起保温作用，减少实验过程中的热量损失，减小实验误差，D正确；
故选C。
考点02 焓变和反应热概念的理解
【例2】反应热ΔH的单位是
A．kJ·ml−1B．kJC．kJ·mlD．ml−1
【答案】A
【解析】研究表明在等压条件下进行的化学反应，其反应热等于反应的焓变，用符号ΔH表示，ΔH的常用单位是kJ·ml−1，故选A。
【变式1-1】下列说法正确的是
A．反应焓变是指1ml物质参加反应时的能量变化
B．1ml液态水与18g冰的内能是相等的
C．在加热条件下发生的反应均为吸热反应
D．一个化学反应中，当反应物能量大于反应产物能量时，反应放热，ΔH为“-”
【答案】D
【解析】A．焓变是反应物和生成物焓的差值，不一定是1ml物质参加反应时的能量变化，A错误；
B．等量的同一物质，液态时内能高于固态，B错误；
C．有些放热反应也需要加热引发才能发生反应，加热条件下的反应不一定是吸热反应，C错误；
D．焓变=生成物总焓-反应物总焓，依据反应前后能量守恒，反应物能量高于生成物，反应放热，ΔH