高中人教版 (新课标)第一章 化学反应与能量第一节 化学反应与能量变化课后测评

这是一份高中人教版 (新课标)第一章 化学反应与能量第一节 化学反应与能量变化课后测评，共23页。试卷主要包含了焓变和反应热，热化学方程式，中和热的实验测定等内容，欢迎下载使用。
第一章 化学反应与能量
化学反应与能量的变化
一、焓变和反应热
1．焓与焓变:
2．反应热和焓变的关系:

反应热
焓变
含义
化学反应中吸收或放出的热量
化学反应中生成物所具有的焓与
反应物所具有的焓之差
二者的
相互联系
ΔH是化学反应在恒压下（即敞口容器中进行的化学反应）且不与外界进行电能、
光能等其他能量的转化时的反应热，即恒压条件下进行的反应的反应热等于焓变ΔH。
3．放热反应和吸热反应:

放热反应
吸热反应
定义
释放热量的化学反应
吸收热量的化学反应
形成原因
反应物的总能量 生成物的总能量
反应物的总能量 生成物的总能量
与化学键
的关系
反应物断键时吸收的总能量 生成物成键时释放的总能量
反应物断键时吸收的总能量 生成物成键时释放的总能量
图示


常见反应
①所有的燃烧与缓慢氧化反应；
②酸碱中和反应；③金属与酸或水的反应；
④大多数化合反应；
⑤原电池反应；
⑥铝热反应。
①大多数分解反应；
②以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应；③铵盐和碱的反应，如:
Ba(OH)2·8H2O＋NH4Cl＝BaCl2＋2NH3↑＋10H2O。
实例
C(s)＋O2(g)＝CO2(g) ΔH＝－437.3kJ·mol－1
CO2(g)＋C(s)＝2CO(g) ΔH＝＋172.46kJ·mol－1
关系
①ΔH＝ （反应物的健能总和－生成物的健能总和）＝ ；
②物质具有的能量越低，该物质越 ，断开其中的化学键需要的能量越 。

二、热化学方程式
1．定义:把一个化学反应中物质的量和反应热的关系同时表示出来的化学方程式。
2．书写规则:
（1）化学方程的右边必须写上ΔH，并用“空格”隔开；ΔH吸热用“＋”，放热用“－”；单位是kJ/mol或J/mol。
（2）需注明反应的温度和压强，如不注明条件，即25℃、1.01×105Pa。
（3）物质后需标聚集状态:固体s、液体l、气体g、溶液aq。
（4）化学计量数可以是整数也可以是分数。
（5）化学计量数只表示物质的量，不表示微粒个数。
（6）热化学方程式中不用“↑” 和“↓”， 若涉及同素异形体，要注明同素异形体的名称。
（7）书写热化学方程式的“五步”:

（8）热化学方程式与化学方程式的比较:

化学方程式
热化学方程式
化学计量数
整数，可表示个数或物质的量
整数或分数，只表示物质的量
状态
不要求注明
必须在化学式后注明
ΔH正负号及单位
无
必须注明
意义
只表示物质变化
不仅表示物质变化，也表示能量变化

3．ΔH大小的比较注意:包括所含的‘+’‘-’
（1）注意不同反映的反应物和生成物的状态是否相同；
（2）注意不同热化学方程式中化学计量数不同对ΔH的影响；
（3）注意吸热反应的ΔH肯定比放热反应的ΔH大；
（4）注意物质存在的状态：E(g)>E(l)>E(s)；
（5）注意同素异性：石墨比金刚石稳定，所以石墨的能量低于金刚石。
4.ΔH大小的计算：
（1）根据热化学方程式进行计算：焓变与反应物各物质的物质的量成正比；
（2）根据反应物和生成物的总焓计算：ΔH=H（反应产物）－H（反应物）——宏观；
（3）依据反应物化学键断裂与生成物化学键形成过程中的能量变化计算：ΔH=E吸收－E放出——微观；
（4）根据比热公式求算：Q=－c·m·ΔT。 
三、中和热的实验测定
1．定义:在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成1mol H2O(l)时的反应热。
2．实验装置:

3．反应原理:H＋(aq)＋OH－(aq)＝H2O(l)；ΔH＝－57.3kJ/mol。
4．测量步骤:
（1）初始温度(t1)的测量:
用一量筒量取50mL 0.50 mol·L－1盐酸，倒入小烧杯中并测量其温度；用另一量筒量取50mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液并测量其温度，取两温度平均值为t1。
（2）终止温度(t2)的测量:
把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯中，盖好盖板。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度t2。
（3）重复实验操作三次，记录每次的实验数据，取其平均值作为计算依据。
5．数据处理:
ΔH＝－kJ/mol，其中c＝4.18J/(g·℃) ΔH＝－0.418（t2－t1）/0.025kJ·mol－1。
6．注意事项:
（1）大小烧杯放置时，要使两杯口相平，盖板把杯口盖严，填满碎纸条:减少实验过程中热量损失。
（2）不能用铜丝、铁丝等代替玻璃搅拌棒：因为金属易导热，造成能量损失。
（3）若使用同一支温度计先后测量酸、碱及混合液的温度时，温度计上的酸要用水冲洗干净；若不冲洗，温度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失（ΔH偏 ）；
冲洗后的溶液不能倒入小烧杯，若倒入，会使总溶液的质量增加，升温偏低（ΔH偏 ）。
（4）酸、碱混合时，要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入，若动作迟缓，将会使热量损失而使误差增大（ΔH偏 ）。
（5）为了保证0.50mol/L的盐酸完全被NaOH中和，采用0.55mol/L NaOH溶液，使碱稍稍过量。
（6）读取混合溶液的温度时要记录最高温度而不是稳定不变后的温度。
（7）中和热是酸与碱发生中和反应生成1mol H2O时放出的热量，其数值与反应物的量的多少无关。
7．误差分析:
（1）装置方面:隔热保温效果不好，致使实验过程中热量损失而导致误差。
（2）操作方面:
①实验过程中有液体洒在外面；
②混合酸、碱溶液时，动作缓慢；
③测了酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的温度，致使热量损失而引起误差。
（3）读数方面:
①量取酸时仰视:量取的酸多了，放热偏多，ΔH －57.3kJ/mol；
②量取碱时仰视:溶液质量增多，升温慢，ΔH －57.3kJ/mol。
（4）酸碱类型:
①若用弱酸（或弱碱）代替强酸(或强碱)，因弱酸(或弱碱)电离出H＋（或OH－）需要吸收热量，故测定的中和热的数值小于57.3，ΔH －57.3kJ/mol。
②若用浓硫酸与强碱反应，因浓硫酸稀释要放热，故测定的反应热的数值大于57.3，则ΔH －57.3kJ/mol；
③若强酸与强碱反应生成难溶性盐，因其生成沉淀放热，故ΔH －57.3kJ/mol。

练习题
1．下列反应中能量变化与其他不同的是（ ）

A．铝热反应 B．燃料燃烧
C．酸碱中和反应 D．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl固体混合
2．根据如图提供的信息，下列所得结论不正确的是（ ）

A．该反应是吸热反应
B．该反应一定需要加热才能发生
C．该反应可能是碳酸钙的分解反应
D．该反应不可能是铝与氧化铁的反应
3．在氢气与氧气的反应中，破坏1mol H2中的化学键消耗的能量为A，破坏1mol O2中的化学键消耗的能量为B，形成1mol H2O中的化学键释放的能量为C。则下列关系正确的是（ ）
A．A＋B>C B．A＋BΔH2
②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)　ΔH3；  H2(g)＋O2(g)=H2O(l)　ΔH4； ΔH3>ΔH4
③t℃时，在一定条件下(起始的体积和压强相同)，将1 mol SO2和1 mol O2分别置于恒容和恒压的两个密闭容器中，达到平衡状态时放出的热量分别为Q1、Q2； Q1>Q2
④CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)　 ΔH5；  CaO(s)＋H2O(l)=Ca(OH)2(s)　 ΔH6 ；ΔH5>ΔH6
A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
13．下列有关中和热的说法正确的是（ ）
A．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，至少需测定温度4次
C．环形玻璃搅拌棒的材料若用铜代替，则测量出的中和热数值偏小
D．若稀酸溶液中H＋与稀碱溶液中OH－的物质的量相等，则所测中和热数值更准确
14．下列说法正确的是 (　　)
A．中和热一定是强酸跟强碱反应放出的热量
B．1 mol酸与1 mol碱完全反应放出的热量是中和热
C．在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O(l)时的反应热叫做中和热
D．测定中和热时可用稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液
15．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·L－1 NaOH溶液分别与0.5 mol·L－1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、滴定管、温度计
16. 已知强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热化学方程式为H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，又知电解质的电离是吸热过程。向1 L 0.5 mol·L－1的NaOH溶液中加入下列物质：①稀醋酸；②浓硫酸；③稀硝酸，恰好完全反应。其焓变ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系是 (　　)
A．ΔH1>ΔH2>ΔH3 B．ΔH1ΔH3>ΔH2
17.在进行中和热的测定中，下列操作错误的是 (　　)
A．反应前酸、碱溶液的温度要相同 B．测量溶液的温度计要一直插在溶液中
C．为了使反应均匀进行，可以向酸(碱)中分次加入碱(酸) D．为了使反应更完全，可以使酸或碱适当过量
18． 中和热是在稀溶液中，强酸、强碱发生中和反应生成1 mol液态水时放出的热量，中和热为57.3 kJ·mol－1。下列热化学方程式中正确的是 (　　)
A．HNO3(aq)＋KOH(aq)===H2O(l)＋KNO3(aq)　ΔH>－57.3 kJ·mol－1
B．HNO3(aq)＋NH3·H2O(aq)===H2O(l)＋NH4NO3(aq)　ΔHd>0      C．2a＝b＜0     D．2c＝d>0   
25．肼（H2N－NH2）是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示，已知断裂1mol化学键所需的能量（KJ）:N＝N为942、O＝O为500、N一N 为154，则断裂1mol N一H键所需的能量（kJ）是（ ）

A．194 B．391 C．516 D．658
26．将V1 mL 1.00mol·L－1 盐酸和V2 mL未知浓度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V1＋V2＝50mL）。下列叙述中，正确的是（ ）
A．做实验时环境温度为22℃
B．NaOH溶液的浓度约是1.00mol·L－1
C．该实验表明化学能可以转化为热能
D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应
二、填空题
27.依据事实写出下列反应的热化学方程式。
(1)1 mol C2H5OH(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出1 366.8 kJ热量：________________________________。
(2)1 mol C(石墨，s)与适量H2O(g)完全反应生成CO(g)和H2(g)，吸收131.3 kJ热量：__________________________。
(3)1.7 g NH3(g)发生催化氧化反应生成气态产物，放出22. 67 kJ的热量：_____________________________________。
(4)2.3 g某液态有机物和一定量的氧气混合点燃，恰好完全燃烧，生成2.7 g液态水和2.24 L CO2(标准状况)并放出68.35 kJ的热量：______________________________________________________________________
(4)已知4 g硫粉完全燃烧放出37 kJ热量; 。
(5)发射火箭时肼(N2H4)为燃料，二氧化氮作氧化剂，两者反应生成氮气和气态水。已知4 g N2H4(g)在上述反应中放出
71 kJ的热量，写出热化学方程式： 。
28.．中和热的测定是高中重要的定量实验。取0.55mol/L的NaOH溶液50mL与0.25mol/L的硫酸50mL置于图所示的装置中进行中和热的测定实验，回答下列问题:
（1）从上图实验装置看，其中尚缺少的一种玻璃用品是 ，除此之外，装置中的一个明显错误是      。
（2）为保证该实验成功该同学采取了许多措施，如图的碎纸条的作用是          。
（3）环形玻璃搅拌棒能否用环形铁质搅拌棒代替？______（填“能”或“不能”），其原因是 。
（4）若改用60mL 0.25mol·L－1 H2SO4和50mL 0.55mol·L－1NaOH溶液进行反应与上述实验相比，所放出的热量  （填“相等”、“不相等”），若实验操作均正确，则所求中和热   。（填“相等”或“不相等”）
（5）倒入NaOH溶液的正确操作是________。
A．沿玻璃棒缓慢倒入　    B．分三次少量倒入     C．一次迅速倒入
（6）使硫酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是________。
A．用温度计小心搅拌 B．揭开硬纸片用玻璃棒搅拌
C．轻轻地振荡烧杯 D．用套在温度计上的环形玻璃棒轻轻地搅动
（7）①请填写下表中的空白:
温度
实验次数
起始温度t1℃
终止温度t2/℃
温度差平均值
(t2－t1)/℃
H2SO4
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
29.5

2
27.0
27.4
27.2
32.3
3
25.9
25.9
25.9
29.2
4
26.4
26.2
26.3
29.8
②近似认为0.55mol/L NaOH溶液和0.25mol/L硫酸溶液的密度都是1g/cm3，中和后生成溶液的比热容c＝4.18J/(g·℃)。则中和热ΔH＝ 。（取小数点后一位）
③若某同学利用上述装置做实验，有些操作不规范，造成测得的结果的数值偏低，请你分析结果偏低的原因可能是_________。（填字母代号）
a． 测量盐酸的温度后，温度计没有用水冲洗干净 b．把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓
c．做本实验的当天室温较高 d．将50mL 0.55mol·L－1的氢氧化钠溶液取成了50mL 0.55mol·L－1的氨水
e．在量取盐酸时仰视读数； f．大烧杯的盖板中间小孔太大。

燃烧热、化学反应热的计算
一、 燃烧热和中和热
1． 定义:

燃烧热
中和热
定义
在101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量
在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应，生成1mol H2O时放出的热量
ΔH
都属于反应热，ΔH114.6 B．a＜57.3 C．b>57.3 D．2a＝2b＝c
11．一些烷烃的燃烧热如下表，下列表达正确的是（ ）
化合物
燃烧热/(kJ·mol－1)
化合物
燃烧热/(kJ·mol－1)
甲烷
891.0
正丁烷
2 878.0
乙烷
1 560.8
异丁烷
2 869.6
丙烷
2 221.5
2－甲基丁烷
3 531.3
A．正戊烷的燃烧热大于3 531.3kJ·mol－1
B．稳定性:正丁烷>异丁烷
C．乙烷燃烧的热化学方程式为2C2H6(g)＋7O2(g)＝4CO2(g)＋6H2O(g) ΔH＝－1 560.8kJ·mol－1
D．相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越多
12．相同质量的氢气、一氧化碳、乙醇、甲烷完全燃烧时，放出热量最少的是（ ）（已知燃烧热分别为285.8kJ·mol－1、283.0kJ·mol－1、1 366.8kJ·mol－1、890.3kJ·mol－1）
A．H2(g) B．CO(g) C．C2H5OH(l) D．CH4(g)
13．在25 ℃、101 kPa时，H2在1.00 mol O2中完全燃烧生成2.00 mol H2O(l)放出571.6 kJ的热量。
(1)H2的燃烧热为 ，表示H2燃烧热的热化学方程式为 。
(2)若1 g水蒸气转化为液态水放热2.444 kJ，则4 g氢气完全燃烧生成气态水时，放出的热量为 。
14.已知下列两个热化学方程式：
H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.0 kJ·mol－1
C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－2 220.0 kJ·mol－1
(1)实验测得H2和C3H8的混合气体共5 mol，完全燃烧生成液态水时放热6 262.5 kJ，则混合气体中H2和C3H8的体积比为 。
(2)已知H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1，写出丙烷燃烧生成CO2和气态水的热化学方程式：
。

二、盖斯定律
1．内容:不论化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热相同，反应的热效应只与始态、终态有关，与途径无关（加入催化剂不会改变焓变）。
2．能量守恒定律:

从S→L，ΔH10，体系吸热。结论:ΔH1＋ΔH2＝0
3．意义:利用盖斯定律，可以间接计算难以直接测定的反应热。
4．影响反应热大小的因素:
（1）反应物的物质的量:反应热与反应物物质的量成正比。
（2）反应物与生成物的聚集状态:同一物质的能量高低为:E(s)△H2；△H3>△H4 B．△H1>△H2；△H3