第01讲反应热（含答案）【暑假自学课】2024年新高二化学暑假提升精品讲义（人教版2019）

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自然界的能量存在形式有很多种：势能、生物能、热能、太阳能、风能等。其中热量的释放或吸收是化学反应中能量变化的常见形式，如下表。
如何定量描述化学反应过程释放或吸收的热量？
课时1 反应热 焓变
一．反应热及其测定
1.体系与环境
2.反应热概念
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。
热量：指因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量。
3.反应热测定
通常可用量热计直接测定。
化学反应的实质和特征
化学反应为什么会产生反应热？
化学反应前后体系的的内能发生了变化。
二．反应热与焓变
1.内能
①内能是体系内物质的各种能量的总和。
②符号：U
③影响因素：温度、压强和物质的聚集状态。
2.焓与焓变
❶反应热与焓变的关系——等压条件下进行的化学反应，其反应热等于反应的焓变，因此常用ΔH表示反应热。
❷焓只有正值，而焓变的值可能带“＋”或“－”号，即ΔH＞或ΔH＜0。
❸化学反应有焓变，物质的溶解、物质的聚集状态变化、化学键的断裂或形成，电解质的电离等都有能量变化。如H2O(l)＝H2O(g) ΔH＝＋44 kJ·ml－1。
3.焓变(ΔH)与吸热反应和放热反应的关系
①放热反应：反应体系向环境释放能量，反应体系的焓减小，ΔH为负值，即ΔH＜0。
②吸热反应：反应体系从环境中吸收能量，反应体系的焓增大，ΔH为正值，即ΔH＞0。
4.从微观角度理解反应热的实质
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：
①图示：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表示反应物断裂化学键吸收的总热量，E2表示生成物形成化学键放出的总热量，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总(断键)－E总(成键)或ΔH＝E总(反应物)－E总(生成物)。
1．吸热反应和放热反应均为化学变化。
2．吸热反应和放热反应与反应条件没有必然联系，需要加热的反应也可能是放热反应。
3．一般来说，物质具有的能量越低，物质越稳定；物质内的总键能越大，物质越稳定。
4．加入催化剂可以使反应历程—能量曲线的“山峰”降低，改变了反应历程，但加入催化剂前后反应物和生成物的总能量差不变，即前后的“落差”不变，故加入催化剂不影响反应的ΔH，如图所示(图中b曲线表示加入催化剂后的能量变化)。
5．一般情况下，热化学方程式中不用“↑”、“↓”来表示气体和沉淀。
课时2 热化学方程式 燃烧热
一．热化学方程式
热化学方程式易错点
1．可逆反应的热效应
可逆反应中的“ΔH”表示的是完全反应时对应的焓变值。若按该反应的化学计量数投料进行反应，由于可逆反应不能进行彻底，那么吸收或放出的热量一定比该值小。
2．热化学方程式中的物质必须指明聚集状态。
3．ΔH的单位为kJ·ml－1。
4．“＝”上方不写反应条件，而写发生反应的环境状况如温度和压强。
二．燃烧热
燃烧热：①燃料1 ml；②完全燃烧；③生成指定产物。如：C元素→CO2(g)、H元素→H2O(l)、S元素→SO2(g)、N元素→N2(g)；④燃烧热的数值与化学计量数无关。
强化点 中和反应反应热的测定
考点一：反应热焓变
典例1（22-23高二上·天津蓟州·阶段练习）下列说法正确的是
A．在化学反应中发生物质变化的同时，一定发生能量变化
B．H>0表示放热反应，H0
【答案】A
【解析】A．任何化学变化，其过程均伴随着能量的变化，故A正确；
B．△H表示反应热，ΔH>0为吸热反应，ΔH0，则白磷所具有的能量高于红磷，因此红磷比白磷稳定，故B正确；
C．相同质量的同种物质固态的能量比液态低，所以相同质量的水和冰相比较，水的能量高，故C正确；
D．燃烧热指的是生成稳定的氧化物，应生成液态水，故D错误。
答案选D。
4．（23-24高一下·四川南充·期中）某实验小组学生用的盐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所放出的热量计算反应热。下列说法不正确的是
A．图中仪器A的名称为玻璃搅拌器
B．若用铜丝代替玻璃搅拌器，则测得的偏大
C．溶液应分多次缓慢加入盐酸溶液中
D．烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是防止热量损失，减少实验误差
【答案】C
【解析】A．仪器A的名称为玻璃搅拌器，故A正确；
B．铜丝传热快，若用铜丝做成环形搅拌棒，热量损失大，中和热偏小，但焓变△H为负值，所以测得的△H将偏大，故B正确；
C．溶液应一次性加入盐酸溶液中，以减少热量损失，故C错误；
D．测定中和热时，为减少热量损失，烧杯间填满碎泡沫塑料，以起到保温、隔热作用，即防止热量损失，减少实验误差，故D正确。
答案选C。
5．（23-24高一下·广东佛山·期中）化学反应A+B→C(△H>0)分两步进行：①A+B→X(△H0)。下列示意图中表示总反应过程中能量变化正确的图像是
A．B．
C．D．
【答案】A
【解析】
A．中，A+B→X，放出能量，X→C，吸收能量，且A+B→C，吸收能量，A正确；
B．中，A+B→X，吸收能量，B错误；
C．中，X→C，放出能量，且A+B→C，放出能量，C错误；
D．中，A+B→X，吸收能量，X→C，放出能量，且A+B→C，放出能量，D错误；
故答案选A。
6．（21-22高二上·北京海淀·期中）下列反应属于吸热反应的是
A．铝粉与铁的氧化物反应B．氯化铵与氢氧化钙的反应
C．盐酸与氢氧化钠溶液反应D．钠与冷水反应
【答案】B
【解析】A．铝粉与铁的氧化物发生铝热反应，属于放热反应，选项A不符合；
B．氯化铵与氢氧化钙共热反应生成氯化钙、氨气和水，属于吸热反应，选项B符合；
C．盐酸与氢氧化钠溶液反应为酸碱中和反应，属于放热反应，选项C符合；
D．钠与冷水反应生成氢氧化钠和氢气，属于放热反应，选项D不符合；
答案选B。
7．（23-24高二上·河北石家庄·阶段练习）下列根据事实书写的热化学方程式正确的是
【答案】D
【解析】A．二氧化硫与氧气的反应为可逆反应，不能完全转化，题中数据不能计算，A错误；
B．表示液态联氨()的燃烧热的热化学方程式中产物应为N2(g)和H2O(l)，B错误；
C．中和热：，C错误；
D．18g葡萄糖()的物质的量为0.1ml，热化学方程式正确，D正确；
故选D。
8．（23-24高二上·北京通州·阶段练习）已知：。下列说法正确的是
A．该反应过程的能量变化可用如图来表示
B．完全分解产生放出热量
C．
D．在相同条件下，与的能量总和大于的能量
【答案】D
【解析】A．该反应是放热反应，该反应过程的能量变化图中反应物能量应比生成物能量高，故A错误；
B．该反应为放热反应，在相同条件下完全分解产生放出热量吸收能量，故B错误；
C．转化成需要放热，故，故C错误；
D．该反应为放热反应，在相同条件下，1mlH2与1mlF2的能量总和大于2mlHF气体的能量，故D正确；
故答案为D。
9．（23-24高二下·江苏盐城·阶段练习）依据叙述，写出下列反应的热化学方程式。
(1)在25℃、101kPa下，1g甲醇（液态）燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为 。
(2)11.2 L(标准状况)H2在足量Cl2中燃烧生成HCl气体，放出91.5 kJ热量，其热化学方程式： 。
(3)已知1 ml C(石墨，s)与适量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)，吸收131.3 kJ热量，请写出该反应的热化学方程式： 。
【答案】(1)CH3OH(l)＋O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－725.76 kJ·ml－1
(2)H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g) ΔH＝－183 kJ·ml－1
(3)C(石墨，s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3 kJ·ml－1
【解析】（1）在25℃、101kPa下，1g甲醇(CH3OH)完全燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ，1ml甲醇的质量为32g，则1ml甲醇完全燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ×32=725.76kJ，因此甲醇燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H=－725.76kJ·ml-1；答案为CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H=－725.76kJ·ml-1。
（2）11.2L(标准状况)H2的物质的量，则1mlH2在足量Cl2中燃烧生成HCl气体，放出的热量为91.5kJ×2=183kJ，则热化学方程式为H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g) ΔH＝－183kJ·ml－1，答案为H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=－183kJ·ml－1。
（3）C(石墨)与适量H2O(g)反应生成CO和H2，吸收131.3kJ热量，因此该反应的热化学方程式为C(石墨，s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) H=+131.3kJ·ml－1，答案为C(石墨，s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) H=+131.3kJ·ml－1。
10．（23-24高二上·天津南开·阶段练习）写出下列反应的热化学方程式
(1)在中完全燃烧生成和液态水，放出的热量 ．
(2)在中完全燃烧生成和液态水，放出的热量 ．
(3)在时，足量在中完全燃烧生成液态水，放出的热量，的燃烧热 ，表示燃烧热的热化学方程式为 ．
【答案】(1)
(2)
(3)-285.8kJ/ml -285.8kJ/ml
【解析】（1）在中完全燃烧生成和液态水，放出的热量，该反应的热化学方程式为： 。
（2）的物质的量为=0.5ml，在O2中完全燃烧生成CO2和液态水，放出683.4kJ的热量，则反应的热化学方程式: 。
（3）在101kPa时，1ml纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，，叫做该物质的燃烧热，在时，足量在中完全燃烧生成液态水，该过程中消耗2ml放出的热量，则的燃烧热-/ml×=-285.8kJ/ml，表示燃烧热的热化学方程式为 -285.8kJ/ml。
11．（23-24高二上·福建福州·期中）完成下列问题
(1)20世纪30年代，Eyring和Pelzer在碰撞理论的基础上提出化学反应的过渡态理论：化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的，而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量过渡态，下图为是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图。在反应体系中加入正催化剂，E1和E2的变化是：E1 ，E2 (填“增大”、“减小”或“不变”)，对反应热是否有影响？ 。
(2)中和热是指酸跟碱发生中和反应生成lmlH2O所放出的热量。某学生想通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和热。将50mL0.5ml/L的盐酸与50mL0.55ml/L的NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。请回答下列问题：
①从实验装置看，烧杯间填满碎塑料泡沫的作用是 。
②大烧杯上如不盖硬纸板，则求得的中和热数值 (填“偏大”、“偏小”、“无影响”)
③实验中改用60mL 0.50ml/L的盐酸跟50mL 0.55ml/L的NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量 (填“相等”或“不相等”)，所求中和热的数值 (填“相等”或“不相等”)。
【答案】(1)减小 减小 无影响
(2)隔热，防止热量散失 偏小 不相等 相等
【解析】（1）在反应体系中加入催化剂，降低反应活化能，即E1和E2都减小；加入催化剂，改变反应的途径，降低反应所需的活化能，但反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应途径无关，所以E1和E2的差值不变，即对反应热无影响；
（2）①该实验需要测定反应体系的温度，即填满塑料泡沫作用是隔热，防止热量散失；
②大烧杯上如不盖硬纸板，会有热量散失，温度偏低，则求得的中和热数值偏小；
③改用60mL 0.50ml/L的盐酸跟50mL 0.55ml/L的NaOH溶液进行反应，与上述实验相比参加反应的酸碱物质的量增多，即放出的热量增多，所以所放出的热量不相等；但中和热是稀的强酸和强碱反应，生成1ml液态水放出的热量，即所求中和热的数值相等。
12．（23-24高二上·上海静安·期中）化学反应过程中既有物质变化，也有能量变化。中和反应是化学中的一种重要反应，酸、碱在互相交换成分的过程中，也产生了能量的变化。
(1)中和反应是放热反应，下列反应也属于放热反应的是_____
A．铝热反应B．与混合
C．碳酸氢钠分解D．冰融化为水
(2)中和热的理论数值为。
①请写出氢氧化钠和盐酸反应的热化学方程式： 。
②若用与等体积、等浓度的氢氧化钠溶液混合，放出的热量 (填“大于”、“小于”或“等于”，后同)。若用稀与等体积、等浓度的溶液混合，放出的热量 。
(3)将盐酸和未知浓度的溶液混合均匀后测量并记录溶液的温度，实验结果如图所示，实验中始终保持。下列叙述正确的是_____
A．做该实验时环境温度低于
B．时，盐酸和氢氧化钠溶液恰好完全反应
C．溶液的浓度约为
D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应。
【答案】(1)A
(2)NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H= 小于 大于
(3)AB
(4)偏大 相等 相等 B
【解析】（1）铝热反应是放热反应，与混合、碳酸氢钠分解都是吸热反应，冰融化为水不是化学反应，故选A。
（2）①中和热的理论数值为，则氢氧化钠和盐酸反应的热化学方程式为NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H=；
②是弱酸，电离过程中吸热，则若用与等体积、等浓度的氢氧化钠溶液混合，放出的热量小于，和氢氧化钡溶液反应过程中有沉淀生成，额外放热，则用稀与等体积、等浓度的溶液混合，放出的热量大于。
（3）A．22℃时加入了一定体积的NaOH溶液，已反应后达到的温度，说明实验温度低于22℃，故A正确；
B．当盐酸和氢氧化钠溶液恰好完全反应时，放出的热量最多，则时，盐酸和氢氧化钠溶液恰好完全反应，故B正确；
C．恰好反应时参加反应的盐酸溶液的体积是30 mL，由 mL可知，消耗的氢氧化钠溶液的质量为20 mL，根据盐酸与氢氧化钠以1：1反应可知，c(NaOH)＝ ml/L =1.5ml/L，故C错误；
D．该实验表明酸碱中和生成水是放热反应，但不能说明有水生成的反应都是放热反应，如碳酸氢钠的分解是吸热反应，故D错误；
故选AB。
模块一 思维导图串知识
模块二 基础知识全梳理
模块三 重点难点必掌握
模块四 核心考点精准练
模块五 小试牛刀过关测
1.了解反应热及其测定，掌握中和反应反应热的测定方法；能根据实验中测定并记录的数据计算反应热。
2.能从宏观和微观两个角度构建模型，了解反应热与焓变的含义，能够进行反应热的简单计算。
3.认识热化学方程式，了解热化学方程式表示的意义。
4.理解热化学方程式书写规则，能用热化学方程式表示反应中的能量变化。
5.认识燃烧热，能正确书写关于燃烧热的热化学方程式。
钠与水反应
H2在Cl2中燃烧
氯化铵与氢氧化钡反应
煅烧石灰石
反应放热
反应放热
反应吸热
反应吸热
以盐酸与NaOH溶液的反应为例
体系
体系是与周围其他部分区分开来的根据需要所研究的对象。
如将试管中的盐酸、NaOH溶液及发生的反应等看作一个反应体系，简称体系(系统)
环境
环境是与体系相互影响的其他部分。
如盛有溶液的试管和溶液之外的空气等看作环境。
关联
体系与环境之间存在物质交换或能量交换。
化学键
反应中能量变化
断裂或形成1 ml化学键的能量变化
断裂或形成化学键的总能量变化
H—H
吸收436 kJ
共吸收679 kJ
Cl—Cl
吸收243 kJ
H—Cl
放出431 kJ
共放出862 kJ
结论
H2(g)＋Cl2(g)＝2HCl(g)的反应热ΔH＝－183 kJ·ml－1
概念
表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式
意义
不仅表示化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化
热化学方程式的书写方法
（1）写出相应的化学方程式。
热化学方程式中各物质化学式前的化学计量数只表示其物质的量，可以是整数或分数。
（2）标注反应的温度和压强。没有特殊说明是指25 ℃、101 kPa。
不用标明反应条件(如“加热”“高温”“催化剂”等)。
（3）标注各物质聚集状态。
在物质后面用括号标注各物质的聚集状态：气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，溶液用“aq”。
（4）标注ΔH的正负。
化学方程式后面空一格标注ΔH，若为放热反应，ΔH为“－”；若为吸热反应，ΔH为“＋”。
（5）计算ΔH的数值。
根据化学方程式中的化学计量数计算写出ΔH的数值。ΔH单位是kJ·ml－1
说明
ΔH的单位中“ml－1”的含义：
对一个化学反应，ΔH的单位中“ml－1”不是指每摩尔具体物质，而是指“每摩尔反应”。因此ΔH必须与化学方程式一一对应。
概念
在101 kPa时，1 ml纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量。
单位
kJ·ml－1或kJ/ml
意义
甲烷的燃烧热为890.3 kJ·ml－1，或ΔH＝－890.3 kJ·ml－1，它表示25 ℃、101 kPa时，1 ml甲烷完全燃烧生成1 ml CO2(g)和2 ml H2O(l)时放出890.3 kJ的热量。
书写
书写表示燃烧热的热化学方程式时，以燃烧1 ml可燃物为标准来配平其余物质的化学计量数，同时可燃物要完全燃烧且生成指定产物。例如：H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)＝H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·ml－1
反应热
燃烧热
能量的变化
放热或吸热
放热
ΔH的大小
放热时，ΔH＜0；吸热时，ΔH＞0
ΔH＜0
反应物的量
不限
1 ml纯物质
生成物
无要求
指定产物
热化学方程式
有无数个
唯一
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。
计算公式：Q＝cmΔt
实验装置
各部分仪器的作用
a．玻璃搅拌器的作用是使反应物混合均匀充分接触。
b．隔热层的作用是减少热量的散失。
c．温度计的作用是测定反应前后反应体系的温度。
实验步骤
①反应物温度测量(t1)
测量混合前50 mL 0.50 ml·L－1盐酸、50 mL 0.55 ml·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反应后体系温度测量(t2)
将酸碱溶液迅速混合，用玻璃搅拌器轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记录为终止温度t2
③重复实验操作两次
记录每次的实验数据，取其平均值作为计算依据
说明：❶为了保证盐酸完全被中和，采用稍过量的NaOH溶液；❷测量完盐酸的温度后，温度计应冲洗干净并擦干；❸酸碱溶液一次迅速混合。
实验数据处理
实验次数
反应物的温度/℃
反应前体系温度
反应后体系温度
温度差
盐酸
NaOH溶液
t1/℃
t2/℃
(t1－t2)/℃
1
25.0
25.2
25.1
28.5
3.4
2
24.9
25.1
25.0
28.3
3.3
3
25.6
25.4
25.5
29.0
3.5
设溶液的密度均为1 g·cm－3，中和后溶液的比热容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)＝4.18 J·g－1·℃－1×(50 g＋50 g)× EQ \f(3.4＋3.3＋3.5,2)℃≈1 421 J≈1.42 kJ。
那么生成1 ml H2O放出的热量为 EQ \f(Q,m(H2O))＝ EQ \f(1.42 kJ,0.025 ml)＝56.8 kJ。
实验结论
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。
提高中和反应反应热的测定准确度的措施
原理方面
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。
测定实验中若用弱酸或弱碱，因其电离吸热使测定数值偏小；若用浓酸或浓碱，因其溶解放热使测定数值偏大。
为保证盐酸被完全中和，碱的浓度应稍大。
操作方面
酸碱溶液混合要迅速，防止热量散失。
在测量反应混合液的温度时，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
不可将温度计当搅拌器使用；玻璃搅拌器应上下移动。
应使用玻璃搅拌器，不能用金属质搅拌器代替。
选项
事实
热化学方程式
A
400℃、催化剂作用下，和充分反应放热48kJ
B
液态联氨()的燃烧热为
C
HF溶液和NaOH溶液反应的中和热
D
101kPa，18g葡萄糖()固体完全燃烧生成气体和液态水放热280kJ