人教版（2019）高中化学选择性必修第一册 第一章《化学反应的热效应》单元知识清单（解析版）

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第01章 化学反应的热效应【一、反应热、焓变】】考点过关 一、化学反应与能量变化1．在化学反应过程中，不仅有物质的变化，还伴随着能量的变化，并遵循_______守恒和_______守恒。2．化学反应中的能量转化形式：化学能转化为热能、光能、电能等，但主要表现为热能的变化。【答案】质量 能量3、常见的放热反应与吸热反应 思考与交流：①所有分解反应都是吸热反应吗？②需要加热才能发生的反应一定是吸热反应吗？【答案】不是。如：H2O2的分解、KClO3的分解，属于放热反应。要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，比如铝热反应为放热反应。（反应的吸放热与是否需要加热无关）二、焓变 反应热1．反应热：一定温度下，化学反应体系向环境_______或从环境_______的_______，称为化学反应的热效应，简称反应热。【答案】释放 吸收 热量2．焓：焓是与内能有关的物理量，用来描述物质所具有的______，符号为______。3．焓变：生成物的焓值与反应物的焓值之差，用______表示。（1）反应热与焓变的关系：反应热在等压条件下等于焓变，用ΔH表示，单位为__________。（2）意义：当反应体系放热时其焓减小，ΔH为________，即ΔH_______。当反应体系吸热时其焓减小，ΔH为________，即ΔH_______。【答案】2. 能量 H 3. ΔH （1）kJ·mol-1 （2）负值 ＜0 正值 ＞0（4）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_________的总热量，E2表示_________形成化学键_________的总热量，E1与E2的差值表示_________。上述反应过程表示该反应为_________反应。【答案】吸收 生成物 放出 反应热 放热 三、从反应物与生成物总能量相对大小分析焓变1．放热反应（ΔH＜0）：反应物的总能量大于生成物的总能量。2．吸热反应（ΔH＞0）：反应物的总能量小于生成物的总能量。 3．计算公式：ΔH = ___________________________【答案】生成物的总能量－反应物的总能量四、从反应物与生成物总键能相对大小分析焓变1．化学反应的本质是 。2．断键需要 能量，成键需要 能量。【答案】旧化学键的断裂和新化学键的形成； 吸收 放出3．键能：断开（形成）1 mol某键所吸收（放出）的能量叫键能。单位：kJ/mol。例如，H-H键的键能是436.0 kJ/mol，那么断开（形成）1 mol H-H键吸收（放出）的能量为436.0 kJ。4．实例分析由图可知，1 mol H2与1 mol Cl2反应生成2 mol HCl分子的过程中， kJ的能量。【答案】释放；183。5．计算公式：ΔH = ___________________________【答案】反应物总键能－生成物总键能 补充说明物质的稳定性：1. 能量越低越稳定。2. 键能越大越稳定。【二、热化学方程式】】考点过关一、热化学方程式的概念及意义1．概念：表示参加反应的____________和____________的关系的化学方程式，叫做热化学方程式。2．意义：热化学方程式不仅表明了化学反应中的________变化，也表明了化学反应中的______变化。3．实例：2H2(g) + O2(g) ==== 2H2O(g) ΔH =﹣483.6 kJ/mol表示的意义为2mol氢气与1mol氧气完全反应生成2mol水蒸气，放出483.6 kJ的热量。【答案】物质的量 反应热 物质 能量二、热化学方程式的书写方法1．注明反应的_________和________（25℃、101 kPa下进行的反应可不注明）；2．反应条件可以省略（如点燃、高温等）；3．注明ΔH的“﹢”与“﹣”；4．注明反应物和生成物的聚集状态：固态（____）、液态（____）、气态（____）、水溶液（____）；5．热化学方程式的化学计量数只表示物质的_________，而不代表微粒个数，因此可以写成分数。对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其ΔH也不同。【答案】1．温度 压强； 4．s；l；g；aq 5. 物质的量思考与交流：反应热（ΔH）与热化学方程式的数量关系（1）对于同一化学反应，如果化学计量数扩大或缩小，那么ΔH的数值也同时_____________________。（2）当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值________，符号________。（3）写出2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) ΔH =﹣571.6 kJ/mol 这个热化学方程式表示的意义 【答案】（1）扩大或缩小相同的倍数 （2） 相等 相反 （3）表示在25℃、101 kPa 时，2 mol H2(g) 和 1 mol O2(g) 完全反应生成2 mol H2O(l)，放出571.6 kJ的热量。 注意事项物质的聚集状态不同时，它们所具有的内能、焓也均不同。例如，冰熔化为水时、需要吸收热量；水蒸发为水蒸气时，也需要吸收热量。因此，H2与O2反应生成1 mol H2O(l)与生成1 mol H2O(g)时所放出的热量是不同的。【三、中和热、燃烧热】】考点过关一、中和热1．概念：酸与碱发生中和反应生成________H2O时所放出的热量称为中和热。2．单位：______________。3．大量实验测得，在25℃和101kPa下，强酸的稀溶液与强碱的稀溶液在稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O时，放出_________的热量。【答案】1 mol kJ·mol-1 57.3 kJ二、燃烧热1．概念：在101 kPa 时， 纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热，2．单位： 。指定产物：C → ；H → ；S → ；N → 。【答案】1 mol kJ·mol-1 CO2(g)；H2O(l)；SO2(g) ；N2(g) 思考与交流：燃烧热和中和热有什么异同？【答案】1．中和热、燃烧热的单位为kJ·mol-1，不带“+”、“﹣”。2. 燃烧热是1 mol纯物质被燃烧；中和热是生成1mol液态水。三、实验探究——中和反应反应热的测定【实验用品】（以盐酸和NaOH溶液的反应为例）（1）仪器：量筒(50 mL两个)、大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL)、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸 板 (中心有两个孔)、环形玻璃搅拌棒。（2）药品：0.50 mol/L盐酸、0.55 mol/L NaOH溶液。【实验步骤】（1）设计装置如图。 ②各部分仪器的作用a．玻璃搅拌器的作用是使 混合均匀充分接触。b．隔热层的作用是 热量的散失。c．温度计的作用是测定反应前后 的温度。【答案】反应物 减少 反应体系 （2）操作步骤①反应物温度测量(t1)：测量混合前50 mL 0.50 mol·L－1 、50 mL 0.55 mol·L－1 溶液的温度，取两温度 ，记录为起始温度t1。②反应后体系温度测量(t2)：将 溶液迅速混合，用 轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的 ，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。【答案】①盐酸 氢氧化钠 平均值 ②酸碱 玻璃搅拌器 最高温度 思考与交流：①测量哪些数据？【答案】盐酸和NaOH的温度 反应后体系的温度（最高温度）②如何利用数据计算反应热？【答案】Q = ( m1+m2 ) ×c ×（ t2 - t1 ） ∆ H = Q / n（H2O）③如何提高实验的准确度？【答案】操作时动作要快，尽量减少热量的散失。 隔热层的作用是保温隔热，减少热量损失 酸碱中和反应测定实验的注意事项（1）为了保证0.50mol· L－1的盐酸完全被NaOH中和，采用0.55mol·L－1NaOH溶液，使碱稍稍过量，因为过量的碱并不参加中和反应。（2）先后测量酸、碱及混合液的温度时，测定一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。温度计的水银球部分要完全浸入溶液中，且要稳定一段时间再记下读数。（3）实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷却至室温，才能使用。（4）操作时动作要快，尽量减少热量的散失。（5）实验时亦可选用浓度体积都不相同的酸碱溶液进行中和热的测定，但在计算时，应取二者中量少的一种，因为过量的酸/碱并不参加中和反应。（6）多次试验求平均值时，若有某一组的实验数据有明显偏差，应直接舍去。（7）隔热层的作用是保温隔热，减少热量损失。【做一做】中和热与57.3 kJ·mol-1的关系已知：H+(aq) + OH-(aq) === H2O(l) ΔH =﹣57.3 kJ·mol-1试比较下列反应中放出的热量与 57.3 kJ 的大小：（1）浓酸与浓碱反应生成 1 mol 水，Q1 _____57.3 kJ， ΔH1 _____ ΔH；（2）弱酸与弱碱反应生成 1 mol 水，Q2 _____57.3 kJ， ΔH2 _____ ΔH；（3）强酸与强碱反应生成 1 mol 水和难溶性盐，Q3 _____57.3 kJ， ΔH3 _____ ΔH。【答案】（1） ＞ ＜ （2）＜ ＞ （3）＞ ＜【四、盖斯定律】】考点过关一、盖斯定律的内容1. 俄国化学家盖斯从大量的实验事实中总结出一条规律：一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成，其___________是相同的，这就是盖斯定律。2. 也就是说，化学反应的_______只与反应体系的_______和________有关，而与反应的______无关。3. 如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是一样的。即： ΔH = ______________________ ΔH = ______________________【答案】1.反应热 2. 反应热；始态；终态；途径 3. ΔH1 + ΔH2 + ΔH3 ΔH1+ΔH2 = ΔH3+ΔH4+ΔH5 思考与交流：已知A(g) === B(g) ΔH1 = a kJ/mol；C(g) === D(g) ΔH2 = b kJ/mol。（1）A(g) + C(g) === B(g) + D(g) ΔH1 = ________kJ/mol（2）12A(g) + D(g) === 12B(g) + C(g) ΔH2 = ________kJ/mol（3）2A(g) + C(g) === 2B(g) + D(g) ΔH3 = ________kJ/mol 【答案】（1）a + b；（2）12a - b；（3）2a + b说一说盖斯定律在生产和科学研究中的意义？ 【答案】有些反应，因为某些原因，导致反应热难以直接测定，但可以用盖斯定律间接求得。如：（1）有些反应进行得很慢（2）有些反应不容易直接发生（3）有些反应的产品不纯（有副反应发生） 放热反应吸热反应①所有燃烧反应；②大多数化合反应；③酸碱中和反应；④金属与酸或水的置换反应；⑤物质的缓慢氧化；⑥铝热反应。①大多数分解反应；②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；③高温条件下C、H2、CO作还原剂的反应。燃烧热中和热相同点反应类型放热反应ΔH及其单位ΔH＜0，单位均为kJ·mol-1不同点反应物的量可燃物的量为1 mol不一定为1 mol生成物的量不限量生成水的量为1 mol数值不同物质的燃烧热不同强酸与强碱在稀溶液中发生中和反应生成1 mol H2O时，放出57.3 kJ的热量