1-1-1-反應(yīng)熱-焓變(人教版2019選擇性必修1)(原卷版)

第一章化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)第1節(jié)反應(yīng)熱第1課時反應(yīng)熱焓變1.熟記常見的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng),將知識應(yīng)用與證據(jù)推理等核心素養(yǎng)有機結(jié)合。2.理解、掌握化學(xué)反應(yīng)的能量變化及描述方法。3.了解反應(yīng)熱、焓、焓變的概念及其表示方法，了解焓變與反應(yīng)熱、物質(zhì)能量之間的關(guān)系。4.了解定量測定反應(yīng)熱的基本原理和方法。一、化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱1.基本概念2.化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱（1）定義：在等溫條件下，化學(xué)反應(yīng)體系向環(huán)境或從環(huán)境的熱量稱為化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)，簡稱為?！菊f明】等溫條件指化學(xué)反應(yīng)發(fā)生后，使反應(yīng)后體系的溫度恢復(fù)到反應(yīng)前體系的溫度，即反應(yīng)前后體系的溫度相同。（2）表示符號：QQ>0表示吸熱；Q<0表示放熱。3.化學(xué)變化中能量變化的原因（1）化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量變化化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱是由于在化學(xué)反應(yīng)過程中，當(dāng)反應(yīng)物分子間的時，需要克服原子間的相互作用，這需要吸收能量；當(dāng)原子重新結(jié)合成分子時，即時，又需要釋放能量。（2）反應(yīng)熱與鍵能的關(guān)系化學(xué)反應(yīng)的過程是原子間的重新組合，反應(yīng)物中化學(xué)鍵的斷裂需要吸收能量（E1），形成新的化學(xué)化學(xué)鍵時會釋放能量（E2）；反應(yīng)熱：Q＝E1－E2或Q＝E4－E3，即Q等于反應(yīng)物的鍵能總和減去生成物的鍵能總和，或生成物具有的總能量減去反應(yīng)物具有的總能量。E1>E2或E4>E3時，反應(yīng)吸收能量；反之，釋放能量?！俱暯訑U展】H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)反應(yīng)的能量變化如圖所示。由圖可知，1molH2分子中的化學(xué)鍵斷裂吸收的能量是436kJ，1molCl2分子中的化學(xué)鍵斷裂吸收的能量是243kJ，2molHCl分子中的化學(xué)鍵形成釋放的能量是862kJ，則H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)的反應(yīng)放出的熱量為183kJ。3.反應(yīng)熱的測定（1）儀器——量熱計量熱計由內(nèi)外兩個筒組成，內(nèi)筒是反應(yīng)容器，外筒（如圖）。溫度計的作用：測定反應(yīng)前后溶液的。攪拌器的作用：使反應(yīng)前后、體系的。外筒作用：。內(nèi)筒作用：。（2）操作——將兩種反應(yīng)物的溶液加入內(nèi)筒并使之迅速混合，測量的變化值，即可計算反應(yīng)熱。（3）計算：反應(yīng)熱的計算公式為Q=-C(T2-T1)，式中C代表反應(yīng)體系的熱容，單位是J·K-1，T1、T2分別代表反應(yīng)前和反應(yīng)后體系的溫度，單位為K?！局R擴展】T(K)=T(℃)+273.15(T為熱力學(xué)溫度，t為攝氏溫度)二、化學(xué)反應(yīng)的焓變1.焓2.焓變（1）定義：反應(yīng)產(chǎn)物的總焓與反應(yīng)物總焓。（2）表達(dá)式：ΔH＝ΔH（反應(yīng)產(chǎn)物）＋ΔH(反應(yīng)物)，單位kJ·mol-1。（3）與反應(yīng)熱的關(guān)系：等壓條件下，反應(yīng)中的全部轉(zhuǎn)化為時，焓變與化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱相等，即ΔH＝Qp(等壓條件下化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱)。（4）意義：常用焓變來描述化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱；ΔH>0,即反應(yīng)產(chǎn)物的總焓大于反應(yīng)物的總焓，反應(yīng)吸收熱量，為吸熱反應(yīng)；ΔH<0，即反應(yīng)產(chǎn)物的總焓小于反應(yīng)物的總焓，反應(yīng)釋放熱量，為放熱反應(yīng)。3.焓變的計算4.吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)（1）常見的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)①燃燒反應(yīng)。如C、CO、C2H5OH等的燃燒。②酸堿中和反應(yīng)。如2KOH+H2SO4＝K2SO4+2H2O③活潑金屬與水或酸的反應(yīng)。如2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑④多數(shù)化合反應(yīng)。如Na2O+H2O＝2NaOH，SO3+H2O=H2SO4⑤物質(zhì)的緩慢氧化。⑥自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。⑦鋁熱反應(yīng)①多數(shù)分解反應(yīng)，如CaCO3CaO+CO2↑②銨鹽與堿的反應(yīng)，如：2NH4Cl（s）+Ba(OH)2·8H2O（s）＝BaCl2+2NH3↑+10H2O③C(s)+H2O(g)CO+H2④CO2+C2CO（2）吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)的比較吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)能量角度（宏觀）圖示變化E（反應(yīng)物）<E（生成物）E（反應(yīng)物）>E（生成物）化學(xué)鍵角度（微觀）斷鍵吸收的總能量大于成鍵釋放的總能量斷鍵吸收的總能量小于成鍵釋放的總能量三、中和熱的含義及測量1.中和熱是指在稀溶液中，強酸跟強堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol時的反應(yīng)熱。2.測量原理：先將反應(yīng)器置于絕熱容器中，然后在反應(yīng)器內(nèi)將酸、堿稀溶液混合，發(fā)生中和反應(yīng)，放出的熱傳入水(稀溶液)中，測量出水(稀溶液)的溫度變化，根據(jù)水的質(zhì)量、比熱容等即可求出反應(yīng)放出的熱量。3.實驗裝置(1)實驗裝置中各儀器(或物品)的名稱如下圖所示(2)實驗過程中，還需要的其他儀器有50mL量筒(2個)。4.實驗步驟①在量熱器內(nèi)測量1.0mol/L100ml鹽酸的溫度T1；②向250ml的燒杯中加入1.0mol·L－1NaOH溶液100ml，調(diào)節(jié)其溫度，使之相同。③迅速將燒杯內(nèi)的堿液倒入量熱計內(nèi)，蓋好杯蓋，插入溫度計，勻速攪拌，并測量體系達(dá)到的最高溫度T2。④近似認(rèn)為溶液的比熱等于水的比熱，根據(jù)溶液溫度升高的數(shù)值，計算。⑤用同樣的方法分別測量KOH溶液與鹽酸反應(yīng)、NaOH溶液與硝酸反應(yīng)的反應(yīng)熱。⑥比較上述3個中和反應(yīng)的反應(yīng)熱是否相同，并說出其中的原因是什么？5.實驗記錄實驗溶液溫度/K反應(yīng)熱/JT1T2NaOH溶液與鹽酸反應(yīng)290.5297.4KOH溶液與鹽酸反應(yīng)290.3297.2NaOH溶液與硝酸反應(yīng)290.6290.56.實驗數(shù)據(jù)處理(1)本實驗中，所用一元酸、一元堿均為強酸、強堿，體積均為100ml，濃度均為1.0mol/L。(2)由于是稀溶液，為了方便計算，近似認(rèn)為所用酸、堿溶液，其密度近似地認(rèn)為都是1g·cm－3，則酸堿溶液的質(zhì)量均為100g；反應(yīng)后所得溶液的比熱容c＝4.18kJ·kg－1·K－1。(3)該實驗中酸、堿溶液反應(yīng)放出的熱量Q=-C(T2-T1)=-mc(T2-T1)=-（100+100）×10-3×4.18(T2-T1)=-0.836(T2-T1)kJ，所用中和熱為8.36(T2-T1)kJ·mol-1。代入T1、T2即可。7.實驗結(jié)論及解釋三個不同反應(yīng)的反應(yīng)熱是，因為中和反應(yīng)的實質(zhì)是H+和OH-結(jié)合生成H2O，即三者的離子方程式均為H+(aq)＋OH-(aq)=H2O(l)。【中和熱測定實驗中應(yīng)注意的事項】（1）隔熱——防止熱量散失的方法：a.兩個燒杯口要相平；b.在兩個燒杯之間填充碎泡沫塑料或碎紙片；c.用玻璃棒攪拌，而不能用金屬棒(絲)攪拌；d.實驗時動作要迅速，盡量減少熱量損失。(2)要使用同一只溫度計。測量酸堿及混合液的溫度時，測量完一種溶液的溫度后，溫度計必須用水沖洗干凈并用濾紙擦干。（3）應(yīng)當(dāng)使用，因為弱酸、弱堿在水溶液中不能完全電離，且弱酸、弱堿的電離是吸熱過程，使所測得反應(yīng)熱數(shù)據(jù)偏小。（4）測量中和熱時不能夠使用濃的強酸、強堿，因為濃酸、濃堿溶于水時一般放熱，使測得的數(shù)據(jù)偏大。（5）實驗時所用的配好后要充分冷卻至室溫后才能實驗。（6）為了減小誤差，重復(fù)實驗2-3次，取其平均值?！練w納提升】中和反應(yīng)熱的測定實驗步驟注意事項：①稀溶液是指物質(zhì)溶于大量水中，因為的過程中，由于離子的水合或者說溶劑化的過程中，會伴隨能量的變化，一般是會放熱。②中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、物質(zhì)的溶解熱、電解質(zhì)電離時的熱效應(yīng)；③必須是強酸、強堿，因為弱酸和弱堿在中和反應(yīng)中，還伴隨著電離過程、溶劑化過程，所以影響了弱酸與弱堿反應(yīng)的反應(yīng)熱，④以生成1molH2O（l）為基準(zhǔn)，中和反應(yīng)的實質(zhì)是H+和OH-化合生成H2O，即H+(aq)＋OH-(aq)=H2O(l)ΔH＝-57.3kJ·mol-1?！纠?】（2022秋·遼寧朝陽·高二建平縣實驗中學(xué)校考期中）反應(yīng)的能量變化與反應(yīng)進(jìn)程關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是A．圖中實線表示加入了催化劑B．該反應(yīng)的焓變C．圖中虛線表示的反應(yīng)I、反應(yīng)II均為吸熱反應(yīng)D．加入催化劑，速率加快是因為改變了反應(yīng)的焓變【變式1-1】（2022秋·湖北十堰·高二校聯(lián)考期中）已知：H2(g)+F2(g)=2HF(g)的能量變化如圖所示，下列有關(guān)敘述正確的是A．氟化氫氣體分解生成氫氣和氟氣的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B．1molH2與1molF2反應(yīng)生成2mol液態(tài)HF放出的熱量小于270kJC．在相同條件下，1molH2與1molF2的能量總和小于2molHF氣體的能量D．?dāng)嗔?molH－H鍵和1molF－F鍵吸收的能量大于形成2molH－F鍵放出的能量【變式1-2】（2023春·吉林長春·高一長春市解放大路學(xué)校校考階段練習(xí)）在25℃、101kPa的條件下。(1)由，當(dāng)生成時，要___________(填“吸收”或“放出”)436kJ的能量；由，當(dāng)斷裂中的共價鍵時，要___________(填“吸收”或“放出”)243kJ的能量。(2)對于反應(yīng)，測得生成時，反應(yīng)過程中放出183kJ的熱量，則斷開1molH—Cl鍵所需的能量是___________kJ。(3)兩個反應(yīng)：a．，b．。這兩個反應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化方式主要是___________能轉(zhuǎn)化為______能?！纠?】已知H+（aq）+OH﹣（aq）═H2O（l）△H=﹣57.3kJ?mol﹣1．用50mL0.50mol?L﹣1鹽酸與50mL0.55mol?L﹣1NaOH溶液在如圖所示的裝置中進(jìn)行中和反應(yīng)．通過測定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計算中和熱．回答下列問題：①從實驗裝置上看，圖中尚缺少的一種玻璃儀器是．②為了測定酸堿反應(yīng)的中和熱，計算時至少需要的數(shù)據(jù)是a．酸的濃度和體積b．堿的濃度和體積c．比熱容d．反應(yīng)后溶液的質(zhì)量e．生成水的物質(zhì)的量f．反應(yīng)前后溫度的變化g．操作所需時間A．a(chǎn)bcfB．a(chǎn)cdeC．cdefD．全部③若通過該實驗測定中和熱的△H，其結(jié)果常常大于﹣57.3kJ?mol﹣1，其原因可能：．④用相同濃度和體積的氨水（NH3?H2O）代替NaOH溶液進(jìn)行上述實驗，測得的中和熱的數(shù)值會（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．【變式2-1】（2023秋·浙江寧波·高二統(tǒng)考期末）用如圖裝置測定鹽酸與NaOH溶液反應(yīng)的中和熱。下列說法不正確的是A．將鹽酸、NaOH溶液及發(fā)生的反應(yīng)看成體系B．鹽酸與NaOH溶液反應(yīng)放熱使體系溫度升高C．碎泡沫塑料的作用是保溫、隔熱D．反應(yīng)時將NaOH溶液分多次倒入量熱計中【變式2-2】（2023春·上海浦東新·高二華師大二附中?？计谥校┰谌鐖D所示量熱計中，將溶液與溶液混合，溫度從25.0℃升高到27.7℃。下列說法錯誤的是A．若量熱計的保溫瓶絕熱效果不好，則所測偏大B．?dāng)嚢杵骺蛇x用導(dǎo)熱性能好的金屬攪拌器C．若選用同濃度同體積的鹽酸，則溶液溫度將升高至超過27.7℃D．所加NaOH溶液稍微過量，目的是保證溶液完全被中和1．（2023春·福建南平·高一統(tǒng)考期中）下列變化過程，既屬于氧化還原反應(yīng)又是放熱反應(yīng)的是A．與反應(yīng) B．濃稀釋C．灼熱的炭與反應(yīng) D．甲烷與的燃燒反應(yīng)2．（2023春·四川成都·高一統(tǒng)考期中）圖像法是研究化學(xué)反應(yīng)的一種常用方法。已知化學(xué)反應(yīng)A2(g)+B2(g)=2AB(g)的能量變化曲線如圖所示，則下列敘述中正確的是A．A2(g)+B2(g)=2AB(g)是一個放熱反應(yīng)B．A2(g)與B2(g)每生成2molAB(g)時吸收bkJ能量C．該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量D．?dāng)嗔?molA－A鍵和1molB－B鍵時放出akJ能量3．（2023春·廣東佛山·高一順德市李兆基中學(xué)?？计谥校┫铝凶兓^程中能量變化符合如圖所示的是A．B．C．D．4．（2023春·浙江·高一浙江大學(xué)附屬中學(xué)?？计谥校┫铝蟹磻?yīng)既是氧化還原反應(yīng)又是吸熱反應(yīng)的是A．和反應(yīng) B．和反應(yīng)C．和反應(yīng) D．C與反應(yīng)5．（2023春·安徽六安·高一六安二中校考期中）化學(xué)反應(yīng)的能量變化如圖所示，則下列說法正確的是A．該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B．?dāng)嗔焰I和鍵能放出的能量C．?dāng)嗔焰I需要吸收ykJ的能量D．的總能量高于1molA2和1molB2的總能量6．（2023春·上海浦東新·高二華師大二附中?？计谥校┮阎河勺罘€(wěn)定的單質(zhì)合成1mol某物質(zhì)的反應(yīng)焓變叫做該物質(zhì)的摩爾生成焓，用表示，最穩(wěn)定的單質(zhì)的摩爾生成焓為0；有關(guān)物質(zhì)的如圖所示，下列有關(guān)判斷正確的是A．的摩爾生成焓B．相同狀況下，比穩(wěn)定C．依據(jù)上表所給數(shù)據(jù)，可求得的燃燒熱D．與充分反應(yīng)，放出45.9kJ的熱量7．（2023秋·湖北武漢·高二武漢市育才高級中學(xué)校聯(lián)考期末）已知：。若生成鍵、鍵釋放的能量分別為，則斷裂鍵需要吸收的能量為A． B． C． D．8．（2022秋·陜西西安·高二長安一中?？计谀└鶕?jù)如圖所示的N2(g)和O2(g)反應(yīng)生成NO(g)過程中的能量變化情況判斷，下列說法正確的是

A．NO(g)分解為N2(g)和O2(g)的反應(yīng)是放熱反應(yīng)B．2molO原子結(jié)合生成O2(g)時需要吸收498kJ能量C．1molNO(g)分子中的化學(xué)鍵斷裂時需要吸收1264kJ能量D．2molN(g)和2molO(g)的總能量為1444kJ9．（2023春·浙江寧波·高二余姚中學(xué)?？计谥校潲u酸的能量關(guān)系如圖所示下列說法正確的是A．已知HF氣體溶于水放熱，則B．相同條件下，的比的小C．，D．相同條件下，的比HI的大10．（2023春·江蘇鹽城·高二鹽城市第一中學(xué)校聯(lián)考期中）長征二號F遙十二運載火箭發(fā)動機發(fā)生的反應(yīng)為：。下列有關(guān)說法正確的是A．偏二甲肼的結(jié)構(gòu)簡式為(CH3)2N＝NH2B．N2O4在反應(yīng)中做還原劑C．該反應(yīng)的△H<0、△S<0D．用E總表示鍵能之和，該反應(yīng)的E總(反應(yīng)物)<E總(生成物)二、實驗題11．（2022秋·陜西西安·高二長安一中?？计谀┯?.5mol·L-1的鹽酸與0.55mol·L-1的NaOH溶液在下圖所示的裝置中進(jìn)行中和反應(yīng)。通過測定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計算中和熱。請回答下列問題：

(1)從實驗裝置上看，圖中尚缺少的一種玻璃儀器是___________，如不改正，求得的中和熱會___________(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。(2)實驗時取用相同體積的鹽酸和NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng)，NaOH溶液濃度稍大于鹽酸的濃度，原因是___________。(3)取50mLNaOH溶液和50mL鹽酸溶液進(jìn)行實驗，實驗數(shù)據(jù)如下表。溫度實驗次數(shù)起始溫度T1/℃終止溫度T2/℃HClNaOH平均值126.226.026.129.12