第一節(jié)第1課時反應熱焓變

第一節(jié)反響熱1課時反響熱焓變[核心素養(yǎng)進展目標] 1.科學探究：理解反響熱測定的原理和方法，會分析產(chǎn)生誤差的緣由，不斷完善和改進測定方法。2.宏觀辨識與微觀探析：能從宏觀和微觀的角度理解化學反響中能量變化的本質(zhì)，正確生疏和推斷放熱反響和吸熱反響。3.變化觀念與平衡思想：能辨識化學反響中的能量轉(zhuǎn)化形式，形成能量可以相互轉(zhuǎn)化的觀念，正確理解反響熱和焓變的概念。一、反響熱及其測定體系與環(huán)境被爭論的物質(zhì)系統(tǒng)稱為體系，與體系相互影響的其他局部稱為環(huán)境。如：將試管中的鹽酸、NaOH熱量是指因溫度不同而在體系與環(huán)境之間交換或傳遞的能量。反響熱在等溫條件下，化學反響體系向環(huán)境釋放或從環(huán)境吸取的熱量，稱為化學反響的熱效應，簡稱反響熱。試驗探究：中和反響反響熱的測定測定原理：環(huán)境溫度不變時，依據(jù)測得的體系的溫度變化和有關(guān)物質(zhì)的比熱容等來計算反響Q＝cmΔt進展計算。試驗裝置①將如圖試驗裝置中各儀器(或物品)的名稱填在橫線上。②各局部儀器的作用a．玻璃攪拌器的作用是使反響物混合均勻充分接觸。b．隔熱層的作用是削減熱量的散失。c．溫度計的作用是測定反響前后反響體系的溫度。(3)試驗步驟①反響物溫度測量(t1)50mL0.50mol·L－1鹽酸、50mL0.55mol·L－1氫氧化鈉溶液的溫度，取兩溫度平均值，記錄為起始溫度t1。②反響后體系溫度測量(t2)：將酸堿溶液快速混合，用玻璃攪拌器輕輕攪動溶液，并準確讀取t2。③重復試驗操作兩次，記錄每次的試驗數(shù)據(jù)，取其平均值作為計算依據(jù)。試驗數(shù)據(jù)處理某試驗小組測定數(shù)據(jù)如下，請?zhí)顚懕碇锌瞻诇囟葴囟萾1/℃t2/℃溫度差平均值(t2 t1)/℃－試驗次數(shù)鹽酸NaOH平均值溫差平均值125.025.225.128.53.4224.925.125.028.33.33.4325.625.425.529.03.51g·cm－3，中和后溶液的比熱容c＝4.18J·g－1·℃－1，依據(jù)試驗數(shù)據(jù)計算出該反響放出的熱量Q≈1.42kJ1molH2O56.8kJ。試驗結(jié)論25℃和101kPa1molH2O57.3kJ的熱量。(1)濃硫酸與NaOH1molH2O(l)57.3kJ(×)(2)同一中和反響的反響熱與酸堿的用量有關(guān)(√)中和反響反響熱的測定試驗中的玻璃攪拌器換成銅質(zhì)攪拌器效果更好(×)50mL0.55mol·L－1NaOH溶液分屢次倒入小燒杯(×)(5)NaOH溶液的溫度(×)依據(jù)上述測定中和反響反響熱的試驗，思考答復以下問題：0.55mol·L－1NaOH0.50mol·L－10.50mol·L－1NaOH溶液？提示堿過量的目的是保證鹽酸完全反響。假設(shè)用0.55mol·L－1KOH溶液代替0.55mol·L－1NaOH溶液，對結(jié)果會產(chǎn)生影響嗎？為什么？提示無影響。由于強酸、強堿的稀溶液反響生成1molH2O(l)時放出的熱量是一樣的，與KOH溶液還是NaOH溶液以及酸堿的用量無關(guān)。用濃硫酸代替鹽酸對結(jié)果會產(chǎn)生什么影響？用醋酸代替鹽酸對結(jié)果會產(chǎn)生什么影響？假設(shè)用稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液測定中和反響反響熱，對結(jié)果會產(chǎn)生什么影響？提示濃硫酸溶于水時放熱，所測反響熱的數(shù)值偏大；弱酸、弱堿電離吸熱，所測反響熱的數(shù)值偏?。患僭O(shè)用稀硫酸和稀Ba(OH)2

溶液測定反響熱，生成BaSO4

沉淀還會多放出一局部熱量，所測反響熱的數(shù)值偏大。原理方面

提高中和反響反響熱的測定準確度的措施①為使測得的數(shù)據(jù)更準確，酸、堿溶液應當使用強酸、強堿的稀溶液。測定試驗中假設(shè)用弱酸或弱堿，因其電離吸熱使測定數(shù)值偏小；假設(shè)用濃酸或濃堿，因其溶解放熱使測定數(shù)值偏大。②為保證鹽酸被完全中和，堿的濃度應稍大。操作方面①酸堿溶液混合要快速，防止熱量散失。②在測量反響混合液的溫度時，溫度計不要貼在容器壁上或插入容器底部，要隨時讀取溫度值，記錄下最高溫度值。儀器方面①不行將溫度計當攪拌器使用；玻璃攪拌器應上下移動。②應使用玻璃攪拌器，不能用金屬質(zhì)攪拌器代替。二、反響熱與焓變化學反響的實質(zhì)和特征內(nèi)能內(nèi)能是體系內(nèi)物質(zhì)的各種能量的總和，受溫度、壓強和物質(zhì)的聚攏狀態(tài)等影響。焓與焓變(1)反響熱與焓變的關(guān)系在等壓條件下進展的化學反響的反響熱等于反響的焓變，因此常用ΔH表示反響熱。焓變與吸熱反響和放熱反響的關(guān)系①放熱反響：反響體系向環(huán)境釋放能量，反響體系的焓減小，ΔH為負值，即ΔH<0。②吸熱反響：反響體系從環(huán)境中吸取能量，反響體系的焓增大，ΔH為正值，即ΔH>0。從微觀角度理解反響熱的實質(zhì)H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)反響的能量變化為例說明，如下圖：由圖可知：反響中能量變化反響中能量變化化學鍵H—HCl—ClH—Cl結(jié)論1mol化學鍵的能量變化436kJ243kJ431kJ斷裂或形成化學鍵的總能量變化679kJ862kJH2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH＝－183kJ·mol－1①圖示：化學反響過程中形成化學鍵、斷裂化學鍵能量變化可用如圖表示：其中，E1表示反響物斷裂化學鍵吸取的總熱量，E2表示生成物形成化學鍵放出的總熱量，E1E2的差值表示反響熱。上述反響過程表示該反響為放熱反響。②焓變計算公式：ΔH＝E總(斷鍵)－E總(成鍵)(1)化學變化中的能量變化都是化學能與熱能間的相互轉(zhuǎn)化(×)(2)全部的化學反響都伴有能量的變化(√)伴有能量變化的肯定是化學反響(×)加熱條件下發(fā)生的反響均為吸熱反響(×)在一個化學反響中，當反響物總焓大于生成物的總焓時，反響放熱，為負值(√)(6)濃硫酸溶于水，體系的溫度上升，該過程屬于放熱反響(×)化學反響中必定存在化學鍵的變化(√)石墨轉(zhuǎn)化為金剛石需要吸取能量，所以石墨更穩(wěn)定(√)任何化學反響都有反響熱。放熱反響和吸熱反響是針對化學反響而言，物質(zhì)三態(tài)之間的變化、物質(zhì)的溶解有能量的變化，但屬于物理變化，故不屬于放熱反響或吸熱反響。系。物質(zhì)的能量越高，越不穩(wěn)定。在日常生活和學習中，我們常常接觸到以下反響：①化石燃料燃燒②強酸、強堿的中和反響③用CH2O在高溫下制水煤氣④鋅和鹽酸反響制氫氣⑤氫氧化鋇晶體和氯化銨晶體研磨放出氨氣⑥煅燒石灰石其中焓變?yōu)樨撝档挠?，焓變?yōu)檎档挠?。答案①②④③⑤⑥化學反響N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的能量變化如以下圖所示：斷裂1molN≡N、1molN—H分別需吸取946kJ、391kJ的能量，試答復以下問題：(1)該反響為 反響(填“吸熱”或“放熱”)。(2)拆開1molH2中化學鍵所需能量為 kJ。(3)該反響的反響熱ΔH＝ 。答案(1放熱(2)436 (392kJ·mo1推斷吸熱反響和放熱反響的兩種方法記憶法，熟記重要的吸熱反響和放熱反響。①常見的吸熱反響：大多數(shù)的分解反響，碳和二氧化碳、碳和水的反響B(tài)a(OH2·8HO鹽的反響等。②常見的放熱反響：中和反響、金屬與酸(或水)的反響、燃燒反響及緩慢氧化、化合反響(大多數(shù))、鋁熱反響等。依據(jù)物質(zhì)的穩(wěn)定性推斷：由穩(wěn)定的物質(zhì)生成不穩(wěn)定的物質(zhì)的反響為吸熱反響，反之為放熱反響。隨堂演練學問落實某同學通過試驗測出稀鹽酸和稀NaOH溶液(堿稍過量)1mol水的反響熱ΔH＝－52.3kJ·mo1，造成這一結(jié)果的緣由不行能的( A．試驗裝置保溫、隔熱效果差B．用量筒量取鹽酸時仰視讀數(shù)C．分屢次將NaOH溶液倒入量熱計的內(nèi)筒中D．用測量鹽酸的溫度計直接測定NaOH溶液的溫度答案B解析假設(shè)裝置保溫、隔熱效果差，會造成較多的熱量損失，測得的反響熱數(shù)值偏小，A項可能；仰視讀數(shù)時，實際量取的溶液體積多于應當量取的溶液體積，會導致放出的熱量變多，B項不行能；C項操作會導致較多的熱量損失，C項可能；D項操作會導致測得的NaOH溶液的初始溫度偏高，最終計算出的反響放出的熱量比實際放出的熱量少，D項可能。以下說法正確的選項是( )A．吸熱反響使環(huán)境的溫度上升B．當反響放熱時ΔH＞0，反響吸熱時ΔH＜0C．化學反響中，當反響物的總能量大于生成物的總能量時，反響放熱，ΔH為“－”D．需要加熱才能發(fā)生的反響肯定是吸熱反響答案C解析ΔH＜0，吸熱反響的ΔH＞0，B項錯誤；鋁熱反響是放熱反響，但需要在加熱(高溫)條件下才能進展，D項錯誤。3．(2023·南京月考)CO(g)H2O(g)的是( )A．該反響為吸熱反響B(tài)．1molCO(g)1molH2O(g)1molCO2(g)1molH2(g)具有的總能量C．該反響不需要加熱就能進展D．1molCO2(g)1molH2(g)1molCO(g)1molH2O(g)41kJ熱量答案B解析由能量變化示意圖可知，生成物的總能量比反響物的總能量低，該反響為放熱反響，1molCO(g)和1molH(g)1molCO(g)1molHO(g)時，2 2 2要吸取41kJ熱量。化學反響A2(gB2(g)===2AB(g的能量變化如下圖。以下有關(guān)表達正確的選項是( )2molAB(g)bkJ熱量反響熱ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1C．該反響中反響物的總能量高于生成物的總能量D1molA—A1molB—BakJ能量答案B解析2molAB(g)吸取(a－b)kJ熱量，A、C項錯誤；依據(jù)反響熱等于生成物總能量與反響物總能量的差值可知，該反響熱ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1，B項正確；化學鍵斷裂吸取能量，D項錯誤。SF6是一種優(yōu)良的絕緣氣體，分子構(gòu)造中只存在S—F。：1molS(s)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)硫原280kJ1molF—F、S—F160kJ、330kJS(s)＋3F2(g)===SF6(g)的反響熱ΔH為( )A．－1780kJ·mol－1C．－450kJ·mol－1答案B

B．－1220kJ·mol－1D．＋430kJ·mol－1解析利用ΔH＝反響物的鍵能之和－生成物的鍵能之和進展計算。ΔH＝280kJ·mol－1＋3×160kJ·mol－1－6×330kJ·mol－1＝－1220kJ·mol－1。題組一中和反響的反響熱及測定以下有關(guān)中和反響反響熱及測定的說法正確的選項是( )假設(shè)中和反響反響熱ΔH＝－57.3kJ·mol－11molH2SO41molCa(OH)2反響放出的熱114.6kJ準確測量中和反響反響熱的試驗過程中，至少需測定溫度4次C．玻璃攪拌器材料假設(shè)用銅代替，則測量出的中和反響反響熱數(shù)值偏小DH＋與稀堿溶液中OH－答案C解析A項，1molH2SO41molCa(OH)22molH2O(l)1molCaSO4，所以放出的熱量大于114.6kJ，錯誤；C項，銅簡潔導熱，使熱量損失，所以測量的中和反響反響熱數(shù)值偏小，正確；D項，當酸與堿中的H＋和OH－物質(zhì)的量相等時，試驗過程中稍有誤差就不能確定產(chǎn)生水的量，一般都是有一種物質(zhì)略微過量，錯誤。2．(2023·濮陽高二檢測)在測定中和反響反響熱的試驗中，以下說法正確的選項是( A．使用玻璃攪拌器是為了使反響物混合均勻，減小試驗誤差B．為了準確測定反響混合溶液的溫度，試驗中溫度計水銀球應與容器底部接觸C50mL0.55mol·L－1NaOH50mL0.50mol·L－1的鹽酸反響，測得的反響熱數(shù)值偏大D．在測定中和反響反響熱的試驗中需要使用的儀器有天平、量筒、燒杯、滴定管、溫度計答案A3．(2023·重慶高二檢測)50mL0.50mol·L－150mL0.55mol·L－1NaOH溶液測定H＋(aq)＋OH－(aq)==H2O(l)的反響熱ΔH的試驗時，以下說法不正確的選項是( )A．酸堿混合時，量筒中NaOH溶液應緩緩倒入量熱計內(nèi)筒中，不斷用玻璃攪拌器攪拌B．裝置中的大小燒杯之間填滿碎泡沫塑料的作用是保溫隔熱削減熱量損失C．用量筒量取NaOH溶液時，仰視取液，測得的反響熱ΔH不變D25mL0.50mol·L－125mL0.55mol·L－1NaOH溶液進展測定，ΔH數(shù)值不變答案A解析酸堿混合時要快速，并且不能攪拌，防止熱量的散失，A錯誤；中和反響反響熱測定試驗成敗的關(guān)鍵是做好保溫工作，B正確；用量筒量取NaOH溶液時，仰視取液，氫氧化鈉溶液體積高于所需量的體積，但生成水的量不變，放出的熱量不變，測得的中和反響反響熱ΔH不變，C正確；反響放出的熱量和所用酸以及堿的量的多少有關(guān)，但生成1mol水時中和反響反響熱的大小與參與反響的酸堿用量無關(guān)，D正確。題組二焓變和反響熱概念的理解4．以下說法中正確的選項是( )A．化學反響中的能量變化都表現(xiàn)為熱量變化B．焓變是指1mol物質(zhì)參與反響時的能量變化C．在一個確定的化學反響關(guān)系中，反響物的總焓與生成物的總焓肯定不同D．在一個確定的化學反響關(guān)系中，反響物的總焓總是高于生成物的總焓答案C解析化學反響的能量變化可以表現(xiàn)為很多方面，如轉(zhuǎn)化為熱能、電能、光能等；在一個確定的化學反響關(guān)系中，反響物的總焓不肯定高于生成物的總焓，但總是不同；焓變是指在肯定條件下化學反響的反響熱，不僅是指1mol物質(zhì)參與反響時的能量變化。5．以下關(guān)于ΔH的說法正確的選項是( )A．反響過程中，消耗的反響物越多，ΔH越大B．ΔH＞0時反響放熱，ΔH＜0時反響吸熱C．ΔH越大，說明反響放出的熱量越多D．能量變化如下圖的化學反響為放熱反響，ΔH符號為“－”答案D解析A項，ΔHB項，ΔH＞0時反響吸熱，ΔH＜0時反響放熱，錯誤；C項，反響熱有正、負，反響放出的熱量越多，ΔH越小，反響吸取的熱量越多，ΔH越大，錯誤；D項，由于反響物的總焓大于生成物的總焓，故由反響物轉(zhuǎn)化為生成物時，該反響為放熱反響，ΔH符號為“－”，正確。題組三放熱反響和吸熱反響6．(2023·合肥一中月考)以下關(guān)于化學反響與能量變化的說法正確的選項是( A．放熱反響的發(fā)生無須任何條件B．化學鍵的斷裂和形成與反響放熱和吸熱無關(guān)C．化學反響過程都伴隨著能量的變化D．硫酸與氫氧化鈉的反響是吸熱反響答案C2 解析放熱反響的發(fā)生可能需要條件，如加熱等，A項錯誤；化學鍵的斷裂和形成與反響放熱和吸熱有關(guān)，B項錯誤；化學反響過程都伴隨著能量的變化，C項正確；HSO與NaOH的反響是放熱反響，D2 反響X＋Y===M＋N為放熱反響，對該反響的以下說法中正確的選項是( )A．X的能量肯定高于MB．Y的能量肯定高于NC．X和Y的總能量肯定高于M和N的總能量D．因該反響為放熱反響，故不必加熱就可發(fā)生答案C解析放熱反響指反響物的總能量高于生成物的總能量，所以X和Y的總能量高于M和N的總能量，C項正確；X的能量不肯定高于M的能量，A項錯誤；Y的能量不肯定高于N的能量，B項錯誤；放熱反響有些也需要加熱，D項錯誤。以下反響既屬于氧化復原反響，又屬于吸熱反響的是( A．鋁片與稀鹽酸反響B(tài)．Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反響C．灼熱的炭與二氧化碳反響D．甲烷在氧氣中的燃燒反響答案C解析Al與鹽酸反響是放熱反響，A項錯誤；B中反響是吸熱反響，但不是氧化復原反響，B項錯誤；灼熱的C和CO2反響是氧化復原反響，同時又是吸熱反響，C項正確；甲烷的燃燒是放熱反響，D項錯誤。題組四化學反響中能量變化圖像的識別某化學反響X(g)＋2Y(g)===2Z(g)，反響中的能量變化如下圖，以下有關(guān)該反響的說法正確的選項是( )A．該反響是放熱反響B(tài)．反響物的總鍵能大于生成物的總鍵能C．Y的能量高于Z的能量D＞0答案A解析0，A項正確、D項錯誤；放熱反響中反響物的總鍵能小于生成物的總鍵能，B項錯誤；反響物的總能量高于生成物的總能量，C項錯誤。肼(H2NNH2)是一種高能燃料，有關(guān)化學反響的能量變化如下圖。斷裂1mol化學鍵所需的能量(kJ)：N≡N942、O==O500、N—N154，則斷裂1molN—H所需的能量(kJ)是( )A．194 B．391 C．516 D．658答案B解析由圖知NH(g)＋O(g)===N(g)＋2HO(g) ΔH＝－534kJ·mol－1，可設(shè)斷裂1mol2 4 2 2 2N—H所需的能量為x，154kJ＋4x＋500kJ－2752kJ＝－534kJ，可求得x＝391kJ。分兩步進展：①A＋B―→X(ΔH＞0)，②X―→C(ΔH＜0)。以下示意圖中，能正確表示總反響過程中能量變化的是( )答案D解析由A＋B―→X為吸熱反響，可知X的能量高于A＋B的能量，可排解A項和C項；由總反響A＋B―→C為放熱反響，可知C的能量小于A＋B的能量，故B項錯誤、D項正確。題組五反響熱與化學鍵的關(guān)系12．(2023·貴陽驗收考試)氫氣和氟氣混合在黑暗處即可發(fā)生爆炸而釋放出大量的熱量。在反響1molH2Q1kJ1molF2中的化學鍵消耗的能Q2kJ1molHFQ3kJ。以下關(guān)系式中正確的選項是()1 2 A．Q＋Q＜21 2 1 2 C．Q＋Q＜1 2 答案A

B．Q＋Q＞2Q1 2 1 2 D．Q＋Q1 2 1 2 解析該反響放熱，依據(jù)公式ΔH＝反響物的總鍵能－生成物的總鍵能，且ΔH＜0，可知(Q1＋Q2)－2Q3＜0，A項正確。依據(jù)以下圖所示的N2(g)和O2(g)反響生成NO(g)過程中能量變化狀況，推斷以下說法錯誤的選項是( )A．直觀看，該反響中反響物所具有的總能量低于生成物所具有的總能量B．2mol氣態(tài)氧原子結(jié)合生成O2(g)498kJ能量C1molNO632kJ能量D1mol2(g和1mol2(g生成2molNO(g的反響熱＝－180kJ·mo1答案D解析直觀看，該反響中反響物所具有的總能量低于生成物所具有的總能量，A項正確；互逆過程的熱量變化，ΔH數(shù)值相等，符號相反，故B、C正確；ΔH＝(946＋498－2×632)kJ·mol－1＝＋180kJ·mol－1，D項錯誤。在肯定條件下，A和B反響可生成C和D，其能量變化如下：A＋B反響物總能量E1A＋B反響物總能量E1

C＋D生成物總能量E2以下有關(guān)反響A＋B===C＋D的說法正確的選項是 (填字母)。A．反響前后原子的種類和數(shù)目肯定不變B．該反響假設(shè)有能量變化，則肯定是氧化復原反響C．該反響假設(shè)為放熱反響，則不需加熱反響就肯定能自發(fā)進展D．反響物的總質(zhì)量與生成物的總質(zhì)量肯定相等，且遵循能量守恒假設(shè)E1＜E2，則該反響為 (填“吸熱”或“放熱”)反響，該反響的反響熱為 。答案(1)AD2 (2)吸熱ΔH＝(E－E)kJ·mol－2 2 1 2 2 1 1 解析(1)每個化學反響都遵循質(zhì)量守恒和能量守恒，原子數(shù)目和種類不會轉(zhuǎn)變，A、D項正確；任何化學反響都伴隨著能量變化，不肯定為氧化復原反響，B項錯誤；某一反響是放熱反響還是吸熱反響，與反響條件無關(guān)，加熱是為了使舊化學鍵斷裂，引發(fā)化學反響，C項錯誤。(2)E＜E，反響吸取能量，ΔH＝(E－E)kJ·mol－1＞0E＞E，反響放出能量，ΔH＝(E－E)kJ·mol－1＜2 1 2 2 1 1 甲醇既是重要的化工原料，又可作為燃料，利用CO和H2在催化劑作用下合成甲醇，發(fā)