2021_2022学年新教材高中化学第1章化学反应的热效应第1节第1课时反应热焓变课件新人教版选择性必修1
文档属性
| 名称 | 2021_2022学年新教材高中化学第1章化学反应的热效应第1节第1课时反应热焓变课件新人教版选择性必修1 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 3.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-01-10 15:23:29 | ||
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文档简介
(共59张PPT)
第一章 化学反应的热效应
①了解反应热的定义，知道化学反应、热效应与反应焓变之间的关系。
②认识宏观意义上的反应热与化学键的关系，以及反应热与反应物、生成物总能量的关系。
③学会测定中和反应的反应热，初步学会测定化学反应反应热的实验方法，会分析测定反应热时误差产生的原因，并能采取适当措施减小实验误差。
④认识热化学方程式在表示物质变化和能量变化方面的优点，并学会书写热化学方程式，掌握书写时的注意事项。
⑤认识燃烧热定义中的1 mol纯物质、指定产物等重要信息，并了解重要化石燃料应用在工业生产和人们日常生活中的意义。
⑥理解盖斯定律的内容，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。
⑦学会有关反应热计算的方法技巧，进一步提高化学计算的能力。
学习内容 考查重点
反应热 反应热 焓变 ①有关反应热图像的解读与判断
②化学反应历程，能垒(活化能)变化图像的分析
③给出有关物质的燃烧热或基本的热化学方程式，书写总反应的热化学方程式或计算某一反应的反应热(ΔH)
④应用化学键键能计算ΔH
热化学方程式
燃烧热
反应热的计算 盖斯定律
反应热的计算
第一节 反应热
第1课时 反应热 焓变
素养目标
1．了解反应热的定义，知道化学反应、热效应与反应焓变之间的关系
2．通过微观探析，认识宏观意义上的反应热与化学键的关系，以及反应热与反应物、生成物总能量的关系
3．通过实验探究学会测定中和反应的反应热，初步学会测定化学反应反应热的实验方法，会分析测定反应热时误差产生的原因，并能采取适当措施减小实验误差，培养学生的创新意识
学法指导
1．复习必修第二册中已熟悉的吸热反应和放热反应实例，认识在等温条件下，化学反应体系与环境之间的热量变化——反应热
2．从反应原理、实验试剂、实验操作步骤、实验注意事项等方面，学会常见反应热——中和反应反应热实验的测定方法
3．认识反应热与焓变的关系，并能利用有关物质的结构(特别是共价键的类型及物质的结构式)，从化学键键能的角度计算ΔH
知识导图
课前 · 新知导学
1．反应热
在________条件下，化学反应体系向环境释放或从环境吸收的________，称为化学反应的________，简称反应热。
等温
反应热及其测定
热量
热效应
2．中和反应反应热的测定
(1)原理：根据体系的___________和有关物质的_________来计算反应热。
(2)实验装置：
温度变化
比热容
(3)实验测量。
①反应前体系温度(t1)的测量：用一个量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1盐酸，打开杯盖，倒入量热计的内筒中，盖上杯盖，插入温度计，测量并记录盐酸的温度。用水把温度计上的酸冲洗干净，擦干备用；用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol·L－1NaOH溶液，用温度计测量并记录NaOH溶液的温度。取两温度的平均值记为t1。
②反应后体系温度(t2)的测量：打开杯盖，将量筒中的NaOH溶液迅速倒入量热计的内筒中，立即盖上杯盖，插入温度计，用搅拌器匀速搅拌。准确读取混合溶液的______________，记录为t2。
③重复上述实验操作，取三次测量所得温度差的平均值作为计算依据。
最高温度
④实验数据处理：
盐酸、氢氧化钠溶液为稀溶液，其密度近似地认为都是1 g·cm－3，反应后生成的溶液的比热容c＝4.18 J/(g·℃)。
该实验中盐酸和NaOH溶液发生中和反应放出的热量Q＝______________，生成1 mol水时放出的热量为_________________。
(4)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 mol H2O时，放出________的热量。
0.418(t2－t1) kJ
57.3 kJ
25 ℃和101 kPa下，浓硫酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O时，放出的热量还是57.3 kJ吗？
微思考
【答案】放出比57.3 kJ多的热量，因为浓硫酸遇水稀释放热。
实验室进行中和反应反应热测定实验时，所用的量筒和试剂均正确的一组是 ( )
A．50 mL 0.50 mol·L－1盐酸，50 mL 0.50 mol·L－1 NaOH溶液，100 mL量筒1个
B．50 mL 0.50 mol·L－1盐酸，50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液，100 mL量筒2个
C．50 mL 0.50 mol·L－1盐酸，50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液，50 mL量筒1个
D．50 mL 0.50 mol·L－1盐酸，50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液，50 mL量筒2个
【答案】D
【解析】实验中为了保证50 mL 0.50 mol·L－1的盐酸完全被中和，应采用50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液，使碱稍过量。
1．化学反应产生反应热的原因：化学反应前后体系的________发生了变化。内能受________、________和物质的____________等影响。
2．焓变：________条件下进行的化学反应，其反应热等于焓变。符号为______，单位是_____________________。
内能
反应热与焓变
温度
压强
聚集状态
等压
ΔH
kJ/mol(或kJ·mol－1)
3．ΔH的正、负规定
(1)放热反应的焓值________，ΔH为_________，即ΔH__________0。
(2)吸热反应的焓值________，ΔH为_________，即ΔH______0。
减小
负值
＜
增大
正值
＞
4．微观角度认识反应热的实质
(1)实例：以H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)(25 ℃，101 kPa)
化学键 反应中能量变化
1 mol A—B化学键 反应中能量变化
H－H 吸收________kJ 共吸收________kJ
Cl－Cl 吸收________kJ
H－Cl 放出________kJ 共放出________kJ
结论 H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应热ΔH＝___________
(2)结论：____________________时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因。
436
243
679
431
862
－183 kJ/mol
化学键断裂和形成
有化学键断裂或形成的变化一定是化学变化吗？
微思考
【答案】不一定。如：氯化钠晶体溶于水有离子键断裂、氯化氢气体溶于水有共价键断裂，但二者溶于水都属于物理变化。
【答案】C
课堂 · 素养初培
任务一 从宏观和微观的角度理解反应热产生的原因
素养探源 核心素养 考查途径
宏观辨识与微观探析 通过给出有关化学方程式和部分共价键的键能，计算反应热或求算部分共价键键能，一般在化学原理综合题中以2～3分填空题形式考查
[情境导入]
能量有各种不同的形式，它能从一种形式转化为另一种形式，或者从一物体传递给另一物体，但在转化和传递过程中，能量的总值是保持不变的(这叫能量守恒定律)。因此在化学反应过程中，与质量守恒一样，能量也是守恒的。
(1)从能量变化的角度分析，化学反应热效应有如下两种模型。
【答案】由于化学反应中反应物能量之和与生成物能量之和不相等，所以化学反应中一定有能量变化。一个化学反应是释放能量还是吸收能量取决于反应物总能量与生成物总能量的相对大小。
(2)如图是氢气与氧气反应的示意图，从化学键的角度分析，为什么化学反应中一定存在能量的变化？
【答案】旧键断裂时吸收的能量与新键形成时放出的能量均不相等，所以任何化学反应都有能量变化。
[深化理解]
1．从化学反应中焓(H)的变化角度分析
焓变与反应物、生成物能量的关系：ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量。
2．焓变与化学键的关系
ΔH＝E总(断键)－E总(成键)
利用化学键断裂和形成时的能量变化计算反应热，要准确判断化学键断裂或生成的数量。
[典例精练]
【答案】B
【解析】根据ΔH＝E总(断键)－E总(成键)，设断裂1 mol N≡N需要吸收的能量为E，则有E＋3×436 kJ－6×391 kJ＝－92.4 kJ，E＝945.6 kJ。
【答案】(1)183 (2)A
【解析】(1)1 mol H2在2 mol Cl2中燃烧，参加反应的H2和Cl2的物质的量都是1 mol，生成2 mol HCl，则放出的热量为431 kJ·mol－1×2 mol－(436 kJ·mol－1×1 mol＋243 kJ·mol－1×1 mol)＝183 kJ。(2)反应H2＋X2===2HX中，若1 mol H2和1 mol X2反应生成2 mol HX，就有1 mol H—H和1 mol X—X断裂，有2 mol H—X形成。放出的热量Q(HX)＝2E(H—X)－E(H—H)－E(X—X)，将题中数据代入计算可得：Q(HCl)>Q(HBr)>Q(HI)。
任务二 中和反应反应热的测定
素养探源 核心素养 考查途径
科学探究与创新意识 以实验题形式考查中和反应反应热测定的实验误差及不同酸碱发生中和反应时反应热的大小变化判断等，题型为选择题或实验填空题
[情境导入]
下面的两套装置都是常见的测定中和反应反应热的实验装置。
(1)用含0.5 mol H2SO4的浓硫酸和含1 mol HCl的稀盐酸分别与含1 mol NaOH的稀溶液发生反应，所测得的反应热相等吗？
【答案】不相等；因为浓硫酸稀释时会放热。
(2)测定中和反应反应热的实验中引起误差的因素有哪些？
【答案】量热计的隔热效果差；量取溶液的体积不准确；配制的溶液浓度不准确；温度未到达最高点就读数；实验操作动作较慢等。
(3)测定中和反应反应热的实验中为什么碱要稍过量？
【答案】碱过量是为了保证酸完全反应。
[深化理解]
1．中和反应反应热测定原理的理解
(1)中和反应的对象为酸、碱的稀溶液。这是因为浓酸和浓碱相互混合时因稀释会放出热量。
(2)中和热(在25℃、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 mol H2O放出的热量)与参加反应的强酸和强碱的种类、用量无关。
(3)弱酸或弱碱在溶液中不能完全电离，随着反应的进行，继续电离并吸收热量，所以它们的中和热数值小于57.3 kJ·mol－1。例如：利用同样的方法测定氨水与盐酸、NaOH溶液与醋酸的反应热，则所测ΔH>－57.3 kJ·mol－1。
(4)若测定硫酸与Ba(OH)2溶液的反应热，则所测ΔH偏小，即中和热数值大于57.3 kJ·mol－1，这主要是因为Ba2＋和SO生成难溶物BaSO4也会放出热量。
2．测定中和反应反应热的实验中需要注意的问题
(1)所用装置要尽可能做到保温、隔热；实验操作时动作要快，尽量减少热量的损失。
(2)所用溶液的配制必须准确，且浓度要小；为保证盐酸完全被氢氧化钠中和，要使氢氧化钠稍过量。
(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)要使用同一支温度计，温度计读数要尽可能准确；水银球部位一定要完全浸没在溶液中，且要稳定一段时间后再读数，以提高测量的精度；两次读数的时间间隔要短，这样才能读到最高温度，即最终温度。
(5)实验中若用弱酸代替强酸，或用弱碱代替强碱，因中和过程中弱酸或弱碱的电离吸热，会使测得的反应热数值的绝对值偏小。
(6)可采用多次测量取平均值的方法，减小实验误差。
50 mL 0.50 mol·L－1盐酸与50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH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可计算中和热(在25℃、101 kPa下，强酸稀溶液与强碱稀溶液反应生成1 mol H2O时放出的热量叫中和热)。回答下列问题：
[典例精练]
(1)烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是___________________________。
(2)大烧杯上如不盖硬纸板，求得中和热的绝对值__________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(3)实验中若改用60 mL 0.50 mol·L－1盐酸与50 mL 0.55 mol·L－1NaOH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________(填“相等”或“不相等”)，简述理由：___________________________。
【答案】 (1)减少实验过程中的热量损失 (2)偏小
(3)不相等 相等 因为中和热是指在稀溶液中强酸与强碱发生中和反应生成1 mol H2O时的反应热，与酸和碱的用量无关
在做中和反应反应热的测定实验时，关键是要比较准确地配制一定物质的量浓度的溶液，量热计要尽量做到绝热；在量热的过程中要尽量避免热量的散失，要求比较准确地测量出反应前后溶液温度的变化。回答下列问题：
(1)该实验常用0.50 mol·L－1盐酸和0.55 mol·L－1NaOH溶液各50 mL。NaOH溶液的浓度大于盐酸的浓度的目的是_________________ ___________。当室温低于10 ℃时进行实验，对实验结果会造成较大误差的原因是______________。
(2)若上述盐酸、NaOH溶液的密度都近似为1 g·cm－3，中和后生成的溶液的比热容c＝4.18 J·g－1·℃－1，实验前后的温度差为(t2－t1) ℃。则该中和反应放出热量为______________________kJ(填表达式)。
【答案】(1)保证盐酸完全被中和 散热太快
(2)0.418(t2－t1)
辨析 · 易错易混
需加热才能发生的反应不一定是吸热反应
例 化学反应中的能量变化，通常表现为热量的变化，如Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应要吸收热量，在化学上叫做吸热反应。其原因是 ( )
A．反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量
B．反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量
C．在化学反应中需要加热的反应就是吸热反应
D．在化学反应中需要降温的反应就是放热反应
错解：C
错因分析：对反应的吸热或放热与反应的条件无关理解记忆不到位。认为只要是加热才能进行的反应就是吸热反应而误选C。
满分策略：某一反应到底是吸热还是放热，只与反应物、生成物所具有的总能量的大小有关，当反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量，该反应向外界表现为吸热；反之，表现为放热。反应的吸热或放热与反应的条件无关。
正解：B
小练 · 素养达成
1．如图是一个一次性加热杯的示意图。当水袋破裂时，水与固体碎块混合，杯内食物温度逐渐上升。制造此加热杯可选用的固体碎块是 ( )
A．硝酸铵 B．生石灰
C．氯化镁 D．食盐
【答案】B
【解析】生石灰与水反应放出大量的热。
2．下列说法正确的是 ( )
A．反应热是指1 mol物质参加反应时的能量变化
B．ΔH越大，说明反应放出的热量越多
C．任何条件下，化学反应的焓变都等于化学反应的反应热
D．在一定条件下，某一化学反应是吸热反应还是放热反应，由生成物与反应物的焓的差值来决定
【答案】D
【解析】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反应热，A错误；若为放热反应，ΔH越大，说明反应放出的热量越少，B错误；只有在等压条件下，化学反应的焓变才等于化学反应的反应热，C错误。
3．下列各组变化中，前者是放热反应，后者是吸热反应的是 ( )
A．生石灰溶于水；锌粒和稀硫酸反应
B．干冰升华；金属或金属氧化物熔化
C．氨水与醋酸反应；二氧化碳与碳反应
D．工业煅烧石灰石；化石燃料燃烧
【答案】C
【解析】CaO与H2O的反应、Zn与H2SO4的反应均为放热反应，A错误；干冰升华不属于化学反应，金属或金属氧化物熔化为吸热过程，也不是化学反应，B错误；煅烧石灰石是吸热反应，化石燃料燃烧为放热反应，D错误。
4．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
【答案】C
【解析】分次加入混合时，容易造成热量损失，使测试结果不准确。
【答案】D
【解析】H2、Cl2和HCl含有的化学键为共价键，该反应只涉及共价键的断裂与形成，A错误；该反应的化学能可以转化为热能，也可以转化为光能、电能等其他形式的能量，B错误；该反应为放热反应，所以断开1 mol H—H键和1 mol Cl—Cl键所吸收的总能量小于形成2 mol H—Cl键所放出的能量，C错误。
该反应是__________(填“吸热”或“放热”)反应，该反应的ΔH＝________________ kJ· mol－1(用含E1、E2的代数式表示)。1 mol气体A和 1 mol气体B具有的总能量______(填“>”“<”或“＝”)1 mol气体 C和1 mol气体D具有的总能量。
【答案】吸热 E1－E2 <
【解析】从图像中看出反应物的总能量低，生成物的总能量高，所以该反应一定为吸热反应。
7．已知断裂1 mol N≡N、H—H需要吸收的热量分别为945.6 kJ、436 kJ，形成1 mol N—H放出的热量为391 kJ。计算可知1 mol N2完全反应生成NH3的反应热为________________________，1 mol H2完全反应生成NH3的反应热为____________________。
【答案】ΔH＝－92.4 kJ·mol－1 ΔH＝－30.8 kJ·mol－1
第一章 化学反应的热效应
①了解反应热的定义，知道化学反应、热效应与反应焓变之间的关系。
②认识宏观意义上的反应热与化学键的关系，以及反应热与反应物、生成物总能量的关系。
③学会测定中和反应的反应热，初步学会测定化学反应反应热的实验方法，会分析测定反应热时误差产生的原因，并能采取适当措施减小实验误差。
④认识热化学方程式在表示物质变化和能量变化方面的优点，并学会书写热化学方程式，掌握书写时的注意事项。
⑤认识燃烧热定义中的1 mol纯物质、指定产物等重要信息，并了解重要化石燃料应用在工业生产和人们日常生活中的意义。
⑥理解盖斯定律的内容，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。
⑦学会有关反应热计算的方法技巧，进一步提高化学计算的能力。
学习内容 考查重点
反应热 反应热 焓变 ①有关反应热图像的解读与判断
②化学反应历程，能垒(活化能)变化图像的分析
③给出有关物质的燃烧热或基本的热化学方程式，书写总反应的热化学方程式或计算某一反应的反应热(ΔH)
④应用化学键键能计算ΔH
热化学方程式
燃烧热
反应热的计算 盖斯定律
反应热的计算
第一节 反应热
第1课时 反应热 焓变
素养目标
1．了解反应热的定义，知道化学反应、热效应与反应焓变之间的关系
2．通过微观探析，认识宏观意义上的反应热与化学键的关系，以及反应热与反应物、生成物总能量的关系
3．通过实验探究学会测定中和反应的反应热，初步学会测定化学反应反应热的实验方法，会分析测定反应热时误差产生的原因，并能采取适当措施减小实验误差，培养学生的创新意识
学法指导
1．复习必修第二册中已熟悉的吸热反应和放热反应实例，认识在等温条件下，化学反应体系与环境之间的热量变化——反应热
2．从反应原理、实验试剂、实验操作步骤、实验注意事项等方面，学会常见反应热——中和反应反应热实验的测定方法
3．认识反应热与焓变的关系，并能利用有关物质的结构(特别是共价键的类型及物质的结构式)，从化学键键能的角度计算ΔH
知识导图
课前 · 新知导学
1．反应热
在________条件下，化学反应体系向环境释放或从环境吸收的________，称为化学反应的________，简称反应热。
等温
反应热及其测定
热量
热效应
2．中和反应反应热的测定
(1)原理：根据体系的___________和有关物质的_________来计算反应热。
(2)实验装置：
温度变化
比热容
(3)实验测量。
①反应前体系温度(t1)的测量：用一个量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1盐酸，打开杯盖，倒入量热计的内筒中，盖上杯盖，插入温度计，测量并记录盐酸的温度。用水把温度计上的酸冲洗干净，擦干备用；用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol·L－1NaOH溶液，用温度计测量并记录NaOH溶液的温度。取两温度的平均值记为t1。
②反应后体系温度(t2)的测量：打开杯盖，将量筒中的NaOH溶液迅速倒入量热计的内筒中，立即盖上杯盖，插入温度计，用搅拌器匀速搅拌。准确读取混合溶液的______________，记录为t2。
③重复上述实验操作，取三次测量所得温度差的平均值作为计算依据。
最高温度
④实验数据处理：
盐酸、氢氧化钠溶液为稀溶液，其密度近似地认为都是1 g·cm－3，反应后生成的溶液的比热容c＝4.18 J/(g·℃)。
该实验中盐酸和NaOH溶液发生中和反应放出的热量Q＝______________，生成1 mol水时放出的热量为_________________。
(4)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 mol H2O时，放出________的热量。
0.418(t2－t1) kJ
57.3 kJ
25 ℃和101 kPa下，浓硫酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O时，放出的热量还是57.3 kJ吗？
微思考
【答案】放出比57.3 kJ多的热量，因为浓硫酸遇水稀释放热。
实验室进行中和反应反应热测定实验时，所用的量筒和试剂均正确的一组是 ( )
A．50 mL 0.50 mol·L－1盐酸，50 mL 0.50 mol·L－1 NaOH溶液，100 mL量筒1个
B．50 mL 0.50 mol·L－1盐酸，50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液，100 mL量筒2个
C．50 mL 0.50 mol·L－1盐酸，50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液，50 mL量筒1个
D．50 mL 0.50 mol·L－1盐酸，50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液，50 mL量筒2个
【答案】D
【解析】实验中为了保证50 mL 0.50 mol·L－1的盐酸完全被中和，应采用50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液，使碱稍过量。
1．化学反应产生反应热的原因：化学反应前后体系的________发生了变化。内能受________、________和物质的____________等影响。
2．焓变：________条件下进行的化学反应，其反应热等于焓变。符号为______，单位是_____________________。
内能
反应热与焓变
温度
压强
聚集状态
等压
ΔH
kJ/mol(或kJ·mol－1)
3．ΔH的正、负规定
(1)放热反应的焓值________，ΔH为_________，即ΔH__________0。
(2)吸热反应的焓值________，ΔH为_________，即ΔH______0。
减小
负值
＜
增大
正值
＞
4．微观角度认识反应热的实质
(1)实例：以H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)(25 ℃，101 kPa)
化学键 反应中能量变化
1 mol A—B化学键 反应中能量变化
H－H 吸收________kJ 共吸收________kJ
Cl－Cl 吸收________kJ
H－Cl 放出________kJ 共放出________kJ
结论 H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应热ΔH＝___________
(2)结论：____________________时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因。
436
243
679
431
862
－183 kJ/mol
化学键断裂和形成
有化学键断裂或形成的变化一定是化学变化吗？
微思考
【答案】不一定。如：氯化钠晶体溶于水有离子键断裂、氯化氢气体溶于水有共价键断裂，但二者溶于水都属于物理变化。
【答案】C
课堂 · 素养初培
任务一 从宏观和微观的角度理解反应热产生的原因
素养探源 核心素养 考查途径
宏观辨识与微观探析 通过给出有关化学方程式和部分共价键的键能，计算反应热或求算部分共价键键能，一般在化学原理综合题中以2～3分填空题形式考查
[情境导入]
能量有各种不同的形式，它能从一种形式转化为另一种形式，或者从一物体传递给另一物体，但在转化和传递过程中，能量的总值是保持不变的(这叫能量守恒定律)。因此在化学反应过程中，与质量守恒一样，能量也是守恒的。
(1)从能量变化的角度分析，化学反应热效应有如下两种模型。
【答案】由于化学反应中反应物能量之和与生成物能量之和不相等，所以化学反应中一定有能量变化。一个化学反应是释放能量还是吸收能量取决于反应物总能量与生成物总能量的相对大小。
(2)如图是氢气与氧气反应的示意图，从化学键的角度分析，为什么化学反应中一定存在能量的变化？
【答案】旧键断裂时吸收的能量与新键形成时放出的能量均不相等，所以任何化学反应都有能量变化。
[深化理解]
1．从化学反应中焓(H)的变化角度分析
焓变与反应物、生成物能量的关系：ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量。
2．焓变与化学键的关系
ΔH＝E总(断键)－E总(成键)
利用化学键断裂和形成时的能量变化计算反应热，要准确判断化学键断裂或生成的数量。
[典例精练]
【答案】B
【解析】根据ΔH＝E总(断键)－E总(成键)，设断裂1 mol N≡N需要吸收的能量为E，则有E＋3×436 kJ－6×391 kJ＝－92.4 kJ，E＝945.6 kJ。
【答案】(1)183 (2)A
【解析】(1)1 mol H2在2 mol Cl2中燃烧，参加反应的H2和Cl2的物质的量都是1 mol，生成2 mol HCl，则放出的热量为431 kJ·mol－1×2 mol－(436 kJ·mol－1×1 mol＋243 kJ·mol－1×1 mol)＝183 kJ。(2)反应H2＋X2===2HX中，若1 mol H2和1 mol X2反应生成2 mol HX，就有1 mol H—H和1 mol X—X断裂，有2 mol H—X形成。放出的热量Q(HX)＝2E(H—X)－E(H—H)－E(X—X)，将题中数据代入计算可得：Q(HCl)>Q(HBr)>Q(HI)。
任务二 中和反应反应热的测定
素养探源 核心素养 考查途径
科学探究与创新意识 以实验题形式考查中和反应反应热测定的实验误差及不同酸碱发生中和反应时反应热的大小变化判断等，题型为选择题或实验填空题
[情境导入]
下面的两套装置都是常见的测定中和反应反应热的实验装置。
(1)用含0.5 mol H2SO4的浓硫酸和含1 mol HCl的稀盐酸分别与含1 mol NaOH的稀溶液发生反应，所测得的反应热相等吗？
【答案】不相等；因为浓硫酸稀释时会放热。
(2)测定中和反应反应热的实验中引起误差的因素有哪些？
【答案】量热计的隔热效果差；量取溶液的体积不准确；配制的溶液浓度不准确；温度未到达最高点就读数；实验操作动作较慢等。
(3)测定中和反应反应热的实验中为什么碱要稍过量？
【答案】碱过量是为了保证酸完全反应。
[深化理解]
1．中和反应反应热测定原理的理解
(1)中和反应的对象为酸、碱的稀溶液。这是因为浓酸和浓碱相互混合时因稀释会放出热量。
(2)中和热(在25℃、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 mol H2O放出的热量)与参加反应的强酸和强碱的种类、用量无关。
(3)弱酸或弱碱在溶液中不能完全电离，随着反应的进行，继续电离并吸收热量，所以它们的中和热数值小于57.3 kJ·mol－1。例如：利用同样的方法测定氨水与盐酸、NaOH溶液与醋酸的反应热，则所测ΔH>－57.3 kJ·mol－1。
(4)若测定硫酸与Ba(OH)2溶液的反应热，则所测ΔH偏小，即中和热数值大于57.3 kJ·mol－1，这主要是因为Ba2＋和SO生成难溶物BaSO4也会放出热量。
2．测定中和反应反应热的实验中需要注意的问题
(1)所用装置要尽可能做到保温、隔热；实验操作时动作要快，尽量减少热量的损失。
(2)所用溶液的配制必须准确，且浓度要小；为保证盐酸完全被氢氧化钠中和，要使氢氧化钠稍过量。
(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)要使用同一支温度计，温度计读数要尽可能准确；水银球部位一定要完全浸没在溶液中，且要稳定一段时间后再读数，以提高测量的精度；两次读数的时间间隔要短，这样才能读到最高温度，即最终温度。
(5)实验中若用弱酸代替强酸，或用弱碱代替强碱，因中和过程中弱酸或弱碱的电离吸热，会使测得的反应热数值的绝对值偏小。
(6)可采用多次测量取平均值的方法，减小实验误差。
50 mL 0.50 mol·L－1盐酸与50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH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可计算中和热(在25℃、101 kPa下，强酸稀溶液与强碱稀溶液反应生成1 mol H2O时放出的热量叫中和热)。回答下列问题：
[典例精练]
(1)烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是___________________________。
(2)大烧杯上如不盖硬纸板，求得中和热的绝对值__________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(3)实验中若改用60 mL 0.50 mol·L－1盐酸与50 mL 0.55 mol·L－1NaOH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________(填“相等”或“不相等”)，简述理由：___________________________。
【答案】 (1)减少实验过程中的热量损失 (2)偏小
(3)不相等 相等 因为中和热是指在稀溶液中强酸与强碱发生中和反应生成1 mol H2O时的反应热，与酸和碱的用量无关
在做中和反应反应热的测定实验时，关键是要比较准确地配制一定物质的量浓度的溶液，量热计要尽量做到绝热；在量热的过程中要尽量避免热量的散失，要求比较准确地测量出反应前后溶液温度的变化。回答下列问题：
(1)该实验常用0.50 mol·L－1盐酸和0.55 mol·L－1NaOH溶液各50 mL。NaOH溶液的浓度大于盐酸的浓度的目的是_________________ ___________。当室温低于10 ℃时进行实验，对实验结果会造成较大误差的原因是______________。
(2)若上述盐酸、NaOH溶液的密度都近似为1 g·cm－3，中和后生成的溶液的比热容c＝4.18 J·g－1·℃－1，实验前后的温度差为(t2－t1) ℃。则该中和反应放出热量为______________________kJ(填表达式)。
【答案】(1)保证盐酸完全被中和 散热太快
(2)0.418(t2－t1)
辨析 · 易错易混
需加热才能发生的反应不一定是吸热反应
例 化学反应中的能量变化，通常表现为热量的变化，如Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应要吸收热量，在化学上叫做吸热反应。其原因是 ( )
A．反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量
B．反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量
C．在化学反应中需要加热的反应就是吸热反应
D．在化学反应中需要降温的反应就是放热反应
错解：C
错因分析：对反应的吸热或放热与反应的条件无关理解记忆不到位。认为只要是加热才能进行的反应就是吸热反应而误选C。
满分策略：某一反应到底是吸热还是放热，只与反应物、生成物所具有的总能量的大小有关，当反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量，该反应向外界表现为吸热；反之，表现为放热。反应的吸热或放热与反应的条件无关。
正解：B
小练 · 素养达成
1．如图是一个一次性加热杯的示意图。当水袋破裂时，水与固体碎块混合，杯内食物温度逐渐上升。制造此加热杯可选用的固体碎块是 ( )
A．硝酸铵 B．生石灰
C．氯化镁 D．食盐
【答案】B
【解析】生石灰与水反应放出大量的热。
2．下列说法正确的是 ( )
A．反应热是指1 mol物质参加反应时的能量变化
B．ΔH越大，说明反应放出的热量越多
C．任何条件下，化学反应的焓变都等于化学反应的反应热
D．在一定条件下，某一化学反应是吸热反应还是放热反应，由生成物与反应物的焓的差值来决定
【答案】D
【解析】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反应热，A错误；若为放热反应，ΔH越大，说明反应放出的热量越少，B错误；只有在等压条件下，化学反应的焓变才等于化学反应的反应热，C错误。
3．下列各组变化中，前者是放热反应，后者是吸热反应的是 ( )
A．生石灰溶于水；锌粒和稀硫酸反应
B．干冰升华；金属或金属氧化物熔化
C．氨水与醋酸反应；二氧化碳与碳反应
D．工业煅烧石灰石；化石燃料燃烧
【答案】C
【解析】CaO与H2O的反应、Zn与H2SO4的反应均为放热反应，A错误；干冰升华不属于化学反应，金属或金属氧化物熔化为吸热过程，也不是化学反应，B错误；煅烧石灰石是吸热反应，化石燃料燃烧为放热反应，D错误。
4．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
【答案】C
【解析】分次加入混合时，容易造成热量损失，使测试结果不准确。
【答案】D
【解析】H2、Cl2和HCl含有的化学键为共价键，该反应只涉及共价键的断裂与形成，A错误；该反应的化学能可以转化为热能，也可以转化为光能、电能等其他形式的能量，B错误；该反应为放热反应，所以断开1 mol H—H键和1 mol Cl—Cl键所吸收的总能量小于形成2 mol H—Cl键所放出的能量，C错误。
该反应是__________(填“吸热”或“放热”)反应，该反应的ΔH＝________________ kJ· mol－1(用含E1、E2的代数式表示)。1 mol气体A和 1 mol气体B具有的总能量______(填“>”“<”或“＝”)1 mol气体 C和1 mol气体D具有的总能量。
【答案】吸热 E1－E2 <
【解析】从图像中看出反应物的总能量低，生成物的总能量高，所以该反应一定为吸热反应。
7．已知断裂1 mol N≡N、H—H需要吸收的热量分别为945.6 kJ、436 kJ，形成1 mol N—H放出的热量为391 kJ。计算可知1 mol N2完全反应生成NH3的反应热为________________________，1 mol H2完全反应生成NH3的反应热为____________________。
【答案】ΔH＝－92.4 kJ·mol－1 ΔH＝－30.8 kJ·mol－1