第一节 反应热
第1课时 反应热 焓变(基础课)
素养 目标 1．从宏观和微观两个角度构建模型，并解释反应热产生的原因，发展证据推理与模型认知的核心素养。 2．了解反应热的定义，能解释中和反应反应热的测定原理，能根据实验中测定并记录的数据计算反应热，发展科学探究与创新意识的核心素养。
旧知 回顾 1．从反应的热量变化可将反应分为______反应和______反应。 2．对于一个反应，当反应物的总能量高于生成物的总能量，反应为____热反应。 3．下列反应为吸热反应的是____________________(填序号)。 (1)H2与O2反应生成水 (2)石灰石分解反应 (3)生石灰与H2O反应 (4)CO2与C反应 (5)C与H2O(g)反应
知识点一 反应热及其测定
一、体系与环境
1．体系与环境
研究反应热时，需要明确体系和环境。以盐酸与NaOH溶液的反应为例，对体系和环境进行说明：
将试管中的盐酸、NaOH溶液及____________等看作一个反应体系，简称______(又称______)
与______相互影响的其他部分，如盛溶液的______和溶液之外的______等看作环境
2．热量
热量是指因______不同而在体系与环境之间交换或传递的______。
体系与环境之间进行能量交换或传递的前提是存在温度差。
二、反应热及其测定
1．反应热
反应热
2．中和反应反应热的测定(探究)
(1)实验装置如图所示
(2)实验步骤
①反应前体系的温度：分别测量盐酸与NaOH溶液的温度。
②反应后体系的温度：迅速混合并搅拌，记录______温度。
③重复操作两次，取温度差的________作为计算依据。
(3)数据处理
某小组用50 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液进行实验。
实验 次数 反应物的 温度/℃ 反应前体 系的温度 反应后体 系的温度 温度差
盐酸 NaOH 溶液 t1/℃ t2/℃ (t2－t1)/℃
1 25.0 25.2 25.1 28.5 ________
2 24.9 25.1 25.0 28.3 ________
3 25.6 25.4 25.5 29.0 ________
设溶液的密度均为1 g·cm-3，反应后生成的溶液的比热容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)≈__________ kJ，那么生成1 mol H2O时放出的热量为＝ kJ＝________________。
(4)思考讨论
大量的实验测得，25 ℃和101 kPa下，强酸的稀溶液和强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O时，放出57.3 kJ的热量。如果测得的数据小于57.3，分析产生误差的可能原因是保温效果不好；操作不迅速，热量有损失；反应不够充分，读数温度偏低等。
实验中为何使用0.55 mol·L-1 NaOH溶液与0.50 mol·L-1盐酸反应，而不是选用0.50 mol·L-1 NaOH溶液？
测定中和反应的反应热实验的注意事项
(1)实验中要用强酸、强碱的稀溶液，为了保证酸完全被中和，常采用碱稍过量的方法。
(2)向量热计(已加入酸溶液)中倒入碱溶液时要迅速，尽量减少热量的损失。
(3)实验中用同一支温度计，测量盐酸的温度后，要将温度计上的酸冲洗干净并擦干，再测量NaOH溶液的温度，避免酸、碱在温度计的表面反应放热而影响测量结果。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)对于烧杯中锌粉与稀硫酸的反应，烧杯和稀硫酸可看作环境。 ( )
(2)中和反应反应热的测定实验中，可用铝制搅拌器代替玻璃搅拌器。 ( )
(3)在25 ℃和101 kPa下，浓硫酸与NaOH溶液发生中和反应生成1 mol H2O时，放出57.3 kJ的热量。 ( )
(4)同一中和反应中生成1 mol H2O(l)的反应热与酸和碱的用量有关。 ( )
(5)中和反应的反应热测定时，向内筒中加入碱液时应缓慢均匀加入。 ( )
2．下列有关中和反应反应热测定实验的说法正确的是( )
A．酸、碱溶液混合后，应立即测量最高温度
B．向内筒中加入稀碱时，应当缓慢而匀速地加入
C．测量盐酸后的温度计迅速再测量NaOH溶液的温度
D．任何酸、碱之间发生中和反应生成1 mol H2O(l)时，放出的热量都是57.3 kJ
知识点二 反应热与焓变
1．内能
内能是体系内物质的各种能量的______，受温度、压强和物质的聚集状态等影响。化学反应之所以会产生反应热是因为化学反应前后体系的______(符号为U)发生了变化。
2．焓与焓变
3．焓变与放热反应、吸热反应的关系
反应 类型 放热反应 吸热反应
图像
焓变 (ΔH) 体系向环境释放能量，反应体系的焓减小，ΔH为______，即ΔH____0 体系从环境中吸收能量，反应体系的焓增大，ΔH为______，即ΔH____0
4．微观角度理解反应热(焓变ΔH)
(1)以H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)反应的能量变化为例说明，如图所示(在25 ℃和101 kPa下)：
由图可知：
化学键 反应中的能量变化
断裂或形成1 mol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 ________ 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)的反应热为ΔH＝____________________________，分析结果与实验测得的该反应的反应热(ΔH＝)很接近
(2)化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因。
(3)焓变计算公式：ΔH＝反应物分子的化学键断裂时吸收的总能量－生成物分子的化学键形成时释放的总能量＝E(反应物的总键能)－E(生成物的总键能)。
物质稳定的判断
能量越低的物质越稳定，如C(金刚石)===C(石墨) ΔH<0，石墨能量低，石墨比金刚石稳定。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)焓变和反应热虽然说法不同但意义完全相同。 ( )
(2)断裂化学键吸收能量，形成化学键放出能量。 ( )
(3)同一化学反应中物质状态不同，但焓变可以相同。 ( )
(4)在一个化学反应中，当反应物的总焓大于生成物的总焓时，反应放热， ΔH为负值。 ( )
2．下列反应既是氧化还原反应，又符合下图所示的能量关系的是( )
A．铝片与稀硫酸反应
B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
C．氢气在O2中的燃烧反应
D．灼热的炭与CO2反应
3．工业合成氨的反应N2＋3H2 2NH3的能量变化如图所示，请回答有关问题：
(1)合成1 mol NH3(l)________(填“吸收”或“放出”)_________________kJ的热量。
(2)已知：断裂1 mol H—H、1 mol N—H、1 mol N≡N 分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ。则上图中的a＝________kJ，2 mol N2(g)完全反应生成NH3(g)产生的能量变化为________kJ。
(3)推测反应2NH3(l) N2(g)＋3H2(g)比反应2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)________(填“吸收”或“放出”)的热量________(填“多”或“少”)。
1．下列关于ΔH的说法正确的是( )
A．焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化
B．ΔH＞0，吸热反应；ΔH<0，放热反应
C．ΔH越大，说明反应放出的热量越多
D．能量变化如图所示的化学反应为吸热反应，ΔH符号为“＋”
2．如下图所示，下列有关化学反应和能量变化的说法正确的是( )
A．图a可以表示氯化铵固体与氢氧化钡晶体反应的能量变化
B．图a表示吸热反应，图b表示放热反应
C．图b中反应物的总键能大于生成物的总键能
D．图b可以表示Mg与盐酸反应的能量变化
3．根据下图所示的N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)的过程中能量变化情况，判断下列说法错误的是( )
A．该反应中反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量
B．2 mol气态氧原子结合生成O2(g)时，能放出498 kJ 能量
C．断裂1 mol NO分子中的化学键，需要吸收 632 kJ 能量
D．1 mol N2(g)和1 mol O2(g)生成2 mol NO(g)的反应热ΔH＝－180 kJ·mol-1
4．用如图所示的装置测定中和反应的反应热。实验试剂：100 mL 0.50 mol·L-1盐酸、50 mL 0.50 mol·L-1NaOH溶液、50 mL 0.50 mol·L-1氨水。
回答下列问题：
(1)从实验装置上看，还缺少玻璃搅拌器，其能否用铜制搅拌器替代？________(填“能”或“不能”)，理由是____________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)将浓度为0.50 mol·L-1的酸溶液和0.50 mol·L-1的碱溶液各50 mL混合(溶液密度均为1 g·mL-1)，生成的溶液的比热容c＝4.18 J·g-1·℃-1，测得温度如下：
反应物 起始温度 t1/℃ 最高温度 t2/℃
甲组(HCl＋NaOH) 15.0 18.3
乙组(HCl＋NH3·H2O) 15.0 18.1
①两组实验结果存在差异的原因是_____________________________________。
②HCl(aq)＋NH3·H2O(aq)===NH4Cl(aq)＋H2O(l)的ΔH＝________(结果保留一位小数)。
③某同学利用上述装置重新做甲组实验，测得反应热ΔH偏大，可能的原因是________(填字母)。
A．温度计测完盐酸的温度直接测NaOH溶液的温度
B．做该实验时室温较高
C．杯盖未盖严
D．NaOH溶液一次性迅速倒入
1 / 8第一节 反应热
第1课时 反应热 焓变(基础课)
素养 目标 1．从宏观和微观两个角度构建模型，并解释反应热产生的原因，发展证据推理与模型认知的核心素养。 2．了解反应热的定义，能解释中和反应反应热的测定原理，能根据实验中测定并记录的数据计算反应热，发展科学探究与创新意识的核心素养。
旧知 回顾 1．从反应的热量变化可将反应分为放热反应和吸热反应。 2．对于一个反应，当反应物的总能量高于生成物的总能量，反应为放热反应。 3．下列反应为吸热反应的是(2)(4)(5)(填序号)。 (1)H2与O2反应生成水 (2)石灰石分解反应 (3)生石灰与H2O反应 (4)CO2与C反应 (5)C与H2O(g)反应
知识点一 反应热及其测定
一、体系与环境
1．体系与环境
研究反应热时，需要明确体系和环境。以盐酸与NaOH溶液的反应为例，对体系和环境进行说明：
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(又称系统)
与体系相互影响的其他部分，如盛溶液的试管和溶液之外的空气等看作环境
2．热量
热量是指因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量。
体系与环境之间进行能量交换或传递的前提是存在温度差。
二、反应热及其测定
1．反应热
反应热
2．中和反应反应热的测定(探究)
(1)实验装置如图所示
(2)实验步骤
①反应前体系的温度：分别测量盐酸与NaOH溶液的温度。
②反应后体系的温度：迅速混合并搅拌，记录最高温度。
③重复操作两次，取温度差的平均值作为计算依据。
(3)数据处理
某小组用50 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液进行实验。
实验 次数 反应物的 温度/℃ 反应前体 系的温度 反应后体 系的温度 温度差
盐酸 NaOH 溶液 t1/℃ t2/℃ (t2－t1)/℃
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，反应后生成的溶液的比热容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)≈1.42 kJ，那么生成1 mol H2O时放出的热量为＝ kJ＝56.8 kJ。
(4)思考讨论
大量的实验测得，25 ℃和101 kPa下，强酸的稀溶液和强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O时，放出57.3 kJ的热量。如果测得的数据小于57.3，分析产生误差的可能原因是保温效果不好；操作不迅速，热量有损失；反应不够充分，读数温度偏低等。
实验中为何使用0.55 mol·L-1 NaOH溶液与0.50 mol·L-1盐酸反应，而不是选用0.50 mol·L-1 NaOH溶液？
[答案] 碱过量保证盐酸完全反应。
测定中和反应的反应热实验的注意事项
(1)实验中要用强酸、强碱的稀溶液，为了保证酸完全被中和，常采用碱稍过量的方法。
(2)向量热计(已加入酸溶液)中倒入碱溶液时要迅速，尽量减少热量的损失。
(3)实验中用同一支温度计，测量盐酸的温度后，要将温度计上的酸冲洗干净并擦干，再测量NaOH溶液的温度，避免酸、碱在温度计的表面反应放热而影响测量结果。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)对于烧杯中锌粉与稀硫酸的反应，烧杯和稀硫酸可看作环境。 (×)
(2)中和反应反应热的测定实验中，可用铝制搅拌器代替玻璃搅拌器。 (×)
(3)在25 ℃和101 kPa下，浓硫酸与NaOH溶液发生中和反应生成1 mol H2O时，放出57.3 kJ的热量。 (×)
(4)同一中和反应中生成1 mol H2O(l)的反应热与酸和碱的用量有关。 (×)
(5)中和反应的反应热测定时，向内筒中加入碱液时应缓慢均匀加入。 (×)
2．下列有关中和反应反应热测定实验的说法正确的是( )
A．酸、碱溶液混合后，应立即测量最高温度
B．向内筒中加入稀碱时，应当缓慢而匀速地加入
C．测量盐酸后的温度计迅速再测量NaOH溶液的温度
D．任何酸、碱之间发生中和反应生成1 mol H2O(l)时，放出的热量都是57.3 kJ
A [酸、碱溶液混合后，应立即测量温度且取最高温度作为最终温度，A正确；向内筒中加入稀碱时，应当迅速一次性加入，B错误；测量盐酸后的温度计应冲洗干净并擦干后，再测量NaOH溶液的温度，C错误；只有稀的强酸和强碱之间发生中和反应生成1 mol H2O(l)时，放出的热量才是57.3 kJ，D错误。]
知识点二 反应热与焓变
1．内能
内能是体系内物质的各种能量的总和，受温度、压强和物质的聚集状态等影响。化学反应之所以会产生反应热是因为化学反应前后体系的内能(符号为U)发生了变化。
2．焓与焓变
3．焓变与放热反应、吸热反应的关系
反应 类型 放热反应 吸热反应
图像
焓变 (ΔH) 体系向环境释放能量，反应体系的焓减小，ΔH为负值，即ΔH<0 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．微观角度理解反应热(焓变ΔH)
(1)以H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)反应的能量变化为例说明，如图所示(在25 ℃和101 kPa下)：
由图可知：
化学键 反应中的能量变化
断裂或形成1 mol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)的反应热为ΔH＝－183 kJ·mol-1，分析结果与实验测得的该反应的反应热(ΔH＝)很接近
(2)化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因。
(3)焓变计算公式：ΔH＝反应物分子的化学键断裂时吸收的总能量－生成物分子的化学键形成时释放的总能量＝E(反应物的总键能)－E(生成物的总键能)。
物质稳定的判断
能量越低的物质越稳定，如C(金刚石)===C(石墨) ΔH<0，石墨能量低，石墨比金刚石稳定。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)焓变和反应热虽然说法不同但意义完全相同。 (×)
(2)断裂化学键吸收能量，形成化学键放出能量。 (√)
(3)同一化学反应中物质状态不同，但焓变可以相同。 (×)
(4)在一个化学反应中，当反应物的总焓大于生成物的总焓时，反应放热， ΔH为负值。 (√)
2．下列反应既是氧化还原反应，又符合下图所示的能量关系的是( )
A．铝片与稀硫酸反应
B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
C．氢气在O2中的燃烧反应
D．灼热的炭与CO2反应
D [符合条件的反应为吸热反应且为氧化还原反应，D符合题意。]
3．工业合成氨的反应N2＋3H2 2NH3的能量变化如图所示，请回答有关问题：
(1)合成1 mol NH3(l)________(填“吸收”或“放出”)_________________kJ的热量。
(2)已知：断裂1 mol H—H、1 mol N—H、1 mol N≡N 分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ。则上图中的a＝________kJ，2 mol N2(g)完全反应生成NH3(g)产生的能量变化为________kJ。
(3)推测反应2NH3(l) N2(g)＋3H2(g)比反应2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)________(填“吸收”或“放出”)的热量________(填“多”或“少”)。
[解析] (1)由题图可知，生成物总能量低于反应物总能量，反应为放热反应，合成1 mol NH3(l)放出(b＋c－a)kJ的热量。(2)已知：断裂1 mol H—H、1 mol N≡N分别需要的能量是436 kJ、946 kJ。则题图中的a＝×946＋×436＝1 127；反应的焓变等于反应物的键能和减去生成物的键能和，则N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝(946＋3×436－6×391) kJ·mol-1＝－92 kJ·mol-1，则2 mol N2(g)完全反应生成NH3(g)产生的能量变化为184 kJ。(3)液态氨转化为气态氨需要吸收热量，则反应2NH3(l) N2(g)＋3H2(g)比反应2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)吸收的热量多。
[答案] (1)放出 b＋c－a (2)1 127 184 (3)吸收 多
1．下列关于ΔH的说法正确的是( )
A．焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化
B．ΔH＞0，吸热反应；ΔH<0，放热反应
C．ΔH越大，说明反应放出的热量越多
D．能量变化如图所示的化学反应为吸热反应，ΔH符号为“＋”
B [焓变是指在一定条件下化学反应的反应热，A错误；ΔH有正、负，反应放出的热量越多，ΔH越小，反应吸收的热量越多，ΔH越大，C错误；由于反应物的总焓大于生成物的总焓，故能量变化如题图所示的化学反应为放热反应，ΔH符号为“－”，D错误。]
2．如下图所示，下列有关化学反应和能量变化的说法正确的是( )
A．图a可以表示氯化铵固体与氢氧化钡晶体反应的能量变化
B．图a表示吸热反应，图b表示放热反应
C．图b中反应物的总键能大于生成物的总键能
D．图b可以表示Mg与盐酸反应的能量变化
C [图a中反应物的总能量高于生成物的总能量，为放热反应，不能表示氯化铵固体与氢氧化钡晶体反应的能量变化，因为该反应是吸热反应，A错误；图a表示放热反应，图b表示吸热反应，B错误；图b表示吸热反应，因此反应物的总键能大于生成物的总键能，C正确；图b表示吸热反应，镁和盐酸反应是放热反应，不能表示Mg与盐酸反应的能量变化，D错误。]
3．根据下图所示的N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)的过程中能量变化情况，判断下列说法错误的是( )
A．该反应中反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量
B．2 mol气态氧原子结合生成O2(g)时，能放出498 kJ 能量
C．断裂1 mol NO分子中的化学键，需要吸收 632 kJ 能量
D．1 mol N2(g)和1 mol O2(g)生成2 mol NO(g)的反应热ΔH＝－180 kJ·mol-1
D [由题图知该反应中反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量，A正确；互逆过程的热量变化，ΔH数值相等，符号相反，故B、C正确；ΔH＝(946＋498－2×632) kJ·mol-1＝＋180 kJ·mol-1，D错误。]
4．用如图所示的装置测定中和反应的反应热。实验试剂：100 mL 0.50 mol·L-1盐酸、50 mL 0.50 mol·L-1NaOH溶液、50 mL 0.50 mol·L-1氨水。
回答下列问题：
(1)从实验装置上看，还缺少玻璃搅拌器，其能否用铜制搅拌器替代？________(填“能”或“不能”)，理由是____________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)将浓度为0.50 mol·L-1的酸溶液和0.50 mol·L-1的碱溶液各50 mL混合(溶液密度均为1 g·mL-1)，生成的溶液的比热容c＝4.18 J·g-1·℃-1，测得温度如下：
反应物 起始温度 t1/℃ 最高温度 t2/℃
甲组(HCl＋NaOH) 15.0 18.3
乙组(HCl＋NH3·H2O) 15.0 18.1
①两组实验结果存在差异的原因是_____________________________________。
②HCl(aq)＋NH3·H2O(aq)===NH4Cl(aq)＋H2O(l)的ΔH＝________(结果保留一位小数)。
③某同学利用上述装置重新做甲组实验，测得反应热ΔH偏大，可能的原因是________(填字母)。
A．温度计测完盐酸的温度直接测NaOH溶液的温度
B．做该实验时室温较高
C．杯盖未盖严
D．NaOH溶液一次性迅速倒入
[解析] (1)用铜制搅拌器会导致热量散失，使实验误差增大，所以玻璃搅拌器不可以用铜制搅拌器替代。
(2)①两组实验一个是强酸和强碱的反应，一个是强酸和弱碱的反应，NH3·H2O为弱碱，电离时要吸热，导致放热较少。②50 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.50 mol·L-1氨水的总质量为＝100 g，c＝4.18 J·g-1·℃-1，则生成0.025 mol水放出热量4.18 J·g-1·℃-1×100 g×3.1 ℃＝1 295.8 J＝1.295 8 kJ，所以生成1 mol水放出的热量为 kJ≈51.8 kJ，则反应HCl(aq)＋NH3·H2O(aq)===NH4Cl(aq)＋H2O(l)的ΔH＝－51.8 kJ·mol-1。③温度计测完盐酸的温度直接测NaOH溶液的温度，温度计上残留的盐酸未用水冲洗干净，导致一部分反应物损失，使测得的ΔH偏大，A项符合题意；做该实验时室温较高，不会影响实验结果，B项不符合题意；杯盖未盖严会导致热量散失，使测得的ΔH偏大，C项符合题意；NaOH溶液一次性迅速倒入可以减少实验误差、减少热量损失，D项不符合题意。
[答案] (1)不能 铜制搅拌器会导致热量散失，使实验误差增大
(2)①NH3·H2O为弱碱，电离时要吸热，导致放热较少 ②－51.8 kJ·mol-1 ③AC
数智分层作业(一) 反应热 焓变
(分值：40分)
(选择题只有一个选项符合题目要求，每小题2分)
1．关于能量转化，下列说法不正确的是( )
A．燃气灶具中的能量转化：化学能主要转化为光能
B．太阳能电池的能量转化：光能(太阳能)转化为电能
C．生物光合作用中的能量转化：光能(太阳能)转化为生物质能(化学能)
D．化学反应过程中，除了物质变化外，一定伴有能量变化
[答案] A
2．某同学设计如图所示实验，探究化学反应中的能量变化。
下列判断正确的是( )
A．由实验可知，实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所涉及的反应都是放热反应
B.将实验Ⅰ中的镁片更换为等质量的镁粉后释放出的热量增多
C．实验Ⅲ中将玻璃搅拌器改为铜质搅拌器对实验结果没有影响
D．实验Ⅲ中若用浓硫酸测定中和反应的反应热，则测定的ΔH偏小
D [实验Ⅰ中为镁与盐酸反应置换氢气的过程，属于放热反应，实验Ⅱ为Ba(OH)2·8H2O(s)与NH4Cl(s)反应的过程，属于吸热反应，实验Ⅲ涉及的是稀盐酸与氢氧化钠溶液发生中和反应，属于放热反应，A错误；将实验Ⅰ中的镁片更换为等质量的镁粉，固体的接触面积增大，会增大反应速率，但不会增大反应生成氢气的量，所以不会改变反应放出的热量，B错误；铜导热性好，所以实验Ⅲ中将玻璃搅拌器改为铜质搅拌器会使放出的热量有损失，C错误；浓硫酸溶于水放出热量，所以实验Ⅲ中若用浓硫酸测定中和反应的反应热，则测定的ΔH会偏小，D正确。]
3．如图为等量H2(g)和Cl2(g)反应生成HCl(g)的微观示意图。下列说法正确的是( )
A．a>b
B．过程Ⅰ断开化学键，放出热量
C．H2、Cl2、HCl中均只存在共价键
D．HCl具有的能量低于H2和Cl2具有的能量
C [H2(g)和Cl2(g)化合生成HCl(g)为放热反应，则断裂化学键吸收的a kJ能量小于形成化学键放出的b kJ能量，即a4．有关反应的反应过程与能量变化的关系如图所示。下列说法错误的是( )
A．ΔH1<0
B．S(s)比S(g)稳定
C．ΔH1>ΔH2
D．S(s)转化为S(g)是吸热过程
C [反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应，ΔH1<0，A正确；物质的能量越低越稳定，由题图可知，S(s)比S(g)稳定，B正确；两个反应均为放热反应，焓变均小于0，根据题图中纵坐标分析，ΔH1的绝对值大于ΔH2的绝对值，故ΔH1<ΔH2，C错误；S(s)的能量低于S(g)的，S(s)转化为S(g)是吸热过程，D正确。]
5．(11分)肼(H2NNH2)是一种高能燃料，已知肼(H2NNH2)与O2反应过程中的能量变化如图所示。已知断裂1 mol化学键所需的能量(kJ)：N≡N为942 kJ、O==O 为500 kJ、N—N为154 kJ。
回答下列问题：
(1)上述反应为________热反应。(1分)
(2)ΔH2、ΔH3的含义分别为____________________________________________
___________________________________________________________________、
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________，
ΔH3＝________kJ·mol-1。(6分)
(3)上述反应的焓变ΔH与ΔH1、ΔH2、ΔH3的定量关系为_________________。(2分)
(4)断裂1 mol N—H所需的能量为________kJ。(2分)
[答案] (1)放
(2)2 mol N(g)、4 mol H(g)、2 mol O(g)反应生成1 mol N2(g)和2 mol H2O(g)放出的总能量 断开1 mol N2H4(g)和1 mol O2(g)中的化学键所吸收的总能量 ＋2218
(3)ΔH＝ΔH1＝ΔH3＋ΔH2
(4)391
(选择题有一个或两个选项符合题目要求，每小题4分)
6．由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A．反应物的总键能小于生成物的总键能
B．该反应的焓变ΔH＝＋139 kJ·mol-1
C．该化学反应体系从环境吸收能量
D．相同条件下，反应物、生成物和过渡态中的物质，过渡态最不稳定
AD [由题图可知，生成物的能量低于反应物的能量，反应为放热反应；反应焓变等于反应物的总键能减去生成物的总键能，故反应物的总键能小于生成物的总键能，A正确。反应为放热反应，该反应的焓变ΔH＝(209－348) kJ·mol-1＝－139 kJ·mol-1，B错误。该反应为放热反应，向环境释放能量，C错误。相同条件下，反应物、生成物和过渡态中的物质，过渡态能量最高，最不稳定，D正确。]
7．已知在101 kPa和一定温度下，由指定单质生成1 mol纯物质的热效应，称为该物质的标准生成热(ΔfH)，指定单质的标准生成热为0 kJ·mol-1，几种物质的标准生成热数据如下表所示：
物质 NaF(s) NaCl(s) NaBr(s) NaI(s)
ΔfH/ (kJ·mol-1) －574 －411 －361 －288
下列固体物质中，ΔfH最小的是( )
A．CaF2 B．CaCl2
C．CaBr2 D．CaI2
A [由几种物质的标准生成热数据可知卤化钠中NaF的标准生成热最小，总能量最低也最稳定。当离子带的电荷相同时，键长越短，离子键越强，同主族从上到下半径越来越大，氟离子的半径最小，离子键最强，形成的物质最稳定。推知卤化钙中CaF2的标准生成热最小，A正确。]
8．(13分)某学生通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和反应的反应热，将100 mL 0.50 mol·L-1盐酸与100 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应(在稀溶液中，可以近似地认为酸、碱稀溶液的密度、比热容与水的相等)。
回答下列问题：
(1)从实验装置上看，图中玻璃搅拌器的作用是_____________。(2分)
(2)简易量热计如果未盖杯盖，生成1 mol H2O(l)时所测得中和反应的反应热(ΔH)将_____________(填“偏大”“偏小”或“不变”)，判断的理由是__________________________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________。(3分)
(3)实验中改用80 mL 0.50 mol·L-1盐酸和80 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液进行反应，与题干所述实验相比，二者所放出的热量________(填“相等”或“不相等”)。(2分)
(4)若用等体积等物质的量浓度的CH3COOH进行上述实验，生成1 mol H2O(l)时，所测得的中和反应的反应热的绝对值(|ΔH|)将_____________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)，判断的理由是_______________________________
_____________________________________________________________。(3分)
(5)下列说法正确的是________(填字母)。(3分)
a．向内筒中加入稀碱时，应当缓慢而匀速地加入
b．将用量筒量取好的稀盐酸加入内筒后，应当快速用水冲洗量筒内壁剩余的稀盐酸至内筒中，以免造成测量误差
c．用量筒量取稀酸或稀碱时，眼睛必须与液体凹液面最低处相平
d．内筒洗净后，未及时烘干，直接用该内筒进行实验，对生成1 mol H2O(l)时所测得的中和反应的反应热(ΔH)无影响
[解析] (1)实验中需要反应物充分反应，所以玻璃搅拌器的作用是使强酸和强碱充分反应。(2)简易量热计如果未盖杯盖会造成热量散失，测得放出的热量偏小，但ΔH为负值，所以生成1 mol H2O(l)时的反应热偏大。(3)反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关，改用80 mL 0.50 mol·L-1盐酸与80 mL 0.55 mol·L-1的氢氧化钠溶液进行反应，与题述实验相比，生成水的量减少，所放出的热量减少。(4)醋酸是弱酸，电离时会吸收能量，与氢氧化钠溶液反应生成1 mol H2O(l)时的反应热的绝对值(|ΔH|)偏小。(5)a.向内筒中加入稀碱时，应当快速倒入内筒中，若缓慢而匀速地加入会造成热量散失，故错误；b.量筒中剩余的液体不要用水冲洗，将量筒量取好的稀盐酸加入内筒后，若快速用水冲洗量筒内壁剩余的稀盐酸至内筒中，溶液质量增大，造成测量误差，故错误；c.用量筒量取稀酸或稀碱时，眼睛必须与液体凹液面最低处相平，保证量取的酸和碱的用量准确，实验操作规范，故正确；d.内筒洗净后，未及时烘干，内筒中的水会稀释待测溶液，导致溶液最终温度偏低，故错误。
[答案] (1)使强酸和强碱充分反应 (2)偏大 未盖杯盖会造成热量损失，所测得的数值偏小，但ΔH为负值，所以生成 1 mol H2O(l)时的反应热偏大 (3)不相等 (4)偏小 CH3COOH参与反应时电离要吸收热量 (5)c
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