人教版高中化学选择性必修1第一章化学反应的热效应第一节第1课时反应热焓变课件

(共59张PPT)
[学习目标]
1.了解反应热的概念，能从宏观和微观两个角度建构模型，并解释反应热产生的原因。
2.能解释中和反应反应热的测定原理，能根据实验中的数据计算反应热。
1.体系与环境(以盐酸与NaOH溶液的反应为例)
2.反应热
(1)热量：因 不同而在体系与环境之间交换或传递的能量。
(2)反应热：即化学反应的热效应，在等温条件下，化学反应体系 或
的热量。
(3)许多反应热可以通过量热计直接测定，即可以根据测得的体系的 和
有关物质的 等来计算反应热。
温度
向环境释放
从环境吸收
温度变化
比热容
3.中和反应反应热的测定
(1)实验原理
环境温度不变，通过实验测定盐酸和NaOH溶液在反应前后的温度变化，根据有关物质的比热容等来计算反应热。

计算公式：
Q＝mcΔt Q：中和反应放出的热量
m：反应混合液的质量
c：反应混合液的比热容
Δt：反应前后溶液温度的差值
(2)实验装置及操作步骤
玻璃搅拌器
(3)实验结论
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57.3 kJ的热量。
[自我思考]
(1)若将实验中的玻璃搅拌器换成铜搅拌器对结果会产生影响吗？为什么？
提示　有影响。金属铜易导热，会造成热量损失，使所测反应热的数值偏小。
(2)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？
提示　碱过量的目的是保证盐酸完全反应。
[正误判断] (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，应将 50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液分多次倒入小烧杯( )
(3)中和反应反应热的测定实验中，测定盐酸后的温度计没有冲洗干净，立即测NaOH溶液的温度( )
(4)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( )
(5)同一中和反应中生成1 mol H2O(l)的反应热与酸碱的用量有关( )
×
×
×
×
1.某试管中盛有的Al粉和稀盐酸发生反应，下列有关说法不正确的是(　　)
A.试管、Al粉、稀盐酸及发生的反应可看作一个体系
B.除反应物、生成物及相关反应外，其他均看作环境
C.Al与稀盐酸反应导致体系温度升高，向环境中释放热量
D.Al与稀盐酸反应的反应热可以通过量热计测量
A
解析　Al粉、稀盐酸及发生的反应可看作一个体系，试管属于环境，A错误；除反应物、生成物及相关反应外，其他均可看作环境，B正确；Al与稀盐酸反应放出热量，体系温度升高，向环境中释放热量，C正确；通过量热计中的温度计可测量反应前后体系的温度变化，根据有关物质的比热容及反应物的量来计算反应热，D正确。
2.利用如图所示装置测定盐酸与氢氧化钠溶液反应的反应热，下列相关说法正确的是(　　)
A.向盐酸中加入氢氧化钠溶液时缓慢倒入
B.揭开杯盖，用玻璃搅拌器搅拌，让溶液混合均匀
C.不能用铜丝搅拌器代替玻璃搅拌器
D.改用等浓度的氨水代替氢氧化钠溶液对实验结果无影响
解析　向盐酸中加入氢氧化钠溶液时缓慢倒入，会使热量散失，测定结果误差大，故A错误；揭开杯盖，会使混合溶液的温度偏低，测定结果数值偏小，故B错误；铜丝搅拌器是热的良导体，热量损失大，不能用铜丝搅拌器代替玻璃搅拌器，故C正确；一水合氨电离过程吸热，改用等浓度的氨水代替氢氧化钠溶液实验时，测得中和反应反应热数值偏小，故D错误。
C
3.某实验小组用50 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液在简易量热计中反应，测定中和反应的反应热。实验数据如下：
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
(2)若将盐酸换为浓硫酸，则测得反应放出的热量偏大还是偏小？若将盐酸换为醋酸呢？
答案　(2)浓硫酸溶于水放热，导致测得反应放出的热量偏大；醋酸为弱酸，其电离吸热，导致测得反应放出的热量偏小。
(1)已知溶液的密度近似为水的密度，比热容 c＝4.18 J·g-1·℃-1，生成1 mol液态水时放出的热量是________kJ·mol-1(小数点后保留1位数字)。
56.8
测定中和反应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)测量盐酸的温度后，要将温度计上的酸冲洗干净并擦干后，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。
(4)测定中和反应反应热时不能用弱酸或弱碱，因为弱酸、弱碱电离时吸收热量而使测量数值偏低。
(5)采用多次测量取平均值的方法，可减小实验误差；若某一组的实验数据有明显偏差，应直接舍去。
[名师点睛]
1.焓与焓变
等于
kJ/mol
kJ·mol-1
2.ΔH与放热反应和吸热反应
反应 放热反应 吸热反应
焓的变化示意图
常见反应或类型 中和反应、金属与酸(或水)的反应、燃烧反应及缓慢氧化、大多数化合反应、铝热反应等 大多数分解反应、Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应、C与CO2的反应、C与H2O(g)的反应等
3.从微观角度认识反应热
(1)化学反应的实质和特征
(2)以反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的能量变化为例说明，如图所示：
ΔH＝ 。
结论：化学键 是化学反应中能量变化的主要原因。
(3)焓变计算公式：ΔH＝ 。
(436＋243)kJ·mol-1－(431＋431)kJ·mol-1＝－183 kJ·mol-1
断裂和形成时的能量变化
E(旧键断裂吸收的总能量)－E(新键形成释放的总能量)
[自我思考]
“放热反应不需要加热就能发生，吸热反应不加热就不能发生”。这种说法对吗？请简述原因。
提示　不对。有的放热反应需要加热甚至高温才能发生，如木炭燃烧、铝热反应等；有的吸热反应不加热也能发生，如Ba(OH)2·8H2O 晶体和NH4Cl 晶体、NaHCO3和盐酸的反应等。
[正误判断] (正确的打“√”，错误的打“×”)。
√
(1)ΔH的单位采用kJ·mol-1时，表示1 mol反应的焓变( )
(2)NaOH溶液与稀硫酸反应的ΔH>0( )
(3)伴有能量变化的过程不一定是化学反应，但化学反应都伴有能量变化( )
(4)化学反应中能量变化的多少与反应物的质量无关( )
(5)石墨转化为金刚石需要吸收能量，说明石墨更稳定( )
×
√
×
√
1.下列关于内能和焓变的说法正确的是(　　)
A.化学反应过程中内能的变化等于焓变
B.气态水和液态水所具有内能一定不相同
C.焓的大小受体系的温度、压强等因素的影响
D.内能只与物质的种类、数量以及聚集状态有关
解析　在恒压条件下反应物的内能与生成物的内能差等于焓变，A错误；等质量的气态水和液态水所具有的内能一定不相同，但题干未说明水的质量是否相同，因此不能比较二者内能的大小，B错误；内能除了与物质的种类、数量以及聚集状态有关外，还与体系的温度、压强等有关，D错误。
C
2.(2025·河南安阳高二期中)化学与生产、生活密切相关。下列反应属于吸热反应的是(　　)
A.二氧化碳与碳单质反应生成一氧化碳
B.舞台上采用干冰创设烟雾缭绕的场景
C.燃油汽车气缸中汽油的燃烧
D.Fe2O3 与Al 焊接钢轨的铝热反应
A
B
解析　根据ΔH＝E总(断键)－E总(成键)，设断裂1 mol N≡N所需吸收的能量为E，则有E＋3×436 kJ－6×391 kJ＝－92.4 kJ，解得E＝945.6 kJ。
1.(2025·河南许昌高二月考)有关反应热、焓变的说法，错误的是(　　)
A.任何条件下的反应热均等于焓变
B.焓变是一个与内能变化量有关的物理量
C.吸热反应，ΔH>0，放热反应，ΔH<0
D.反应热数值与反应物的量有关
解析　在恒压条件下，化学反应的焓变在数值上等于化学反应的反应热，故A错误；焓变是一个与内能变化量有关的物理量，决定了化学反应是吸热反应还是放热反应，故B正确；反应放热时，反应的焓变ΔH<0，反应吸热时，反应的焓变ΔH>0，故C正确；反应热数值的大小与反应物的聚集状态和量有关，故D正确。
A
2.如图所示，有关化学反应和能量变化的说法正确的是(　　)
C
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中旧键断裂吸收的总能量大于新键形成释放的总能量
D.图b可以表示Mg与盐酸反应的能量变化
解析　图a中反应物总能量高于生成物总能量，属于放热反应，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中反应物总能量高于生成物总能量，属于放热反应，图b中反应物总能量低于生成物总能量，属于吸热反应，B错误；图b表示吸热反应，因此旧键断裂吸收的总能量大于新键形成释放的总能量，C正确；图b表示吸热反应，镁和盐酸的反应是放热反应，图b不能表示Mg与盐酸反应的能量变化，D错误。
3.(2025·山东德州高二月考)关于中和反应反应热的测定实验，下列说法正确的是(　　)
A.酸碱混合后，要等温度计的读数稳定不变时，记录反应最终温度
B.强酸、强碱的稀溶液反应，当生成1 mol H2O 时放出的热量均相同
C.为了反应充分，溶液混合后，通常需要用玻璃搅拌器搅拌溶液
D.中和反应反应热数值的大小受实验时所用酸、碱稀溶液中溶质多少的影响
C
解析　酸碱混合后，随着中和反应的进行，反应放热，温度在升高，应读取混合后反应时的最高温度并记录，A错误；强酸、强碱的稀溶液反应，当生成可溶性盐和1 mol H2O 时放出的热量均相同，若同时有沉淀产生，沉淀的生成也会放热，例如氢氧化钡和硫酸反应生成硫酸钡沉淀和1 mol H2O 时放出的热量比稀盐酸和氢氧化钠溶液反应生成1 mol H2O 时的多，B错误；在测定中和反应反应热的实验中，溶液混合后，用玻璃搅拌器搅拌溶液，能使反应充分，C正确；强酸和强碱反应的反应热是一定条件下强酸和强碱的稀溶液反应生成可溶性盐和 1 mol H2O 时放出的热量：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol-1，可见中和反应反应热数值的大小与实验时所用酸、碱稀溶液中溶质多少无关，D错误。
4.部分共价键的断裂吸收的能量数据如下表，则C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g)的ΔH为(　　)
A
A.＋120 kJ·mol-1 B.＋46 kJ·mol-1
C.－120 kJ·mol-1 D.－46 kJ·mol-1
解析　由ΔH＝E(旧键断裂吸收的总能量)－E(新键形成释放的总能量)可得，ΔH＝413 kJ·mol-1×6＋344 kJ·mol-1－413 kJ·mol-1×4－614 kJ·mol-1－436 kJ·mol-1＝＋120 kJ·mol-1。
共价键 H—H C—H C—C C===C
能量/(kJ·mol-1) 436 413 344 614
5.为了探究化学能与热能的转化，某实验小组设计了如下三套实验装置：
(1)上述3个装置中，不能证明“铜与浓硝酸反应是吸热反应还是放热反应”的是________(填序号)。
(2)某同学选用装置Ⅰ进行实验(实验前U形管里液面左右相平)，在甲试管里加入适量氢氧化钡溶液与稀硫酸，U形管中可观察到的现象是___________________________，说明该反应属于_______(填“吸热”或“放热”)反应。
Ⅲ
左端液柱降低，右端液柱升高
放热
(3)为探究固体M溶于水的热效应，选择装置Ⅱ进行实验(反应在甲中进行)。
①若M为钠，则实验过程中烧杯中可观察到的现象是_______________________
_______________________________________。
②若观察到烧杯里产生气泡，则说明M溶于水________________(填“一定是放热反应”“一定是吸热反应”或“可能是放热反应”)。
③若观察到烧杯里的玻璃管内形成一段水柱，则M可能是________________。
产生气泡，反应完毕后，
冷却至室温，烧杯里的导管内形成一段液柱
可能是放热反应
硝酸铵(或氯化铵)
解析　(1)装置Ⅰ可通过U形管中红墨水液面的变化判断铜与浓硝酸的反应是放热还是吸热；装置Ⅱ可通过烧杯中是否产生气泡判断铜与浓硝酸的反应是放热还是吸热；装置Ⅲ只是一个铜与浓硝酸反应并将生成的气体用水吸收的装置，不能证明该反应是放热还是吸热。(2)氢氧化钡与硫酸反应属于中和反应，中和反应都是放热反应，所以锥形瓶中气体受热膨胀，导致U形管左端液柱降低，右端液柱升高。(3)①若M为钠，钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，该反应为放热反应，放出的热量使大试管中温度升高，气体压强增大，所以右边烧杯中有气泡产生；冷却后大试管中温度降低，压强减小，右边烧杯中的导管内会形成一段液柱。②若观察到烧杯里产生气泡，说明M溶于水放出热量，由于放热反应一定属于化学变化，而有热量放出的反应不一定为化学变化，所以不一定属于放热反应，如浓硫酸溶于水会放出热量，但是不属于放热反应。③若观察到烧杯里的玻璃管内形成一段水柱，说明M溶于水后导致大试管中温度降低，压强减小，证明M溶于水为吸热过程，溶于水能够吸收热量的物质有硝酸铵、氯化铵等。
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
A
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解析　燃气灶具中的能量转化：化学能主要转化为热能，A错误；太阳能电池的能量转化：光能(太阳能)转化为电能，B正确；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)，C正确；由于断键吸收能量，成键放出能量，所以化学反应过程中除了物质变化外，一定伴有能量变化，D正确。
2.(2025·辽宁鞍山高二期中)为了研究化学反应的能量变化情况，某同学设计了如图所示装置。当向盛有试剂甲的试管中加入试剂乙时(必要时可以搅拌)，U形管中液面呈现左高右低的现象，则试剂甲、乙的组合是(　　)
A.甲：镁条；乙：盐酸
B.甲：氢氧化钡晶体；乙：氯化铵
C.甲：氢氧化钡；乙：硫酸
D.甲：二氧化锰；乙：双氧水
B 　
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解析　镁与盐酸反应放热，瓶内气体膨胀，压强增大，U形管中液面呈现左低右高的现象，选项A不符合；氢氧化钡晶体与氯化铵反应吸热，瓶内气体收缩，压强减小，U形管中液面呈现左高右低的现象，选项B符合；氢氧化钡与硫酸发生中和反应放热，瓶内气体膨胀，压强增大，U形管中液面呈现左低右高的现象，选项C不符合；二氧化锰催化双氧水反应放热，瓶内气压增大，U形管中液面呈现左低右高的现象，选项D不符合。
A
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4.在如图所示量热计中，将100 mL 0.50 mol·L-1 CH3COOH溶液与100 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液混合，温度从25.0 ℃升高到27.7 ℃。下列说法错误的是(　　)
A.若量热计的保温瓶绝热效果不好，则所测ΔH偏大
B.搅拌器可选用导热性能好的金属搅拌器
C.若选用等浓度等体积的盐酸，则溶液最高温度会超过27.7 ℃
D.所加NaOH溶液稍微过量，目的是保证CH3COOH溶液完全被中和
B
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解析　中和反应为放热反应，焓变为负值，若量热计的保温瓶绝热效果不好，则所测ΔH偏大，A正确；搅拌器一般选用导热性差的玻璃搅拌器，尽量减少热量损失，B错误；醋酸为弱酸，电离过程会吸收热量，导致热量损失，若选用等浓度等体积的盐酸，则溶液最高温度会超过27.7 ℃，C正确；所加NaOH溶液过量，目的是保证CH3COOH溶液完全被中和，D正确。
D
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6.(2024·哈尔滨高二校考)如图所示，E1＝393.5 kJ·mol-1，E2＝395.4 kJ·mol-1。下列说法正确的是(　　)
A.石墨转化为金刚石为放热反应
B.石墨与金刚石之间的转化是物理变化
C.石墨的稳定性强于金刚石的
D.金刚石和氧气生成二氧化碳的反应放热，
故1 mol金刚石的能量一定大于1 mol二氧化碳的能量
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C
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解析　由题图可知，金刚石的总能量高于石墨的总能量，故石墨转化为金刚石为吸热反应，故A错误；石墨转化为金刚石有新物质生成，属于化学变化，故B错误；金刚石的总能量高于石墨的总能量，物质的能量越高越不稳定，故石墨比金刚石稳定，故C正确；金刚石和氧气生成二氧化碳的反应放热，则1 mol金刚石和1 mol氧气的总能量大于1 mol二氧化碳的能量，但1 mol金刚石的能量不一定大于 1 mol二氧化碳的能量，故D错误。
7.根据断键吸收的能量数据计算CH4(g)＋4F2(g)===CF4(g)＋4HF(g)的反应热ΔH为(　　)
A
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A.－1 940 kJ·mol-1 B.＋1 940 kJ·mol-1
C.－485 kJ·mol-1 D.＋485 kJ·mol-1
化学键 C—H C—F H—F F—F
能量/(kJ·mol-1) 414 489 565 155
解析　由ΔH＝反应物旧键断裂吸收的总能量－生成物新键形成释放的总能量可知，ΔH＝(414×4＋155×4－489×4－565×4)kJ·mol-1＝－1 940 kJ·mol-1。
8.已知在25 ℃、101 kPa下，1 mol氢气在氧气中燃烧生成气态水的能量变化如图所示，下列有关说法正确的是(　　)
A.H2O(g)分解为H2(g)与O2(g)时放出热量
B.甲、乙、丙中物质所具有的总能量：乙>甲>丙
C.H2(g)具有的能量高于H2O(g)具有的能量
D.乙→丙的过程中若生成液态水，释放的能量将小于930 kJ
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B
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解析　H2(g)和O2(g)反应生成H2O(g)放出热量，则H2O(g)分解为H2(g)和O2(g)时吸收热量，A错误；由图可知，甲中物质变成乙中物质吸收685 kJ能量，乙中物质生成丙中物质释放930 kJ能量，故物质具有的总能量：乙>甲>丙，B正确；H2(g)与O2(g)生成H2O(g)放出热量，则反应物具有的总能量比生成物具有的总能量高，但不能比较H2(g)和H2O(g)具有的能量高低，C错误；等量的H2O(g)具有的能量高于H2O(l)，故乙→丙的过程中若生成液态水，放出的能量大于930 kJ，D错误。
9.用如图所示的装置测定中和反应反应热。实验试剂：100 mL 0.50 mol·L-1盐酸、50 mL 0.50 mol·L-1 NaOH溶液、50 mL 0.50 mol·L-1氨水。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：
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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
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(1)两组实验结果存在差异的原因是___________________________________________。
(2)HCl(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，则可能的原因是________(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
NH3·H2O为弱碱，电离时要吸热，导致放热较少
－51.8 kJ·mol-1
AC
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10.某同学按如图1所示装置，探究盐酸与NaOH溶液反应的热效应，测得烧杯中溶液温度随加入a溶液的体积变化关系如图2所示。下列判断错误的是(　　)
A.a可能是NaOH溶液
B.x、y、z三点对应的溶液中，参加反应的酸、碱质量比不变
C.由图2可知该反应为放热反应
D.向y点对应溶液中加入Fe粉，有气泡产生
D
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解析　实验目的是探究盐酸与NaOH溶液反应的热效应，可以将NaOH溶液滴入盐酸中，故a可能是NaOH溶液，A正确；由反应NaOH＋HCl===NaCl＋H2O可知，x、y、z三点对应的溶液中，参加反应的酸、碱的物质的量之比均为1∶1，即质量比不变，B正确；由题图2可知，随着反应进行，温度升高，说明该反应存在化学能转化为热能，为放热反应，C正确；由题图2知，y点温度最高，此时盐酸和氢氧化钠恰好完全反应，反应后的溶液为氯化钠溶液，加入Fe粉，无气泡产生，D错误。
11.某化学反应A2(g)＋B2(g)===2AB(g)的能量变化如图所示，下列有关叙述正确的是(　　)
A.该反应为放热反应，无需加热就可以发生
B.断裂1 mol A—A和1 mol B—B要吸收 x kJ的能量
C.根据图示可知生成1 mol AB(g)放出(y－x)kJ的能量
D.三种物质A2(g)、B2(g)、AB(g)中，最稳定的物质一定是AB(g)
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B
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12.由于人类活动(如化石燃料燃烧)的影响，大气中二氧化碳含量逐年增长，出现温室效应、气候变暖等恶劣现象，所以对二氧化碳的回收利用显得尤为重要。
Ⅰ.CO2和CH4催化重整可制备合成气，其反应过程示意图如图所示：
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(1)该过程用化学方程式表示为__________________________________，①→②的ΔH________0(填“＜”“＞”或“＝”)。
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11
12
C—H
(2)从起始到过渡态断裂的化学键有______，该过程________(填“放出”或“吸收”)能量。
(3)几种物质的能量如下表所示(在25 ℃、101 kPa 条件下，规定单质的能量为0，测得其他物质生成时的反应热为其具有的能量)：
物质 CO2(g) H2(g) CH2===CH2(g) H2O(g)
能量/(kJ·mol-1) －394 0 52 －242
则该反应的ΔH＝________kJ·mol-1。
吸收
－128
1
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3
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(4)断裂几种化学键吸收的能量如下表所示：
化学键 C===O H—H C===C C—H H—O
能量/(kJ·mol-1) 803 436 615 a 463
则a＝________。
409.25
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