(共49张PPT)
第一节 化学反应与能量的变化
第1课时 化学反应与能量的变化
那么，你还知道其他形式的能量变化的例子吗？如何定量地来描述或测定一个反应释放或吸收的能量呢？
1．了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。
2．了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。
3．了解热化学方程式的含义并能正确书写热化学方程式。
4．认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的变化，能量的多少取决于反应物和生成物的质量，反应过程中能量守恒。
1．焓变
(1)焓变
①概述：焓(H)是与内能有关的 。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 即焓变(ΔH)决定。
②常用单位： (或 )。
kJ/mol
kJ·mol－1
物理量
焓值差
(2)焓变与反应热的关系
恒压条件下，反应的热效应等于焓变。因此，我们常用 表示反应热。
2．ΔH的正、负和吸热、放热反应的关系
(1)放热反应：反应完成时，生成物释放的总能量 反应物吸收的总能量的反应。由于反应后放出热量(释放给环境)能使反应体系的能量 ，故ΔH 0(填“<”或“>”)，即ΔH为 (填“正”或“负”)。
ΔH
大于
降低
负
<
(2)吸热反应：反应完成时，生成物释放的总能量 反应物吸收的总能量的反应。由于反应时吸收环境能量而使反应体系的能量 ，故ΔH 0(填“<”或“>”)，即ΔH为 (填“正”或“负”)。
小于
>
正
升高
3．化学反应中能量变化的图示
放热反应和吸热反应的比较
类型
比较 放热反应 吸热反应
定义 有热量放出的化学反应 吸收热量的化学反应
形成
原因 反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量 反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量
与化学
键强弱
的关系 生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子断裂时吸收的总能量 生成物分子成键时释放出的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量
表示方法 ΔH＜0 ΔH＞0
图示
常见的实例 ①大多数化合反应；
②中和反应；
③金属与酸反应
如：Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑ ΔH<0；
④燃烧反应；
⑤铝热反应； ①大多数分解反应；
②Ba(OH)2·8H2O晶体与氯化铵反应：
Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl ===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O ΔH>0；
③以C、CO为还原剂的氧化还原反应
1．(2009年上海单科)下列对化学反应的认识错误的是( )
A．会引起化学键的变化
B．会产生新的物质
C．必然引起物质状态的变化
D．必然伴随着能量的变化
解析： 化学变化的本质是旧化学键的断裂、新化学键的形成，化学变化中会产生新的物质并伴随能量变化，但物质状态不一定发生变化，
答案： C
1．概念
能表示 和 的关系的化学方程式。
参加反应物质的量
反应热
2．特点(与化学方程式比较)
(1)指明了反应时的 和 ，若在 时进行的反应，可不注明。
(2)在化学方程式右边注明ΔH的 和 。
(3)所有反应物和生成物都用括号注明了它们在反应时的状态。常用 分别表示固体、液体和气体。
3．意义
热化学方程式不仅表示化学反应中的 变化，也表明了 变化。
25 ℃、101 kPa
“＋”、“－”
单位
s、l、g
物质
能量
温度
压强
书写热化学方程式应注意的问题
(1)注意ΔH的符号
ΔH只能写在热化学方程式的右边，且中间留空格。若为放热反应，ΔH为“－”；若为吸热反应，ΔH为“＋”。ΔH的单位一般为kJ/mol(或kJ·mol－1)。
(2)注意测定条件
反应热ΔH与测定条件(温度、压强等)有关，因此书写热化学方程式时应注意ΔH的测定条件。绝大多数ΔH是在25 ℃、101 kPa下测定的，可不注明温度和压强。
(3)注意物质的聚集状态
反应物和产物的聚集状态不同，反应热ΔH也不同。因此，书写热化学方程式必须注明物质的聚集状态。气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，溶液用“aq”。热化学方程式中不用标“↑”和“↓”。
(4)注意化学计量数
①化学计量数只表示物质的量，因此可以为分数或小数。
②由于ΔH与反应物的物质的量有关，所以热化学方程式中化学式前面的化学计量数必须与ΔH相对应：
a．化学计量数和反应热数值可以同时增大或减小相同的倍数。
b．当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。
答案： B
已知：H2(g)＋F2(g)===2HF(g) ΔH＝－546.6 kJ/mol，下列说法正确的是( )
A．氟化氢气体分解生成氢气和氟气的反应是放热反应
B．1 mol H2与1 mol F2反应生成2 mol液态HF放出的热量小于546.6 kJ
C．在相同条件下，1 mol H2与1 mol F2的能量总和大于2 mol HF气体的能量
D．该反应中的能量变化可用下图来表示
由热化学方程式可知ΔH<0，H2与F2反应生成HF是放热反应，则HF分解成H2和F2为吸热反应，故A错。HF(g)转变为HF(l)要放热，则1 mol H2与1 mol F2反应生成2 mol HF(l)，放出的热量大于546.6 kJ，故B错。该反应为放热反应，则反应物总能量高于生成物总能量，C正确。该反应中能量变化的图示为
答案： C
反应热的实质及ΔH的计算表达式
(1)反应热与物质中化学键的关系
化学反应在本质上来说就是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程。破坏旧键时克服原子间的相互作用，需要吸收能量；形成新键时又要释放能量。在不做其他功的情况下，当前者大于后者时，为吸热反应；当前者小于后者时，为放热反应。
(2)反应热与物质固有能量的关系
反应物具有的总能量大于生成物所具有的总能量，导致反应物转化为生成物时放出热量，为放热反应；反应物具有的总能量小于生成物所具有的总能量，则反应时需要从外界吸收能量，为吸热反应。
化学变化过程中的能量变化可用以下图示说明(以氢气和氯气的燃烧反应为例)：
(3)ΔH的计算方法
从不同角度解释反应热，其计算方式也不同，故ΔH有三种表达方式：
①ΔH＝吸收的总能量－释放的总能量
②ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量
③ΔH＝反应物中化学键断裂吸收的能量之和－生成物中化学键生成放出的能量之和
1．已知：①1 mol H2分子中化学键断裂时需要吸收436 kJ的能量 ②1 mol Cl2分子中化学键断裂时需要吸收243 kJ的能量 ③由H原子和Cl原子形成1 mol HCl分子时释放431 kJ的能量。
下列叙述正确的是( )
A．氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是：
H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)
B．氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体，反应的
ΔH＝＋183 kJ/mol
C．氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体，反应的
ΔH＝－183 kJ/mol
D．氢气和氯气反应生成1 mol氯化氢气体，反应的
ΔH＝－183 kJ/mol
解析： 因为ΔH＝反应物中化学键断裂吸收的能量之和－生成物中化学键生成释放的能量之和。根据反应方程式：H2＋Cl2===2HCl，可知，该反应的ΔH＝(436＋243－431×2)kJ/mol＝－183 kJ/mol，故C正确。
答案： C
已知在1×105 Pa、298 K条件下，2 mol H2燃烧生成水蒸气时放出的484 kJ热量，下列热化学方程式正确的是( )
A．H2O(g)===H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋242 kJ·mol－1
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－484 kJ·mol－1
C．H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝＋242 kJ·mol－1
D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝＋484 kJ·mol－1
答案： A
判断热化学方程式正误注意下列要点：
(1)化学反应原理即化学方程式是否正确；
(2)看各物质的聚集状态是否正确；
(3)看ΔH变化的“＋”、“－”是否正确；
(4)看反应热的单位是否为kJ·mol－1；
(5)看反应热数值与计量数是否相对应。
2．0.3 mol气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态B2O3和液态水，放出649.5 kJ的热量，其热化学方程式为________________________________________________________________________ 。
又已知H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44 kJ·mol－1，则11.2 L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量为________。
解析：
答案： B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l) ΔH＝－2 165 kJ·mol－1 1 016.5 kJ
1．反应热是指( )
A．专指化学反应过程中放出的热量
B．特指1 mol反应物燃烧时放出的热量
C．不论多少物质反应放出的热量都是反应热
D．热化学方程式中标注的“±a kJ/mol”
解析： 反应热的单位为kJ/mol，是有量的限制的。
答案： D
2．下列说法正确的是(双选)( )
A．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B．放热反应在常温下一定很容易发生
C．反应是放热的还是吸热的必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小
D．吸热反应在一定条件下也能发生
解析： 化学反应的能量变化主要表现为放热或吸热。反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。放热反应和吸热反应在一定的条件下都能发生。反应开始时需要加热的反应可能是吸热反应，也可能是放热反应。吸热反应开始加热，反应后需不断加热，才能使反应继续进行下去；放热反应开始加热，反应后会放出一定的热量，如果此热量足够大可以使反应维持下去，则反应过程不需要再加热，如煤的燃烧，一旦加热，使煤燃烧起来后，就可继续燃烧下去，不需外界再加热。
答案： CD
3.分析如图所示的能量变化示意图，下列热化学方程式正确的是( )
A．2A(g)＋B(g)===2C(g) ΔH＝a(a>0)
B．2A(g)＋B(g)===2C(g) ΔH＝a(a<0)
C．2A＋B===2C ΔH＝a(a<0)
D．2C===2A＋B ΔH＝a(a>0)
解析： 根据图示，2A(g)＋B(g)的总能量>2C(g)的总能量，故A、B、C中应a<0，D中应a>0，但C、D未注明物质的聚集状态。
答案： B
4.如图所示，把试管放入盛有25 ℃澄清石灰水饱和溶液的烧杯中，试管中开始放入几块镁条，再用滴管滴入5 mL的盐酸于试管中。试回答下列问题：
(1)实验中观察到的现象是_______________________ _________________________________________________。
(2)产生上述实验现象的原因是________________________ ________________________________________________。
(3)写出有关的离子方程式_________________________ _____________________________________________。
(4)由实验推知，MgCl2和H2的总能量______(填“大于”“等于”或“小于”)镁条和盐酸的总能量。
(5)如将本题中“25 ℃澄清石灰水饱和溶液”换成“20 ℃碳酸饮料”进行探究实验，实验(1)观察到的另一现象是____________________________；其原因是________ ______________________________________。
解析： Mg与稀盐酸反应放出热量，溶液受热发生一系列变化，证明生成物的总能量小于反应物的总能量。
答案： (1)镁片上有大量的气泡冒出，镁片逐渐溶解，烧杯中溶液变浑浊
(2)盐酸与镁的反应是放热反应，因Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而减小
(3)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑ (4)小于
(5)烧杯中液体放出气泡的速率加快 碳酸饮料中CO2气体在水中的溶解度随温度升高而减小，故烧杯中的液体放出气泡的速率逐渐加快
练考题、验能力、轻巧夺冠第1章 第1节 第1课时
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一、选择题
1．下列说法正确的是( )
A．凡有能量变化的过程都是化学变化
B．吸热反应只能在加热条件下才能进行
C．放热反应可能需要加热才能进行
D．天然气在空气中燃烧时，其化学能将全部转化为热能
解析： 有能量变化的过程不一定是化学变化，如水的蒸发，NaOH(s)溶于水，两过程都属于物理变化，但前者吸热，后者放热，A不正确；吸热反应不一定加热才能进行，放热反应也不一定不需要加热才能进行，B不正确，C正确；天然气燃烧时化学能转化为光能与热能，D不正确。
答案： C
2．下列各图中，表示正反应是吸热反应的图象是( )
解析： 当反应物的能量低于生成物的能量时，正反应为吸热反应。
答案： A
3．下列反应既是氧化还原反应，又是吸热反应的是( )
A．铝片与稀硫酸的反应 B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
C．灼热的碳与二氧化碳的反应 D．甲烷在氧气中的燃烧反应
答案： C
4．在25 ℃、101 kPa下，1 g甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ，下列热化学方程式正确的是( )
A．CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝＋725.8 kJ·mol－1
B．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－1 452 kJ·mol－1
C．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－725.8 kJ·mol－1
D．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝＋1 452 kJ·mol－1
解析： 本题主要考查学生反应热的计算及热化学方程式的书写。1 g CH3OH(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放热22.68 kJ，则1 mol即32 g CH3OH完全燃烧放热：32 g×22.68 kJ·g－1＝725.8 kJ，吸热ΔH为“＋”，放热为“－”，故1 mol CH3OH(l)燃烧时，ΔH＝－725.8 kJ·mol－1，B项正确。
答案： B
5．有如下三个热化学方程式：
H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝a kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝b kJ·mol－1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝c kJ·mol－1
下列关于它们的表述中，正确的是( )
A．它们都是吸热反应 B．a、b和c均为正值
C．a＝b D．2b＝c
解析： H2燃烧是放热反应，ΔH为负值，故A、B不正确；根据相同物质的反应，聚集状态不同，反应热不同，可判断a≠b，故C错；根据相同的反应，反应热与可燃物的物质的量成正比，第三个反应各反应物与生成物物质的量是第二个反应各反应物和生成物物质的量的2倍，可判断2b＝c。
答案： D
6．根据热化学方程式：S(l)＋O2(g)===SO2(g)
ΔH＝－293.23 kJ/mol，分析下列说法正确的是( )
A．S(s)＋O2(g)===SO2(g)，反应放出的热量大于293.23 kJ/mol
B．S(g)＋O2(g)===SO2(g)，反应放出的热量小于293.23 kJ/mol
C．1 mol SO2的化学键断裂吸收的能量总和大于1 mol硫和1 mol氧气的化学键断裂吸收的能量之和
D．1 mol SO2的化学键断裂吸收的能量总和小于1 mol硫和1 mol氧气的化学键断裂吸收的能量之和
答案： C
7．石墨和金刚石都是碳元素的单质，石墨在一定条件下可转化为金刚石。已知12 g石墨完全转化成金刚石时，要吸收E kJ的能量，下列说法正确的是(双选)( )
A．石墨不如金刚石稳定
B．金刚石不如石墨稳定
C．等质量的石墨与金刚石完全燃烧，金刚石放出的能量多
D．等质量的石墨与金刚石完全燃烧，石墨放出的能量多
解析： 已知12 g石墨完全转化为金刚石时，要吸收E kJ的能量，即C(石墨)===C(金刚石) ΔH＝＋E kJ/mol，说明12 g金刚石比12 g石墨的能量高出E kJ；当12 g金刚石和12 g石墨分别完全燃烧均生成CO2时，金刚石比石墨多放出E kJ的能量。
答案： BC
8．已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ/mol，则关于方程式2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)的ΔH的说法中正确的是( )
A．方程式中的化学计量数表示分子数
B．该反应ΔH大于零
C．该反应ΔH＝－571.6 kJ/mol
D．该反应可表示36 g水分解时的热效应
解析： 在书写热化学方程式时，若反应物和生成物对换，则ΔH的符号变化，数值不变，故B正确，C不正确；D项未注明水的状态。
答案： B
二、非选择题
9．(1)甲硅烷(SiH4)是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和液态水。已知室温下1 g甲硅烷自燃放出热量44.6 kJ，其热化学方程式是__________________ _________________________________________________________。
(2)13 g C2H2(g)完全燃烧生成CO2和H2O(l)时，放出659 kJ的热量，该反应的热化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)2.3 g某液态有机物和一定量的氧气混合点燃，恰好完全燃烧，生成2.7 g水和2.24 L CO2(标准状况)，并放出68.35 kJ热量，则该反应的热化学方程式为____________ _________________________________________________________________________。
答案： (1)SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l) ΔH＝－1 427.2 kJ/mol
(2)2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－2 636 kJ/mol
(3)C2H6O(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1 367 kJ/mol
10．(2010·济南高二质检)已知：H2(g)＋O2(g)===H2O(g)，反应过程中的能量变化如图，问：
(1)a、b、c分别代表什么意义？
(2)该反应是放热反应还是吸热反应？________，ΔH大于零还是小于零？________。
解析： (1)H2(g)和O2(g)与2H(g)和O(g)之间的能量差是H2(g)―→2H(g)和O2(g)―→O(g)过程中断开H—H键和O===O键需吸收的能量，所以a代表旧键断裂吸收的能量。b代表2H(g)＋O(g)结合成H2O(g)中的氢氧键所放出的能量，c则代表断键所吸收的能量－成键所释放的能量，即a－b＝c。
(2)由图可知该反应中反应物总能量大于生成物总能量，所以该反应为放热反应，ΔH<0。
答案： (1)a代表旧键断裂吸收的能量，b代表新键形成放出的能量，c代表反应热。(2)放热反应 小于零
11．下表中的数据是破坏1 mol物质时的化学键所消耗的能量(kJ)：
物质 Cl2 Br2 I2 HCl HBr HI H2
能量(kJ) 243 193 151 432 366 298 436
根据上述数据回答(1)～(5)题。
(1)下列物质能量最低的是( )
A．H2 B．Cl2
C．Br2 D．I2
(2)下列氢化物中最不稳定的是( )
A．HCl B．HBr C．HI
(3)X2＋H2===2HX(X代表Cl、Br、I)的反应是________反应(填“吸热”或“放热”)。
(4)相同条件下，X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收的热量最多的是________。
(5)若无上表中的数据，你能正确回答出问题(4)吗？________。你的根据是________________________________________________________________________。
解析： (1)破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量越多，此物质越稳定，能量越低，故选A项。(2)破坏1 mol物质中的化学键消耗的能量越少，此物质越不稳定，故选C项。(3)生成物成键时释放的总能量大于反应物断裂时吸收的总能量，故为放热反应。(4)由表中数据可计算出，放出热量最多的是Cl2。(5)生成物越稳定放出的热量越多，因此不用根据表中数据也可判断出HCl是最稳定的。因为在Cl、Br、I中，Cl的非金属性最强，则其气态氢化物最稳定。
答案： (1)A (2)C (3)放热 (4)Cl2
(5)能 生成物越稳定，放出的热量越多，在HX中HCl最稳定
12．(知能提升)(2011·青岛高二期末)(1)某反应过程中的能量变化如下图所示：
写出该反应的热化学方程式_____________________________________________ _________________________________________________________________________。
(2)在溶液中进行的化学反应的物质，其状态标为“aq”，已知1/2 mol H2SO4在溶液中与足量氢氧化钠反应放出57.3 kJ的热量，用离子方程式写出该反应的热化学方程式
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)合成氨反应的热化学方程式为：
N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.2 kJ/mol
已知合成氨反应是一个反应物不能完全转化为生成物的反应，在某一定条件下，N2的转化率仅为10%，要想通过该反应得到92.2 kJ的热量，至少在反应混合物中要投放多少摩尔的N2
解析： (1)读图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，这是一个放热反应，又知反应物和生成物的物质的量和状态，热量的大小和单位，可以写出反应的热化学方程式。
(2)根据题给信息，可直接写出用离子方程式表示的热化学方程式。
(3)据热化学方程式可知，1 mol N2反应才能得到92.2 kJ的热量，而N2的转化率仅为10%，则实际要投入10 mol N2才能转化1 mol。
答案： (1)A(g)＋2B(g)===C(l)＋3D(l) ΔH＝－432 kJ/mol
(2)H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol
(3)10 mol(共45张PPT)
第2课时 中和反应反应热的测定
1.了解中和反应的反应热(中和热)的概念及应用。
2．通过中和反应反应热的测定，初步学习测定化学反应反应热的实验方法。
3．能正确分析测定反应热时的误差产生的原因，并能采取适当措施减小误差。
1．中和反应
中和反应即酸和碱相互作用生成盐和水的反应，其实质是酸电离产生的 和碱电离产生的 结合生成难电离的水。强酸、强碱之间的中和反应一般都可用离子方程式H＋＋OH－===H2O表示。
H＋
OH－
2．中和热
(1)概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成 mol H2O时的反应热(即所放出的热量)。
(2)表示方法：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol。
1
中和热与中和反应的反应热辨析
(1)中和热指中和反应每生成1 mol H2O时的反应热，与强酸、强碱的类别无关。任何中和反应的中和热都相同。但是不同的中和反应，其反应热可能不同。
(2)有弱酸或弱碱参加的中和反应，其中和热的数值都小于57.3，这是因为反应时弱酸或弱碱发生电离需要吸收热量。
1．含1 mol Ba(OH)2的稀溶液与足量盐酸反应，放出热量114.6 kJ。下列热化学方程式中，正确的是(双选)( )
A．Ba(OH)2(aq)＋2HCl(aq)===BaCl2(aq)＋2H2O(l)
ΔH＝＋114.6 kJ/mol
B．Ba(OH)2(aq)＋2HCl(aq)===BaCl2(aq)＋2H2O(l)
ΔH＝－114.6 kJ/mol
解析： 解答本题首先要明确热化学方程式中的化学计量数为各物质的物质的量，可以为整数，也可以为分数，然后根据生成一定量水所放出的热量进行分析和计算。
1 mol Ba(OH)2与足量稀盐酸反应生成2 mol H2O，共放出热量114.6 kJ，则生成1 mol H2O放出热量57.3 kJ，放热反应ΔH<0，故A、D错误，B、C正确。
答案： BC
1．实验方法解析
某些化学反应的反应热可以用实验方法测得，用来测量反应热的仪器称为“量热器”，测量操作是：将反应器置于充满水的绝热容器中，当反应放热时，其热量即传入水中，根据水的质量、比热和水温的变化求出反应所放出的热量。
2．实验过程体验
【实验用品】 仪器：大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL)、温度计、量筒(50 mL)两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有两个小孔)、环形玻璃搅拌棒。
试剂：0.50 mol/L盐酸、0.55 mol/L NaOH溶液。
【实验方案】
1．实验步骤
(1)设计装置如图。
(2)用一个量筒量取50 mL 0.50 mol/L盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。并将温度计上的酸用水冲洗干净。
(3)用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。
(4)把套有盖板的 和 ，放入小烧杯中的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯，盖好盖板，用 轻轻搅动，测量混合溶液的 ，记入下表。
(5)重复步骤(2)～(4)三次。
温度计
环形玻璃搅拌棒
环形玻璃搅拌棒
最高温度
2．数据记录及处理
数据记录表
温度
实验次数 起始温度t1/℃ 终止温度
t2/℃ 温度差
(t2－t1)/℃
HCl NaOH 平均值
1
2
3
平均值
中和热测定的思路分析
2．实验室进行中和热的测定的实验时除需要大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL)外，其他所用的仪器和试剂均正确的一组是( )
A．0.50 mol/L盐酸，0.50 mol/L NaOH溶液，100 mL量筒1个
B．0.50 mol/L盐酸，0.55 mol/L NaOH溶液，100 mL量筒2个
C．0.50 mol/L盐酸，0.55 mol/L NaOH溶液，50 mL量筒1个
D．0.50 mol/L盐酸，0.55 mol/L NaOH溶液，50 mL量筒2个
解析： 本实验中为了保证0.50 mol/L的盐酸完全被中和，采用0.55 mol/L NaOH溶液，使碱稍过量，故A项不符合；所需酸、碱量均为50 mL，故B项不符合；酸、碱分别用不同的量筒量取，故C项不符合。
答案： D
在800 mL的大烧杯中放入碎纸屑，把盛有50 mL 0.50 mol·L－1盐酸的200 mL烧杯放到大烧杯中，两只烧杯间填满碎纸屑。用泡沫塑料板做成大烧杯盖，通过盖子插入一根玻璃搅拌棒(末端呈半圆环的玻璃棒)和一只温度计，测定溶液的温度。迅速往盐酸溶液中加入50 mL 0.55 mol·L－1烧碱溶液，盖好，搅拌溶液，观察温度的变化。当温度保持稳定时，记录读数，取出装反应液的烧杯，倒出溶液，清洗干净，保持内外杯壁干燥。重复进行三次实验。用这一实验可以粗略测定中和热。
(1)烧杯间填满碎纸屑的作用是
________________________________________________。
(2)要重复进行三次实验的目的是
________________________________________________。
(3)烧杯如果不盖泡沫塑料板，所求得的中和热数值将________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(4)实验中若改用60 mL 0.50 mol·L－1盐酸和50 mL 0.55 mol·L－1烧碱溶液进行上述反应，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”)，理由是________________ ____________________________________________________。
(5)三次平行操作测得数据中，起始时盐酸与烧碱溶液温度相同，而终止温度与起始温度之差(t2－t1)分别为①2.3 ℃，②2.4 ℃，③2.9 ℃，则最终代入计算式的温度差的平均值为________℃。
解答本题，首先要明确实验的原理，“量热器”的组成以及造成实验误差的原因，然后按实验步骤进行分析和判断。
(1)碎纸屑的作用为减少实验过程中的热量损失。
(2)重复实验的目的是减少实验误差。
(3)不盖泡沫塑料板会损失部分热量，故所测结果偏小。
(4)由中和热概念可知，中和热是以生成1 mol水为标准的，而与过量部分的酸碱无关。
(5)中所测温度2.9 ℃显然是错误的，代入计算式的温度应是①和②的平均值。
答案： (1)保温、隔热，减少实验过程中热量的损失
(2)减少实验过程中的误差 (3)偏小
(4)不相等 相等 因为60 mL 0.50 mol·L－1盐酸和50 mL 0.55 mol·L－1烧碱溶液反应能生成0.027 5 mol H2O，而50 mL 0.50 mol·L－1盐酸与50 mL 0.55 mol·L－1烧碱溶液反应只能生成0.025 mol H2O，因此所放出的热量不同。但中和热是指酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时所放出的热量，与酸、碱的用量无关，因此所求中和热相等
(5)2.35
中和反应的反应热的测定实验中要注意以下问题
(1)酸碱溶液应当用强酸、强碱的稀溶液(0.1～0.5 mol/L)。
①测定中和热不能用浓酸或浓碱，因浓酸或浓碱溶于水一般都要放热。
②测定中和热时不能用弱酸或弱碱，因弱酸或弱碱在水溶液中不能完全电离，若改用弱酸或弱碱，它们电离时要吸收一部分热量 。
(2)要使用同一支温度计
分别先后测量酸、碱及混合液的温度时，测定一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。温度计的水银球部分要完全浸入溶液中，且要稳定一段时间再记下读数。
(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)操作时动作要快，尽量减少热量的散失。
(5)实验时亦可选用浓度、体积都不相同的酸碱溶液进行中和热的测定，但在计算时，应取二者中量小的一种，因为过量的酸碱并不参与中和反应。
1．(1)在中和热测定实验中能否用金属(不与酸反应)质环形搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒？
(2)实验中为何使用0.55 mol/L NaOH溶液而不用0.50 mol/L的NaOH溶液？
答案： (1)不能，因为金属易导热，会造成热量损失，增大实验误差。
(2)保证0.50 mol/L的盐酸全部反应，提高实验的精确度。
含有11.2 g KOH的稀溶液与1 L 0.1 mol/L的H2SO4溶液反应，放出11.46 kJ的热量，表示该反应中和热的化学方程式为( )
中和热是以生成1 mol H2O(l)所放出的热量来定义的，故书写中和热的热化学方程式时，应以生成1 mol H2O(l)为标准来配平其余物质的化学计量数，故答案为D。
答案： D
利用热化学方程式表示中和热时，要注意生成物H2O前的化学计量数为1；且热化学方程式的书写也应符合一般热化学方程式书写的要求。
2．已知反应：①101 kPa时，2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221 kJ/mol；②稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol。
下列结论正确的是( )
A．稀硫酸与稀NaOH溶液的中和热为57.3 kJ/mol
B．①的反应热为221 kJ/mol
C．稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为－57.3 kJ/mol
D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出57.3 kJ热量
解析： 只看反应的表面含义，忽略了概念的本质而错选BC。B项，未指明“吸”“放”热或“＋”“－”号，不正确。C项，中和热的定义中，已指明是放出热量，不用“－”号，不正确。D项，醋酸为弱酸，电离要吸热，放出热量应小于57.3 kJ，故正确答案为A。
答案： A
1．下列说法正确的是( )
A．中和热一定是强酸跟强碱反应放出的热量
B．1 mol酸与1 mol碱完全反应放出的热量是中和热
C．在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O(l)时的反应热叫做中和热
D．表示中和热的离子方程式为：H＋＋OH－===H2O ΔH＝－57.3 kJ/mol
答案： C
2．强酸和强碱在稀溶液里反应的热化学方程式可表示为：
H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
已知：CH3COOH(aq)＋NaOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l) ΔH＝－Q1 kJ·mol－1
HNO3(aq)＋NaOH(aq)===NaNO3(aq)＋H2O(l) ΔH＝－Q2 kJ·mol－1
上述均是在溶液中进行的反应，Q1、Q2的关系正确的是( )
A．Q1＝Q2＝57.3 B．Q1>Q2>57.3
C．Q1解析： 硝酸是强电解质，完全电离生成H＋，故Q2＝57.3。而醋酸是弱酸，电离成H＋过程中吸收热量，故Q1<57.3。总体关系：Q1答案： C
3．(2011·青岛高二期末)将V1 mL 1.00 mol/L HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如下图所示(实验中始终保持V1＋V2＝50 mL)。下列叙述正确的是( )
A．做该实验时环境温度为22 ℃
B．该实验表明化学能可能转化为热能
C．NaOH溶液的浓度约为1.0 mol/L
D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应
解析： 中和反应为放热反应，B对；中和反应有水生成，但有水生成的不一定是放热反应，如H2＋CuOH2O＋Cu是吸热反应，D错；从表中分析可知，当加入HCl溶液5 mL、NaOH溶液45 mL，反应后温度为22 ℃，故实验时环境温度小于22 ℃，A错；加入HCl溶液30 mL反应放热最多，应是酸碱正好中和，故c(NaOH)＝1.0 mol/L·30 mL/20 mL＝1.5 mol/L，C错。
答案： B
4．(思维拓展题)实验室用50 mL 0.50 mol·L－1盐酸、50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液和下图所示装置进行测定中和热的实验，得到表中的数据：
实验
次数 起始温度t1/℃ 终止温度
t2/℃
盐酸 NaOH溶液
1 20.2 20.3 23.7
2 20.3 20.5 23.8
3 21.5 21.6 24.9
完成下列问题：
(1)实验时用环形玻璃棒搅拌溶液的方法是____________，不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃棒的理由是___________ _______________________。
(2)经数据处理，t2－t1＝3.4 ℃，则该实验测得的中和热ΔH＝______________[盐酸和NaOH溶液的密度按1 g·cm－3计算，反应后混合溶液的比热容(c)按4.18 J·(g·℃)－1计算]。
(3)若将NaOH溶液改为相同体积、相同浓度的氨水，测得中和热为ΔH1，则ΔH1与ΔH的关系为：ΔH1________(填“>”“<”或“＝”)ΔH，理由是____________________________ ___________________________________________。
解析： (1)对于本实验，让氢氧化钠和盐酸尽可能地完全反应是减小误差的一个方面，所以实验时用环形玻璃棒上下搅动，以防将温度计损坏，做好保温工作是减小误差的另一个重要方面，所以选用玻璃棒，而不用铜丝。
(2)ΔH＝－[100 g×4.18×10－3 kJ·(g·℃)－1×3.4 ℃]÷0.025 mol＝－56.8 kJ·mol－1。
(3)因弱电解质的电离过程是吸热的，将NaOH溶液改为相同体积、相同浓度的氨水反应后放出的热量少，所以ΔH1>ΔH。
答案： (1)上下搅动(或轻轻搅动) Cu传热快，热量损失大
(2)－56.8 kJ·mol－1
(3)> NH3·H2O电离吸热
练考题、验能力、轻巧夺冠第1章 第1节 第2课时
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一、选择题
1．下列物质加入水中，显著放热的是(双选)( )
A．固体NaOH B．生石灰
C．无水乙醇 D．固体NH4NO3
解析： 初中阶段已知NaOH固体、浓H2SO4溶于水会放热，生石灰加入水中发生反应：CaO＋H2O===Ca(OH)2，该反应为放热反应，NH4NO3固体溶于水会吸热，乙醇溶于水，溶液温度无显著的变化。
答案： AB
2．下列热化学方程式书写正确的是( )
B．H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ
D．C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝＋393.5 kJ·mol－1
解析： 书写热化学方程式必须注意以下几点：要注明反应物和生成物的状态；放热反应ΔH为“－”，吸热反应ΔH为“＋”；ΔH的单位为kJ/mol。故选B。
答案： B
3．(2011·苏州高二检测)已知反应A＋B===C＋D为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是( )
A．A的能量一定高于C
B．B的能量一定高于D
C．A和B的能量总和一定高于C和D的能量总和
D．因该反应为放热反应，故不必加热就可自动进行
解析： 所有反应物的总能量高于所有生成物的总能量时，反应为放热反应。故选C。
答案： C
4．强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热化学方程式。
H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
向1 L 0.5 mol·L－1的NaOH溶液中加入下列物质：①稀醋酸；②浓硫酸；③稀硝酸，恰好完全反应时的热效应ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系正确的是( )
A．ΔH1>ΔH2>ΔH3 B．ΔH1<ΔH3<ΔH2
C．ΔH1<ΔH2<ΔH3 D．ΔH1>ΔH3>ΔH2
解析： 稀醋酸电离时吸收热量，故放出热量少，ΔH1>－57.3 kJ/mol；浓硫酸溶于水放出热量，故放出热量多，ΔH2<－57.3 kJ/mol；稀硝酸为强酸，中和热ΔH3＝－57.3 kJ/mol。
答案： D
5．已知1 mol NaOH与HCl完全反应放出57.4 kJ的热量。下列热化学方程式书写正确的是( )
A．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝＋28.7 kJ/mol
B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝－28.7 kJ/mol
C．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝＋57.4 kJ/mol
D．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.4 kJ/mol
解析： 表示该反应中和热的热化学方程式须是生成1 mol H2O时的情况。由题意可知生成0.5 mol H2O放热28.7 kJ，则生成1 mol H2O放热为57.4 kJ，即该反应ΔH＝－57.4 kJ/mol。
答案： D
6．下列说法或表示方法正确的是( )
A．反应物总能量低于生成物总能量，该反应不能发生
B．中和热一定是强酸跟强碱反应放出的热量
C．由石墨比金刚石稳定，可知C(石墨)===C(金刚石) ΔH>0
D．在101 kPa、25 ℃时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
解析： 越稳定的物质具有的能量低，故石墨转化成金刚石吸热，故ΔH>0，C选项正确。其他项错误。
答案： C
7．下列关于反应与能量的说法正确的是( )
A．Zn(s)＋CuSO4(aq)===ZnSO4(aq)＋Cu(s) ΔH＝－216 kJ·mol－1，E反应物B．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH＝＋178.2 kJ·mol－1，E反应物C．HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g) ΔH＝＋92.3 kJ·mol－1,1 mol HCl在密闭容器中分解后放出92.3 kJ的热量
D．H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，含1 mol NaOH的烧碱溶液与含0.5 mol H2SO4的浓硫酸混合后放热57.3 kJ
解析： A选项中反应Zn(s)＋CuSO4(aq)===ZnSO4(aq)＋Cu(s)为放热反应，E反应物>E生成物；B、C选项中的反应均为吸热反应，E反应物0；D选项中含1 mol NaOH的烧碱溶液与含0.5 mol H2SO4的浓硫酸混合后放出的热量多于57.3 kJ。
答案： B
8．(2011·武汉高二质检)下列依据热化学方程式得出的结论正确的是( )
A．已知2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)为放热反应，则SO2的能量一定高于SO3的能量
B．已知C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH>0，则金刚石比石墨稳定
C．已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol，则任何酸碱中和反应的热效应均为57.3 kJ
D．已知2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g) ΔH1，
2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH2，则ΔH1<ΔH2
解析： A项中2 mol SO2和1 mol O2的总能量比2 mol SO3的能量高，但不能说SO2的能量高于SO3的能量；B项中石墨转化为金刚石，吸收能量，即金刚石的能量高于石墨，能量越高越不稳定，B项错误；C项中酸碱中和反应的热效应不仅与生成H2O的物质的量有关，还与酸、碱的浓度及强弱有关，C项错误；D项中，前者完全燃烧，后者未完全燃烧，故前者放出的能量多，但比较ΔH时应带符号比较，数值越大，ΔH越小，故ΔH1<ΔH2。
答案： D
二、非选择题
9．(1)在101 kPa时，H2(g)在1.00 mol O2(g)中完全燃烧生成2.00 mol H2O(l)放出571.6 kJ的热量，H2的燃烧热为____________________，表示H2燃烧热的热化学方程式为_____________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(2)1.00 L 1.00 mol·L－1H2SO4溶液与2.00 L 1.00 mol·L－1 NaOH溶液完全反应，放出114.6 kJ热量，该反应的中和热为____________，表示其中和热的热化学方程式为___________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案： (1) 285.8 kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
(2)57.3 kJ·mol－1
H2SO4(aq)＋NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l)
ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
10．根据下图所示，写出反应的热化学方程式并回答问题：
(1)反应过程(1)的热化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)反应过程(2)的热化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)Q与Q1的关系：Q________Q1(填“大于”“小于”或“等于”)。
解析： 图中已清楚指明两个反应的反应物、生成物和反应热，热化学方程式不难写，但两个反应互为反方向反应，因此两反应的反应热数值相等，符号相反。
答案： (1)A2(g)＋B2(g)===C(g) ΔH＝－Q kJ/mol
(2)C(g)===A2(g)＋B2(g) ΔH＝＋Q1 kJ/mol
(3)等于
11．H2SO4溶液和KOH溶液反应时有热量放出，并已知反应物的总能量为E1，生成物的总能量为E2。试回答下列问题：
(1)用离子方程式表示中和反应的实质__________________________________。
(2)判断E1和E2的大小关系：E1________E2。
(3)已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol，计算下列中和反应中放出的热量。
①用20 g NaOH配成稀溶液跟足量的稀盐酸反应，能放出________kJ的热量。
②用0.1 mol Ba(OH)2配成稀溶液跟足量的稀硝酸反应，能放出________kJ的热量。
解析： (1)中和反应实质是H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)；
(2)因为酸与碱中和有热量放出，所以反应物总能量大于生成物总能量，即E1＞E2；
(3)①依据题意
H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol
1 mol 57.3 kJ
Q
Q＝＝28.65 kJ
②依据题意
H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol
1 mol 57.3 kJ
0.1 mol×2 Q′
Q′＝＝11.46 kJ
答案： (1)H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) (2)＞
(3)①28.65 ②11.46
12．(知能提升)(2011·苏州高二检测)(1)已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol。回答有关中和反应的问题。
(1)用0.1 mol Ba(OH)2配成稀溶液与足量稀硝酸反应，能放出________kJ热量。
(2)如图装置中仪器A的名称____________________，作用是_______________________ _________________________________________________；
仪器B的名称________，作用是____________________________________________ ______________________________________________________________________________；
碎泡沫塑料的作用是_______________________________________________________ _________________________________________________________________________。
(3)若通过实验测定中和热的ΔH，其结果常常大于－57.3 kJ/mol，其原因可能是________________________________________________________________________。
(4)用相同浓度和体积的氨水(NH3·H2O)代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会________(填“偏大”、“偏小”、“无影响”)。
解析： (1)根据中和热的含义：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol，所以0.1 mol Ba(OH)2稀溶液与足量稀硝酸反应时生成0.2 mol H2O(l)，故放出热量为11.46 kJ。
(2)由实验装置知，A为环形玻璃搅拌棒，作用是搅拌，使溶液充分混合；B为温度计，作用是测量温度；碎泡沫塑料的作用是减少实验过程中的热量损失。
(3)在测定中和热的实验中，减少热量损失是实验的关键，而在实验中会不可避免有少量热量损失，导致结果常常大于－57.3 kJ/mol。
(4)用氨水代替NaOH(aq)，会使测得的中和热数值偏小，因为氨水(NH3·H2O)是弱电解质，电离时需吸收热量。
答案： (1)11.46
(2)环形玻璃搅拌棒 搅拌，使溶液充分混合 温度计 测量温度 减少实验过程中的热量损失
(3)实验中不可避免有少量热量损失
(4)偏小
