高中化学鲁科版 (2019)选择性必修1第1节 化学反应的热效应第1课时学案

这是一份高中化学鲁科版 (2019)选择性必修1第1节 化学反应的热效应第1课时学案，共18页。学案主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

第1节　化学反应的热效应
第1课时　化学反应的反应热、内能变化与焓变




化学反应的反应热
1．反应热
(1)定义：化学上规定，当化学反应在一定的温度下进行时，反应所释放或吸收的热量称为该反应在此温度下的热效应，简称反应热。
(2)符号：通常用Q表示。Q>0，表示反应吸热；Q<0，表示反应放热。
(3)意义：反应热描述的是在一定温度下，化学反应前后的热量变化。
2．反应热的测定
(1)用于测定反应热的仪器——量热计

(2)原理：将反应物加入内筒并搅拌使之迅速反应，测量反应前后溶液温度的变化值，即可利用公式Q＝－C(T2－T1)计算出反应热。
式中：C表示溶液及量热计的热容；T1、T2分别表示反应前和反应后体系的温度。
3．测定中和反应的反应热
(1)实验原理
利用量热计测定一定量的酸、碱溶液在反应前后的温度变化，计算反应放出的热量，由此求得中和反应的反应热。
(2)实验用品
仪器：量热计、量筒(100 mL)、温度计、烧杯(250 mL)。
药品：1.0 mol·L－1盐酸、1.0 mol·L－1 NaOH溶液、1.0 mol·L－1硝酸、1.0 mol·L－1 KOH溶液。
(3)实验步骤
①向量热计内筒中加入100 mL 1.0 mol·L－1的盐酸，盖上杯盖，插入温度计，匀速搅拌后记录初始温度T1。
②向250 mL烧杯中加入100 mL 1.0 mol·L－1的NaOH溶液，调节其温度，使之与量热计中盐酸的温度相同。
③快速地将烧杯中的碱液倒入量热计中，盖好杯盖，匀速搅拌，记录体系达到的最高温度T2。
④近似认为溶液的比热等于水的比热，根据溶液温度升高的数值，计算此中和反应的反应热。
⑤用同样的方法分别测定同浓度同体积的KOH溶液与盐酸反应、NaOH溶液与硝酸反应的反应热。
(4)数据处理
①本实验中，所用一元酸、一元碱溶液的体积均为100 mL，它们的浓度均为1.0 mol·L－1。
②由于是稀溶液，为了计算简便，近似认为所用酸、碱溶液的密度均为1 g·cm－3，则酸溶液的质量m1＝100 g，碱溶液的质量m2＝100 g；中和后所得溶液的比热为4.18 kJ·K－1·kg－1。
③Q＝－C(T2－T1)＝－mc(T2－T1)＝－(100＋100)×10－3×4.18(T2－T1)kJ＝－0.836(T2－T1) kJ，因此中和热为8.36(T2－T1) kJ·mol－1。将实验中测得的T1、T2代入即可。
(5)实验结论
所测得的上述三个中和反应的反应热相同，即中和热相同。
(6)原因探究
以上三组溶液中所发生的反应均为H＋＋OH－===H2O，由于三组实验中所用溶液的体积相同，溶液中H＋和OH－的浓度相同，反应温度相同，因此三个反应的反应热也相同。
化学反应的内能变化与焓变
1．内能
(1)定义：内能是体系内物质所含各种微观粒子的能量总和，其符号为U。
(2)决定因素：内能的大小取决于物质的种类、数量及聚集状态，同时还与体系的温度、压强有关。
2．化学反应的内能变化
(1)化学反应中内能的变化可写为
ΔU＝U(反应产物)－U(反应物)＝Q＋W
其中U(反应产物)和U(反应物)分别表示体系中反应产物的内能和反应物的内能；ΔU<0表示反应释放能量，ΔU>0表示反应吸收能量；Q表示反应热，W表示反应过程中体系做的功。
(2)反应过程中若体系没有做功(即反应前后体系体积不变且没有做电功等其他功)，则ΔU＝Q。
3．化学反应的焓变
(1)焓及其影响因素
焓与内能一样，其大小取决于物质的种类、数量、聚集状态并受体系的温度、压强等因素的影响；符号为H，单位：J或kJ。
(2)反应的焓变
①含义：反应产物的焓与反应物的焓之差；符号为ΔH。
②表达式
ΔH＝H(反应产物)－H(反应物)。
③与反应热的关系
a．在等压条件下，反应中物质的能量变化全部转化为热能时，焓变与化学反应的反应热相等，数学表达式为ΔH＝Qp。
b．ΔH>0，反应吸热；ΔH<0，反应放热。
4．热化学方程式
(1)定义
把一个化学反应中物质的变化和反应的焓变同时表示出来的化学方程式称为热化学方程式。
(2)意义
热化学方程式既能表示物质的变化，又能表示反应的热效应。如在298 K时，1 mol H2(g)和0.5 mol O2(g)反应生成1 mol H2O(l)，放热285.8 kJ，其热化学方程式为H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH(298 K)＝－285.8 kJ·mol－1。
(3)书写热化学方程式的方法
①写出符合质量守恒定律的化学方程式
热化学方程式中各物质的化学式前的系数不表示分子个数，只表示物质的量。因此，它可以用整数或分数表示。
②注明物质的聚集状态
因为物质发生状态变化时也伴随着能量的变化，所以书写热化学方程式时必须注明物质的聚集状态。一般用英文字母g、l和s分别表示气态、液态和固态，水溶液中的溶质则用aq表示。
③用ΔH表示化学反应的焓变
放热反应ΔH取负值，吸热反应ΔH取正值；ΔH的单位常用kJ·mol－1。在ΔH后要注明反应温度，因为同一反应在不同温度下进行时其焓变是不同的。对于298 K时进行的反应，可以不注明温度。

1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)放热反应不需要加热就能反应，吸热反应不加热就不能反应。(　　)
(2)吸热反应在任何条件都不能发生。(　　)
(3)Na转化为Na＋时，吸收的能量就是该过程的反应热。(　　)
(4)水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反应热。(　　)
(5)C(s，石墨)===C(s，金刚石)　ΔH＝＋1.90 kJ·mol－1，说明石墨比金刚石能量高。(　　)
(6)放热反应的焓变大于吸热反应的焓变。(　　)
(7)相同条件下，等物质的量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出的热量多。(　　)
(8)反应焓变ΔH的大小与热化学方程式的系数无关。(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×
(7)×　(8)×
2．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．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
答案　C
解析　化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，表现为有新物质生成，而化学变化中的反应物和反应产物的状态在反应前后可能相同，也可能不相同，故C错误。
3．下列反应中，反应产物总能量大于反应物总能量的是(　　)
A．氢气在氧气中燃烧
B．铁丝在氧气中燃烧
C．硫在氧气中燃烧
D．二氧化碳通过炽热的焦炭
答案　D
4．下列过程属于放热反应的是(　　)
A．用石灰石烧制石灰
B．在生石灰中加水
C．浓硫酸的稀释
D．硫酸铵与氢氧化钙的反应
答案　B
解析　浓硫酸的稀释过程放热，但不是化学反应。
5．将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。由此可见(　　)
A．NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应
B．该反应中，热能转化为产物内部的能量
C．反应物的总能量高于反应产物的总能量
D．反应的热化学方程式为NH4HCO3＋HCl===NH4Cl＋CO2↑＋H2O　ΔH＝＋Q kJ/mol
答案　B
解析　根据醋酸逐渐凝固说明该反应是吸热反应，反应物的总能量小于反应产物的总能量，则A、C错误；热化学方程式要标出物质的状态，D错误。
6．已知在1×105 Pa、298 K条件下，2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出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
解析　氢气燃烧是放热反应，其ΔH应为负值，故C、D错误；2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ热量，而B是生成液态水，所以B也是错误的；反应逆向进行，ΔH符号相反，因此A是正确的。

探究一　化学反应的反应热

任何化学反应过程都有能量变化吗？如何较准确地测定某化学反应过程中的反应热？

1．化学反应的反应热与化学键的关系
化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的本质原因，化学反应的热效应来源于反应过程中旧化学键断裂和新化学键形成所产生的能量变化，其关系为

E1>E2，反应吸收能量，Q>0；
E1 2．为提高测定中和反应的反应热的准确性，实验操作过程中应注意的问题
(1)简易量热计，其保温隔热的效果一定要好。
(2)测定中和热时不能用浓酸或浓碱，因浓酸或浓碱溶于水时一般会放热，使所得反应热数值偏大。
(3)实验中用温度计先后测量酸、碱及混合液的温度时，使用同一支温度计可减小实验误差，且测量完一种溶液后，温度计必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。温度计的水银球要完全浸入溶液中，且要稳定一段时间后再记下读数。
(4)实验操作时动作要快，尽量减少热量的损失。
(5)重复实验3次，取3次实验数据的平均值，但相差太大的数据应舍弃，以减小误差。

放热反应与吸热反应

放热反应
吸热反应
定义
释放热量的化学反应
吸收热量的化学反应
与物质能量的关系(宏观)
反应物的总能量大于反应产物的总能量
反应物的总能量小于反应产物的总能量
与化学键的关系(微观)
反应产物成键时释放的总能量大于反应物化学键断裂时吸收的总能量
反应产物成键时释放的总能量小于反应物化学键断裂时吸收的总能量
常见反应举例
①所有的燃烧反应：C、H2、CH4等在O2中的燃烧，H2在Cl2中的燃烧。
②酸碱中和反应：H＋＋OH－===H2O。
③大多数化合反应。
④铝热反应，如2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe。
⑤活泼金属与H2O或酸的反应，如Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
①大多数分解反应，如NH4ClNH3↑＋HCl↑。
②Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O。
③C＋H2O(g)CO＋H2；C＋CO22CO。
④Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋10H2O＋2NH3↑


1．下列说法正确的是(　　)
A．化学反应不一定伴随着能量变化
B．伴有能量变化的物质变化都是化学变化
C．反应吸收或放出热量的多少与反应物的质量和状态无关
D．物质的化学能在一定条件下可转化为热能、电能等能量
答案　D
解析　化学反应中旧键的断裂需要吸收能量，新键的形成需要释放能量，故化学反应一定伴随着能量的变化，A项错误；有些物理变化也伴随着能量变化，如物质三态之间的变化，B项错误；反应吸收或放出热量的多少与反应物的质量和状态有关，C项错误。
2. 用100 mL 1.0 mol/L盐酸与100 mL 1.0 mol/L 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反应的反应热。

回答下列问题：
(1)仔细观察实验装置，图中是否缺少一种仪器，如果缺少，缺少的是____________________(填仪器名称，如果不缺少，此空不填)，图中是否有不妥之处，如果有请指出：____________________________________________(如果没有，此空不填)。
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是__________________________________。
(3)大烧杯上如不盖硬纸板，求得的反应热ΔH将________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(4)用相同浓度和体积的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验，测得的反应热ΔH会________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
答案　(1)搅拌器　大烧杯口与小烧杯口不平，且未填满碎纸条　(2)隔热，减少实验中热量的损失　(3)偏大
(4)偏大
解析　(2)中和反应反应热测定实验成败的关键是保温效果，烧杯间填满碎纸条的作用是保温、隔热，减少实验过程中热量的损失。
(3)大烧杯上如不盖硬纸板，会造成热量损失，使求得的反应热的绝对值偏小，ΔH偏大。
(4)醋酸为弱酸，其电离过程为吸热过程，所以用醋酸代替盐酸进行实验，反应放出的热量偏少，求得的反应热的绝对值偏小，ΔH偏大。


中和反应的实质是H＋和OH－结合生成水，因而理解中和热时要注意以下几点。
(1)条件：稀溶液。
(2)定值：中和热的实质是1 mol H＋和1 mol OH－反应生成1 mol H2O(l)放出的热量，不包括物质溶于水、电解质的电离等过程所伴随的热效应，中和热为57.3 kJ·mol－1。
(3)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，且弱酸或弱碱电离时要吸收热量，使所得反应热数值偏小，但ΔH偏大。
探究二　化学反应的内能变化和焓变

反应热在什么条件下才等于反应体系内能的变化，在什么条件下等于反应体系焓的变化？热化学方程式与普通化学方程式有什么不同吗？

1．反应热与化学反应的内能变化和焓变
对于反应前后体系体积不变且没有做其他功的反应，其反应热(Q)等于反应的内能变化；在等压反应中，反应的能量没有转化为其他形式的能、完全转化为热能，其反应热(Qp)等于反应的焓变。
2．普通化学方程式与热化学方程式的比较


普通化学方程式
热化学方程式
各物质化学式的系数
是整数，既表示粒子个数，又表示各物质的物质的量
既可以是整数，也可以是分数，只表示各物质的物质的量
状态
不需要注明
必须在化学式后注明
ΔH的正负、数值及单位
无
必须注明
意义
表明了化学反应中物质的变化
既表明了化学反应中物质的变化，也表明了化学反应中能量的变化
遵循定律
质量守恒定律
质量守恒定律和能量守恒定律


热化学方程式的书写方法
(1)写出配平的化学方程式。
(2)用s、l、g、aq标明物质的聚集状态(化学式相同的同素异形体除需标明状态外还需标明其名称因为结构不同，具有的能量不同)，如金刚石应表示为“C(s，金刚石)”。
(3)标明反应的温度和压强(25 ℃、101 kPa时可不标注)。
(4)在化学方程式后写出ΔH，并根据信息注明ΔH的符号(“＋”或“－”)。
(5)热化学方程式中化学式前面的系数必须与ΔH相对应，若系数加倍，则ΔH数值的绝对值也要加倍；若反应逆向进行，则ΔH的数值改变符号，但绝对值不变。
(6)可逆反应的ΔH和实际吸收或放出热量的区别：不论化学反应是否可逆，热化学方程式中ΔH都表示反应按照系数所示的物质的量完全反应所放出或吸收的热量。

3．下列说法正确的是(　　)
A．光合作用是由化学能转化为内能的过程
B．反应放热时，ΔH>0；反应吸热时，ΔH<0
C．任何条件下，化学反应的ΔU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，由反应产物与反应物的焓的差值来决定
答案　D
解析　光合作用是由光能转化为化学能的过程，A项错误；反应放热时，ΔH<0；反应吸热时，ΔH>0，B项错误；只有在反应体系体积不变时且反应中物质的能量变化全部转化为热能时，化学反应的内能变化才等于化学反应的反应热，C项错误；一个化学反应是吸热反应还是放热反应，取决于反应产物和反应物的焓的差值，D项正确。
4．根据下列条件写出有关反应的热化学方程式，并回答相关问题。
(1)在25 ℃、101 kPa下，已知1 g H2在氯气中燃烧可放出92.4 kJ的热量，则H2在氯气中燃烧的热化学方程式为_________________________。
(2)在25 ℃、101 kPa下，含3.65 g HCl的盐酸与含0.1 mol AgNO3的溶液完全反应时放出的热量为a kJ，写出该反应的热化学方程式：________________________________________________________________。
(3)已知：①4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)，当反应中有2 mol HCl被氧化时，放出57.8 kJ的热量；
②
则①中反应的热化学方程式是
________________________________________________________________；
断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需能量相差________kJ。
答案　(1)H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH＝－184.8 kJ·mol－1
(2)HCl(aq)＋AgNO3(aq)===AgCl(s)＋HNO3(aq)ΔH＝－10a kJ·mol－1
(3)4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH(400 ℃)＝－115.6 kJ·mol－1　31.9
解析　(1)1 mol H2在氯气中燃烧时放出的热量为184.8 kJ，常温下HCl、Cl2均是气体。
(2)在溶液中的反应，书写其热化学方程式时，溶液后面要注明“aq”。
(3)由①中反应式可知，反应中HCl全部被氧化，当有4 mol HCl被氧化时，放出的热量为115.6 kJ，由此可写出对应的热化学方程式；设H—Cl键的键能为x kJ·mol－1、H—O键的键能为y kJ·mol－1，依据①中反应的热化学方程式和②中已知数据有4x＋498－243×2－4y＝－115.6，解得y－x＝31.9。

热化学方程式书写的常见误区
(1)热化学方程式中不用标反应条件(如“加热”“高温”“催化剂”等)。
(2)由于已经注明了物质的聚集状态，所以在热化学方程式中不再用“↑”“↓”来标记气体反应产物和难溶生成物。
本课小结

课时作业
一、选择题(本题共8小题，每小题只有1个选项符合题意)
1．下列说法正确的是(　　)
A．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B．化学反应中的能量变化都表现为热量变化
C．任何放热反应在常温下都一定能发生
D．反应物和反应产物所具有的总能量决定了反应是放热反应还是吸热反应
答案　D
解析　放热反应和吸热反应都是在一定条件下发生的，反应开始需要加热的反应可能是吸热反应，也可能是放热反应，如铝热反应是在高温条件下发生的放热反应，A、C两项错误；化学反应中的能量变化可以表现为很多方面，如转化为热能、电能、光能等，B项错误；反应是放热反应还是吸热反应主要取决于反应物和反应产物所具有的总能量的相对大小，D项正确。
2．下列关于“中和反应反应热的测定”实验的说法正确的是(　　)
A．用温度计测量盐酸的温度后要把温度计上的酸用水冲洗干净并把冲洗液倒入装有盐酸的小烧杯中
B．两溶液混合后，轻轻搅动溶液，准确读取混合溶液的最高温度
C．需要的玻璃仪器有：大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL)、温度计、量筒(50 mL)两个、玻璃棒
D．所用的氢氧化钠溶液和盐酸的浓度不宜太小，且体积和浓度均相等
答案　B
解析　用温度计测量盐酸的温度后要把温度计上的酸用水冲洗干净，但冲洗液不能倒入装有盐酸的小烧杯中，A错误；两溶液混合后，轻轻搅动溶液，准确读取混合溶液的最高温度，B正确；需要的玻璃仪器有：大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL)、温度计、量筒(50 mL)两个、搅拌器，C错误；所用NaOH溶液和盐酸的浓度不宜太大，体积应相等，若浓度太大，会产生稀释热，测得的中和反应热不准确，D错误。
3. 下列关于化学反应的说法正确的是(　　)

A．任何条件下，化学反应的焓变都等于反应热
B．反应热就是反应中放出的能量
C．如图所示的反应为放热反应
D．在等压体系中化学反应的内能变化等于反应热
答案　C
解析　只有在恒压条件下发生的化学反应中物质的能量变化全部转化为热能，反应热才等于焓变，A错误；反应过程中所放出或吸收的能量都是反应热，B错误；由题图可知，反应产物的总能量小于反应物的总能量，故该反应为放热反应，C正确；只有在反应过程中体系没有做功，Q＝ΔU，即W＝0，故D错误。
4．下列变化属于吸热反应的是(　　)
①液态水汽化　②将胆矾加热变为白色粉末　③浓硫酸稀释　④氯酸钾分解制氧气　⑤生石灰跟水反应生成熟石灰　⑥Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl晶体混合
A．①④⑤ B．①②④
C．②③ D．②④⑥
答案　D
解析　液态水汽化是物质状态的变化，不是化学反应，①错误；胆矾在加热条件下变为白色粉末，该反应为分解反应，也属于吸热反应，②正确；浓硫酸稀释放出热量，稀释过程中没有新物质生成，属于物理变化，③错误；氯酸钾分解制氧气，属于吸热反应，④正确；生石灰跟水反应生成熟石灰，该过程放热，属于放热反应，⑤错误；Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl晶体混合时，会从外界吸收热量，故该反应属于吸热反应，⑥正确，故D项正确。
5．热化学方程式C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.3 kJ/mol表示(　　)
A．碳和水反应吸收131.3 kJ热量
B．1 mol碳和1 mol水反应生成一氧化碳和氢气，吸收131.3 kJ热量
C．1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol一氧化碳气体和1 mol氢气，吸收131.3 kJ热量
D．1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸收131.3 kJ热量
答案　C
解析　该热化学方程式表示1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol CO气体和1 mol氢气，吸收131.3 kJ热量。
6．下列热化学方程式或叙述正确的是(　　)
A．1 mol液态肼在足量氧气中完全燃烧生成水蒸气，放出642 kJ的热量：N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　 ΔH＝＋642 kJ·mol－1
B．12 g石墨转化为CO(g)时，放出110.5 kJ的热量：2C(s，石墨)＋O2(g)===2CO(g)ΔH＝－110.5 kJ·mol－1
C．已知H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，则2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)的ΔH＝＋571.6 kJ·mol－1
D．已知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，则在一定条件下向密闭容器中充入0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)充分反应放出46.2 kJ的热量
答案　C
解析　A项，由已知信息可知该反应为放热反应，ΔH<0，错误。B项，12 g(1 mol)石墨转化为CO(g)时，放出110.5 kJ的热量，则2 mol石墨转化为CO(g)放出221 kJ热量，所以2C(s，石墨)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221 kJ·mol－1，错误。C项，根据已知反应确定H2O(l)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋285.8 kJ·mol－1，则2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)的ΔH＝＋571.6 kJ·mol－1，正确。D项，该反应为可逆反应，氮气和氢气不能全部转化为氨气，所以在一定条件下向密闭容器中充入0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)充分反应放出的热量小于46.2 kJ，错误。
7．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．灼热的木炭与二氧化碳的反应
D．甲烷在氧气中的燃烧反应
答案　C
解析　铝片与稀硫酸的反应是氧化还原反应，但属于放热反应，A项错误；Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应不是氧化还原反应，但属于吸热反应，B项错误；灼热的木炭与二氧化碳的反应为氧化还原反应，也属于吸热反应，C项正确；甲烷在氧气中的燃烧反应为氧化还原反应，但属于放热反应，D项错误。
8．某同学用50 mL 0.50 mol/L的盐酸与50 mL 0.50 mol/L的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计算中和热。下列说法正确的是(　　)

A．实验过程中没有热量损失
B．图中实验装置中缺少搅拌器
C．烧杯间填满碎纸条的作用是固定小烧杯
D．若将盐酸体积改为60 mL，理论上所求中和热不相等
答案　B
解析　实验过程中会有热量的损失，A项错误；该实验装置中缺少搅拌器，B项正确；烧杯间填满碎纸条的作用是保温，减少热量的散失，C项错误；中和热指稀溶液中强酸和强碱反应生成1 mol液态水所释放的热量，与酸、碱用量没有关系，D项错误。
二、选择题(本题共4小题，每小题有1个或2个选项符合题意)
9. 已知X＋Y―→M＋N反应中的能量变化过程如图所示，则下列推断一定正确的是(　　)

A．X的能量低于M的能量
B．Y的能量低于N的能量
C．X和Y的总能量低于M和N的总能量
D．该反应是吸热反应，反应条件是加热
答案　C
解析　由题图可知，M和N的总能量大于X和Y的总能量，但不能说明X或Y的能量一定低于M或N的能量，A、B两项错误，C项正确；由于反应物的总能量低于反应产物的总能量，所以该反应为吸热反应，但反应是放热反应还是吸热反应与反应条件没有关系，D项错误。
10．下列有关概念的理解及指定反应的热化学方程式书写正确的是(　　)
A．22.4 L H2(g)燃烧生成液态水放出285.8 kJ热量：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6 kJ/mol
B．浓度均为0.50 mol/L的H2SO4溶液与Ba(OH)2溶液反应生成1 mol液态水放出的热量为中和热
C．热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量，可以是分数
D．由热化学方程式SO2(g)＋O2(g)SO3(g)　ΔH＝－98.32 kJ/mol可知该反应的反应热为－98.32 kJ/mol
答案　CD
解析　A项，没有指明H2是否处于标准状况下，错误；B项，反应中还有BaSO4沉淀生成，故该反应放出的热量不是中和热，错误。
11．已知1 g丙烷完全燃烧生成CO2气体和液态水，放出50.405 kJ热量，则下列热化学方程式正确的是(　　)
A．C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－50.405 kJ·mol－1
B．C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝＋2217.82 kJ·mol－1
C．C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝＋50.405 kJ·mol－1
D．C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－2217.82 kJ·mol－1
答案　D
解析　由丙烷的分子式可确定其相对分子质量为44，则1 mol丙烷完全燃烧生成CO2气体和液态水时放出热量为44×50.405 kJ＝2217.82 kJ。所以热化学方程式应为C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)　 ΔH＝－2217.82 kJ·mol－1。
12．已知1 g氢气完全燃烧生成液态水时放出热量143 kJ,18 g水蒸气变成液态水放出44 kJ的热量。其他相关数据如下表：
化学键
O===O
H—H
H—O(g)
1 mol化学键断裂时需要吸收的能量/kJ
496
436
x
则表中x为(　　)
A．920 B．557
C．463 D．188
答案　C
解析　根据题意，可得H2燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－572 kJ·mol－1；而18 g水蒸气变成液态水时放出44 kJ热量，则2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－484 kJ·mol－1，即－484 kJ＝2×436 kJ＋496 kJ－4x kJ，解得x＝463，C正确。
三、非选择题(本题共3小题)
13．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)反应过程中的能量变化如图所示。已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的ΔH＝－99 kJ·mol－1。

请回答下列问题：
(1)已知图中C点表示2 mol SO3(g)的总能量，则A点表示________________________________________________________________。
(2)图中ΔH＝________kJ·mol－1。
(3)向一密闭容器中充入1 mol SO2和0.5 mol O2，反应达到平衡后放出的热量________(填“大于”“小于”或“等于”)99 kJ。
答案　(1)2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)的总能量　
(2)－198　(3)小于
解析　(1)图中A点表示反应物总能量，C点表示反应产物总能量。
(2)1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的ΔH＝－99 kJ·mol－1，所以2 mol SO2(g)氧化为2 mol SO3(g)时放出198 kJ热量。
(3)SO2与O2的反应为可逆反应，则1 mol SO2与0.5 mol O2不能完全反应，故放出的热量小于99 kJ。
14．(1)图1中三种分子最稳定的是________，对应反应的热化学方程式为__________________________________________。

(2)根据图2分析，若0.5 mol CO被氧化，该过程放出的热量Q＝________kJ。若该反应是可逆反应，在相同条件下将0.5 mol CO与1 mol NO2混合，则充分反应后放出的热量________(填“>”“<”或“＝”)Q。

(3)仿照图2的形式，在图3的坐标中绘制出N2(g)、O2(g)反应生成NO(g)的能量变化曲线。

答案　(1)N2　N2(g)＋O2(g)===2NO(g)
ΔH＝＋180 kJ·mol－1
(2)117　<　(3)如图所示

解析　(1)键能越小，化学键断裂越容易；键能越大，物质越稳定。由图1知，1 mol N2变成氮原子、1 mol O2变成氧原子吸收的能量与生成1 mol NO时释放出的能量，由此可求出该反应的反应热：ΔH＝946 kJ·mol－1＋498 kJ·mol－1－2×632 kJ·mol－1＝＋180 kJ·mol－1。
(2)由图2知，消耗1 mol CO时放出的热量为368 kJ－134 kJ＝234 kJ，则0.5 mol CO被氧化放出的能量为117 kJ；可逆反应中反应物不可能消耗完，因此放出的热量小于Q。
(3)作图时注意两点：反应产物的总能量比反应物的总能量高，过渡态的能量最高。
15．依据叙述，写出下列反应的热化学方程式。
(1)若适量的NO和O2完全反应，每生成23 g NO2放出28.25 kJ热量。其热化学方程式为
________________________________________________________________。
(2)用NA表示阿伏加德罗常数的值，在C2H2(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中，每有5NA个电子转移时，放出650 kJ的热量。其热化学方程式为
________________________________________________________________。
(3)已知拆开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ。则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为
________________________________________________________________。
答案　(1)2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)ΔH＝－113 kJ·mol－1
(2)2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－2600 kJ·mol－1
(3)N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)ΔH＝－92 kJ·mol－1
解析　(2)先配平化学方程式2C2H2＋5O2===4CO2＋2H2O，在此反应中5 mol O2转移20 mol电子，由题意每有5NA个电子即5 mol 电子转移时放出650 kJ的热量，则有20 mol电子转移时放热650 kJ×4＝2600 kJ，故热化学方程式为2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)　 ΔH＝－2600 kJ·mol－1。
(3)1 mol N2和3 mol H2反应生成2 mol NH3，在此过程中要断裂1 mol N≡N键和3 mol H—H键，形成2 mol NH3即6 mol N—H键，则946＋3×436－6×391＝－92，故热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol－1。