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人教版 (2019)选择性必修1第一节 反应热优秀ppt课件
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这是一份人教版 (2019)选择性必修1第一节 反应热优秀ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了情境导入，火箭推进剂，知识海洋，能量变化，化学反应的特征，知识回顾，你知道吗，求放出的热量，反应热与焓变，热能的综合利用等内容，欢迎下载使用。
2020年7月23日12时41分，长征五号遥四火箭托举着我国首次火星探测任务“天问一号”探测器，在中国海南文昌航天发射场点火升空。
箭长56.97米芯级直径5米助推器直径3.35米总质量870吨
火箭发动机一般选用化学推进剂，它是由燃料和氧化剂组成的，反应后产生高温气体用于火箭推进。
化学反应过程中释放或吸收的热量在生活、生产和科学研究中具有广泛应用。
热量的释放或吸收是化学反应中能量变化的常见形式。例如，燃料的燃烧、酸与碱的中和反应等会放出热量，属于放热反应。而有些反应，如工业上煅烧石灰石的反应等会吸收热量，属于吸热反应。化学反应过程中释放或吸收的热量在生活、生产和科学研究中具有广泛的应用。
1、你所知道的化学反应中有哪些是放热反应？
活泼金属与水或酸的反应、酸碱中和反应、燃烧反应、多数化合反应等
2、你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应？
多数的分解反应、氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应、水煤气的生成反应、炭与二氧化碳生成一氧化碳等
模块一 反应热及其测定
以盐酸与NaOH溶液的反应为例
体系——试管中的盐酸、NaOH溶液及发生的反应等看作一个反应体系，又称系统。
环境——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做环境
体系与环境之间存在_______交换或_______交换。
任务一 定量描述化学反应中释放或者吸收的热量
环境——与体系相互影响的其他部分。
体系——被研究的物质系统称为，
(1)反应热——在等温条件下①，化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量，称为化学反应的热效应，简称反应热。
热量——指因温度不同而在体系与环境之间交换或者传递的能量。
许多反应可以通过量热计直接测定。例如，盐酸与氢氧化钠溶液反应的过程中会放出热量，导致体系与环境之间的温度产生差异。在反应前后，如果环境的温度没有变化，则反应放出的热量就会使体系的温度升高，这时根据测得的体系的温度变化和有关物质的比热容来计算反应热。
在测定中和反应的反应热时，应该测量哪些数据？如何根据测得的数据计算反应热？为了提高测定的准确度，应该采取哪些措施？
2.中和反应反应热的实验测定
50 mL、0.50 ml/L的盐酸和50 mL、0.55 ml/L氢氧化钠溶液
简易量热计、量筒 （50 mL）两个、温度计、环形玻璃搅拌棒
2、中和热的定义 大量实验测得，在25℃和101kPa下，强酸的稀溶液与强碱的稀溶液在稀溶液发生中和反应生成1 ml H2O时，放出57.3 kJ的热量。 ΔH =-57.3 kJ/ml。
①弱酸弱碱稀溶液，因为电离吸热，故生成1mlH2O 放热 < 57.3 kJ
②强酸强碱浓溶液，因为稀释放热，故生成1mlH2O 放热 >57.3 kJ
（1）反应物温度的测量 ①用量筒量取50 mL 0.50 ml/L盐酸，打开杯盖，倒入量热计的内筒中，盖上杯盖，插上温度计，测量并记录盐酸的温度(t1)，记入下表。②用水把温度计上的酸冲洗干净，擦干备用。 ②用另一个量筒量取50 mL0.55 ml/LNaOH ①溶液，用温度计测量并记录NaOH溶液的温度(t2)，记入下表。
①为了保证盐酸完全被中和，使碱（或酸）稍稍过量
③隔热层的作用:保温隔热，减少热量损失。
④作用:上下搅拌,增大接触面积。不能用Cu，减少损失热量。
（2）反应后体系温度测量 打开杯盖，将量筒中的NaOH溶液迅速⑤倒入量热计的内筒中（注意不要洒到外面）⑤，立即盖上杯盖，插入温度计，用环形玻璃搅拌棒均匀搅拌⑤，密切关注温度变化，将最高温度记为反应后体系的温度(t3)。（3）重复上述步骤(1)和步骤(2)两次。
思考：可以选用一个量筒吗？
⑤操作时动作要快，尽量减少热量的散失。
（1）温度计的水银球要完全浸入溶液中,且稳定一段时间再记下读数。（2）所用的盐酸和NaOH溶液配好后，充分冷却至室温，才能使用。（3）实验时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，应取二者中量少的一种，因为过量的酸/碱并不参加中和反应。（4）多次试验求平均值时，若某一组数据有明显偏差，应直接舍去。
（2）取三次测量所得温度差的平均值作为计算依据。（3）根据温度差和比热容等计算反应热。（4）实验数据处理为了计算简便，盐酸、氢氧化钠稀溶液的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溶液反应放出的热量是_______________，生成1ml H2O时放出的热量为____________________。
0.418（t2 - t1）kJ
0.418（t2 - t1）/ 0.25 kJ
测出温度的变化量（t2 －t1）
Q ＝ c . m .(t2－t1)
4.18x(50+50)x(t2－t1)=418（t2－t1）J=0.418（t2－t1）kJ
n酸=0.025ml
n碱=0.0275ml
【数据处理】（1）取盐酸温度和NaOH溶液温度的__________记为反应前体系的温度(t1) 。计算温度差（t2 - t1），将数据填入下表。
误差分析——可能的原因有：（1）仪器保温性能差。（2）实验中忽略了量热计、温度计所吸收的热量，因此也使结果偏低。（3）计算中假定溶液比热容为4.18 J/(g·℃) ，密度为 1g/cm3，实际上这是水的比热容和密度，酸碱溶液的比热容、密度均较此数大，所以也使结果偏低。（4）测了酸的温度后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的温度，致使热量损失而引起误差。（5）实验过程中有液体洒在外面。（6）混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。
1、酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？
2、实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒？为什么？
【提示】不能。因为铜丝易导热，使热量损失较大
3、用50mL0.55ml/LNaOH溶液进行上述实验而不用50mL0.50ml/LNaOH溶液，为什么？
【提示】可以保证盐酸完全反应，使测得的中和热数值会更加准确。
例如,盐酸与NaOH溶液反应的过程中会放出热量,导致体系与环境之间的温度产生差异。 在反应前后,如果环境的温度没有变化,则反应放出的热量就会使体系的温度升高,这时可以根据测得的体系的温度变化和有关物质的比热容等来计算反应热。
许多反应热可以通过量热计直接测定。
【例1】（2019·黑龙江高二月考）下列有关能量转化的认识不正确的是A．燃料燃烧，只是将化学能转化为了热能B．人类使用照明设备，将电能转化为光能C．生物体内的化学变化过程在能量转化上比在体外发生的一些能量转化更为合理有效D．通过植物的光合作用，太阳能转化为化学能
题型一：化学反应中的能量变化
【变1】（2020·河北高二月考）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)→电能C．生物光合作用中的能量转化：光能(太阳能)→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
【例2】（2021·陕西咸阳市·高二期末）关于中和热的测定实验，下列说法正确的是A．在实验中，温度计只使用2次B．为了使反应进行的更完全，可以使酸或碱适当过量C．向盛装酸的烧杯中加碱时要小心缓慢以免洒出D．用铁丝代替玻璃棒搅拌，会使测得的中和热数值偏大
【变2】（2020·福建省福州第十一中学高二期中）在测定中和热的实验中，下列说法正确的是A.使用环形玻璃搅拌器是为了加快反应速率，减小实验误差B.为了准确测定反应混合溶液的温度,实验中温度计水银球与小烧杯底部接触C.用 0.5ml·L－1NaOH 溶液分别与 0.5ml·L－1 的盐酸、醋酸溶液反应，如所取的溶液体积相等，则测得的中和热数值相同D.在测定中和热实验中需要使用的仪器有量筒、烧杯、酒精灯、温度计等
【例3】（2020·原阳县第三高级中学高二月考）50 mL 0.50 ml·L-1盐酸与50 mL 0.55 ml·L-1NaOH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反应热。回答下列问题：
(1)从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃仪器是_______。(2)如果不盖杯盖，所求得的中和反应反应热的绝对值将会__________(填“偏大”“偏小”或“无影响” )。(3)实验中改用60 mL 0.50 ml·L-1盐酸跟50 mL 0.55 ml·L-1 NaOH溶液进行反应，调整反应物用量后所放出的热量与原实验____________(填“相等”或“不相等”，下同)；所求中和反应反应热与原实验_________，简述理由：___________。
【答案】 (1)环形玻璃搅拌器 (2)偏小 (3) 不相等 相等 中和反应反应热是指强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成1 ml水时的反应热，与酸碱的用量无关
模块二 反应热与焓变
任务二 探究化学反应中为什么会有反应热
(1)概念：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，称为化学反应的热效应，简称反应热。
思考：化学反应为什么会产生反应热？
这是因为反应前后体系的内能（符号为U）发生了变化。
等压反应热：等压条件下进行反应的反应热等容反应热：等容条件下进行反应的反应热
(1)内能（符号为U）：体系内物质的各种能量的总和，受________、____和__________________等的影响。
(2)焓：一个与内能有关的物理量——焓（符号为H）。
(3)焓变：在等压条件下进行的化学反应，其反应热等于反应的“焓变”。
恒压(等压)，其反应热等于反应的焓变。
单位：kJ/ml 或 kJ • ml－1
①体系放热反应时其焓值减小，∆H为“－”，∆H < 0；
②体系吸热时其焓值增大，∆H为“＋”，∆H > 0；
等压条件下，反应热等于焓变。
注： ΔH单位采用kJ/ml时，表示 1ml反应的焓变。
(5)常见的放热反应与吸热反应
④金属与酸或水的置换反应；
③高温条件下C、H2、CO作还原剂的反应。
②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；
②需要加热才能发生的反应一定是吸热反应吗？
不是。如：H2O2的分解、KClO3的分解，属于放热反应。
需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，比如铝热反应为放热反应。（反应的吸放热与是否需要加热无关）
思考：用△H如何表示反应热呢？
例1：在25℃和101kPa下，1 ml H2与1 ml Cl2反应生成2ml HCl放出184.6kJ的热量，该反应的反应热表示为： △H＝－184.6kJ/ml
例2：在25℃和101kPa下，1 ml C（如无特别说明，C均指石墨）与1 ml H2O(g)反应，生成1ml CO和1 ml H2，需要吸收131.5kJ的热量，该反应的反应热表示为： △H＝＋131.5kJ/ml
从能量守恒的角度加以分析——图1—4
(1)ΔH计算公式角1——宏观(从物质总能量角度) ΔH＝H生成物－H反应物＝E生成物的总能量－E反应物的总能量
化学反应中存在能量变化的主要原因是：从能量守恒的角度加以分析从化学键的角度加以分析
(1)ΔH计算公式角1——宏观(从物质总能量角度) ΔH＝H生成物－H反应物 ＝E生成物的总能量－E反应物的总能量
(2)ΔH计算公式角2——微观(从化学键角度) ΔH＝Q吸－Q放 ＝E反应物的键能总和－E生成物的键能总和
旧化学键断裂——吸热能量 新化学键形成——放热能量
(3)从微观(键能)角度分析能量变化：
—→化学反应能量变化 的本质原因
(4)键能的定义：断开(或形成)1 ml某键所吸收(或放出)的能量叫键能。
单位：kJ/ml。 例如，H-H键的键能是436.0 kJ/ml
(5)物质的稳定性 键能越高，键越牢固，分子越稳定； 该分子的能量越低，分子越稳定。能量：g气体>l液态>s固态
H2(g)＋Cl2(g)＝2HCl(g)反应的能量变化示意图
从键能角度看：旧化学键断裂——吸热 新化学键形成——放热
以1ml H2与1ml Cl2反应生成2ml HCl时的反应热为例：
从化学键的角度加以分析——图1—5
吸收436 kJ + 243 kJ＝679 kJ
释放431 kJ/ml×2 ml＝862 kJ
该反应的反应热计算为(放热反应)：ΔH＝(436+243)－(431+431) ＝－184.6 kJ/ml
从化学键的角度加以分析——图1—5变成总能量
H ＝ −183 kJ/ml
从化学键的角度加以分析
(2)ΔH计算公式角2——微观(从化学键角度) ΔH＝Q吸－Q放 ＝E反应物的键能总和－E生成物的键能总和
＝2×436 kJ/ml＋498 kJ/ml－4×463.4 kJ/ml ＝−483.6 kJ/ml
ΔH＝Q吸－Q放 ＝E反应物的键能总和－E生成物的键能总和
任务三 思考研究反应热的意义
CO，H2CH4（10%）
利用天然气合成氨的工艺流程示意图
反应吸收大量热，如果不及时供应所需要的热量，反应就不能顺利进行，甚至停止
反应放热。如果不设法将这些热量移走，反应器内的温度就会过高，不仅会烧毁催化剂，使产量降低，还可能发生爆炸事故。
题型四：从反应物与生成物总能量相对大小分析焓变
1.下列变化为放热的化学反应的是( ) A．H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44.0 kJ/ml B．2HI(g)===H2(g)＋I2(g) ΔH＝＋14.9 kJ/ml C．形成化学键时共放出能量862 kJ的化学反应 D．能量变化如图所示的化学反应
1.拆开 1 ml HH键、1 ml NH键、1 ml NN键所需能量分别是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则1 ml N2(g)转化为NH3(g)时的反应热是多少？
＝ 946 kJ/ml + 3×436 kJ/ml 6×391 kJ/ml
＝ 92 kJ/ml
∆H(估算) ＝∑E (反应物键能）－∑E (生成物键能）
2.氢气在氧气中燃烧，在反应中破坏1mlH－H键消耗的能量为Q1kJ，破坏1mlO = O键消耗的能量为Q2kJ，形成1mlH－O键释放的能量为Q3kJ。下列关系式中正确的是（ ） A. 2Q1 + Q2 > 4Q3 B. 2Q1 + Q2 < 4Q3 C. Q1 + Q2 < Q3 D. Q1 + Q2 = Q3
3、已知白磷和P4O6的分子结构如图所示，已知以下键能(kJ/ml):P－P：198，P－O：360，O＝O：498 则反应P4(白磷)＋3O2＝ P4O6的反应热△H为( )
A．－1638kJ/ml
B．＋1638kJ/ml
C．－126kJ/ml
D．＋126kJ/ml
【例3】下列说法正确的是( ) A．焓变是指1 ml物质参加反应时的能量变化B．当反应放热时ΔH>0，反应吸热时ΔH<0C．在加热条件下发生的反应均为吸热反应D．一个化学反应中，当反应物总能量大于生成物总能量时，ΔH为“－”
题型三：常见的吸热反应与放热反应
【例4】(2021·广西北海市·高一期末)下列物质间的反应是吸热反应的是A．乙醇在空气中燃烧B．稀盐酸与金属镁反应C．稀硫酸与氨水反应D．氯化铵晶体与氢氧化钡晶体混合研磨
【变4-1】（2021·山西省长治市第二中学校高一期末）下列反应既是非氧化还原反应，又是吸热反应的是A．碘单质升华B．氢氧化钠和盐酸反应C．甲烷在O2中的燃烧D．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
【变4-2】（2021·安徽六安市·高一期末）下列图示变化为吸热反应的是A． B． C． D．
【例5】(2021·云南大理·高一月考)下列过程中能量变化与图像不相符的是 A．A B．B C．C D．D
【变5-1】（2021·浙江高一月考）下列化学反应过程中的能量变化符合图示的是（ ）①酸碱中和反应 ②液态水变成水蒸气 ③生石灰与水反应④铝热反应 ⑤石灰石分解⑥Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应A．①④⑤⑥B．②⑤⑥C．②③⑤D．⑤⑥
【变5-2】（2021·四川省南充市李渡中学高一月考）下列图象分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。据此判断下列说法中正确的是( )A．由图1知，石墨转变为金刚石是吸热反应B.由图2知,S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1, S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH2 ,则ΔH1＞ΔH2C．由图3知，白磷比红磷稳定D．由图4知，CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH＞0
下列说法正确的是A．该能量图也可以表示碳酸氢钠与盐酸的反应过程B．CO2所具有的能量比CO和O要高C．状态Ⅰ→Ⅱ的过程可以说明，形成化学键会向环境放出能量D．状态Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ的过程中，反应体系经历了向环境吸收和放出能量的过程
【例6】（2021·浙江宁波市·高一期末）最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如图：
【变6-1】（2021·安徽高一月考）氢能的低成本、低温、高速率制取一直是亟待解决的关键难题。实验计算机模拟在催化剂表面水煤气变换低温产氢反应(CO+H2O=CO2+H2)过程中能量的变化如图所示，下列说法正确的是
A．水煤气变换产氢反应是吸热反应B．过程I和过程II均为放热过程C．过程I发生了极性键的断裂D．过程II只生成了具有极性键的CO2和H2O
【变6-2】（2021·河北廊坊市·高一期末）以 为催化剂的光热化学循环分解 反应为温室气体减排提供了一个新途径，该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如下图所示。下列说法正确的是A.该反应①中钛氧键断裂会释放能量B.该反应中，光能和热能转化为化学能C.使用 作催化剂可降低反应热，从而提高化学反应速率D.分解反应的热化学方程式为
【例6】（2021·银川市·宁夏大学附属中学高二月考）已知H2(g)+ O2(g)=H2O(g) ΔH=-242kJ·ml-1，断开1mlO=O键和1ml H—O键所吸收的能量分别为496kJ和463kJ，则断开1mlH—H键所吸收的能量为（ ）A．920kJB．557kJC．436kJD．188kJ
【变6】（2021·河北石家庄二中高一期中）已知：N2(g) +3H2(g) 2NH3(g) △H=-92.4 kJ/m1.若断裂1 ml H-H、1 mlN≡N需要吸收的能量分别为akJ、b kJ。则生成1 ml N－H放出能量的数值为A． B． C． D．
【例7】（2021·北京师范大学万宁附属中学高一期中）如图所示N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中能量变化，判断下列说法错误的是（ ）A.直观看,该反应中反应物断键吸收的总能量高于生成物形成键放出的总能量B,2ml气态氧原子结合生成O2(g)时，能放出498kJ能量C.断裂1ml NO分子中的化学键，需要吸收632kJ能量D.1mlN2和1mlO2的反应热ΔH=-180kJ·ml-1
题型六：从反应物与生成物总键能相对大小分析焓变
【变7-1】（2021·浙江高二期中）已知 2O(g)=O2(g) ∆H = - 496 kJ ∙ml -1，结合能量变化示意图。下列说法正确的是（ ）A．拆开 1 ml H2(g) 中的化学键需要吸收 932 kJ能量B．拆开 1 ml H2O(g) 中所有化学键需要吸收 926 kJ能量C．1 ml H2O(l) 转变为 1ml H2O(g)需要吸收 88 kJ能量D．2 ml H2(g) 和 1ml O2(g) 反应生成 2 ml H2O(l)，共放热 1940 kJ
【变7-2】（2021·全国高一期末）已知断开1 ml H2(g)中H—H键需要吸收436 kJ能量。根据能量变化示意图，下列说法正确的是A．化学反应：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)，是放热反应B．生成l ml Cl2(g)中的Cl—Cl键需吸收243 kJ能量C．断开l ml HCl (g)中的H—Cl键需释放432 kJ能量D．2 ml HCl(g)的总能量大于1mlH2(g)和1 mlCl2(g)的总能量
【例8】（2021·梧州市第一中学高一期中）在化学反应中，不仅有物质的变化，还伴随着能量的变化。(1)下图中，表示放热反应能量变化的是_______(填字母)。(2)从微观角度分析化学反应中能量变化的原因：图中过程①需___(填“吸收”或“释放”)。从微观角度判断该反应为放热反应的证据为____。(3)用电子式表示H2O的形成过程_____。
【答案】a 吸收 反应物断裂化学键吸收的总能量小于生成物形成化学键释放的总能量
2020年7月23日12时41分，长征五号遥四火箭托举着我国首次火星探测任务“天问一号”探测器，在中国海南文昌航天发射场点火升空。
箭长56.97米芯级直径5米助推器直径3.35米总质量870吨
火箭发动机一般选用化学推进剂，它是由燃料和氧化剂组成的，反应后产生高温气体用于火箭推进。
化学反应过程中释放或吸收的热量在生活、生产和科学研究中具有广泛应用。
热量的释放或吸收是化学反应中能量变化的常见形式。例如，燃料的燃烧、酸与碱的中和反应等会放出热量，属于放热反应。而有些反应，如工业上煅烧石灰石的反应等会吸收热量，属于吸热反应。化学反应过程中释放或吸收的热量在生活、生产和科学研究中具有广泛的应用。
1、你所知道的化学反应中有哪些是放热反应？
活泼金属与水或酸的反应、酸碱中和反应、燃烧反应、多数化合反应等
2、你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应？
多数的分解反应、氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应、水煤气的生成反应、炭与二氧化碳生成一氧化碳等
模块一 反应热及其测定
以盐酸与NaOH溶液的反应为例
体系——试管中的盐酸、NaOH溶液及发生的反应等看作一个反应体系，又称系统。
环境——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做环境
体系与环境之间存在_______交换或_______交换。
任务一 定量描述化学反应中释放或者吸收的热量
环境——与体系相互影响的其他部分。
体系——被研究的物质系统称为，
(1)反应热——在等温条件下①，化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量，称为化学反应的热效应，简称反应热。
热量——指因温度不同而在体系与环境之间交换或者传递的能量。
许多反应可以通过量热计直接测定。例如，盐酸与氢氧化钠溶液反应的过程中会放出热量，导致体系与环境之间的温度产生差异。在反应前后，如果环境的温度没有变化，则反应放出的热量就会使体系的温度升高，这时根据测得的体系的温度变化和有关物质的比热容来计算反应热。
在测定中和反应的反应热时，应该测量哪些数据？如何根据测得的数据计算反应热？为了提高测定的准确度，应该采取哪些措施？
2.中和反应反应热的实验测定
50 mL、0.50 ml/L的盐酸和50 mL、0.55 ml/L氢氧化钠溶液
简易量热计、量筒 （50 mL）两个、温度计、环形玻璃搅拌棒
2、中和热的定义 大量实验测得，在25℃和101kPa下，强酸的稀溶液与强碱的稀溶液在稀溶液发生中和反应生成1 ml H2O时，放出57.3 kJ的热量。 ΔH =-57.3 kJ/ml。
①弱酸弱碱稀溶液，因为电离吸热，故生成1mlH2O 放热 < 57.3 kJ
②强酸强碱浓溶液，因为稀释放热，故生成1mlH2O 放热 >57.3 kJ
（1）反应物温度的测量 ①用量筒量取50 mL 0.50 ml/L盐酸，打开杯盖，倒入量热计的内筒中，盖上杯盖，插上温度计，测量并记录盐酸的温度(t1)，记入下表。②用水把温度计上的酸冲洗干净，擦干备用。 ②用另一个量筒量取50 mL0.55 ml/LNaOH ①溶液，用温度计测量并记录NaOH溶液的温度(t2)，记入下表。
①为了保证盐酸完全被中和，使碱（或酸）稍稍过量
③隔热层的作用:保温隔热，减少热量损失。
④作用:上下搅拌,增大接触面积。不能用Cu，减少损失热量。
（2）反应后体系温度测量 打开杯盖，将量筒中的NaOH溶液迅速⑤倒入量热计的内筒中（注意不要洒到外面）⑤，立即盖上杯盖，插入温度计，用环形玻璃搅拌棒均匀搅拌⑤，密切关注温度变化，将最高温度记为反应后体系的温度(t3)。（3）重复上述步骤(1)和步骤(2)两次。
思考：可以选用一个量筒吗？
⑤操作时动作要快，尽量减少热量的散失。
（1）温度计的水银球要完全浸入溶液中,且稳定一段时间再记下读数。（2）所用的盐酸和NaOH溶液配好后，充分冷却至室温，才能使用。（3）实验时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，应取二者中量少的一种，因为过量的酸/碱并不参加中和反应。（4）多次试验求平均值时，若某一组数据有明显偏差，应直接舍去。
（2）取三次测量所得温度差的平均值作为计算依据。（3）根据温度差和比热容等计算反应热。（4）实验数据处理为了计算简便，盐酸、氢氧化钠稀溶液的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溶液反应放出的热量是_______________，生成1ml H2O时放出的热量为____________________。
0.418（t2 - t1）kJ
0.418（t2 - t1）/ 0.25 kJ
测出温度的变化量（t2 －t1）
Q ＝ c . m .(t2－t1)
4.18x(50+50)x(t2－t1)=418（t2－t1）J=0.418（t2－t1）kJ
n酸=0.025ml
n碱=0.0275ml
【数据处理】（1）取盐酸温度和NaOH溶液温度的__________记为反应前体系的温度(t1) 。计算温度差（t2 - t1），将数据填入下表。
误差分析——可能的原因有：（1）仪器保温性能差。（2）实验中忽略了量热计、温度计所吸收的热量，因此也使结果偏低。（3）计算中假定溶液比热容为4.18 J/(g·℃) ，密度为 1g/cm3，实际上这是水的比热容和密度，酸碱溶液的比热容、密度均较此数大，所以也使结果偏低。（4）测了酸的温度后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的温度，致使热量损失而引起误差。（5）实验过程中有液体洒在外面。（6）混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。
1、酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？
2、实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒？为什么？
【提示】不能。因为铜丝易导热，使热量损失较大
3、用50mL0.55ml/LNaOH溶液进行上述实验而不用50mL0.50ml/LNaOH溶液，为什么？
【提示】可以保证盐酸完全反应，使测得的中和热数值会更加准确。
例如,盐酸与NaOH溶液反应的过程中会放出热量,导致体系与环境之间的温度产生差异。 在反应前后,如果环境的温度没有变化,则反应放出的热量就会使体系的温度升高,这时可以根据测得的体系的温度变化和有关物质的比热容等来计算反应热。
许多反应热可以通过量热计直接测定。
【例1】（2019·黑龙江高二月考）下列有关能量转化的认识不正确的是A．燃料燃烧，只是将化学能转化为了热能B．人类使用照明设备，将电能转化为光能C．生物体内的化学变化过程在能量转化上比在体外发生的一些能量转化更为合理有效D．通过植物的光合作用，太阳能转化为化学能
题型一：化学反应中的能量变化
【变1】（2020·河北高二月考）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)→电能C．生物光合作用中的能量转化：光能(太阳能)→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
【例2】（2021·陕西咸阳市·高二期末）关于中和热的测定实验，下列说法正确的是A．在实验中，温度计只使用2次B．为了使反应进行的更完全，可以使酸或碱适当过量C．向盛装酸的烧杯中加碱时要小心缓慢以免洒出D．用铁丝代替玻璃棒搅拌，会使测得的中和热数值偏大
【变2】（2020·福建省福州第十一中学高二期中）在测定中和热的实验中，下列说法正确的是A.使用环形玻璃搅拌器是为了加快反应速率，减小实验误差B.为了准确测定反应混合溶液的温度,实验中温度计水银球与小烧杯底部接触C.用 0.5ml·L－1NaOH 溶液分别与 0.5ml·L－1 的盐酸、醋酸溶液反应，如所取的溶液体积相等，则测得的中和热数值相同D.在测定中和热实验中需要使用的仪器有量筒、烧杯、酒精灯、温度计等
【例3】（2020·原阳县第三高级中学高二月考）50 mL 0.50 ml·L-1盐酸与50 mL 0.55 ml·L-1NaOH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反应热。回答下列问题：
(1)从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃仪器是_______。(2)如果不盖杯盖，所求得的中和反应反应热的绝对值将会__________(填“偏大”“偏小”或“无影响” )。(3)实验中改用60 mL 0.50 ml·L-1盐酸跟50 mL 0.55 ml·L-1 NaOH溶液进行反应，调整反应物用量后所放出的热量与原实验____________(填“相等”或“不相等”，下同)；所求中和反应反应热与原实验_________，简述理由：___________。
【答案】 (1)环形玻璃搅拌器 (2)偏小 (3) 不相等 相等 中和反应反应热是指强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成1 ml水时的反应热，与酸碱的用量无关
模块二 反应热与焓变
任务二 探究化学反应中为什么会有反应热
(1)概念：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，称为化学反应的热效应，简称反应热。
思考：化学反应为什么会产生反应热？
这是因为反应前后体系的内能（符号为U）发生了变化。
等压反应热：等压条件下进行反应的反应热等容反应热：等容条件下进行反应的反应热
(1)内能（符号为U）：体系内物质的各种能量的总和，受________、____和__________________等的影响。
(2)焓：一个与内能有关的物理量——焓（符号为H）。
(3)焓变：在等压条件下进行的化学反应，其反应热等于反应的“焓变”。
恒压(等压)，其反应热等于反应的焓变。
单位：kJ/ml 或 kJ • ml－1
①体系放热反应时其焓值减小，∆H为“－”，∆H < 0；
②体系吸热时其焓值增大，∆H为“＋”，∆H > 0；
等压条件下，反应热等于焓变。
注： ΔH单位采用kJ/ml时，表示 1ml反应的焓变。
(5)常见的放热反应与吸热反应
④金属与酸或水的置换反应；
③高温条件下C、H2、CO作还原剂的反应。
②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；
②需要加热才能发生的反应一定是吸热反应吗？
不是。如：H2O2的分解、KClO3的分解，属于放热反应。
需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，比如铝热反应为放热反应。（反应的吸放热与是否需要加热无关）
思考：用△H如何表示反应热呢？
例1：在25℃和101kPa下，1 ml H2与1 ml Cl2反应生成2ml HCl放出184.6kJ的热量，该反应的反应热表示为： △H＝－184.6kJ/ml
例2：在25℃和101kPa下，1 ml C（如无特别说明，C均指石墨）与1 ml H2O(g)反应，生成1ml CO和1 ml H2，需要吸收131.5kJ的热量，该反应的反应热表示为： △H＝＋131.5kJ/ml
从能量守恒的角度加以分析——图1—4
(1)ΔH计算公式角1——宏观(从物质总能量角度) ΔH＝H生成物－H反应物＝E生成物的总能量－E反应物的总能量
化学反应中存在能量变化的主要原因是：从能量守恒的角度加以分析从化学键的角度加以分析
(1)ΔH计算公式角1——宏观(从物质总能量角度) ΔH＝H生成物－H反应物 ＝E生成物的总能量－E反应物的总能量
(2)ΔH计算公式角2——微观(从化学键角度) ΔH＝Q吸－Q放 ＝E反应物的键能总和－E生成物的键能总和
旧化学键断裂——吸热能量 新化学键形成——放热能量
(3)从微观(键能)角度分析能量变化：
—→化学反应能量变化 的本质原因
(4)键能的定义：断开(或形成)1 ml某键所吸收(或放出)的能量叫键能。
单位：kJ/ml。 例如，H-H键的键能是436.0 kJ/ml
(5)物质的稳定性 键能越高，键越牢固，分子越稳定； 该分子的能量越低，分子越稳定。能量：g气体>l液态>s固态
H2(g)＋Cl2(g)＝2HCl(g)反应的能量变化示意图
从键能角度看：旧化学键断裂——吸热 新化学键形成——放热
以1ml H2与1ml Cl2反应生成2ml HCl时的反应热为例：
从化学键的角度加以分析——图1—5
吸收436 kJ + 243 kJ＝679 kJ
释放431 kJ/ml×2 ml＝862 kJ
该反应的反应热计算为(放热反应)：ΔH＝(436+243)－(431+431) ＝－184.6 kJ/ml
从化学键的角度加以分析——图1—5变成总能量
H ＝ −183 kJ/ml
从化学键的角度加以分析
(2)ΔH计算公式角2——微观(从化学键角度) ΔH＝Q吸－Q放 ＝E反应物的键能总和－E生成物的键能总和
＝2×436 kJ/ml＋498 kJ/ml－4×463.4 kJ/ml ＝−483.6 kJ/ml
ΔH＝Q吸－Q放 ＝E反应物的键能总和－E生成物的键能总和
任务三 思考研究反应热的意义
CO，H2CH4（10%）
利用天然气合成氨的工艺流程示意图
反应吸收大量热，如果不及时供应所需要的热量，反应就不能顺利进行，甚至停止
反应放热。如果不设法将这些热量移走，反应器内的温度就会过高，不仅会烧毁催化剂，使产量降低，还可能发生爆炸事故。
题型四：从反应物与生成物总能量相对大小分析焓变
1.下列变化为放热的化学反应的是( ) A．H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44.0 kJ/ml B．2HI(g)===H2(g)＋I2(g) ΔH＝＋14.9 kJ/ml C．形成化学键时共放出能量862 kJ的化学反应 D．能量变化如图所示的化学反应
1.拆开 1 ml HH键、1 ml NH键、1 ml NN键所需能量分别是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则1 ml N2(g)转化为NH3(g)时的反应热是多少？
＝ 946 kJ/ml + 3×436 kJ/ml 6×391 kJ/ml
＝ 92 kJ/ml
∆H(估算) ＝∑E (反应物键能）－∑E (生成物键能）
2.氢气在氧气中燃烧，在反应中破坏1mlH－H键消耗的能量为Q1kJ，破坏1mlO = O键消耗的能量为Q2kJ，形成1mlH－O键释放的能量为Q3kJ。下列关系式中正确的是（ ） A. 2Q1 + Q2 > 4Q3 B. 2Q1 + Q2 < 4Q3 C. Q1 + Q2 < Q3 D. Q1 + Q2 = Q3
3、已知白磷和P4O6的分子结构如图所示，已知以下键能(kJ/ml):P－P：198，P－O：360，O＝O：498 则反应P4(白磷)＋3O2＝ P4O6的反应热△H为( )
A．－1638kJ/ml
B．＋1638kJ/ml
C．－126kJ/ml
D．＋126kJ/ml
【例3】下列说法正确的是( ) A．焓变是指1 ml物质参加反应时的能量变化B．当反应放热时ΔH>0，反应吸热时ΔH<0C．在加热条件下发生的反应均为吸热反应D．一个化学反应中，当反应物总能量大于生成物总能量时，ΔH为“－”
题型三：常见的吸热反应与放热反应
【例4】(2021·广西北海市·高一期末)下列物质间的反应是吸热反应的是A．乙醇在空气中燃烧B．稀盐酸与金属镁反应C．稀硫酸与氨水反应D．氯化铵晶体与氢氧化钡晶体混合研磨
【变4-1】（2021·山西省长治市第二中学校高一期末）下列反应既是非氧化还原反应，又是吸热反应的是A．碘单质升华B．氢氧化钠和盐酸反应C．甲烷在O2中的燃烧D．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
【变4-2】（2021·安徽六安市·高一期末）下列图示变化为吸热反应的是A． B． C． D．
【例5】(2021·云南大理·高一月考)下列过程中能量变化与图像不相符的是 A．A B．B C．C D．D
【变5-1】（2021·浙江高一月考）下列化学反应过程中的能量变化符合图示的是（ ）①酸碱中和反应 ②液态水变成水蒸气 ③生石灰与水反应④铝热反应 ⑤石灰石分解⑥Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应A．①④⑤⑥B．②⑤⑥C．②③⑤D．⑤⑥
【变5-2】（2021·四川省南充市李渡中学高一月考）下列图象分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。据此判断下列说法中正确的是( )A．由图1知，石墨转变为金刚石是吸热反应B.由图2知,S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1, S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH2 ,则ΔH1＞ΔH2C．由图3知，白磷比红磷稳定D．由图4知，CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH＞0
下列说法正确的是A．该能量图也可以表示碳酸氢钠与盐酸的反应过程B．CO2所具有的能量比CO和O要高C．状态Ⅰ→Ⅱ的过程可以说明，形成化学键会向环境放出能量D．状态Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ的过程中，反应体系经历了向环境吸收和放出能量的过程
【例6】（2021·浙江宁波市·高一期末）最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如图：
【变6-1】（2021·安徽高一月考）氢能的低成本、低温、高速率制取一直是亟待解决的关键难题。实验计算机模拟在催化剂表面水煤气变换低温产氢反应(CO+H2O=CO2+H2)过程中能量的变化如图所示，下列说法正确的是
A．水煤气变换产氢反应是吸热反应B．过程I和过程II均为放热过程C．过程I发生了极性键的断裂D．过程II只生成了具有极性键的CO2和H2O
【变6-2】（2021·河北廊坊市·高一期末）以 为催化剂的光热化学循环分解 反应为温室气体减排提供了一个新途径，该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如下图所示。下列说法正确的是A.该反应①中钛氧键断裂会释放能量B.该反应中，光能和热能转化为化学能C.使用 作催化剂可降低反应热，从而提高化学反应速率D.分解反应的热化学方程式为
【例6】（2021·银川市·宁夏大学附属中学高二月考）已知H2(g)+ O2(g)=H2O(g) ΔH=-242kJ·ml-1，断开1mlO=O键和1ml H—O键所吸收的能量分别为496kJ和463kJ，则断开1mlH—H键所吸收的能量为（ ）A．920kJB．557kJC．436kJD．188kJ
【变6】（2021·河北石家庄二中高一期中）已知：N2(g) +3H2(g) 2NH3(g) △H=-92.4 kJ/m1.若断裂1 ml H-H、1 mlN≡N需要吸收的能量分别为akJ、b kJ。则生成1 ml N－H放出能量的数值为A． B． C． D．
【例7】（2021·北京师范大学万宁附属中学高一期中）如图所示N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中能量变化，判断下列说法错误的是（ ）A.直观看,该反应中反应物断键吸收的总能量高于生成物形成键放出的总能量B,2ml气态氧原子结合生成O2(g)时，能放出498kJ能量C.断裂1ml NO分子中的化学键，需要吸收632kJ能量D.1mlN2和1mlO2的反应热ΔH=-180kJ·ml-1
题型六：从反应物与生成物总键能相对大小分析焓变
【变7-1】（2021·浙江高二期中）已知 2O(g)=O2(g) ∆H = - 496 kJ ∙ml -1，结合能量变化示意图。下列说法正确的是（ ）A．拆开 1 ml H2(g) 中的化学键需要吸收 932 kJ能量B．拆开 1 ml H2O(g) 中所有化学键需要吸收 926 kJ能量C．1 ml H2O(l) 转变为 1ml H2O(g)需要吸收 88 kJ能量D．2 ml H2(g) 和 1ml O2(g) 反应生成 2 ml H2O(l)，共放热 1940 kJ
【变7-2】（2021·全国高一期末）已知断开1 ml H2(g)中H—H键需要吸收436 kJ能量。根据能量变化示意图，下列说法正确的是A．化学反应：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)，是放热反应B．生成l ml Cl2(g)中的Cl—Cl键需吸收243 kJ能量C．断开l ml HCl (g)中的H—Cl键需释放432 kJ能量D．2 ml HCl(g)的总能量大于1mlH2(g)和1 mlCl2(g)的总能量
【例8】（2021·梧州市第一中学高一期中）在化学反应中，不仅有物质的变化，还伴随着能量的变化。(1)下图中，表示放热反应能量变化的是_______(填字母)。(2)从微观角度分析化学反应中能量变化的原因：图中过程①需___(填“吸收”或“释放”)。从微观角度判断该反应为放热反应的证据为____。(3)用电子式表示H2O的形成过程_____。
【答案】a 吸收 反应物断裂化学键吸收的总能量小于生成物形成化学键释放的总能量
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