第01講 反應(yīng)熱　焓變（含答案）【暑假彎道超車】2024年新高二化學(xué)暑假講義+習(xí)題（人教版2019選擇性必修1）

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1.科學(xué)探究：理解反應(yīng)熱測定的原理和方法，會(huì)分析產(chǎn)生誤差的原因，不斷完善和改進(jìn)測定方法。
2.宏觀辨識(shí)與微觀探析：能從宏觀和微觀的角度理解化學(xué)反應(yīng)中能量變化的本質(zhì)，正確認(rèn)識(shí)和判斷放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)。
3.變化觀念與平衡思想：能辨識(shí)化學(xué)反應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化形式，形成能量可以相互轉(zhuǎn)化的觀念，正確理解反應(yīng)熱和焓變的概念。
一、反應(yīng)熱及其測定
1.體系與環(huán)境
以研究鹽酸與NaOH溶液的反應(yīng)為例，我們將試管中的鹽酸、NaOH溶液及發(fā)生的反應(yīng)等看作一個(gè)
反應(yīng)體系(又稱系統(tǒng))，盛溶液的試管和溶液之外的空氣等看作環(huán)境。
2．反應(yīng)熱
因溫度不同而在體系與環(huán)境之間交換或傳遞的能量是熱量。
在等溫條件下，化學(xué)反應(yīng)體系向環(huán)境釋放或從環(huán)境吸收的熱量，稱為化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)，簡稱反應(yīng)熱。
3．實(shí)驗(yàn)探究——中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定
(1)測定原理
環(huán)境溫度不變時(shí)，根據(jù)測得的體系的溫度變化和有關(guān)物質(zhì)的比熱容等來計(jì)算反應(yīng)熱。Q＝cmΔt。
(2)實(shí)驗(yàn)裝置
(3)實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)
①反應(yīng)前體系的溫度：分別測量鹽酸與NaOH溶液的溫度。
②反應(yīng)后體系的溫度：迅速混合并攪拌記錄最高溫度。
③重復(fù)操作兩次，取溫度差的平均值作為計(jì)算依據(jù)。
(4)數(shù)據(jù)處理
某小組用50 mL 0.5 ml·L－1的鹽酸與50 mL 0.55 ml·L－1的NaOH溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
設(shè)溶液的密度均為1 g·cm－3，反應(yīng)后溶液的比熱容c＝4.18 J·g－1·℃－1，則反應(yīng)放出的熱量
Q＝cmΔt＝c·[m?鹽酸?＋m?NaOH溶液?]·(t2－t1)≈1.42 kJ，
那么生成1 ml H2O放出的熱量為eq \f(Q,n?H2O?)＝eq \f(1.42 kJ,0.025)＝56.8 kJ。
【特別提醒】大量實(shí)驗(yàn)測得，在25 ℃和101 kPa下，強(qiáng)酸的稀溶液與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成1 ml H2O時(shí)，放出57.3 kJ的熱量。
二、反應(yīng)熱與焓變
1．化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)和特征
2．宏觀角度認(rèn)識(shí)反應(yīng)熱
(1)內(nèi)能
體系內(nèi)物質(zhì)的各種能量的總和，受溫度、壓強(qiáng)和物質(zhì)的聚集狀態(tài)等影響。
(2)焓與焓變
等壓條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)熱等于反應(yīng)的焓變。
(3)ΔH與吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)
①放熱反應(yīng)：體系向環(huán)境釋放能量，反應(yīng)體系的焓減小，ΔH為負(fù)值，即ΔH0。
3．微觀角度理解反應(yīng)熱
(1)以H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)反應(yīng)的能量變化為例說明，如圖所示：
由圖可知：
化學(xué)反應(yīng)過程中形成化學(xué)鍵、斷裂化學(xué)鍵能量變化可用如圖表示：
其中，E1可看作反應(yīng)物斷裂化學(xué)鍵吸收的總能量，E2可看作生成物形成化學(xué)鍵放出的總能量，E1與E2的差值表示反應(yīng)熱。上述反應(yīng)過程表示該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。
(2)焓變計(jì)算公式：ΔH＝E(反應(yīng)物的總鍵能)－E(生成物的總鍵能)
(3)常見的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)
①常見的吸熱反應(yīng)：大多數(shù)的分解反應(yīng)，碳和二氧化碳、碳和水的反應(yīng)，Ba(OH)2·8H2O與銨鹽的反應(yīng)等。
②常見的放熱反應(yīng)：中和反應(yīng)、金屬與酸(或水)的反應(yīng)、燃燒反應(yīng)及緩慢氧化、化合反應(yīng)(大多數(shù))、鋁熱反應(yīng)等。
考點(diǎn)01 中和反應(yīng)反應(yīng)熱及其測定
【例1】已知：25℃、時(shí)，。分別使用3組稀溶液來測定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱，下列說法正確的是
A．
B．生成的水越多，中和反應(yīng)的反應(yīng)熱越小
C．酸堿混合要迅速，否則熱量容易散失
D．實(shí)驗(yàn)中的玻璃攪拌器可換成鐵制攪拌器
【答案】C
【解析】A．①中硫酸和氫氧化鈉反應(yīng)的熱量為中和熱，②中硫酸和氨水反應(yīng)放出的熱量小于中和熱，因?yàn)榘彼侨鯄A，電離要吸熱，③中硫酸和氫氧化鋇反應(yīng)因生成了硫酸鋇沉淀，使其放出的熱量大于中和熱，因此其焓變大小應(yīng)為b>a>c，A錯(cuò)誤；
B．中和熱指的是強(qiáng)酸強(qiáng)堿的稀溶液完全反應(yīng)生成1ml水所放出的熱量，B錯(cuò)誤；
C．測定中和熱時(shí)，酸堿混合要迅速，否則熱量容易散失，造成測定結(jié)果不準(zhǔn)確，C正確；
D．鐵制攪拌器導(dǎo)熱，會(huì)使熱量散失快，實(shí)驗(yàn)中的玻璃攪拌器不可換成鐵制攪拌器，D錯(cuò)誤；
答案選C。
【變式1-1】用簡易量熱計(jì)測定鹽酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的反應(yīng)熱的實(shí)驗(yàn)中，將NaOH溶液倒入鹽酸溶液中的正確操作是
A．沿玻璃棒緩慢倒入B．分三次倒入
C．一次迅速倒入D．一邊攪拌一邊滴入
【答案】C
【解析】在用簡易量熱計(jì)測定鹽酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的反應(yīng)熱的實(shí)驗(yàn)中，為減少實(shí)驗(yàn)過程中的熱量散失，應(yīng)將氫氧化鈉溶液一次迅速倒入鹽酸溶液中，故選C。
【變式1-2】某實(shí)驗(yàn)小組學(xué)生用的稀硝酸與的溶液在如圖所示的裝置中進(jìn)行中和反應(yīng)，通過測定反應(yīng)過程中放出的熱量可計(jì)算中和反應(yīng)的反應(yīng)熱。下列說法不正確
A．圖中實(shí)驗(yàn)裝置缺少玻璃攪拌器
B．若用銅絲做成攪拌器，求得的反應(yīng)熱偏大
C．把稀硝酸體積改為，所求中和反應(yīng)的反應(yīng)熱改變
D．燒杯間填滿碎紙條的作用是減少實(shí)驗(yàn)過程中的熱量損失，減小實(shí)驗(yàn)誤差
【答案】C
【解析】A．中和實(shí)驗(yàn)需要用玻璃攪拌棒攪拌使反應(yīng)充分，圖中實(shí)驗(yàn)裝置缺少玻璃攪拌棒，A正確；
B．若用銅絲做成環(huán)形攪拌棒，因金屬導(dǎo)熱，實(shí)驗(yàn)過程中的熱量損失，測得的反應(yīng)熱偏大，B正確；
C．中和熱與所用酸和堿的體積無關(guān)，把稀硝酸體積改為60mL，中和熱不變，C錯(cuò)誤；
D．燒杯間填滿碎紙條起保溫作用，減少實(shí)驗(yàn)過程中的熱量損失，減小實(shí)驗(yàn)誤差，D正確；
故選C。
考點(diǎn)02 焓變和反應(yīng)熱概念的理解
【例2】反應(yīng)熱ΔH的單位是
A．kJ·ml?1B．kJC．kJ·mlD．ml?1
【答案】A
【解析】研究表明在等壓條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)熱等于反應(yīng)的焓變，用符號(hào)ΔH表示，ΔH的常用單位是kJ·ml?1，故選A。
【變式1-1】下列說法正確的是
A．反應(yīng)焓變是指1ml物質(zhì)參加反應(yīng)時(shí)的能量變化
B．1ml液態(tài)水與18g冰的內(nèi)能是相等的
C．在加熱條件下發(fā)生的反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)
D．一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中，當(dāng)反應(yīng)物能量大于反應(yīng)產(chǎn)物能量時(shí)，反應(yīng)放熱，ΔH為“-”
【答案】D
【解析】A．焓變是反應(yīng)物和生成物焓的差值，不一定是1ml物質(zhì)參加反應(yīng)時(shí)的能量變化，A錯(cuò)誤；
B．等量的同一物質(zhì)，液態(tài)時(shí)內(nèi)能高于固態(tài)，B錯(cuò)誤；
C．有些放熱反應(yīng)也需要加熱引發(fā)才能發(fā)生反應(yīng)，加熱條件下的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)，C錯(cuò)誤；
D．焓變=生成物總焓-反應(yīng)物總焓，依據(jù)反應(yīng)前后能量守恒，反應(yīng)物能量高于生成物，反應(yīng)放熱，ΔH