第01講反應熱

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科學探究：理解反應熱測定的原理和方法，會分析產(chǎn)生誤差的原因，不斷完善和

改進測定方法。

模型認知：建立從定性到定量描述化學反應中的能量變化的思維模型，會正確書

寫熱化學方程式。

宏觀辨識與微觀探析：能從宏觀和微觀的角度理解化學反應中能量變化的本質(zhì)，

正確認識和判斷放熱反應和吸熱反應。能正確書寫熱化學方程式以及燃燒熱的相

關計算。

變化觀念與平衡思想：能辨識化學反應中的能量轉化形式，形成能量可以相互轉

化的觀念，正確理解反應熱和焰變的概念。

--------------------------------/

一、反應熱及其測定

1.體系與環(huán)境

被研究的物質(zhì)系統(tǒng)稱為體系，與體系相互影響的其他部分稱為環(huán)境。如：將試管

中的鹽酸、NaOH溶液及發(fā)生的反應等看作一個反應體系；盛溶液的試管和溶液

之外的空氣等看作環(huán)境。熱量是指因溫度不同而在體系與環(huán)境之間交換或傳遞的

能量。

2.反應熱

在等溫條件下，化學反應體系向環(huán)境釋放或從環(huán)境吸收的熱量，稱為化學反應的

熱效應，簡稱反應熱。

3.實驗探究：中和反應反應熱的測定

⑴測定原理：環(huán)境溫度不變時，根據(jù)測得的體系的溫度變化和有關物質(zhì)的比熱

容等來計算反應熱。即利用公式Q=cm△/進行計算。

(2)實驗裝置

①將如圖實驗裝置中各儀器(或物品)的名稱填在橫線上。

溫度計、、r玻璃

/攪拌器

內(nèi)筒、9T'杯蓋

隔熱層、J

、外殼

簡易量熱計示意圖

②各部分儀器的作用

a.玻璃攪拌器的作用是使反應物混合均勻充分接觸。

b.隔熱層的作用是減少熱量的散失。

c.溫度計的作用是測定反應前后反應體系的溫度。

(3)實驗步驟

①反應物溫度測量(力)：測量混合前50mL0.50mol-L1鹽酸、50mL0.55mol.L

1氫氧化鈉溶液的溫度，取兩溫度平均值，記錄為起始溫度3

②反應后體系溫度測量(切：將酸堿溶液迅速混合，用玻璃攪拌器輕輕攪動溶液,

并準確讀取混合溶液的最高溫度，記錄為終止溫度以

③重復實驗操作兩次，記錄每次的實驗數(shù)據(jù)，取其平均值作為計算依據(jù)。

(4)實驗數(shù)據(jù)處理

某實驗小組測定數(shù)據(jù)如下

溫度差平均值s—

起始溫度hrC

X.溫度終止溫度/1)/℃

實驗次平均t2/℃

鹽酸NaOH溫差平均值

值

125.025.225.128.53.4

224.925.125.028.33.33.4

325.625.425.529.03.5

設溶液的密度均為1g-cmf,中和后溶液的比熱容c=4.18根據(jù)實驗

數(shù)據(jù)計算出該反應放出的熱量Qul.42kJ,則生成1molH2O時放出的熱量為56.8

kJo

(5)實驗結論

大量實驗測得，在25℃和101kPa下，強酸的稀溶液與強堿的稀溶液，發(fā)生中

和反應生成1molH2O時，放出57.3kJ的熱量。

二、反應熱與熔變

1.化學反應的實質(zhì)和特征

|反手物|~特征1物質(zhì)變化生「物|

吸收特征2能量變化放出

能量------------------能量

|舊化矗斷裂|----—~T新化學K形成|

2.內(nèi)能

內(nèi)能是體系內(nèi)物質(zhì)的各種能量的總和，受溫度、壓強和物質(zhì)的聚集狀態(tài)等影響。

3.熔與焰變

(1)

閘一與內(nèi)能有關的物理量，用符號“且”表示

>生成物與反應物的培值差

藁|----坐?fA"=H(生成物)(反應物)

1----1表達式

單位rkJ?moL或kJ/mol

(2)反應熱與熔變的關系

在等壓條件下進行的化學反應的反應熱等于反應的燧變，因此常用AH表示反應

熱。

(3)熔變與吸熱反應和放熱反應的關系

①放熱反應:反應體系向環(huán)境釋放能量,反應體系的熔減小,AH為負值,即AH<0o

②吸熱反應：反應體系從環(huán)境中吸收能量，反應體系的焰增大，AH為正值，即

AH>0o

4(H)f反應物培(H)|生成物

AH<04?>0

\生成物|反應物/

放熱反應吸熱反應

4.從微觀角度理解反應熱的實質(zhì)

以H2(g)+C12(g)=2HCl(g)反應的能量變化為例說明，如圖所示:

由圖可知:

反應中能量變化

化學鍵斷裂或形成1mol化學鍵的能量斷裂或形成化學鍵的總能量

變化變化

H—H吸收436kJ

共吸收679kJ

Cl—C1吸收243kJ

H—C1放出431kJ共放出862kJ

結論H2(g)+Cb(g)=2HCl(g)的反應熱AH=-183kJ-mol1

①圖示：化學反應過程中形成化學鍵、斷裂化學鍵能量變化可用如圖表示:

其中，Ei表示反應物斷裂化學鍵吸收的總熱量，E2表示生成物形成化學鍵放出

的總熱量，百與E2的差值表示反應熱。上述反應過程表示該反應為放熱反應。

②熔變計算公式：八8=石總（斷鍵）一E總（成鍵）

三、熱化學方程式

1.概念

表明反應所釋放或吸收的熱量的化學方程式。

2.意義

不僅表示化學反應中的物質(zhì)變化，也表明了化學反應中的能量變化。

實例：已知25℃、101kPa下，熱化學方程式為2H2（g）+O2（g）==2H2。⑴AH

=-571.6kJ-mol1,其表示在25℃、101kPa,2mol=（氫氣）與1mol。2（氧氣）

完全反應生成2moi液態(tài)水時放出的熱量是571.6kJ。

3.熱化學方程式的書寫方法

⑴寫出相應的化學方程式。熱化學方程式中各物質(zhì)化學式前的化學計量數(shù)只表

示其物質(zhì)的量，可以是整數(shù)或分數(shù)。

⑵標注反應的溫度和壓強。沒有特殊說明是指25℃、101kPa。不用標明反應條

件(如“加熱”“高溫”“催化劑”等)。

(3)標注各物質(zhì)聚集狀態(tài)。在物質(zhì)后面用括號標注各物質(zhì)的聚集狀態(tài)：氣體用“g”,

液體用“1”，固體用“s”，溶液用“aq”。

(4)標注AH的正負。化學方程式后面空一格標注AH,若為放熱反應，AH為

若為吸熱反應，為“+”。

⑸計算AH的數(shù)值。根據(jù)化學方程式中的化學計量數(shù)計算寫出AH的數(shù)值。AH單

位是kJ-mol'o

4.AH的單位中的含義

對一個化學反應，的單位中“mori”不是指每摩爾具體物質(zhì)，而是指“每摩爾

反應”。因此必須與化學方程式一一對應。

四、燃燒熱

1.概念

(1)概念：在101kPa時，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成指定產(chǎn)物時所放出的熱量。

(2)要求：①1mol燃料；②完全燃燒；③生成指定產(chǎn)物。

如：C元素-C02(g)H元素TH20(1)

S元素-S02(g)N元素-N2(g)

2.單位：kJ.mori或kJ/mol。

3.意義

甲烷的燃燒熱為890.3kJ-mol1,或AH=-890.3kJ-mol1,它表示25℃、101kPa

時，1mol甲烷完全燃燒生成1mol82(g)和2mol七0(1)時放出890.3kJ的熱量。

4.表示燃燒熱的熱化學方程式的書寫

書寫表示燃燒熱的熱化學方程式時，以燃燒1mol可燃物為標準來配平其余物質(zhì)

的化學計量數(shù)，同時可燃物要完全燃燒且生成指定產(chǎn)物。例如：

1

H2(g)+^O2(g)=H2O(l)AH=-285.8kJ-mol-

5.燃燒熱的熱化學方程式正誤判斷

“一看”可燃物的化學計量數(shù)是否為lo

“二看”元素完全燃燒生成的物質(zhì)是否為指定產(chǎn)物。

“三看”AH是否為“一”及單位是否正確。

*筑初闔〕

1T；

------------------

考點一、放熱反應和吸熱反應

例1.下列生產(chǎn)活動或生活中涉及的化學反應不屬于放熱反應的是

考點二、中和反應的反應熱及測定

例2.用如圖裝置測定鹽酸與NaOH溶液反應的中和熱。下列說法不正確的是

A.將鹽酸、NaOH溶液及發(fā)生的反應看成體系

B.鹽酸與NaOH溶液反應放熱使體系溫度升高

C.碎泡沫塑料的作用是保溫、隔熱

D.反應時將NaOH溶液分多次倒入量熱計中

考點三、化學反應中能量變化圖像

例3.某反應過程能量變化如圖所示，下列說法正確的是

A.反應過程。有催化劑參與

B.該反應的熔變AHX)

C.使用催化劑，能改變該反應的活化能

D.有催化劑條件下，反應的活化能等于耳+生

考點四、反應熱與化學鍵的關系

例4.已知H2(g)+Br?(g)=2HBr(g),AH=-103kJ/mol,其他數(shù)據(jù)如下表。下列說

法不正確的是

氣態(tài)物質(zhì)凡Br2HBrHC1Cl2

Imol分子中的化學鍵斷裂時吸收的能量/kJ436a366bc

A.a=193

B.H2(g)和Br2(g)的總能量小于2HBr(g)

C.b大于366

D.a、c的值可以判斷Br-Br和C1-CI鍵的相對強弱

考點五、熱化學方程式正誤判斷

例5.已知充分燃燒ag乙怏氣體時生成2mol二氧化碳氣體和液態(tài)水，并放出熱

量bkJ,則乙怏燃燒的熱化學方程式正確的是

A.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(1)AH=-2bkJ/mol

B.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(g)AH=-4bkJ/mol

C.C2H2(g)+|o2(g)=2CO2(g)+H2O(l)AH=+bkJ/mol

D.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(1)AH=TbkJ/mol

考點六、燃燒熱

例6.下列熱化學方程式中AH代表燃燒熱的是

A.CH4(g)+3/2O2(g)=2H2O(l)+CO(g)AHi

B.S(s)+3/2O2(g)=SO3(g)AH2

C.C6Hi2O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)AH3

D.2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)AH4

!-圖匆園砌■

X*，

-I「-------------------L

1.下列反應既屬于氧化還原反應，又是放熱反應的是

A.灼熱的木炭與CO?的反應

B.過氧化氫分解的反應

C.氫氧化鈉溶液與稀硫酸的反應

D.Ba（OHL8H2O晶體與NH4cl晶體的反應

2.下列圖示變化為吸熱反應的是

A.所有燃燒反應都是放熱反應

B.由H原子形成ImolH-H鍵要放出熱量

C.凡經(jīng)加熱而發(fā)生的化學反應都是吸熱反應

D.在稀溶液中，強酸與強堿發(fā)生中和反應生成Imol液態(tài)水時釋放的熱量稱為

中和熱

4.4.25℃,101kPa下，關于反應2H2（g）+O2（g）=2H2（Xg）AH=-483.6kJ.。廣的相關敘

述正確的是

A.凡。的燃燒熱為411=-241.8江1110「

B.2molH2(g)和lmolO2(g)的總鍵能之和大于2molH2O(g)的鍵能之和

1

C.2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)AH=+483.6kJmor

1

D.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)AH>-483.6kJmor

5.某同學設計如圖所示實驗，探究反應中的能量變化。

溫度計一環(huán)形玻璃攪拌棒

溫

溫

度

度

計

計

鋁片

1Ba(OH)2*8H2O=二寸

鹽酸一t三三年I和NH4cl比二'

(a)(b)

下列判斷正確的是

A.由實驗可知，(a)、(b)、(c)所涉及的反應都是放熱反應

B.實驗(c)所涉及實驗一組完整的實驗數(shù)據(jù)需要測兩次溫度

C.實驗(c)中將環(huán)形玻璃攪拌棒改為銅質(zhì)攪拌器對實驗結果沒有影響

D.若用NaOH固體代替NaOH溶液與鹽酸反應測定中和反應的反應熱，則測得

中和熱的AH偏低

6.氫氣是人類最理想的能源。已知在25℃、lOlkPa下，1g氫氣完全燃燒生成

液態(tài)水時放出熱量142.9kJ,則下列熱化學方程式書寫正確的是

A.2H2+O2=2H2OAH=-142.9kJmo「

B.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)AH=_142.9kJmolT

C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)AH=-571.6kJmor'

1

D.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)AH=+571.6kJ-mor

7.下列陳述正確的是

A.燃燒一定屬于放熱反應

B.(Mmol氮氣與0.3mol氫氣充分反應，轉移電子數(shù)為“6$

C.已知中和熱為57.3kJ/mol,則

H2so4(濃)+Ba(OH)=BaSO4+2H2OAH=-114.6kJ/mol

D.已知甲烷的燃燒熱為890.3kJ/mol,則64伍)+202恁)=032伍)+2凡0值)

AH=-890.3kJ/mol

8.下列物質(zhì)間的反應，其能量變化符合下圖的是

,能量

壬質(zhì)物總能量

----------------------------------------A

反應過程

A.鎂條燃燒B.碳與水蒸氣高溫制水煤氣

C.Ba(OH『8H2。晶體和NH。晶體混合D.碳酸鈣的分解

9.下列關于反應熱和熱化學反應的描述中正確的是

A.HC1和NaOH反應的中和熱411=-57.3。皿01-1,則H2s。4和Ca(OH)2反應的

中和熱AH=2x(-57.3)kJ-mol-1

B.CO(g)的燃燒熱411=-283.0口11101-1,則2co2(g)=2CO(g)+O2(g)反應的AH=

+2x283.0kJ-mol-1

C.濃H2s。4稀釋是放熱反應

D.1mol甲烷燃燒生成氣態(tài)水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷的燃燒熱

10.已知熱化學方程式：

1

(DH2(g)+Cl2(g)=2HCl(g),AH1=-184.6kJmor

1

②H2(g)+1o2(g)=H2O(1),AH2=-285.8kJ.mof

下列說法正確的是

A.小凡表示lmolH2(g)完全燃燒的反應熱

B.凡是有參與的反應都是放熱反應

C.兩個反應的反應物的總能量都高于生成物的總能量

D.因形成H—C1鍵比形成H—O鍵放熱多，故凡

J------------------J

11.某同學設計如圖實驗，探究反應中的能量變化，下列判斷正確的是

(C)

A.實驗(a)(b)(c)所涉及的反應都是放熱反應

B.將實驗(a)中的鋁片更換為等質(zhì)量的鋁粉后釋放出的熱量有所增加

C.實驗(c)中若用NaOH固體測定，則測定數(shù)值偏高

D.實驗(b)中將玻璃攪拌器改為鐵質(zhì)攪拌棒對實驗結果沒有影響

12.合成氨工業(yè)中氫氣可由天然氣和水反應制備，其主要反應為:

1

CH4(g)+2H2o(g)-co2(g)+4H2(g)；AH=+162kJ-moL-,共價鍵的鍵能與熱化學方程

式信息如下表(25℃、lOlkPa),則CH4分子中C-H鍵能為：

化學鍵H-0C=0H-H

鍵能/kJ.moH464803436

A.207kJ-mol1B.414kJ-mol1C.632kJmol』D.828kJ-mol1

13.已知：H2(g)+F2(g)=2HF(g)的能量變化如圖所示，下列有關敘述正確的是

反應過程

A.氟化氫氣體分解生成氫氣和氟氣的反應是吸熱反應

B.lmolH2與lmolF2反應生成2moi液態(tài)HF放出的熱量小于270kJ

C.在相同條件下，I1110IH2與ImolFz的能量總和小于2moiHF氣體的能量

D.斷裂ImolH—H鍵和ImolF—F鍵吸收的能量大于形成2molH—F鍵放出的

能量

14.下列說法正確的是

A.甲烷燃燒熱的數(shù)值為890.3kJ.mol」，則甲烷燃燒的熱化學方程式為：

1

CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)AH=-890.3kJmol

B.已知Imol金剛石轉化為石墨，要放出L9kJ的熱能，1g石墨完全燃燒放出

的熱量比1g金剛石完全燃燒放出的熱量少

+

C.在稀溶液中：H(aq)+OH(aq)=H2O(l)AH=-57.3kJ/mol,若將含0.6molH2sO4的

稀硫酸與含ImolNaOH的稀溶液混合，放出的熱量大于57.3kJ

D.500℃,30MPa下，將0.5molN2和1.5molH2置于密閉的容器中充分反應生成

NH3,放出熱量19.3kJ,其熱化學方程式為：

N2(g)+3H2(g)、篝、2NHs(g)AH=-38.6kJ/mol

15.已知充分燃燒ag乙烷(C2H6)氣體時生成1mol二氧化碳氣體和液態(tài)水，并

放出熱量bkJ,則表示乙烯標準燃燒熱的熱化學方程式正確的是

7

1

A.C2H6(g)+-02(g)=2CO2(g)+3H2O(1)AH=+2bkJ-mol-

7

1

B.C2H6(g)+-O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)AH=-2bkJ-mol-

1

C.2C2H6(g)+7O2(g)=4CO2(g)+6H2O(1)AH=-4bkJ-mol-

7

1

D.C2H6(g)+yO2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)AH=-2bkJ-mol

16.下列熱化學方程式中，正確的是

A.甲烷的燃燒熱為890.3kJ-moH,則甲烷燃燒的熱化學方程式可表示為

4

CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-890.3kJmol

B.500℃、30MPa下，將0.5molN2(g)和1.5molH2(g)置于密閉容器中充分反應生

成NH3(g)放熱19.3kJ,其熱化學方程式為：

1

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-38.6kJ-mol

C.HC1和NaOH反應的中和熱△H=-57.3kJ-moH,則H2sO4和Ca(0H)2反應的

中和熱△H=2x(-