7/7第1課時化學反應的反應熱、焓變學習目標1.認識化學能可以與熱能、電能等其他形式能量之間相互轉化，能量的轉化遵循能量守恒定律。2.知道內(nèi)能是體系內(nèi)物質所含各種微觀粒子的能量總和，受溫度、壓強、物質的聚集狀態(tài)的影響。3.認識恒溫恒壓條件下化學反應的反應熱可以用焓變表示。知識點一化學反應的反應熱1.反應熱（1）概念：化學反應在一定的下進行時，反應所或的熱量。（2）表示符號：Q＞0，表示；Q＜0，表示。（3）單位：或。2.熱化學用方法和方法研究反應熱的化學分支。3.反應熱的測定（1）原理：Q＝①C表示溶液及量熱計的。②T1、T2分別表示反應前后體系的。（2）儀器——量熱計（3）測定方法：將反應物加入內(nèi)筒并攪拌使之迅速反應，測量反應前后溶液溫度的變化值。【探究活動】測定中和反應的反應熱1.實驗原理利用量熱計測定一定量的酸、堿溶液在反應前后的溫度變化，計算反應放出的熱量，由此求得中和反應的反應熱。2.實驗用品儀器：量熱計、量筒（100mL）、溫度計、燒杯（250mL）。藥品：1.0mol·L－1鹽酸、1.0mol·L－1NaOH溶液、1.0mol·L－1硝酸、1.0mol·L－1KOH溶液。3.實驗步驟（1）測定反應前溶液的溫度。①向量熱計內(nèi)筒中加入1.0mol·L－1的鹽酸100mL，蓋上杯蓋，插入溫度計，勻速攪拌后記錄初始溫度T1。②向250mL的燒杯中加入1.0mol·L－1的NaOH溶液100mL，調(diào)節(jié)其溫度，使之與量熱計中鹽酸的溫度相同。（2）測定反應后溶液的溫度。快速地將燒杯中的堿液倒入量熱計中，蓋好杯蓋，勻速攪拌，記錄體系達到的最高溫度T2。（3）計算。近似認為溶液的比熱等于水的比熱，根據(jù)溶液溫度升高的數(shù)值計算此中和反應的反應熱。（4）用同樣的方法分別測定KOH溶液與鹽酸反應、NaOH溶液與硝酸反應的反應熱。4.數(shù)據(jù)記錄與處理實驗溶液溫度/K反應熱/JT1T2NaOH溶液與鹽酸反應KOH溶液與鹽酸反應NaOH溶液與硝酸反應（1）由于是稀溶液，為了計算簡便，近似認為所用酸、堿溶液的密度均為1g·cm－3，則酸溶液的質量m1＝100g，堿溶液的質量m2＝100g；中和后所得溶液的比熱為4.18kJ·K－1·kg－1。（2）Q＝－C（T2－T1）＝－mc（T2－T1）＝－（100＋100）×10－3×4.18（T2－T1）kJ＝－0.836（T2－T1）kJ。生成1molH2O（l）時放出的熱量為8.36（T2－T1）kJ。將實驗中測得的T1、T2的數(shù)值代入即可。交流討論1.用同樣的方法分別測定NaOH溶液與鹽酸反應、KOH溶液與鹽酸反應、NaOH溶液與稀硝酸反應的反應熱，所測得的上述三個中和反應的反應熱都相同，為什么？2.若用100mL1.1mol·L－1NaOH溶液和100mL1.0mol·L－1的鹽酸進行該實驗，所測的反應熱數(shù)值會更加準確，為什么？3.若用相同濃度的醋酸溶液代替鹽酸進行實驗（已知醋酸電離吸收熱量），測得的中和反應反應熱的數(shù)值會如何變化？【歸納總結】1.強酸和強堿的稀溶液發(fā)生中和反應，中和反應的反應熱數(shù)值相等。2.強酸和弱堿或弱酸和強堿的稀溶液發(fā)生中和反應時，其反應熱的數(shù)值一般偏小，因為弱電解質的電離吸熱。3.中和反應的實質是H＋＋OH－H2O。若反應過程中有其他物質生成（如生成不溶性物質等），這部分反應熱不包括在中和反應的反應熱之內(nèi)4.實驗中有兩個關鍵（1）隔熱關鍵——裝置保溫、隔熱效果好，減少熱量的損失，使用簡易量熱計，其優(yōu)點是保溫效果好。（2）測量關鍵——準確測量酸、堿的初始溫度及反應后溶液的最高溫度。①實驗中只用一支溫度計，在每次測量酸、堿及混合液的溫度后，必須用水洗凈并用濾紙擦干再使用。②在測量反應混合液的溫度時要隨時讀取溫度值，記錄下最高溫度值。1.下列說法正確的是（）A.在化學反應中發(fā)生物質變化的同時，一定發(fā)生能量變化B.Q＞0表示放熱反應，Q＜0表示吸熱反應C.反應熱是1mol物質參加反應時的能量變化D.體系的溫度升高一定是放熱反應造成的，體系的溫度降低一定是吸熱反應造成的2.（2025·山東濟寧高二檢測）用如圖所示裝置測定中和反應的反應熱。將濃度為0.50mol·L－1的鹽酸與0.55mol·L－1的NaOH溶液各10mL混合。下列關于中和反應的反應熱測定實驗的說法錯誤的是（）A.a為玻璃攪拌器，用金屬攪拌器代替玻璃攪拌器，會使測定的反應熱的數(shù)值偏大B.用同一支溫度計測量溫度可減小實驗誤差C.反應物應一次性加入，且不能有液體濺出D.中和反應的反應熱測定時，將50mL0.55mol·L－1NaOH溶液與50mL0.50mol·L－1鹽酸改為用60mL0.50mol·L－1鹽酸與50mL0.55mol·L－1NaOH溶液，所得反應熱的數(shù)值基本保持不變知識點二化學反應的內(nèi)能變化與焓變1.化學反應的內(nèi)能變化（1）內(nèi)能（2）內(nèi)能變化與體系的能量變化的關系化學反應中內(nèi)能的變化可表示為ΔU＝。ΔU＞0反應能量ΔU＜0反應能量（3）內(nèi)能變化與反應熱的關系①化學反應體系與環(huán)境進行能量交換可以以兩種形式呈現(xiàn)。根據(jù)能量守恒定律，化學反應中內(nèi)能的變化等于的加和，即ΔU＝Q＋W。②如果反應過程中體系沒有做功，則ΔU＝，即化學反應的反應熱等于化學反應前后體系內(nèi)能的變化，ΔU＞0，即，反應吸熱；反之，ΔU＜0，即，反應放熱。2.化學反應的焓變（1）焓：焓是與內(nèi)能有關的物理量，符號為H。（2）焓變①概念：對于一個化學反應，反應產(chǎn)物的焓與反應物的焓之差，稱為反應焓變，符號為ΔH。②數(shù)學表達式：ΔH＝。③常用單位：J·mol－1（或kJ·mol－1）。（3）反應熱與焓變①在等壓反應中，如果反應中物質的能量變化沒有與電能、光能等其他形式的能量發(fā)生轉化，則該反應的反應熱等于反應前后體系的焓的變化。②數(shù)學表達式：。（4）化學反應的焓變示意圖【探究活動】太陽能電池的主要材料為硅。工業(yè)冶煉純硅的原理是①SiO2＋2CSi＋2CO↑；②Si＋3HClSiHCl3＋H2；③SiHCl3＋H2Si＋3HCl?；瘜W反應與焓變?nèi)鐖D所示。交流討論1.反應①是放熱反應還是吸熱反應？該反應的ΔH大于零還是小于零？2.反應②是放熱反應還是吸熱反應？該反應的ΔH大于零還是小于零？【歸納總結】1.常見的吸熱反應和放熱反應反應類型舉例放熱反應大多數(shù)化合反應CaO＋CO2CaCO酸堿中和反應HCl＋NaOHNaCl＋H2活潑金屬與水或酸的反應Mg＋2HClMgCl2＋H2燃燒C＋O2CO2吸熱反應大多數(shù)分解反應CaCO3CaO＋CO2↑銨鹽與堿的反應2NH4Cl＋Ca（OH）2△CaCl2＋2NH3↑＋其他C＋H2O（g）CO＋H2C＋CO22CO2.化學鍵的斷裂、形成與反應熱的關系吸收能量E1反應物反應產(chǎn)物釋放能量E2E1＞E2，反應吸收能量，ΔH＞0；E1＜E2，反應釋放能量，ΔH＜0。ΔH＝反應物的鍵能總和－反應產(chǎn)物的鍵能總和。1.焓是與物質內(nèi)能有關的物理量。一定壓強下，下列有關焓或焓變的說法錯誤的是（）A.物質的聚集狀態(tài)發(fā)生變化時，物質的焓也發(fā)生變化B.等量的硫單質的焓：S（s）＜S（l）＜S（g）C.在一個確定的化學反應中，反應物的總焓與反應產(chǎn)物的總焓一定不同D.化學鍵斷裂時焓值一定增大，同時會伴隨化學反應的發(fā)生2.反應A＋BC（ΔH＜0）分兩步進行：①A＋BX（ΔH＞0），②XC（ΔH＜0）。下列示意圖中，能正確表示總反應過程中焓變的是能力培養(yǎng)對化學反應能量變化示意圖的分析（分析與推理）氫能是公認的清潔能源，作為低碳和零碳能源正在脫穎而出。我國長征五號遙八運載火箭就使用液氫作燃料。已知H2（g）＋12O2（g）H2O（g），（1）a、b、c分別代表什么意義？（2）該反應是反應（填“吸熱”或“放熱”），ΔH0（填“＞”或“＜”）。【規(guī)律方法】1.反應熱（ΔH）取決于反應物具有的總能量（或總焓）和反應產(chǎn)物具有的總能量（或總焓）。ΔH＝反應產(chǎn)物的總能量－反應物的總能量。2.加入催化劑可以使反應歷程—能量曲線的“山峰”降低，改變了反應歷程，但加入催化劑前后反應物和反應產(chǎn)物的總能量差不變，即前后的“落差”不變，故加入催化劑不影響反應的ΔH，如圖所示（圖中b表示加入催化劑后的能量變化）。【遷移應用】1.利用含碳化合物合成燃料是解決能源危機的重要方法，已知CO（g）＋2H2（g）?CH3OH（g）反應過程中的能量變化情況如圖所示，曲線Ⅰ和曲線Ⅱ分別表示不使用催化劑和使用催化劑的兩種情況。下列判斷正確的是（）A.該反應的ΔH＝＋91kJ·mol－1B.加入催化劑，該反應的ΔH變小C.反應物的總能量大于反應產(chǎn)物的總能量D.如果該反應生成液態(tài)CH3OH，則ΔH增大2.理論研究表明，在101kPa和298K下，HCN（g）?HNC（g）異構化反應過程的能量變化如圖所示。下列說法錯誤的是（）A.HCN比HNC穩(wěn)定B.該異構化反應的ΔH＝＋59.3kJ·mol－1C.該反應為吸熱反應D.使用催化劑，可以改變反應的反應熱1.下列詩句中能體現(xiàn)吸熱反應的是（）A.野火燒不盡，春風吹又生B.千錘萬鑿出深山，烈火焚燒若等閑C.曖曖遠人村，依依墟里煙D.春蠶到死絲方盡，蠟炬成灰淚始干2.下列說法不正確的是（）A.反應產(chǎn)物的總能量大于反應物的總能量時，ΔH＞0B.反應放熱時ΔH＜0，反應吸熱時ΔH＞0C.任何條件下，化學反應的焓變都等于化學反應的反應熱D.在一定條件下，某化學反應是吸熱反應還是放熱反應，由反應產(chǎn)物的總焓與反應物的總焓之差決定3.（2025·廣東卓越聯(lián)盟高二考試）某同學做如圖所示實驗，探究各反應中的能量變化。下列判斷正確的是（）甲：將鋁片加入鹽酸中乙：將Ba（OH）2·8H2O和NH4Cl充分混合丙：測定稀鹽酸和稀NaOH溶液反應的反應熱A.上述實驗涉及的各反應都是放熱反應B.將實驗甲中的鋁片更換為等質量的鋁粉，溫度計的示數(shù)升高速率加快C.將實驗丙中鹽酸改為等濃度的醋酸，生成1molH2O（l）時的反應熱不變D.將實驗丙中玻璃攪拌器改為銅質攪拌器，對實驗結果沒有影響4.由圖分析，下列有關敘述正確的是（）A.AB＋C和B＋CB.AB＋CC.A具有的能量高于B和C具有的能量總和D.AB＋C是吸熱反應，則B＋C5.在如圖所示的裝置中進行中和反應。通過測定反應過程中放出的熱量可測定中和反應反應熱。下列關于該實驗的說法正確的是（）A.從實驗裝置看（內(nèi)筒未畫出），圖中還缺少一個重要的儀器B.做完一次完整的中和反應反應熱測定實驗，溫度計需要使用2次C.為了準確測定反應混合溶液的溫度，實驗中溫度計的水銀球應與內(nèi)筒底部接觸D.由于實驗過程中有熱量的散失，所以測得的中和反應反應熱ΔH比理論值要小第1課時化學反應的反應熱、焓變知識點一1.（1）溫度釋放吸收（2）吸熱放熱（3）kJ·mol－1J·mol－12.實驗理論3.（1）－C（T2－T1）①熱容②溫度（2）反應前后均勻保溫探究活動1.提示：參加反應的物質都是強酸、強堿，它們在水中是完全電離的，中和反應的離子方程式都是H＋＋OH－H2O，反應都在室溫下進行，且參加反應的n（H＋）和n（OH－）都相同，2.提示：氫氧化鈉稍過量，有利于鹽酸全部參加反應。3.提示：變小。對點訓練1.AA項，化學反應中既有物質變化又有能量變化，正確；B項，Q＞0表示吸熱反應，Q＜0表示放熱反應，錯誤；C項，根據(jù)反應熱的概念可知，參加反應的物質的物質的量不一定是1mol，錯誤；D項，反應體系的溫度變化不僅與反應吸熱、放熱有關，還與反應條件等有關，錯誤。2.A中和反應的反應熱測定時，用金屬攪拌器代替玻璃攪拌器會造成熱量散失，會使測定的反應熱的數(shù)值偏小，A項錯誤；中和反應的反應熱測定時，應用同一支溫度計測量溫度，避免溫度計規(guī)格不同造成實驗誤差，B項正確；中和反應的反應熱測定時，應該注意反應物應一次性加入，且不能有液體濺出，否則會因熱量散失造成實驗誤差，C項正確；中和反應的反應熱測定時，將50mL0.55mol·L－1氫氧化鈉溶液與50mL0.50mol·L－1鹽酸改為用60mL0.50mol·L－1鹽酸與50mL0.55mol·L－1氫氧化鈉溶液時，反應生成水的物質的量不同，放出的熱量不同，但所得反應熱的數(shù)值基本保持不變，D項正確。知識點二1.（1）能量U聚集狀態(tài)（2）U（反應產(chǎn)物）－U（反應物）吸收釋放（3）①熱和功反應熱和功②QQ＞0Q＜02.（2）②H（反應產(chǎn)物）－H（反應物）（3）②Qp＝ΔH（4）＞吸熱＜放熱探究活動1.提示：反應①的反應物的總能量低于反應產(chǎn)物的總能量，屬于吸熱反應，因此該反應的ΔH大于零。2.提示：反應②的反應物的總能量高于反應產(chǎn)物的總能量，屬于放熱反應，因此該反應的ΔH小于零。對點訓練1.D焓是與內(nèi)能有關的物理量，內(nèi)能與物質的聚集狀態(tài)有關，所以焓也與物質的聚集狀態(tài)有關，物質的聚集狀態(tài)發(fā)生變化時，物質的焓也發(fā)生變化，A項正確；等量的同種物質的焓按氣、液、固的順序逐漸減小，則等量的硫單質的焓：S（s）＜S（l）＜S（g），B項正確；化學反應一定伴隨能量變化，所以在一個確定的化學反應中，反應物的總焓與反應產(chǎn)物的總焓一定不同，C項正確；化學反應的實質是舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成，化學鍵斷裂時，物質所具有的能量增大，焓值一定增大，但若沒有化學鍵的形成，則不會伴隨化學反應的發(fā)生，D項錯誤。2.D因總反應為放熱反應，反應①為吸熱反應，反應②為放熱反應，所以反應②放出的熱量比反應①吸收的熱量多。A中反應①為放熱反應，反應②為吸熱反應，且總反應為吸熱反應，不符合題意；B中反應①和反應②均為吸熱反應，不符合題意；C中反應①和反應②均為放熱反應，不符合題意。能力培養(yǎng)（1）提示：a是斷開1molH2（g）中H—H鍵和12molO2（g）中OO鍵吸收的能量；b是結合成1molH2O（g）時所釋放的能量；c代表成鍵所釋放的能量（2）提示：由圖可知該反應中反應物總能量大于反應產(chǎn)物總能量，所以該反應為放熱反應，ΔH＜0。遷移應用1.C根據(jù)圖示，該反應反應物的總能量大于反應產(chǎn)物的總能量，是放熱反應，ΔH＜0，A項錯誤；加入催化劑只能改變反應歷程，使能量曲線的山峰降低，但加入催化劑前后反應物和反應產(chǎn)物的總能量差不變，而對反應熱無影響，B項錯誤；根據(jù)圖示，該反應反應物的總能量大于反應產(chǎn)物的總能量，C項正確；生成液態(tài)CH3OH時釋放出的熱量更多，ΔH更小，D項錯誤。2.DHNC的能量比HCN的高，則穩(wěn)定性較好的是HCN，A項正確；該異構化反應的反應熱ΔH＝反應產(chǎn)物的能量－反應物的能量＝59.3kJ·mol－1－0.0kJ·mol－1＝＋59.3kJ·mol－1，為吸熱反應，B、C項正確；