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第一节　反应热
第一课时　反应热　焓变
1.《天工开物》中提到“明年，田有粪肥，土脉发烧，东南风助暖，则尽发炎火，大坏苗穗，此一灾也。”下列反应中能量变化与上述不一致的是（　　）
A.乙醇燃烧 B.碳酸钙高温分解
C.铝热反应 D.酸碱中和
2.下列关于能量变化的说法正确的是（　　）
A.“冰，水为之，而寒于水”说明相同质量的水和冰相比较，水的能量更低
B.化学反应发生物质变化的同时，伴随着能量变化，其表现形式只有吸热和放热两种
C.吸热反应一定需要加热条件才能发生
D.化学反应遵循质量守恒也遵循能量守恒
3.氢气和氧气发生反应的过程，可用如图模型表示（“－”表示化学键），下列说法不正确的是（　　）
A.过程Ⅰ是吸热过程
B.该反应为放热反应
C.状态a的总能量大于状态d的总能量
D.该反应的能量转化形式只能以热能的形式进行
4.如图为N2（g）与O2（g）反应生成NO（g）过程中的能量变化，下列说法中正确的是（　　）
A.1 mol N2（g）与1 mol O2（g）反应放出的能量为180 kJ
B.常温下，N2（g）和O2（g）混合能直接生成NO
C.NO是一种酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成盐和水
D.1 mol N2（g）和1 mol O2（g）具有的总能量小于2 mol NO（g）具有的总能量
5.已知碘化氢分解吸热，分以下两步完成：2HI（g）H2（g）＋2I·（g）；2I·（g）I2（g）。下列图像最符合上述反应历程的是（　　）
6.在测定中和反应反应热的实验中，下列说法正确的是（　　）
A.温度计水银球应与内筒底部接触
B.测量中和反应反应热的实验过程中，至少需要测定温度4次
C.使用玻璃搅拌器搅拌是为了加快反应速率，减小实验误差
D.若稀强酸溶液中H＋与稀强碱溶液中OH－的物质的量相等，则所测中和反应反应热数值更准确
7.已知几种化学键的键能（E）如表所示，则下列说法错误的是（　　）
化学键 H—H F—F H—F H—Cl H—I
E/ （kJ·mol－1） 436 157 568 431 299
A.表中最牢固的化学键是H—F
B.431 kJ·mol－1＞E（H—Br）＞299 kJ·mol－1
C.1 mol H2（g）与1 mol F2（g）生成2 mol HF（g）放出25 kJ的能量
D.1 mol H2（g）分解成2 mol H（g）需吸收436 kJ的能量
8.异丁烯与氯化氢发生加成反应过程的体系能量变化如图所示，下列叙述正确的是（　　 ）
A.产物①比产物②更稳定
B.此过程中只发生了非极性键的断裂
C.异丁烯与氯化氢的加成反应为放热反应
D.1 mol产物①或②中均含有7 mol共价键
9.某同学设计如图所示实验，探究反应中的能量变化。下列判断正确的是（　　）
A.实验a、b、c中温度计读数均增大
B.将实验a中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C.实验b中搅拌的目的是使反应的焓变增大
D.实验c中若用NaOH固体测定中和反应的反应热，则测定结果的绝对值偏高
10.已知 2O（g）O2（g），该过程的焓变ΔH＝－496 kJ·mol－1。对于如图所示能量变化示意图的有关说法不正确的是（　　）
A.断开1 mol H2（g）中的化学键需要吸收436 kJ能量
B.断开1 mol H2O（g）中所有化学键需要吸收926 kJ 能量
C.1 mol H2O（l）转变为 1 mol H2O（g）需要吸收88 kJ 能量
D.2 mol H2（g）和 1 mol O2（g）反应生成 2 mol H2O（l），共放热 572 kJ
11.某实验小组用50 mL 0.50 mol·L－1的盐酸与50 mL 0.55 mol·L－1的NaOH溶液进行中和反应反应热的测定，装置如图所示，回答下列问题：
（1）如图所示装置中，仪器A的名称是　　　　。
（2）实验中NaOH溶液相对盐酸溶液是过量的，可能的原因是　　　　　　　　　　　　。
（3）近似认为0.55 mol·L－1 NaOH溶液与0.50 mol·L－1盐酸溶液的密度都是1 g·cm－3，中和后生成溶液的比热容与水的相同为c＝4.18 J·g－1·℃－1，并忽略量热计的比热容。
编 号 起始温度t始/℃ 终止温度 t末/℃ 温度差 （t末－t始）/℃
HCl溶液 NaOH溶液
1 25.2 25.0 28.5
2 24.9 25.1 28.4
3 25.0 24.9 26.1
则生成1 mol H2O时放出的热量为　　　　（结果保留至小数点后一位）。
（4）为了提高测定反应热的准确度，下列措施合理的是　　　　（填字母）。
A.用KOH溶液代替NaOH溶液
B.为了使反应充分发生，向酸溶液中分次加入碱溶液
C.溶液混合后，密切关注温度变化，准确读取体系的最高温度
D.提高实验装置的保温、隔热效果
第一课时　反应热　焓变
1.B　“尽发炎火”说明为放热的反应，乙醇燃烧、铝热反应、酸碱中和均为放热反应，碳酸钙高温分解为吸热反应，选B。
2.D　 “冰，水为之，而寒于水”说明相同质量的水和冰相比较，冰融化需吸收能量，水的能量高，A错误；化学反应发生物质变化的同时，伴随着能量变化，其表现形式除吸热和放热外，还有光能、电能等形式，B错误；吸热反应不一定需要加热才能发生，如Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl在常温下就能发生反应，C错误。
3.D　A项，过程Ⅰ分子化学键断裂形成原子，属于吸热过程，正确；B项，该反应为氢气与氧气反应生成H2O，属于燃烧反应，为放热反应，正确；C项，氢气燃烧放热，则状态a的总能量大于状态d的总能量，正确；D项，该反应可通过燃料电池，实现化学能到电能的转化，不是只能以热能的形式进行，不正确。
4.D　断裂旧化学键吸收的总能量和形成新化学键所放出的总能量的差值＝946 kJ·mol－1＋498 kJ·mol－1－2×632 kJ·mol－1＝180 kJ·mol－1，故该反应是吸热反应，A错误；氮气和氧气反应需要放电或高温，B错误；NO不是酸性氧化物，NO和氢氧化钠溶液不反应，C错误；根据A可知该反应为吸热反应，故1 mol N2（g）和1 mol O2（g）具有的总能量小于2 mol NO（g）具有的总能量，D正确。
5.A　根据题干描述，HI分解的总反应是吸热的，而第二步2I·（g）I2（g）是成键过程，一定放热，故第一步必然吸热，A项中图像符合题意；B项中图像，总反应是放热反应，不符合题意；C项中图像，第二步吸热，不符合题意；D项中图像，第一步放热，第二步吸热，不符合题意。
6.C　温度计水银球用来测定溶液的温度，不能与内筒底部接触，A错误；测量中和反应反应热的实验过程中，每次至少需要测定温度3次：混合前酸溶液温度、碱溶液温度，混合后溶液最高温度，B错误；中和反应反应热的测定实验中，控制碱液稍过量，使酸能完全反应，则所测中和反应反应热数值会更准确，D错误。
7.C　共价键的键能越大越牢固，则表中最牢固的化学键是H—F，A项正确；卤族元素的非金属性越强，对应的简单氢化物越稳定，简单氢化物中化学键的键能越大，结合表中数据可知431 kJ·mol－1＞E（H—Br）＞299 kJ·mol－1，B项正确；1 mol H2（g）与1 mol F2（g）生成2 mol HF（g）放出的能量为（2×568－436－157）kJ＝543 kJ，C项错误；H—H键能为436 kJ·mol－1，且断裂化学键需吸收能量，则1 mol H2（g）分解成2 mol H（g）需吸收436 kJ的能量，D项正确。
8.C　能量越低，物质越稳定，根据图示可知，产物②比产物①的能量更低，故产物②比产物①更稳定，A错误；根据反应原理可知，反应过程中有碳碳键的断裂和氢氯键的断裂，B错误；根据图示可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应，C正确；根据产物的结构简式可知，1 mol产物①或②中均含有13 mol共价键，D错误。
9.D　金属和酸反应、酸碱中和反应均为放热反应，Ba（OH）2·8H2O和NH4Cl的反应是吸热反应，A错误；等质量的铝粉和铝片分别与盐酸反应释放出的热量一样多，B错误；实验b中搅拌的目的是使反应充分进行，但不会改变反应的焓变，C错误；氢氧化钠固体溶解放出热量，则测定结果的绝对值偏高，D正确。
10.C　A项，已知 2O（g）O2（g）的焓变ΔH＝－496 kJ·mol－1，故断开1 mol O2中化学键需要吸收496 kJ能量，由题图可知，断开2 mol H2和1 mol O2共吸收1 368 kJ能量，故断开1 mol H2中化学键吸收的能量为 kJ＝436 kJ，正确；B项，由题图可知，形成2 mol H2O（g）中化学键释放的能量为1 852 kJ，故断开1 mol H2O（g）中所有化学键需要吸收的能量为＝926 kJ，正确；C项，由题图可知，2 mol H2O（g）转化为2 mol H2O（l）需要释放88 kJ能量，故1 mol H2O（l）转变为 1 mol H2O（g）需要吸收的能量为＝44 kJ，错误；D项，由题图可知，2 mol H2（g）和 1 mol O2（g）反应，断开化学键需要吸收1 368 kJ能量，形成2 mol H2O（l）释放1 852 kJ＋88 kJ＝1 940 kJ能量，故共放热1 940 kJ－1 368 kJ＝572 kJ，正确。
11.（1）玻璃搅拌器　（2）保证盐酸完全反应
（3）56.8 kJ　（4）CD
解析：（3）3次温度差分别为3.4 ℃、3.4 ℃、1.15 ℃，舍去最后一个偏差比较大的值，温度差平均值＝3.4 ℃，生成水的物质的量为0.05 L×0.5 mol·L－1＝0.025 mol，溶液的质量为100 mL×1 g·mL－1＝100 g，则生成0.025 mol水放出的热量Q＝m·c·Δt＝100 g×4.18 J·g－1·℃－1×3.4 ℃＝1.421 2 kJ，所以实验测得的中和反应反应热：ΔH＝≈－56.8 kJ·mol－1，则生成1 mol H2O时放出的热量为56.8 kJ。（4）A项，用KOH溶液代替NaOH溶液，无影响；B项，向酸溶液中分次加入碱溶液，使热量损失，误差增大；C项，溶液混合后，密切关注温度变化，准确读取体系的最高温度，这样更准确；D项，提高实验装置的保温、隔热效果，防止热量损失，提高准确度。
3 / 3第一节　反应热
第一课时　反应热　焓变
课程 标准 1.能辨识化学反应中的能量转化形式，能解释化学反应中能量变化的本质。 2.认识能量的转化遵循能量守恒定律。 3.能从多角度认识放热反应和吸热反应，知道中和反应反应热的测定方法
分点突破（一）　反应热及其测定
1.反应热
（1）体系与环境——以盐酸与NaOH溶液之间的反应为例
（2）体系与环境的热量交换——反应热
①热量：因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量。
②反应热：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。
2.中和反应反应热
（1）定义：在25 ℃和101 kPa下，强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol水时所放出的热量。
（2）数值：57.3 kJ·mol－1。
中和反应反应热的测定
1.实验目的
通过测定一定量的酸、碱溶液在反应前后温度的变化，计算反应放出的热量，由此求得中和反应的反应热。
2.实验装置（简易量热计）
3.实验过程
【交流讨论】
1.在上述实验过程中，玻璃搅拌器能否用铜制搅拌器代替？
2.反应前后体系温度差的三次平均值为3.4 ℃，已知溶液的密度近似为水的密度，比热容 c＝4.18 J·g－1·℃－1，则生成1 mol液态H2O时放出的热量是多少？
3.用浓硫酸代替盐酸使测得反应热的数值　　　　；用醋酸代替盐酸使测得反应热的数值　　　　；若用NaOH固体代替NaOH溶液，使测得反应热的数值　　　　；若用稀硫酸和稀Ba（OH）2溶液测定中和反应的反应热，使测得反应热的数值　　　。（填“偏大”“偏小”或“无影响”）
中和反应反应热测定实验的注意事项
（1）实验中要用强酸、强碱的稀溶液，为了保证酸完全被中和，常采用碱稍过量的方法。
（2）向量热计（已加入酸溶液）中倒入碱溶液时要迅速，尽量减少热量的损失。
（3）测量盐酸的温度后，要将温度计上的酸冲洗干净后，再测量NaOH溶液的温度，避免酸、碱在温度计的表面反应放热而影响测量结果。
（4）测定中和反应反应热不能用弱酸或弱碱，因弱酸、弱碱电离时吸收热量而使测量数值偏低。
（5）中和反应反应热的数值是57.3 kJ·mol－1，测定时与强酸、强碱的用量无关。
1.实验设计的科学性反映了实验者的科学素养。下列有关测定中和反应反应热的实验，说法正确的是（　　）
A.用温度计测量酸溶液的温度后立即测量碱溶液的温度
B.为了使反应充分，可以向酸（碱）中分多次加入碱（酸）
C.为了加快反应速率，减小实验误差，使用玻璃搅拌器搅拌
D.测定中和反应反应热时可用稀醋酸和Ba（OH）2稀溶液
2.盐酸和氢氧化钠是两种常见的酸和碱，在工业生产中起着非常重要的作用。现将V1 mL 1.00 mol·L－1盐酸和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所示（实验中始终保持V1＋V2＝50）。
回答下列问题：
（1）做该实验时环境温度为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）此NaOH溶液的浓度约为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
分点突破（二）　反应热与焓变
1.宏观角度认识反应热
（1）内能
体系内物质的　　　　　　的总和，受温度、压强和物质的聚集状态等影响。
（2）焓与焓变
（3）反应热与焓变
在等压条件下进行的化学反应，其反应热等于反应的焓变。
（4）焓变与放热反应和吸热反应
放热反应 吸热反应
焓的变 化图示
常见 反应或 类型 中和反应、金属与酸（或水）的反应、燃烧反应及缓慢氧化、大多数化合反应、铝热反应等 大多数分解反应、Ba（OH）2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应、C和CO2的反应、C和H2O（g）的反应等
2.微观角度理解反应热
（1）化学反应的实质和特征
（2）以H2（g）＋Cl2（g）2HCl（g）反应的能量变化为例说明，如图所示：
①断裂1 mol H—H、Cl—Cl吸收的总能量是　　　　　　　　　　　　，形成2 mol H—Cl放出的能量是　　　　　　。由此判断该反应的ΔH＝　　　　　　　。
②H2（g）和Cl2（g）在光照或点燃条件下均可以发生上述反应，ΔH是否相同？　　　（填“是”或“否”），原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
已知：N2（g）和O2（g）反应生成NO（g）过程中的能量变化如图所示：
【交流讨论】
1.结合上图说明化学反应中为什么会有能量变化？
2.由图示数据可知，反应N2（g）＋O2（g）2NO（g）的ΔH是多少？该反应是吸热反应还是放热反应？
3.根据图像回答下列问题：
（1）金刚石和石墨谁更稳定？
（2）ΔH1与ΔH2相比，哪一个较大？
1.不是所有的分解反应都是吸热反应，如H2O2的分解为放热反应。也不是所有的化合反应都是放热反应，如CO2＋C 2CO为吸热反应。
2.吸、放热反应与反应条件没有必要联系。放热反应可能需要加热，吸热反应也可能不需要加热。
3.一般来说，物质具有的能量越低，物质越稳定；物质内的总键能越大，物质越稳定。
4.焓变的两种计算方法
（1）根据物质具有的能量来计算
ΔH＝E（生成物的总能量）－E（反应物的总能量）
（2）根据化学键键能来计算
ΔH＝E（反应物的总键能）－E（生成物的总键能）＝Q（反应物断键吸收能量）－Q（生成物成键释放能量）
1.A2（g）＋2BC（g）2BA（g）＋C2（g）反应过程中体系的能量变化如图所示，下列说法错误的是（　　）
A.E1等于断裂1 mol A2（g）和2 mol BC（g）中化学键所需能量之和
B.该反应的热效应ΔH＝E1－E2
C.该反应的ΔH＜0
D.该反应既有极性键和非极性键的断裂又有极性键和非极性键的形成
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”）能量，根据上图的信息可知，生成1 mol H2O时，释放出的热量为　　　　。
　　
1.如图是“暖宫贴”的结构示意图，使用时撕下离型纸，按压贴紧，一段时间后就开始发热。以下物质中适合用作发热体物质的是（　　）
A.小苏打 B.铁粉
C.生石灰 D.食盐
2.某教师设计了如图所示的装置测定中和反应的反应热。磁力搅拌器通电后，搅拌磁子能高速转动。三次实验数据如下表所示，溶液密度均近似为1 g·mL－1，反应后生成的溶液比热容c约为4.18 J·g－1·℃－1，且忽略量热计等的比热容。
盐酸与NaOH溶液反应时体系的温度变化情况
实验组号 反应前体系的温度T1/℃ 反应后体系的温度T2/℃ 温度差（T2－T1）/℃
1 20.8 24.1 3.3
2 20.8 24.2 3.4
3 20.9 24.3 3.4
下列说法错误的是（　　）
A.隔一段时间需打开止水夹放出气体，防止容器内压强过大，但此操作会造成一定的热量损失
B.相同条件下，用醋酸溶液代替盐酸会使测得的ΔH偏大
C.该实验测得生成1 mol H2O时放出的热量约为56 kJ
D.用注射器分多次缓慢注入50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液，以保证盐酸完全反应
3.如图所示，下列有关化学反应和能量变化的说法正确的是（　　 ）
A.图a表示的是吸热反应的能量变化
B.图b中生成物比反应物稳定
C.图b可以表示氯化铵晶体与氢氧化钡晶体反应的能量变化
D.图a一定不需要加热就能发生，图b一定需要加热才能发生
4.我国郑重宣布：力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。
Ⅰ.（1）已知工业上采用高温煅烧石灰石的方法来制备CO2，该反应是　　　　（填“吸热”或“放热”）反应。
Ⅱ.已知CO2经催化加氢可合成低碳烯烃：2CO2（g）＋6H2（g） CH2CH2（g）＋4H2O（g）　ΔH
（2）几种物质的能量（kJ·mol－1）如表所示（在25 ℃、101 kPa条件下，规定单质的能量为0，测得其他物质生成时的反应热为其具有的能量）：
物质 CO2（g） H2（g） CH2CH2（g） H2O（g）
能量/（kJ·mol－1） －394 0 52 －242
则该反应的ΔH＝　　　　kJ·mol－1。
（3）几种化学键的键能（kJ·mol－1）如表所示：
化学键 CO H—H CC C—H H—O
键能/（kJ·mol－1） 803 436 615 a 463
a＝　　　　。
第一课时　反应热　焓变
【基础知识·准落实】
分点突破（一）
探究活动
交流讨论
1.提示：不能。因为铜传热快，热量损失大，所以不能用铜制搅拌器代替玻璃搅拌器。
2.提示：Q＝＝56.848 kJ。
3.提示：偏大　偏小　偏大　偏大
自主练习
1.C　A项，测量酸溶液的温度后，温度计表面的酸要用水冲洗干净，擦干后再去测量碱溶液的温度，错误；B项，酸或碱要一次加入，否则会造成热量损失，错误；C项，实验中使用玻璃搅拌器搅拌，能加快反应速率，减小实验误差，正确；D项，醋酸是弱电解质，电离时会吸收部分热量，使测量的中和反应反应热不准确，错误。
2.（1）20 ℃　（2）1.50 mol·L－1
解析：（1）环境温度是盐酸、氢氧化钠溶液混合前的温度，故应看横坐标为0时对应的纵坐标，即20 ℃。（2）恰好反应时，体系放出的热量最多，混合溶液温度最高；由图可知参加反应的盐酸的体积是30 mL，由V1＋V2＝50可知，消耗的氢氧化钠溶液的体积为20 mL。设恰好反应时氢氧化钠溶液中溶质的物质的量是n，
　　HCl　　 ＋ 　　NaOHNaCl＋H2O
　　1 mol　　　　 　1 mol
1.00 mol·L－1×0.03 L　 n
则n＝1.0 mol·L－1×0.03 L＝0.03 mol，所以浓度是＝1.50 mol·L－1。
分点突破（二）
师生互动
1.（1）各种能量　（2）H　生成物　反应物　kJ·mol－1　
kJ/mol　2.（2）①436 kJ＋243 kJ＝679 kJ　431 kJ×2＝862 kJ　－183 kJ·mol－1　②是　化学反应的焓变与反应条件无关
探究活动
交流讨论
1.提示：化学键断裂和形成时有能量变化。
2.提示：ΔH＝946 kJ·mol－1＋498 kJ·mol－1－2×632 kJ·mol－1＝＋180 kJ·mol－1；吸热反应。
3.提示：（1）石墨更稳定。由图像知，石墨含有的能量比金刚石低，键能比金刚石大，比金刚石稳定。
（2）ΔH1。由图像知，石墨与O2反应放出的热量少，ΔH大。
自主练习
1.A
2.吸收　245 kJ
解析：过程①为化学键的断裂过程，断键吸收能量；1 mol H2和0.5 mol O2断键吸收的总能量为436 kJ＋249 kJ＝685 kJ，生成1 mol H2O成键释放的能量为930 kJ，该反应的焓变ΔH＝685 kJ·mol－1－930 kJ·mol－1＝－245 kJ·mol－1，所以生成1 mol H2O时，释放出的热量为245 kJ。
【教学效果·勤检测】
1.B　“暖宫贴”中的铁粉遇空气放热，是铁和空气中氧气等发生氧化还原反应而放出热量，选B。
2.D　隔一段时间打开止水夹，放出气体的同时会带出热量，因此会造成一定的热量损失，A正确；醋酸是弱酸，电离吸热，最终放出热量值小，会使测得的ΔH偏大，B正确；根据Q＝cmΔT＝4.18 J·g－1·℃－1×100 mL×1 g·mL－1×℃≈1 407 J＝1.407 kJ，ΔH＝－＝－≈－56 kJ·mol－1，生成1 mol水放出的热量约为56 kJ，C正确；用注射器注入50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液时要一次性迅速注入，以减少热量损失，D错误。
3.C　图a表示的是放热反应，图b表示的是吸热反应，能量越高越不稳定，则反应物比生成物稳定，氯化铵晶体与氢氧化钡晶体的反应为吸热反应，A、B错误，C正确；放热反应不一定都在常温下发生，如木炭的燃烧是需要先加热引燃才能进行的放热反应，吸热反应不一定需要加热才能发生，如氯化铵晶体与氢氧化钡晶体的反应是不需要加热就能进行的吸热反应，D错误。
4.Ⅰ.（1）吸热　Ⅱ.（2）－128　（3）409.25
解析：Ⅰ.（1）高温煅烧石灰石制备CO2，该反应为分解反应，反应过程吸收热量。Ⅱ.（2）ΔH＝E（生成物能量总和）－E（反应物能量总和）＝（52－242×4－0＋394×2）kJ·mol－1＝－128 kJ·mol－1。（3）ΔH＝E（反应物键能总和）－E（生成物键能总和）＝（803×4＋436×6－615－4a－463×8）kJ·mol－1＝－128 kJ·mol－1，解得a＝409.25。
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第一课时　反应热　焓变
课
程 标
准 1.能辨识化学反应中的能量转化形式，能解释化学反应中能量变
化的本质。
2.认识能量的转化遵循能量守恒定律。
3.能从多角度认识放热反应和吸热反应，知道中和反应反应热的
测定方法
目 录
1、基础知识·准落实
2、教学效果·勤检测
3、学科素养·稳提升
基础知识·准落实
1
梳理归纳 高效学习
分点突破（一）　反应热及其测定
1. 反应热
（1）体系与环境——以盐酸与NaOH溶液之间的反应为例
（2）体系与环境的热量交换——反应热
①热量：因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量。
②反应热：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。
2. 中和反应反应热
（1）定义：在25 ℃和101 kPa下，强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发
生中和反应生成1 mol水时所放出的热量。
（2）数值：57.3 kJ·mol－1。
中和反应反应热的测定
1. 实验目的
通过测定一定量的酸、碱溶液在反应前后温度的变化，计算反应放
出的热量，由此求得中和反应的反应热。
2. 实验装置（简易量热计）
3. 实验过程
1. 在上述实验过程中，玻璃搅拌器能否用铜制搅拌器代替？
提示：不能。因为铜传热快，热量损失大，所以不能用铜制搅拌器
代替玻璃搅拌器。
2. 反应前后体系温度差的三次平均值为3.4 ℃，已知溶液的密度近似
为水的密度，比热容 c ＝4.18 J·g－1·℃－1，则生成1 mol液态H2O时放
出的热量是多少？
提示： Q ＝ ＝56.848 kJ。
【交流讨论】
3. 用浓硫酸代替盐酸使测得反应热的数值 　　；用醋酸代替盐酸使测
得反应热的数值 　　；若用NaOH固体代替NaOH溶液，使测得反应
热的数值 　　；若用稀硫酸和稀Ba（OH）2溶液测定中和反应的反
应热，使测得反应热的数值 　　。（填“偏大”“偏小”或“无影
响”）
提示：偏大　偏小　偏大　偏大
中和反应反应热测定实验的注意事项
（1）实验中要用强酸、强碱的稀溶液，为了保证酸完全被中和，常
采用碱稍过量的方法。
（2）向量热计（已加入酸溶液）中倒入碱溶液时要迅速，尽量减少
热量的损失。
（3）测量盐酸的温度后，要将温度计上的酸冲洗干净后，再测量
NaOH溶液的温度，避免酸、碱在温度计的表面反应放热而影响
测量结果。
（4）测定中和反应反应热不能用弱酸或弱碱，因弱酸、弱碱电离时
吸收热量而使测量数值偏低。
（5）中和反应反应热的数值是57.3 kJ·mol－1，测定时与强酸、强碱的
用量无关。
1. 实验设计的科学性反映了实验者的科学素养。下列有关测定中和反
应反应热的实验，说法正确的是（　　）
A. 用温度计测量酸溶液的温度后立即测量碱溶液的温度
B. 为了使反应充分，可以向酸（碱）中分多次加入碱（酸）
C. 为了加快反应速率，减小实验误差，使用玻璃搅拌器搅拌
D. 测定中和反应反应热时可用稀醋酸和Ba（OH）2稀溶液
解析：　A项，测量酸溶液的温度后，温度计表面的酸要用水冲洗
干净，擦干后再去测量碱溶液的温度，错误；B项，酸或碱要一次
加入，否则会造成热量损失，错误；C项，实验中使用玻璃搅拌器
搅拌，能加快反应速率，减小实验误差，正确；D项，醋酸是弱电
解质，电离时会吸收部分热量，使测量的中和反应反应热不准确，
错误。
2. 盐酸和氢氧化钠是两种常见的酸和碱，在工业生产中起着非常重要
的作用。现将 V1 mL 1.00 mol·L－1盐酸和 V2 mL未知浓度的NaOH溶
液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所示（实验中始
终保持 V1＋ V2＝50）。
回答下列问题：
（1）做该实验时环境温度为 。
解析：环境温度是盐酸、氢氧化钠溶液混合前的温度，故应看横坐标为0时对应的纵坐标，即20 ℃。
20 ℃　
（2）此NaOH溶液的浓度约为 。
解析：恰好反应时，体系放出的热量最多，混合溶液温
度最高；由图可知参加反应的盐酸的体积是30 mL，由 V1＋ V2
＝50可知，消耗的氢氧化钠溶液的体积为20 mL。设恰好反应
时氢氧化钠溶液中溶质的物质的量是 n ，
　　HCl　　 ＋ 　　NaOH NaCl＋H2O
　　1 mol　　　　　　1 mol
1.00 mol·L－1×0.03 L　 n
则 n ＝1.0 mol·L－1×0.03 L＝0.03 mol，所以浓度是 ＝1.50
mol·L－1。
1.50 mol·L－1　
分点突破（二）　反应热与焓变
1. 宏观角度认识反应热
（1）内能
体系内物质的 的总和，受温度、压强和物质的
聚集状态等影响。
各种能量　
（2）焓与焓变
（3）反应热与焓变
在等压条件下进行的化学反应，其反应热等于反应的焓变。
（4）焓变与放热反应和吸热反应
放热反应 吸热反应
焓的变 化图示
常见 反应或 类型 中和反应、金属与酸（或
水）的反应、燃烧反应及缓
慢氧化、大多数化合反应、
铝热反应等 大多数分解反应、Ba（OH）
2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反
应、C和CO2的反应、C和
H2O（g）的反应等
2. 微观角度理解反应热
（1）化学反应的实质和特征
（2）以H2（g）＋Cl2（g） 2HCl（g）反应的能量变化为例说
明，如图所示：
①断裂1 mol H—H、Cl—Cl吸收的总能量是
，形成2 mol H—Cl放出的能量是
。由此判断该反应的Δ H ＝ 。
②H2（g）和Cl2（g）在光照或点燃条件下均可以发生上述反
应，Δ H 是否相同？ （填“是”或“否”），原因
是 。
436 kJ＋243 kJ
＝679 kJ　
431 kJ×2＝862
kJ　
－183 kJ·mol－1　
是　
化学反应的焓变与反应条件无关　
已知：N2（g）和O2（g）反应生成NO（g）过程中的能量变化如
图所示：
1. 结合上图说明化学反应中为什么会有能量变化？
提示：化学键断裂和形成时有能量变化。
2. 由图示数据可知，反应N2（g）＋O2（g） 2NO（g）的Δ H 是多
少？该反应是吸热反应还是放热反应？
提示：Δ H ＝946 kJ·mol－1＋498 kJ·mol－1－2×632 kJ·mol－1＝＋180
kJ·mol－1；吸热反应。
【交流讨论】
3. 根据图像回答下列问题：
（1）金刚石和石墨谁更稳定？
提示：石墨更稳定。由图像知，石墨含有的能量比金刚
石低，键能比金刚石大，比金刚石稳定。
（2）Δ H1与Δ H2相比，哪一个较大？
提示：Δ H1。由图像知，石墨与O2反应放出的热量少，Δ H 大。
1. 不是所有的分解反应都是吸热反应，如H2O2的分解为放热反应。也
不是所有的化合反应都是放热反应，如CO2＋C 2CO为吸热反
应。
2. 吸、放热反应与反应条件没有必要联系。放热反应可能需要加热，
吸热反应也可能不需要加热。
3. 一般来说，物质具有的能量越低，物质越稳定；物质内的总键能越
大，物质越稳定。
（1）根据物质具有的能量来计算
Δ H ＝ E （生成物的总能量）－ E （反应物的总能量）
（2）根据化学键键能来计算
Δ H ＝ E （反应物的总键能）－ E （生成物的总键能）＝ Q
（反应物断键吸收能量）－ Q （生成物成键释放能量）
4. 焓变的两种计算方法
1. A2（g）＋2BC（g） 2BA（g）＋C2（g）反应过程中体系的能
量变化如图所示，下列说法错误的是（　　）
A. E1等于断裂1 mol A2（g）和2 mol BC
（g）中化学键所需能量之和
B. 该反应的热效应Δ H ＝ E1－ E2
C. 该反应的Δ H ＜0
D. 该反应既有极性键和非极性键的断裂又有极性键和非极性键的形成
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”）能量，根据上图的
信息可知，生成1 mol H2O时，释放出的热量为 。
吸收　
245 kJ　
解析：过程①为化学键的断裂过程，断键吸收能量；1 mol H2和0.5
mol O2断键吸收的总能量为436 kJ＋249 kJ＝685 kJ，生成1 mol H2O
成键释放的能量为930 kJ，该反应的焓变Δ H ＝685 kJ·mol－1－930
kJ·mol－1＝－245 kJ·mol－1，所以生成1 mol H2O时，释放出的热量
为245 kJ。
教学效果·勤检测
2
强化技能 查缺补漏
1. 如图是“暖宫贴”的结构示意图，使用时撕下离型纸，按压贴紧，
一段时间后就开始发热。以下物质中适合用作发热体物质的是
（　　）
A. 小苏打 B. 铁粉
C. 生石灰 D. 食盐
解析：　“暖宫贴”中的铁粉遇空气放热，是铁和空气中氧气等发生氧化还原反应而放出热量，选B。
2. 某教师设计了如图所示的装置测定中和反应的反应热。磁力搅拌器
通电后，搅拌磁子能高速转动。三次实验数据如下表所示，溶液密
度均近似为1 g·mL－1，反应后生成的溶液比热容 c 约为4.18 J·g－1·℃
－1，且忽略量热计等的比热容。
盐酸与NaOH溶液反应时体系的温度变化情况
2. 某教师设计了下图所示的装置测定中和反应的反应热。磁力搅拌器
通电后，搅拌磁子能高速转动。三次实验数据如下表所示，溶液密
度均近似为1 g·mL－1，反应后生成的溶液比热容 c 约为4.18 J·g－1·℃
－1，且忽略量热计等的比热容。
盐酸与NaOH溶液反应时体系的温度变化情况
实验 组号 反应前体系 的温度 T1/℃ 反应后体系 的温度 T2/℃ 温度差
（ T2－ T1）/℃
1 20.8 24.1 3.3
2 20.8 24.2 3.4
3 20.9 24.3 3.4
A. 隔一段时间需打开止水夹放出气体，防止容器内压强过大，但此操
作会造成一定的热量损失
B. 相同条件下，用醋酸溶液代替盐酸会使测得的Δ H 偏大
C. 该实验测得生成1 mol H2O时放出的热量约为56 kJ
D. 用注射器分多次缓慢注入50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液，以保证
盐酸完全反应
下列说法错误的是（　　）
解析：　隔一段时间打开止水夹，放出气体的同时会带出热
量，因此会造成一定的热量损失，A正确；醋酸是弱酸，电离吸
热，最终放出热量值小，会使测得的Δ H 偏大，B正确；根据 Q
＝ cm Δ T ＝4.18 J·g－1·℃－1×100 mL×1 g·mL－1×
℃≈1 407 J＝1.407 kJ，Δ H ＝－ ＝－ ≈－
56 kJ·mol－1，生成1 mol水放出的热量约为56 kJ，C正确；用注
射器注入50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液时要一次性迅速注入，
以减少热量损失，D错误。
3. 如图所示，下列有关化学反应和能量变化的说法正确的是（　　）
A. 图a表示的是吸热反应的能量变化
B. 图b中生成物比反应物稳定
C. 图b可以表示氯化铵晶体与氢氧化钡晶体反应的能量变化
D. 图a一定不需要加热就能发生，图b一定需要加热才能发生
解析：　图a表示的是放热反应，图b表示的是吸热反应，能量越
高越不稳定，则反应物比生成物稳定，氯化铵晶体与氢氧化钡晶体
的反应为吸热反应，A、B错误，C正确；放热反应不一定都在常温
下发生，如木炭的燃烧是需要先加热引燃才能进行的放热反应，吸
热反应不一定需要加热才能发生，如氯化铵晶体与氢氧化钡晶体的
反应是不需要加热就能进行的吸热反应，D错误。
4. 我国郑重宣布：力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。
Ⅰ.（1）已知工业上采用高温煅烧石灰石的方法来制备CO2，该反应
是 （填“吸热”或“放热”）反应。
Ⅱ.已知CO2经催化加氢可合成低碳烯烃：2CO2（g）＋6H2（g）
CH2 CH2（g）＋4H2O（g）　Δ H
解析：高温煅烧石灰石制备CO2，该反应为分解反应，反应过程吸收热量。
吸热　
（2）几种物质的能量（kJ·mol－1）如表所示（在25 ℃、101 kPa条件
下，规定单质的能量为0，测得其他物质生成时的反应热为其具
有的能量）：
物质 CO2（g） H2（g） H2O（g）
能量/（kJ·mol－1） －394 0 52 －242
则该反应的Δ H ＝ kJ·mol－1。
－128　
解析：Δ H ＝ E （生成物能量总和）－ E （反应物能量总
和）＝（52－242×4－0＋394×2）kJ·mol－1＝－128 kJ·mol－1。
（3）几种化学键的键能（kJ·mol－1）如表所示：
化学键 H—H C—H H—O
键能/（kJ·mol－1） 803 436 615 a 463
a ＝ 。
解析：Δ H ＝ E （反应物键能总和）－ E （生成物键能总和）＝（803×4＋436×6－615－4 a －463×8）kJ·mol－1＝－128 kJ·mol－1，解得 a ＝409.25。
409.25　
学科素养·稳提升
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内化知识 知能升华
1. 《天工开物》中提到“明年，田有粪肥，土脉发烧，东南风助暖，
则尽发炎火，大坏苗穗，此一灾也。”下列反应中能量变化与上述
不一致的是（　　）
A. 乙醇燃烧 B. 碳酸钙高温分解
C. 铝热反应 D. 酸碱中和
解析：　“尽发炎火”说明为放热的反应，乙醇燃烧、铝热反
应、酸碱中和均为放热反应，碳酸钙高温分解为吸热反应，选B。
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2. 下列关于能量变化的说法正确的是（　　）
A. “冰，水为之，而寒于水”说明相同质量的水和冰相比较，水的能量更低
B. 化学反应发生物质变化的同时，伴随着能量变化，其表现形式只有吸热和放热两种
C. 吸热反应一定需要加热条件才能发生
D. 化学反应遵循质量守恒也遵循能量守恒
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解析：　 “冰，水为之，而寒于水”说明相同质量的水和冰相比
较，冰融化需吸收能量，水的能量高，A错误；化学反应发生物质
变化的同时，伴随着能量变化，其表现形式除吸热和放热外，还有
光能、电能等形式，B错误；吸热反应不一定需要加热才能发生，
如Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl在常温下就能发生反应，C错误。
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3. 氢气和氧气发生反应的过程，可用如图模型表示（“－”表示化学
键），下列说法不正确的是（　　）
A. 过程Ⅰ是吸热过程
B. 该反应为放热反应
C. 状态a的总能量大于状态d的总能量
D. 该反应的能量转化形式只能以热能的形式进行
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解析：　A项，过程Ⅰ分子化学键断裂形成原子，属于吸热过程，
正确；B项，该反应为氢气与氧气反应生成H2O，属于燃烧反应，
为放热反应，正确；C项，氢气燃烧放热，则状态a的总能量大于状
态d的总能量，正确；D项，该反应可通过燃料电池，实现化学能到
电能的转化，不是只能以热能的形式进行，不正确。
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4. 如图为N2（g）与O2（g）反应生成NO（g）过程中的能量变化，下
列说法中正确的是（　　）
A. 1 mol N2（g）与1 mol O2（g）反应放出的能量为180 kJ
B. 常温下，N2（g）和O2（g）混合能直接生成NO
C. NO是一种酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成盐和水
D. 1 mol N2（g）和1 mol O2（g）具有的总能量小于2 mol NO（g）具
有的总能量
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解析：　断裂旧化学键吸收的总能量和形成新化学键所放出的
总能量的差值＝946 kJ·mol－1＋498 kJ·mol－1－2×632 kJ·mol－1
＝180 kJ·mol－1，故该反应是吸热反应，A错误；氮气和氧气反
应需要放电或高温，B错误；NO不是酸性氧化物，NO和氢氧化
钠溶液不反应，C错误；根据A可知该反应为吸热反应，故1 mol
N2（g）和1 mol O2（g）具有的总能量小于2 mol NO（g）具有
的总能量，D正确。
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5. 已知碘化氢分解吸热，分以下两步完成：2HI（g） H2（g）＋
2I·（g）；2I·（g） I2（g）。下列图像最符合上述反应历程的
是（　　）
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解析：　根据题干描述，HI分解的总反应是吸热的，而第二步
2I·（g） I2（g）是成键过程，一定放热，故第一步必然吸热，
A项中图像符合题意；B项中图像，总反应是放热反应，不符合题
意；C项中图像，第二步吸热，不符合题意；D项中图像，第一步放
热，第二步吸热，不符合题意。
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6. 在测定中和反应反应热的实验中，下列说法正确的是（　　）
A. 温度计水银球应与内筒底部接触
B. 测量中和反应反应热的实验过程中，至少需要测定温度4次
C. 使用玻璃搅拌器搅拌是为了加快反应速率，减小实验误差
D. 若稀强酸溶液中H＋与稀强碱溶液中OH－的物质的量相等，则所测
中和反应反应热数值更准确
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解析：　温度计水银球用来测定溶液的温度，不能与内筒底部接
触，A错误；测量中和反应反应热的实验过程中，每次至少需要测
定温度3次：混合前酸溶液温度、碱溶液温度，混合后溶液最高温
度，B错误；中和反应反应热的测定实验中，控制碱液稍过量，使
酸能完全反应，则所测中和反应反应热数值会更准确，D错误。
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7. 已知几种化学键的键能（ E ）如表所示，则下列说法错误的是（　）
化学键 H—H F—F H—F H—Cl H—I
E /（kJ·mol－1） 436 157 568 431 299
A. 表中最牢固的化学键是H—F
B. 431 kJ·mol－1＞ E （H—Br）＞299 kJ·mol－1
C. 1 mol H2（g）与1 mol F2（g）生成2 mol HF（g）放出25 kJ的能量
D. 1 mol H2（g）分解成2 mol H（g）需吸收436 kJ的能量
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解析：　共价键的键能越大越牢固，则表中最牢固的化学键是H—
F，A项正确；卤族元素的非金属性越强，对应的简单氢化物越稳
定，简单氢化物中化学键的键能越大，结合表中数据可知431
kJ·mol－1＞ E （H—Br）＞299 kJ·mol－1，B项正确；1 mol H2（g）
与1 mol F2（g）生成2 mol HF（g）放出的能量为（2×568－436－
157）kJ＝543 kJ，C项错误；H—H键能为436 kJ·mol－1，且断裂化
学键需吸收能量，则1 mol H2（g）分解成2 mol H（g）需吸收436
kJ的能量，D项正确。
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8. 异丁烯与氯化氢发生加成反应过程的体系能量变化如图所示，下列叙述正确的是（　　）
A. 产物①比产物②更稳定
B. 此过程中只发生了非极性键的断裂
C. 异丁烯与氯化氢的加成反应为放热反应
D. 1 mol产物①或②中均含有7 mol共价键
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解析：　能量越低，物质越稳定，根据图示可知，产物②比产物
①的能量更低，故产物②比产物①更稳定，A错误；根据反应原理
可知，反应过程中有碳碳键的断裂和氢氯键的断裂，B错误；根据
图示可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反
应，C正确；根据产物的结构简式可知，1 mol产物①或②中均含有
13 mol共价键，D错误。
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9. 某同学设计如图所示实验，探究反应中的能量变化。下列判断正确的是（　　）
A. 实验a、b、c中温度计读数均增大
B. 将实验a中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C. 实验b中搅拌的目的是使反应的焓变增大
D. 实验c中若用NaOH固体测定中和反应的反应热，则测定结果的绝对
值偏高
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解析：　金属和酸反应、酸碱中和反应均为放热反应，Ba（OH）
2·8H2O和NH4Cl的反应是吸热反应，A错误；等质量的铝粉和铝片分
别与盐酸反应释放出的热量一样多，B错误；实验b中搅拌的目的是
使反应充分进行，但不会改变反应的焓变，C错误；氢氧化钠固体
溶解放出热量，则测定结果的绝对值偏高，D正确。
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10. 已知 2O（g） O2（g），该过程的焓变Δ H ＝－496 kJ·mol－1。对于如图所示能量变化示意图的有关说法不正确的是（　　）
A. 断开1 mol H2（g）中的化学键需要吸收436 kJ能量
B. 断开1 mol H2O（g）中所有化学键需要吸收926 kJ 能量
C. 1 mol H2O（l）转变为 1 mol H2O（g）需要吸收88 kJ 能量
D. 2 mol H2（g）和 1 mol O2（g）反应生成 2 mol H2O（l），共放热
572 kJ
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解析：　A项，已知 2O（g） O2（g）的焓变Δ H ＝－496
kJ·mol－1，故断开1 mol O2中化学键需要吸收496 kJ能量，由题图
可知，断开2 mol H2和1 mol O2共吸收1 368 kJ能量，故断开1 mol
H2中化学键吸收的能量为 kJ＝436 kJ，正确；B项，由题
图可知，形成2 mol H2O（g）中化学键释放的能量为1 852 kJ，故
断开1 mol H2O（g）中所有化学键需要吸收的能量为 ＝926
kJ，正确；
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C项，由题图可知，2 mol H2O（g）转化为2 mol H2O（l）需要释放88
kJ能量，故1 mol H2O（l）转变为 1 mol H2O（g）需要吸收的能量为
＝44 kJ，错误；D项，由题图可知，2 mol H2（g）和 1 mol O2（g）
反应，断开化学键需要吸收1 368 kJ能量，形成2 mol H2O（l）释放1
852 kJ＋88 kJ＝1 940 kJ能量，故共放热1 940 kJ－1 368 kJ＝572 kJ，
正确。
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11. 某实验小组用50 mL 0.50 mol·L－1的盐酸与50 mL 0.55 mol·L－1的NaOH溶液进行中和反应反应热的测定，装置如图所示，回答下列问题：
（1）如图所示装置中，仪器A的名称是 。
玻璃搅拌器　
（2）实验中NaOH溶液相对盐酸溶液是过量的，可能的原因
是 。
保证盐酸完全反应　
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（3）近似认为0.55 mol·L－1 NaOH溶液与0.50 mol·L－1盐酸溶液的
密度都是1 g·cm－3，中和后生成溶液的比热容与水的相同为 c
＝4.18 J·g－1·℃－1，并忽略量热计的比热容。
编 号 起始温度 t始/℃ 终止温度 t末/℃ 温度差
（ t末－ t始）/℃
HCl溶液 NaOH溶液 1 25.2 25.0 28.5
2 24.9 25.1 28.4
3 25.0 24.9 26.1
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则生成1 mol H2O时放出的热量为 （结果保留至小
数点后一位）。
解析：3次温度差分别为3.4 ℃、3.4 ℃、1.15 ℃，舍去
最后一个偏差比较大的值，温度差平均值＝3.4 ℃，生成水
的物质的量为0.05 L×0.5 mol·L－1＝0.025 mol，溶液的质量
为100 mL×1 g·mL－1＝100 g，则生成0.025 mol水放出的热量
Q ＝ m · c ·Δ t ＝100 g×4.18 J·g－1·℃－1×3.4 ℃＝1.421 2 kJ，所
以实验测得的中和反应反应热：Δ H ＝ ≈－56.8
kJ·mol－1，则生成1 mol H2O时放出的热量为56.8 kJ。
56.8 kJ　
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（4）为了提高测定反应热的准确度，下列措施合理的是 （填
字母）。
A. 用KOH溶液代替NaOH溶液
B. 为了使反应充分发生，向酸溶液中分次加入碱溶液
C. 溶液混合后，密切关注温度变化，准确读取体系的最高温度
D. 提高实验装置的保温、隔热效果
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解析：A项，用KOH溶液代替NaOH溶液，无影响；B项，向酸溶液中分次加入碱溶液，使热量损失，误差增大；C项，溶液混合后，密切关注温度变化，准确读取体系的最高温度，这样更准确；D项，提高实验装置的保温、隔热效果，防止热量损失，提高准确度。
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