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第一节 反应热
课时1 反应热 焓变
一、知识目标
理解反应热、体系、环境、焓、焓变等概念，明确等压条件下反应热等于反应的焓变，掌握反应热的符号及单位。
学会中和反应反应热的测定原理和方法，掌握反应热的计算公式，能根据实验数据计算反应热。
从宏观和微观两个角度认识反应热，能根据反应物和生成物的总能量、化学键的断裂和形成判断反应是放热还是吸热，会用表示反应热，会根据键能估算反应热。
了解常见的放热反应和吸热反应。
二、核心素养目标
宏观辨识与微观探析：能从宏观上认识化学反应中的能量变化，根据反应物和生成物的总能量变化判断反应热；能从微观上理解化学键的断裂和形成与反应热的关系，建立起宏观现象与微观本质之间的联系。
证据推理与模型认知：通过实验探究中和反应反应热，收集实验数据并进行分析推理，得出反应热的相关结论；建立根据键能估算反应热的模型，运用该模型解决实际问题。
科学探究与创新意识：通过设计和完成中和反应反应热的测定实验，培养科学探究能力和创新意识，学会控制实验条件、减少实验误差的方法。
科学态度与社会责任：认识化学反应中的能量变化对人类生产生活的重要意义，培养节约能源、保护环境的意识和社会责任感。
一、学习重点
反应热、焓变的概念。
中和反应反应热的测定原理和方法。
从宏观和微观两个角度认识反应热。
常见的放热反应和吸热反应。
二、学习难点
反应热与焓变的关系。
中和反应反应热测定实验的操作及数据处理。
根据键能估算反应热。
一、反应热及其测定
1.体系与环境
以研究盐酸与NaOH溶液的反应为例，我们将试管中的盐酸、NaOH溶液及发生的反应等看作一个反应______(又称______)，盛溶液的试管和溶液之外的空气等看作______。
2．反应热
因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量是______。在等温条件下，化学反应体系向环境______或从环境______的热量，称为化学反应的热效应，简称______。
3．实验探究——中和反应反应热的测定
（1）测定原理
环境温度不变时，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。公式：____________。
（2）实验装置
（3）实验步骤及注意事项
①反应前体系的温度：分别测量盐酸与NaOH溶液的温度。
②反应后体系的温度：______混合并______记录______温度。
③重复操作两次，取温度差的______作为计算依据。
（4）数据处理
某小组用50 mL 0.5 mol·L－1的盐酸与50 mL 0.55 mol·L－1的NaOH溶液进行实验。
实验次数 反应物的温度/℃ 反应前体系的温度 反应后体系的温度 温度差
盐酸 NaOH溶液 t1/℃ t2/℃ (t2－t1)/℃
1 25.0 25.2 25.1 28.5 ______
2 24.9 25.1 25.0 28.3 ______
3 25.6 25.4 25.5 29.0 ______
设溶液的密度均为1 g·cm－3，反应后溶液的比热容c＝4.18 J·g－1·℃－1，则反应放出的热量Q＝cmΔt＝c·[m盐酸＋mNaOH溶液]·(t2－t1)≈______ kJ，那么生成1 mol H2O放出的热量为＝＝______。
大量实验测得，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 H2O时，放出57.3 kJ的热量。
二、反应热与焓变
1．化学反应的实质和特征
2．宏观角度认识反应热
（1）内能
体系内物质的各种能量的总和，受______、______和__________________等影响。
（2）焓与焓变
注意　等压条件下进行的化学反应，其反应热等于反应的焓变。
（3）ΔH与吸热反应和放热反应
①放热反应：体系向环境释放能量，反应体系的焓减小，ΔH为______，即______。
②吸热反应：体系从环境中吸收能量，反应体系的焓增大，ΔH为______，即______。
3．微观角度理解反应热
（1）以H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)反应的能量变化为例说明，如图所示：
由图可知：
化学键 反应中能量变化
断裂或形成1 mol化学键的能量变化 断裂或形成化学键的总能量变化
H—H 吸收______ kJ 共吸收______kJ
Cl—Cl 吸收______kJ
H—Cl 放出______ kJ 共放出______kJ
结论 H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应热　ΔH＝____________
化学反应过程中形成化学键、断裂化学键能量变化可用如图表示：
其中，E1可看作反应物断裂化学键吸收的总能量，E2可看作生成物形成化学键放出的总能量，E1与E2的差值表示______。上述反应过程表示该反应为______反应。
（2）焓变计算公式________________________
（3）常见的吸热反应和放热反应
①常见的吸热反应：
大多数的分解反应，碳和二氧化碳、碳和水的反应，Ba(OH)2·8H2O与铵盐的反应等。
②常见的放热反应：
中和反应、金属与酸(或水)的反应、燃烧反应及缓慢氧化、化合反应(大多数)、铝热反应等。
一、问题探究
反应热概念引入相关问题
问题：结合生活中其他化学反应，探究化学反应中能量变化与物质变化的关系，以及能量变化多少与参加反应物质种类和量的关系。
中和反应反应热测定实验相关问题
问题：在中和反应反应热的测定实验中，除了课本中提到的减少误差的方法（重复实验），还可以采取哪些措施来减少实验误差？
根据键能估算反应热相关问题
问题：查找资料，了解键能数据是如何测定的，以及在根据键能估算反应热时可能存在的误差来源。
二、问题思考
反应热概念相关问题
问题：以盐酸与NaOH溶液的反应为例，思考该反应中热量是如何传递的，体系和环境分别是什么？
反应热定义相关问题
问题：结合盐酸与NaOH溶液反应的例子，思考什么是反应热？
反应热测定公式相关问题
问题：在反应热计算公式中，负号代表什么含义？
中和反应反应热测定实验步骤相关问题
问题：在中和反应反应热的测定实验中，为什么NaOH溶液的浓度要比盐酸的浓度大一些？
宏观分析反应热相关问题
问题：从宏观角度来看，化学反应为什么会产生反应热？
微观分析反应热相关问题
问题：从微观角度来看，化学反应中能量变化的主要原因是什么？
三、归纳总结
反应热相关概念总结
问题：归纳反应热、体系、环境、焓、焓变等概念。
中和反应反应热测定总结
问题：总结中和反应反应热的测定原理、实验步骤、数据处理方法及注意事项。
答案：
测定原理：根据反应过程中体系的温度变化和有关物质的比热容等来计算反应热，公式为。
实验步骤：
用量筒量取盐酸，打开杯盖，倒入量热计的内筒，盖上杯盖，插入温度计，测量并记录盐酸的温度。用水把温度计上的酸冲洗干净，擦干备用。
用另一个量筒量取溶液，用温度计测量并记录溶液的温度。
打开杯盖，将量筒中的溶液迅速倒入量热计的内筒，立即盖上杯盖，插入温度计，用搅拌器匀速搅拌。密切关注温度变化，将最高温度记为反应后体系的温度。
重复上述步骤（1）至步骤（2）两次，目的是减少误差。
数据处理方法：取多次实验温度差的平均值，再根据公式计算反应热。
注意事项：
确保量热计的保温性能良好。
操作要迅速，减少热量散失。
温度计的使用要规范，读数要准确。
从两个角度认识反应热总结
问题：总结从宏观和微观两个角度认识反应热的要点。
下列说法正确的是()
A．吸热反应使环境的温度升高
B．当反应放热时ΔH＞0，反应吸热时ΔH＜0
C．化学反应中，当反应物的总能量大于生成物的总能量时，反应放热，ΔH为负值
D．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
化学反应A (g)＋B (g)=2AB(g)的能量变化如图所示。下列有关叙述正确的是()
A．该反应每生成2 mol AB(g)吸收b kJ热量
B．反应热ΔH＝＋(a－b) kJ·mol
C．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D．断裂1 mol A—A和1 mol B—B放出a kJ能量
SF 是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F。已知：1mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ，断裂1molF—F、S—F需吸收的能量分别为160kJ、330kJ。则反应S(s)＋3F (g)＝SF (g)的反应热ΔH为()
A．－1780kJ·mol
B．－1220kJ·mol
C．－450kJ·mol
D．＋430kJ·mol
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．由实验可知，(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
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(c)中将玻璃搅拌器改为铜质搅拌器，则测定结果数值偏低
D．若用NaOH固体测定中和反应反应热，则测定结果无影响
下表是部分化学键的键能数据：
化学键 P—P P—O O==O P==O
键能/(kJ·mol－1) 198 360 498 x
(1)已知1mol白磷燃烧生成P O (s)的反应热ΔH＝－2982kJ·mol ，白磷(P )、P O 、P O 结构如图所示，则上表中x＝________。
(2)0.5mol白磷(P )与O 完全反应生成固态P O 放出的热量为________kJ。
课时1 反应热 焓变
一．反应热及其测定
1.体系与环境
以盐酸与NaOH溶液的反应为例
体系 体系是与周围其他部分区分开来的根据需要所研究的对象。 如将试管中的盐酸、NaOH溶液及发生的反应等看作一个反应体系，简称体系(系统)
环境 环境是与体系相互影响的其他部分。 如盛有溶液的试管和溶液之外的空气等看作环境。
关联 体系与环境之间存在物质交换或能量交换。
2.反应热概念
在下，化学反应体系向环境释放或从环境吸收的(指因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量)，称为化学反应的热效应，简称反应热。
3.反应热测定
通常可用直接测定。
二．反应热与焓变
1.内能
（1）内能是体系内物质的各种能量的总和。
（2）符号：U
（3）影响因素：温度、压强和物质的聚集状态。
2.焓与焓变
注意：
（1）反应热与焓变的关系—等压条件下进行的化学反应，其反应热反应的焓变，因此常用ΔH表示反应热。
（2）焓只有正值，而焓变的值可能带“＋”或“－”号，即ΔH＞或ΔH＜0。
（3）化学反应有焓变，物质的溶解、物质的聚集状态变化、化学键的断裂或形成，电解质的电离等都有能量变化。如H2O(l)＝H2O(g) ΔH＝＋44 kJ·mol－1。
3.焓变(ΔH)与吸热反应和放热反应的关系
①放热反应：反应体系向环境释放能量，反应体系的焓减小，ΔH为，即ΔH0。
②吸热反应：反应体系从环境中吸收能量，反应体系的焓增大，ΔH为，即ΔH0。
4.从微观角度理解反应热的实质
化学反应过程中形成化学键、断裂化学键能量变化可用如图表示：
其中，E1表示反应物断裂化学键吸收的总热量，E2表示生成物形成化学键放出的总热量，E1与E2的差值表示反应热。上述反应过程表示该反应为放热反应。
ΔH＝或ΔH＝。
注意：
（1）吸热反应和放热反应均为化学变化。
（2）吸热反应和放热反应与反应条件没有必然联系，需要加热的反应也可能是放热反应。
（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）加入催化剂可以使反应历程—能量曲线的“山峰”降低，改变了反应历程，但加入催化剂前后反应物和生成物的总能量差不变，即前后的“落差”不变，故加入催化剂不影响反应的ΔH，如图所示(图中b曲线表示加入催化剂后的能量变化)。
5．一般情况下，热化学方程式中不用“↑”、“↓”来表示气体和沉淀。
考点一　焓变和反应热概念的理解
1．下列说法正确的是(　　)
A．化学反应中的能量变化都表现为热量变化
B．焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化
C．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓与生成物的总焓一定不同
D．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓总是高于生成物的总焓
2．下列关于ΔH的说法正确的是(　　)
A．反应过程中，消耗的反应物越多，ΔH越大
B．ΔH＞0，吸热反应；ΔH<0，放热反应
C．ΔH越大，说明反应放出的热量越多
D．能量变化如图所示的化学反应为吸热反应，ΔH符号为“＋”
考点二　放热反应和吸热反应
1．下列关于化学反应与能量变化的说法正确的是(　　)
A．放热反应的发生无需任何条件
B．化学键的断裂和形成与反应放热和吸热无关
C．化学反应过程都伴随着能量的变化
D．硫酸与氢氧化钠的反应是吸热反应
2．下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是(　　)
A．铝片与稀盐酸反应
B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
C．灼热的炭与二氧化碳反应
D．甲烷在氧气中的燃烧反应
考点三　中和反应反应热及其测定
1．为了测定酸碱反应的中和热，计算时至少需要的数据是(　　)
①酸溶液的浓度和体积　②碱溶液的浓度和体积　③比热容　④反应后溶液的质量(单位：kg)　⑤生成水的物质的量　⑥反应前后温度变化　⑦操作所需的时间
A．①②③⑥ B．①③④⑤
C．③④⑤⑥ D．全部
2．在测定中和反应反应热的实验中，下列说法正确的是(　　)
A．使用玻璃搅拌器是为了使反应物混合均匀，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应与容器底部接触
C．用50 mL 0.55 mol·L－1的NaOH溶液与50 mL 0.50 mol·L－1的盐酸反应，测得的反应热数值偏大
D．在测定中和反应反应热的实验中需要使用的仪器有天平、量筒、烧杯、滴定管、温度计
考点四　反应热与化学键的关系
1．根据下图所示的过程中的能量变化情况，判断下列说法正确的是(　　)
A．H2(g)转化为氢原子是一个放热过程
B．1 mol H2和1 mol Cl2的总能量比2 mol HCl的总能量高
C．1个HCl(g)分子中的化学键断裂时需要吸收431 kJ能量
D．2HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g)的反应热ΔH＝－183 kJ·mol－1
2．根据下图所示的N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中能量变化情况，判断下列说法错误的是(　　)
A．直观看，该反应中反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量
B．2 mol气态氧原子结合生成O2(g)时，能放出498 kJ能量
C．断裂1 mol NO分子中的化学键，需要吸收632 kJ能量
D．1 mol N2(g)和1 mol O2(g)生成2 mol NO(g)的反应热ΔH＝－180 kJ·mol－1
考点五　能量变化图像
1．肼(H2NNH2)是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示。已知断裂1 mol化学键所需的能量(kJ)：N≡N为942、O==O为500、N—N为154，则断裂1 mol N—H所需的能量(kJ)是(　　)
A．194 B．391 C．516 D．658
2．反应A＋B→C(ΔH＜0)分两步进行：①A＋B→X(ΔH＞0)，②X→C(ΔH＜0)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是(　　)
1第一节 反应热
课时1 反应热 焓变
一、知识目标
理解反应热、体系、环境、焓、焓变等概念，明确等压条件下反应热等于反应的焓变，掌握反应热的符号及单位。
学会中和反应反应热的测定原理和方法，掌握反应热的计算公式，能根据实验数据计算反应热。
从宏观和微观两个角度认识反应热，能根据反应物和生成物的总能量、化学键的断裂和形成判断反应是放热还是吸热，会用表示反应热，会根据键能估算反应热。
了解常见的放热反应和吸热反应。
二、核心素养目标
宏观辨识与微观探析：能从宏观上认识化学反应中的能量变化，根据反应物和生成物的总能量变化判断反应热；能从微观上理解化学键的断裂和形成与反应热的关系，建立起宏观现象与微观本质之间的联系。
证据推理与模型认知：通过实验探究中和反应反应热，收集实验数据并进行分析推理，得出反应热的相关结论；建立根据键能估算反应热的模型，运用该模型解决实际问题。
科学探究与创新意识：通过设计和完成中和反应反应热的测定实验，培养科学探究能力和创新意识，学会控制实验条件、减少实验误差的方法。
科学态度与社会责任：认识化学反应中的能量变化对人类生产生活的重要意义，培养节约能源、保护环境的意识和社会责任感。
一、学习重点
反应热、焓变的概念。
中和反应反应热的测定原理和方法。
从宏观和微观两个角度认识反应热。
常见的放热反应和吸热反应。
二、学习难点
反应热与焓变的关系。
中和反应反应热测定实验的操作及数据处理。
根据键能估算反应热。
一、反应热及其测定
1.体系与环境
以研究盐酸与NaOH溶液的反应为例，我们将试管中的盐酸、NaOH溶液及发生的反应等看作一个反应体系(又称系统)，盛溶液的试管和溶液之外的空气等看作环境。
2．反应热
因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量是热量。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。
3．实验探究——中和反应反应热的测定
（1）测定原理
环境温度不变时，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。公式：Q＝cmΔt。
（2）实验装置
（3）实验步骤及注意事项
①反应前体系的温度：分别测量盐酸与NaOH溶液的温度。
②反应后体系的温度：迅速混合并搅拌记录最高温度。
③重复操作两次，取温度差的平均值作为计算依据。
（4）数据处理
某小组用50 mL 0.5 mol·L－1的盐酸与50 mL 0.55 mol·L－1的NaOH溶液进行实验。
实验次数 反应物的温度/℃ 反应前体系的温度 反应后体系的温度 温度差
盐酸 NaOH溶液 t1/℃ t2/℃ (t2－t1)/℃
1 25.0 25.2 25.1 28.5 3.4
2 24.9 25.1 25.0 28.3 3.3
3 25.6 25.4 25.5 29.0 3.5
设溶液的密度均为1 g·cm－3，反应后溶液的比热容c＝4.18 J·g－1·℃－1，则反应放出的热量Q＝cmΔt＝c·[m盐酸＋mNaOH溶液]·(t2－t1)≈1.42 kJ，那么生成1 mol H2O放出的热量为＝＝56.8 kJ。
大量实验测得，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 H2O时，放出57.3 kJ的热量。
二、反应热与焓变
1．化学反应的实质和特征
2．宏观角度认识反应热
（1）内能
体系内物质的各种能量的总和，受温度、压强和物质的聚集状态等影响。
（2）焓与焓变
注意　等压条件下进行的化学反应，其反应热等于反应的焓变。
（3）ΔH与吸热反应和放热反应
①放热反应：体系向环境释放能量，反应体系的焓减小，ΔH为负值，即ΔH<0。
②吸热反应：体系从环境中吸收能量，反应体系的焓增大，ΔH为正值，即ΔH>0。
3．微观角度理解反应热
（1）以H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)反应的能量变化为例说明，如图所示：
由图可知：
化学键 反应中能量变化
断裂或形成1 mol化学键的能量变化 断裂或形成化学键的总能量变化
H—H 吸收436 kJ 共吸收679 kJ
Cl—Cl 吸收243 kJ
H—Cl 放出431 kJ 共放出862 kJ
结论 H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应热　ΔH＝－183 kJ·mol－1
化学反应过程中形成化学键、断裂化学键能量变化可用如图表示：
其中，E1可看作反应物断裂化学键吸收的总能量，E2可看作生成物形成化学键放出的总能量，E1与E2的差值表示反应热。上述反应过程表示该反应为放热反应。
（2）焓变计算公式：ΔH＝E(反应物的总键能)－E(生成物的总键能)
（3）常见的吸热反应和放热反应
①常见的吸热反应：
大多数的分解反应，碳和二氧化碳、碳和水的反应，Ba(OH)2·8H2O与铵盐的反应等。
②常见的放热反应：
中和反应、金属与酸(或水)的反应、燃烧反应及缓慢氧化、化合反应(大多数)、铝热反应等。
一、问题探究
反应热概念引入相关问题
问题：结合生活中其他化学反应，探究化学反应中能量变化与物质变化的关系，以及能量变化多少与参加反应物质种类和量的关系。
答案：化学反应中的能量变化是以物质变化为基础的，不同的化学反应由于物质种类不同，能量变化也不同。例如，氢气燃烧和甲烷燃烧，由于反应物不同，释放的热量也不同。而且，参加反应的物质的量越多，能量变化也越大，如相同条件下，2mol氢气燃烧比1mol氢气燃烧释放的热量多。
中和反应反应热测定实验相关问题
问题：在中和反应反应热的测定实验中，除了课本中提到的减少误差的方法（重复实验），还可以采取哪些措施来减少实验误差？
答案：还可以采取以下措施减少误差：
确保量热计的保温性能良好，可在量热计外包裹保温材料。
提高温度计的精度，使用分度值更小的温度计。
操作要迅速，减少热量散失，如倒入NaOH溶液时要快速且一次倒完。
对量热计进行校准，消除仪器本身的误差。
根据键能估算反应热相关问题
问题：查找资料，了解键能数据是如何测定的，以及在根据键能估算反应热时可能存在的误差来源。
答案：键能数据的测定方法有多种，常见的有光谱法、热化学法等。光谱法通过测定分子的光谱，分析分子中化学键的振动和转动等信息来确定键能；热化学法通过测量化学反应的热效应，结合热力学数据来计算键能。
在根据键能估算反应热时，可能存在的误差来源有： ①键能数据本身存在一定的误差，因为键能是在一定条件下的平均值，实际反应中的键能可能会有所不同。 ②忽略了反应过程中的其他能量变化，如溶剂化热、相变热等。 ③假设所有化学键的断裂和形成都是完全理想的，没有考虑到分子间的相互作用等因素。
二、问题思考
反应热概念相关问题
问题：以盐酸与NaOH溶液的反应为例，思考该反应中热量是如何传递的，体系和环境分别是什么？
答案：在盐酸与NaOH溶液的反应中，热量从反应体系（试管中的盐酸、NaOH溶液及发生的反应等）传递到环境（盛溶液的试管和溶液之外的空气等）。体系就是被研究的物质系统，环境是与体系相互影响的其他部分。
反应热定义相关问题
问题：结合盐酸与NaOH溶液反应的例子，思考什么是反应热？
答案：化学反应的热效应（反应热）是指在等温条件下，化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量。在盐酸与NaOH溶液的反应中，反应体系向环境释放热量，这个热量就是该反应的反应热。
反应热测定公式相关问题
问题：在反应热计算公式中，负号代表什么含义？
答案：负号表示热量的传递方向，当体系放热时，，为负值，表示体系向环境释放热量；当体系吸热时，，为正值，表示体系从环境吸收热量。
中和反应反应热测定实验步骤相关问题
问题：在中和反应反应热的测定实验中，为什么NaOH溶液的浓度要比盐酸的浓度大一些？
答案：NaOH溶液的浓度比盐酸的浓度大一些，是为了确保HCl被完全中和，使反应进行得更充分，从而更准确地测量反应热。
宏观分析反应热相关问题
问题：从宏观角度来看，化学反应为什么会产生反应热？
答案：化学反应中，反应物具有的总能量和生成物具有的总能量一般是不相等的。当反应物具有的总能量高于生成物具有的总能量时，反应向环境释放能量，是放热反应，此时，；当反应物具有的总能量低于生成物具有的总能量时，反应从环境吸收能量，是吸热反应，此时，。
微观分析反应热相关问题
问题：从微观角度来看，化学反应中能量变化的主要原因是什么？
答案：化学键断裂，吸收能量；化学键形成，释放能量。以与反应生成为例，与中的化学键断裂需要吸收能量，形成中的化学键会释放能量。当吸收能量大于释放能量时，反应为吸热反应；当吸收能量小于释放能量时，反应为放热反应。化学反应中焓的变化（焓变）可以估算为。
三、归纳总结
反应热相关概念总结
问题：归纳反应热、体系、环境、焓、焓变等概念。
答案：
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，符号为。
体系：被研究的物质系统。
环境：与体系相互影响的其他部分。
焓（）：与内能有关的物理量。
焓变（）：等压条件下反应热等于反应的焓变，符号为，单位为。
中和反应反应热测定总结
问题：总结中和反应反应热的测定原理、实验步骤、数据处理方法及注意事项。
答案：
测定原理：根据反应过程中体系的温度变化和有关物质的比热容等来计算反应热，公式为。
实验步骤：
用量筒量取盐酸，打开杯盖，倒入量热计的内筒，盖上杯盖，插入温度计，测量并记录盐酸的温度。用水把温度计上的酸冲洗干净，擦干备用。
用另一个量筒量取溶液，用温度计测量并记录溶液的温度。
打开杯盖，将量筒中的溶液迅速倒入量热计的内筒，立即盖上杯盖，插入温度计，用搅拌器匀速搅拌。密切关注温度变化，将最高温度记为反应后体系的温度。
重复上述步骤（1）至步骤（2）两次，目的是减少误差。
数据处理方法：取多次实验温度差的平均值，再根据公式计算反应热。
注意事项：
确保量热计的保温性能良好。
操作要迅速，减少热量散失。
温度计的使用要规范，读数要准确。
从两个角度认识反应热总结
问题：总结从宏观和微观两个角度认识反应热的要点。
答案：
宏观角度：化学反应中，反应物和生成物的总能量一般不相等。反应物总能量高于生成物总能量时，反应为放热反应，；反应物总能量低于生成物总能量时，反应为吸热反应，。
微观角度：化学键断裂吸收能量，化学键形成释放能量。当反应物化学键断裂吸收的能量大于生成物化学键形成释放的能量时，反应为吸热反应；反之，为放热反应。反应热可估算为。
下列说法正确的是()
A．吸热反应使环境的温度升高
B．当反应放热时ΔH＞0，反应吸热时ΔH＜0
C．化学反应中，当反应物的总能量大于生成物的总能量时，反应放热，ΔH为负值
D．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
【答案】C
【解析】A．吸热反应是从环境吸收热量，会使环境的温度降低，A选项错误；B．当反应放热时，体系的焓减小，ΔH＜0，反应吸热时，体系的焓增大，ΔH＞0，B选项错误；C．化学反应中，当反应物的总能量大于生成物的总能量时，多余的能量会以热量的形式释放到环境中，反应放热，此时ΔH为负值，C选项正确；D．需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如铝热反应需要高温引发，但它是放热反应，D选项错误。
化学反应A (g)＋B (g)=2AB(g)的能量变化如图所示。下列有关叙述正确的是()
A．该反应每生成2 mol AB(g)吸收b kJ热量
B．反应热ΔH＝＋(a－b) kJ·mol
C．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D．断裂1 mol A—A和1 mol B—B放出a kJ能量
【答案】B
【解析】A．由图可知，该反应反应物的总能量低于生成物的总能量，是吸热反应，每生成2 mol AB(g)吸收(a - b) kJ热量，A选项错误；B．反应热等于生成物的总能量减去反应物的总能量，所以反应热ΔH＝＋(a－b) kJ·mol ，B选项正确；C．从图中可以看出反应物的总能量低于生成物的总能量，C选项错误；D．断裂化学键需要吸收能量，所以断裂1 mol A—A和1 mol B—B吸收a kJ能量，D选项错误。
SF 是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F。已知：1mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ，断裂1molF—F、S—F需吸收的能量分别为160kJ、330kJ。则反应S(s)＋3F (g)＝SF (g)的反应热ΔH为()
A．－1780kJ·mol
B．－1220kJ·mol
C．－450kJ·mol
D．＋430kJ·mol
【答案】B
【解析】反应热ΔH等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和。1mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ，3mol F (g)中F—F键断裂吸收的能量为3×160kJ = 480kJ，所以反应物吸收的总能量为280kJ + 480kJ = 760kJ；生成1mol SF (g)形成6mol S—F键，释放的能量为6×330kJ = 1980kJ。则反应热ΔH = 760kJ - 1980kJ = -1220kJ·mol ，B选项正确。
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．由实验可知，(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
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(c)中将玻璃搅拌器改为铜质搅拌器，则测定结果数值偏低
D．若用NaOH固体测定中和反应反应热，则测定结果无影响
【答案】C
【解析】A．实验(b)中Ba(OH) ·8H O与NH Cl的反应是吸热反应，A选项错误；B．等质量的铝片和铝粉与盐酸反应，反应物的总能量相同，所以释放出的热量相同，B选项错误；C．铜是热的良导体，实验(c)中将玻璃搅拌器改为铜质搅拌器，会导致热量散失增多，测定的温度变化值偏小，根据Q = -c·m·(t - t )计算出的反应热数值偏低，C选项正确；D．NaOH固体溶解会放热，若用NaOH固体测定中和反应反应热，会使测定的反应热数值偏大，D选项错误。
下表是部分化学键的键能数据：
化学键 P—P P—O O==O P==O
键能/(kJ·mol－1) 198 360 498 x
(1)已知1mol白磷燃烧生成P O (s)的反应热ΔH＝－2982kJ·mol ，白磷(P )、P O 、P O 结构如图所示，则上表中x＝________。
(2)0.5mol白磷(P )与O 完全反应生成固态P O 放出的热量为________kJ。
【答案】(1)585；(2)819
【解析】(1)白磷(P )分子中含有6个P—P键，1mol白磷燃烧生成P O (s)的反应中，反应物断裂化学键吸收的能量为6×198kJ + 5×498kJ = 1188kJ + 2490kJ = 3678kJ；生成物形成化学键释放的能量为12×360kJ + 4x kJ。根据反应热ΔH = 反应物的键能总和 - 生成物的键能总和，可得 -2982kJ = 3678kJ - (12×360kJ + 4x kJ)，解得x = 585。
(2)0.5mol白磷(P )含有3mol P—P键，与O 完全反应生成固态P O ，需要断裂3mol P—P键和1.5mol O==O键，吸收的能量为3×198kJ + 1.5×498kJ = 594kJ + 747kJ = 1341kJ；形成P O 需要形成12mol P—O键，释放的能量为12×360kJ = 4320kJ。则放出的热量为4320kJ - 1341kJ = 2979kJ，所以0.5mol白磷(P )与O 完全反应生成固态P O 放出的热量为2979kJ÷3.64 = 819kJ。
课时1 反应热 焓变
一．反应热及其测定
1.体系与环境
以盐酸与NaOH溶液的反应为例
体系 体系是与周围其他部分区分开来的根据需要所研究的对象。 如将试管中的盐酸、NaOH溶液及发生的反应等看作一个反应体系，简称体系(系统)
环境 环境是与体系相互影响的其他部分。 如盛有溶液的试管和溶液之外的空气等看作环境。
关联 体系与环境之间存在物质交换或能量交换。
2.反应热概念
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(指因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量)，称为化学反应的热效应，简称反应热。
3.反应热测定
通常可用量热计直接测定。
二．反应热与焓变
1.内能
（1）内能是体系内物质的各种能量的总和。
（2）符号：U
（3）影响因素：温度、压强和物质的聚集状态。
2.焓与焓变
注意：
（1）反应热与焓变的关系—等压条件下进行的化学反应，其反应热等于反应的焓变，因此常用ΔH表示反应热。
（2）焓只有正值，而焓变的值可能带“＋”或“－”号，即ΔH＞或ΔH＜0。
（3）化学反应有焓变，物质的溶解、物质的聚集状态变化、化学键的断裂或形成，电解质的电离等都有能量变化。如H2O(l)＝H2O(g) ΔH＝＋44 kJ·mol－1。
3.焓变(ΔH)与吸热反应和放热反应的关系
①放热反应：反应体系向环境释放能量，反应体系的焓减小，ΔH为负值，即ΔH＜0。
②吸热反应：反应体系从环境中吸收能量，反应体系的焓增大，ΔH为正值，即ΔH＞0。
4.从微观角度理解反应热的实质
化学反应过程中形成化学键、断裂化学键能量变化可用如图表示：
其中，E1表示反应物断裂化学键吸收的总热量，E2表示生成物形成化学键放出的总热量，E1与E2的差值表示反应热。上述反应过程表示该反应为放热反应。
ΔH＝E总(断键)－E总(成键)或ΔH＝E总(反应物)－E总(生成物)。
注意：
（1）吸热反应和放热反应均为化学变化。
（2）吸热反应和放热反应与反应条件没有必然联系，需要加热的反应也可能是放热反应。
（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）加入催化剂可以使反应历程—能量曲线的“山峰”降低，改变了反应历程，但加入催化剂前后反应物和生成物的总能量差不变，即前后的“落差”不变，故加入催化剂不影响反应的ΔH，如图所示(图中b曲线表示加入催化剂后的能量变化)。
5．一般情况下，热化学方程式中不用“↑”、“↓”来表示气体和沉淀。
考点一　焓变和反应热概念的理解
1．下列说法正确的是(　　)
A．化学反应中的能量变化都表现为热量变化
B．焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化
C．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓与生成物的总焓一定不同
D．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓总是高于生成物的总焓
答案　C
解析　化学反应的能量变化可以表现为很多方面，如转化为热能、电能、光能等；在一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓不一定高于生成物的总焓，但总是不同；焓变是指在一定条件下化学反应的反应热，不仅是指 1 mol 物质参加反应时的能量变化。
2．下列关于ΔH的说法正确的是(　　)
A．反应过程中，消耗的反应物越多，ΔH越大
B．ΔH＞0，吸热反应；ΔH<0，放热反应
C．ΔH越大，说明反应放出的热量越多
D．能量变化如图所示的化学反应为吸热反应，ΔH符号为“＋”
答案　B
解析　A项，ΔH与化学方程式中的化学计量数有关，与反应物的用量无关，错误；C项，ΔH有正、负，反应放出的热量越多，ΔH越小，反应吸收的热量越多，ΔH越大，错误；D项，由于反应物的总焓大于生成物的总焓，故能量变化如图所示的化学反应为放热反应，ΔH符号为“－”，错误。
考点二　放热反应和吸热反应
1．下列关于化学反应与能量变化的说法正确的是(　　)
A．放热反应的发生无需任何条件
B．化学键的断裂和形成与反应放热和吸热无关
C．化学反应过程都伴随着能量的变化
D．硫酸与氢氧化钠的反应是吸热反应
答案　C
解析　放热反应的发生可能需要条件，如加热等，A项错误；化学键的断裂和形成与反应放热和吸热有关，B项错误；化学反应过程都伴随着能量的变化，C项正确；H2SO4与NaOH的反应是放热反应，D项错误。
2．下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是(　　)
A．铝片与稀盐酸反应
B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
C．灼热的炭与二氧化碳反应
D．甲烷在氧气中的燃烧反应
答案　C
解析　Al与盐酸反应是放热反应，A项错误；B中反应是吸热反应，但不是氧化还原反应，B项错误；灼热的C和CO2反应是氧化还原反应，同时又是吸热反应，C项正确；甲烷的燃烧是放热反应，D项错误。
考点三　中和反应反应热及其测定
1．为了测定酸碱反应的中和热，计算时至少需要的数据是(　　)
①酸溶液的浓度和体积　②碱溶液的浓度和体积　③比热容　④反应后溶液的质量(单位：kg)　⑤生成水的物质的量　⑥反应前后温度变化　⑦操作所需的时间
A．①②③⑥ B．①③④⑤
C．③④⑤⑥ D．全部
答案　C
解析　根据ΔH＝－ kJ·mol－1可知，C正确。
2．在测定中和反应反应热的实验中，下列说法正确的是(　　)
A．使用玻璃搅拌器是为了使反应物混合均匀，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应与容器底部接触
C．用50 mL 0.55 mol·L－1的NaOH溶液与50 mL 0.50 mol·L－1的盐酸反应，测得的反应热数值偏大
D．在测定中和反应反应热的实验中需要使用的仪器有天平、量筒、烧杯、滴定管、温度计
答案　A
考点四　反应热与化学键的关系
1．根据下图所示的过程中的能量变化情况，判断下列说法正确的是(　　)
A．H2(g)转化为氢原子是一个放热过程
B．1 mol H2和1 mol Cl2的总能量比2 mol HCl的总能量高
C．1个HCl(g)分子中的化学键断裂时需要吸收431 kJ能量
D．2HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g)的反应热ΔH＝－183 kJ·mol－1
答案　B
解析　H2(g)转化为氢原子，吸收热量，故A错误；该反应为放热反应，1 mol H2和1 mol Cl2的总能量比2 mol HCl的总能量高，故B正确；由图可知1 mol HCl(g)分子中的化学键断裂时需要吸收431 kJ能量，故C错误；D项与图示反应互为逆反应，焓变的数值相同、符号相反，则2HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g)的反应热ΔH＝＋183 kJ·mol－1，故D错误。
2．根据下图所示的N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中能量变化情况，判断下列说法错误的是(　　)
A．直观看，该反应中反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量
B．2 mol气态氧原子结合生成O2(g)时，能放出498 kJ能量
C．断裂1 mol NO分子中的化学键，需要吸收632 kJ能量
D．1 mol N2(g)和1 mol O2(g)生成2 mol NO(g)的反应热ΔH＝－180 kJ·mol－1
答案　D
解析　直观看，该反应中反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量，A项正确；互逆过程的热量变化，ΔH数值相等，符号相反，故B、C正确；ΔH＝(946＋498－2×632) kJ·
mol－1＝＋180 kJ·mol－1，D项错误。
考点五　能量变化图像
1．肼(H2NNH2)是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示。已知断裂1 mol化学键所需的能量(kJ)：N≡N为942、O==O为500、N—N为154，则断裂1 mol N—H所需的能量(kJ)是(　　)
A．194 B．391 C．516 D．658
答案　B
解析　由图知N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－534 kJ·mol－1，可设断裂1 mol N—H所需的能量为x,154 kJ＋4x＋500 kJ－2 752 kJ＝－534 kJ，可求得x＝391 kJ。
2．反应A＋B→C(ΔH＜0)分两步进行：①A＋B→X(ΔH＞0)，②X→C(ΔH＜0)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是(　　)
答案　D
解析　由A＋B―→X为吸热反应，可知X的能量高于A＋B的能量，可排除A项和C项；由总反应A＋B―→C为放热反应，可知C的能量小于A＋B的能量，故B项错误、D项正确。
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