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第一节 反应热
课时1 反应热 焓变
分层作业
1．（24-25高二上·陕西咸阳·阶段练习）下列关于能量的说法中正确的是
A．物质发生化学变化都伴随着能量变化
B．放热反应不需要加热就能发生，吸热反应需要加热才能发生
C．物质的物理变化过程中没有能量的变化
D．吸热反应的热效应与反应的过程有关
2．（24-25高二上·浙江嘉兴·期中）下列为吸热反应的是
A． B．
C． D．
3．（24-25高二上·天津蓟州·期中）下列过程属于放热反应的是
A．氢氧化钡晶体与氯化铵反应 B．碳酸氢钠溶于水
C．镁条与盐酸反应 D．和灼热的碳粉反应
4．（2012·大纲版·高考真题）反应(放热)分两步进行①(吸热)；②(放热)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是
A．B．C． D．
5．（24-25高二上·北京顺义·期中）下列变化过程中需要吸收能量的是
A．氢气球发生燃烧爆炸 B．向污染的河水中投入生石灰
C． D．在水中电离
6．（24-25高二上·广东·期中）下列物质之间的能量变化与如图所示能量变化不相符的是
A．铝热反应 B．生石灰溶于水
C．和NH Cl固体的反应 D．氢氧化钠溶液与稀硝酸的反应
7．（24-25高二上·江苏南通·期中）HCl是重要的化工原料，可由反应制得，该反应为放热反应。关于该反应，下列说法正确的是
A．可用如图表示物质的能量变化 B．断开键会释放能量
C．断开键会吸收能量 D．形成键会吸收能量
8．（24-25高二上·广西·期中）下列过程的能量变化与如图所示能量变化相符合的是
A．浓硫酸的稀释 B．碳酸氢钠粉末溶于水
C．生石灰溶于水 D．金属钠与水的反应
9．（24-25高二上·江西·阶段练习）下列化学反应体系会从环境吸收热量的是
A．石灰石分解 B．酸碱中和反应 C．铝热反应 D．水煤气的燃烧
10．（24-25高二上·天津·阶段练习）下列化学反应可用下图表示的是
A．盐酸和氢氧化钠溶液的反应
B．石灰石受热分解
C．常温下，晶体研细后与晶体反应
D．加热石灰石生成生石灰
11．（23-24高一下·山东菏泽·期中）某化学兴趣小组利用如图装置进行中和反应反应热的测定实验。
实验步骤：
①量取溶液倒入小烧杯中，测量温度；
②量取溶液，测量温度；
③将NaOH溶液倒入小烧杯中，混合均匀后测量混合液温度
关于中和反应热测量实验过程中的操作，会导致测得的偏小的是
A．用浓硫酸代替0.25mol/L的
B．向溶液中加碱时，分多次加入NaOH溶液
C．用氨水代替NaOH溶液
D．若测量溶液后的温度计没有用蒸馏水冲洗，直接用于测量NaOH溶液的温度
12．（24-25高二上·广东东莞·阶段练习）各种形式的能量转换为生活提供便利，下列选项主要依靠化学能转化为热能的
捏破内袋瞬间降温
A．一次性速冷冰袋 B．自热饭速食米饭
C．新能源汽车 D．麒麟970芯片
13．（23-24高二上·福建漳州·期末）某化学反应的能量变化如图所示，下列说法正确的是
A． B．该反应为放热反应
C．该图可以表示铝热反应的能量变化 D．反应物的总能量比生成物的总能量高
14．（22-23高二上·新疆哈密·期中）某学生测定中和反应的反应热，取用50mL0.50mol L-1的盐酸和50mL0.55mol L-1的NaOH溶液(密度都是1g cm-3)。实验中测得的数据如表所示：
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 25.5 25.0 25.25 28.5 3.25
2 24.5 24.5 24.5 27.5 3.00
3 25.0 24.5 24.75 26.5 1.75
（1）反应后溶液的比热容为4.18J/(g ℃)。请利用该学生测得的数据计算生成1molH2O时的反应热：ΔH= 。
（2）该学生测得反应热的数值比57.3kJ mol-1 (填“高”或“低”)。
（3）从下列因素中选出该学生产生实验误差的可能原因 。
A．溶液混合后未及时盖好量热计杯盖
B．倾倒溶液太快，有少量溶液溅出
C．溶液混合后搅拌不够
D．未等温度升到最高值就记录温度计示数
E.用量筒量取盐酸体积时仰视读数
1．（24-25高一下·黑龙江黑河·期中）下列说法正确的是
A．1mol(g)和1mol(g)完全反应放出的能量为
B．图可表示固体与固体混合并搅拌的能量变化
C．由图可得出石墨比金刚石稳定
D．反应中断裂化学键吸收的总能量大于形成化学键释放的总能量
2．（24-25高一下·广东深圳·期中）下列反应既是氧化还原反应，又是放热反应的是
A．高温条件下C与H2O(g)的反应 B．与氯化铵反应
C．碳酸氢钠与盐酸的反应 D．氢气在氯气中的燃烧反应
3．（24-25高二上·广西·期中）下列说法正确的是
A．1mol物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量，叫该物质的燃烧热
B．酸和碱发生中和反应生成2mol水时的反应热叫中和热
C．反应热就是焓变
D．简易量热计由内筒、外壳、隔热层、杯盖、温度计、玻璃搅拌器构成
（混合均匀），描述符合实际装置，D正确；
故选D。
4．（24-25高一下·浙江宁波·期中）在如下图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中放出的热量可测定中和反应反应热。下列关于该实验的说法正确的是
A．醋酸溶液和NaOH溶液反应测定中和热数值偏低
B．烧杯间的碎泡沫塑料的作用是固定烧杯的位置
C．如果没有玻璃搅拌器，酸碱混合后可用温度计轻轻搅拌
D．完成一次中和反应热测定实验，温度计需要使用2次，分别用于测混合液的初始温度和反应最高温度
5．（24-25高二上·甘肃酒泉·期末）下列说法不正确的是
A．图甲表示该反应 ，化学反应体系从环境中吸收热量
B．图乙可知物质聚集状态改变， 焓也改变
C．图丙表示反应 的能量变化示意图
D．图丁可判断 ，石墨比金刚石稳定
6．（24-25高二上·甘肃·期末）已知25℃、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别如下：


据此判断，下列说法正确的是
A．由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低
B．由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高
C．由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低
D．由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高
7．（23-24高二上·云南曲靖·期中）甲醛是一种重要的化工产品，可利用甲醇催化脱氢制备。甲醛与气态甲醇转化的能量关系如图所示。
（1）甲醇催化脱氢转化为甲醛的反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。
（2）过程Ⅰ与过程Ⅱ的反应热是否相同？ ，原因是 。
（3）该反应的焓变ΔH= kJ·mol-1。
8．化学反应在发生物质变化的同时伴随有能量的变化，是人类获取能量的重要途径，而许多能量的利用与化学反应中的能量变化密切相关。
（1）H2+Cl2=2HCl的反应过程如图所示：
①根据如图填写下表：
化学键 断裂或形成1mol化学键时能量变化 反应中能量变化
Cl-Cl 吸收243kJ 共吸收679kJ
H-H 吸收436kJ
H-Cl 放出431kJ 共放出 kJ
②该反应为 反应(填“放热”或“吸热”)。
（2）硅是太阳能电池的重要材料。工业冶炼纯硅的原理是：
粗硅冶炼：(a)SiO2+2CSi+2CO↑；
精炼硅：(b)Si+3HClSiHCl3+H2；
(c)SiHCl3+H2Si+3HCl
化学反应与能量变化如图所示，回答下列问题：
①(a)是 反应，(b)是 反应；(c)是 反应(填“吸热"或“放热”)。
②反应(b)破坏反应物中的化学键所吸收的能量 (填“大于”或“小于”)形成生成物中化学键所放出的能量。
9．(一)用50mL 0.50mol L﹣1的盐酸与50mL 0.55mol L﹣1的氢氧化钠溶液在如图所示的装置中进行中和反应，通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热．回答下列问题．
（1）烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是 ．
（2）环形玻璃搅拌棒能否用环形铜质搅拌棒代替？ (填“能”或“不能”)，其原因是 ．
（3）理论上稀强酸、稀强碱反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量，写出表示稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应的中和热的热化学方程式： ．
(二)如图所示，把试管放入盛有25℃时饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管滴入5mL盐酸于试管中。试回答下列问题：
（4）实验中观察到的现象是 。
（5）产生上述现象的原因是 。
（6）写出有关反应的离子方程式 。
（7）由实验推知，MgCl2溶液和H2的总能量 (填“大于”、“小于”或“等于”)镁片和盐酸的总能量。
10．用如下图所示的装置测定中和反应反应热。实验药品：100mL0.50mol/L盐酸、50mL0.50mol/LNaOH溶液、50mL0.50mol/L氨水。
已知：弱碱电离时吸热。
（1）从实验装置上看，还缺少 ，装置中隔热层的作用是 。
（2）某同学利用上述装置做实验测得反应热偏大，可能的原因是___________。
A．测完盐酸的温度直接测碱溶液温度 B．做该实验时室温较高
C．杯盖未盖严 D．碱溶液一次性迅速倒入
（3）若改用如下图所示的简易热量计来测量反应热，下列关于简易热量计的说法错误的是___________。
A．仪器应无裂隙 B．可用温度计测温
C．具备保温、隔热性能 D．只能用磁子搅拌反应液
（4）将浓度为0.5mol/L的酸溶液和0.55mol/L的碱溶液各25mL混合(溶液密度均为1g/mL)，生成的溶液的比热容，测得温度如下：
反应物 起始温度/℃ 最高温度/℃
甲组(HCl+NaOH) 20.0 23.3
乙组() 20.0 23.1
①两组实验结果存在差异的原因是 。
②的 (保留一位小数)。
1．将V1mL 1.0 mol L-1NaOH 溶液和V2mL未知浓度的HCl溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如下图所示(实验中始终保持V1+V2=50 mL)。下列叙述正确的是
A．做该实验时环境温度为 22℃
B．该实验表明热能可以转化为化学能
C．HCl 溶液的浓度约是 1.5 mol L-1
D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应
2．我国科研人员提出了由和转化为高附加值产品的催化反应历程，该历程示意图如下所示。
下列说法不正确的是
A．该反应的原子利用率为
B．过程中有键发生断裂
C．①②的过程放出能量，形成了非极性键
D．该反应中没有元素化合价发生变化
3．（23-24高二上·浙江宁波·期末）一定条件下，与发生加成反应有①、②两种可能，反应进程中能量变化如图所示。下列说法正确的是
A．生成等物质的量 比吸收的热量更多
B．反应刚开始时，产物中的比例更大
C．适当提高反应温度，可以提高产物中的比例
D．反应①、反应②对应生成物的总键能相同
4．（23-24高三上·广东汕尾·期末）化学反应常伴随热效应。某实验小组同学研究反应热的测定，反应体系中热量变化用公式计算。
Ⅰ.中和热的测定
（1）小组同学用如图所示装置进行中和热测定，该装置缺少的仪器是 。
（2）采用50mL稀盐酸与50mL溶液混合，常温下该混合溶液中由水电离的= (忽略混合后溶液体积的变化)。稍过量的原因是 。
Ⅱ.用作图法测定中和热及溶液浓度
查阅资料：保持反应溶液不变，减小，增大，与成直线关系。
实验过程：改变约盐酸及溶液的体积，将酸、碱溶液混合，准确测定出温度变化如下表所示。
实验次序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
/mL 50.0 45.0 40.0 35.0 30.0 25.0 20.0 15.0 10.0 5.0
/mL 0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0
/℃ 0 1.2 2.5 3.8 5.1 5.7 4.8 3.6 2.4 1.2
数据分析：以为横坐标，为纵坐标，将1~5及6~10次实验数据分别作直线，延伸两直线交于一点，交点处。
（3）两条直线交点处，则 (填“>”“<”或“=”)5.7.计算出盐酸的浓度= (保留两位小数)。计算中和热= (列出计算式即可，用含的式子表示，取，取，忽略水以外的物质吸收的热量以及混合后溶液体积的变化)。
Ⅲ.验证盖斯定律及测定电离焓
实验试剂：盐酸、溶液、蒸馏水、固体。
每组实验均做3组，取的平均值得到下列表格：
实验序号 实验项目(混合物质组合) V (盐酸)/mL V (溶液)/mL V ()/mL (固体)/g /℃ /()
1 溶液与盐酸 50 50 0 0
2 固体与蒸馏水 0 0 V m
3 固体与盐酸 100 0 0 1.1
（4）补充表格中数据：V= ，m= 。
（5）实验结论：测得实验数据，通过计算得出≈ (用含和的式子表示)，即可验证盖斯定律。
（6）根据上述验证实验原理，结合实验1的中和热，设计实验测定醋酸电离()的焓变，该实验方案为 。
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______(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教材知识解读·讲透重点难点·方法能力构建·同步分层测评
第一章 化学反应的热效应
第一节 反应热
第1课时 反应热 焓变
学习目标 1.理解化学反应中的能量变化认识化学反应伴随吸热或放热现象，明确能量转化的原因(化学键的断裂与形成)能举例说明日常生活中吸热反应和放热反应(如燃烧、中和反应、溶解过程等)掌握反应热与焓变的概念。 2.了解反应热的定义及单位(kJ/mol)。 3.理解焓变(ΔH)的物理意义，掌握吸热反应(ΔH>0)与放热反应(ΔH<0)的符号判断。
重点和难点 重点：了解反应热的定义，知道化学反应、热效应与反应焓变之间的关系；认识反应热与反应物、生成物总能量的关系。 难点：能从宏观和微观两个角度解释反应热产生的原因及掌握反应热的计算方法.。
◆知识点一 反应热
体系与环境
在研究反应热时，需要先明确体系与环境。
被研究的物质系统称为体系，与体系相互影响的其他部分称为环境。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；盛溶液的试管和溶液之外的空气等看作环境。
热量是指因温度不同而在体系与环境之间或的能量。
2．反应热与热量
（1）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）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，可以是吸收能量也可以是放出能量。
◆知识点二 反应热的测定
1.实验探究——中和反应反应热的测定 p5
（1）实验目的：测定强酸与强碱反应的反应热。
（2）实验装置：
实验仪器的作用：
①玻璃搅拌器：使反应物混合均匀充分接触。
②隔热层：减少热量的散失。
③温度计：测定反应前后反应体系的温度。
（4）实验数据测量
①初始温度（t1）
测量方法是用量筒量取50mL0.50mol/L的盐酸，倒入小烧杯中并测量其温度；用另一量筒量取50mL0.55mol/LNaOH溶液并用蒸馏水洗净的温度计测量其温度，取两温度的平均值为t1
②终止温度（t2）
测量方法是把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放入盛有盐酸的小烧杯中，并把量筒中的NaOH溶液一次性倒入小烧杯中。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记录终止温度为t2
③重复实验操作，记录每次的实验数据，取其平均值作为计算依据。
④实验数据处理
实验次数 反应物的温度/℃ 反应前体系温度 反应后体系温度 温度差
盐酸 NaOH溶液 t1/℃ t2/℃ (t1－t2)/℃
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
盐酸、氢氧化钠溶液为稀溶液，其密度近似地取1g/cm3，反应后溶液的比热容c=4.18J/(g ℃)。故该实验中盐酸和氢氧化钠溶液反应放出的热量为0.418（t2 - t1）kJ，中和热为0.418（t2 - t1）/0.025 kJ/mol。
代入数据得：4.18 J·g－1·℃－1×(50 g＋50 g)×℃≈1 421 J≈1.42 kJ。
故生成1 mol H2O放出的热量为＝＝56.8 kJ。
（5）误差分析
①量取溶液的体积有误差(测量结果是按50mL的酸、碱进行计算，若实际量取时，多于50mL或少于50mL都会造成误差)。
②温度计的读数有误。
③实验过程中有液体洒在外面。
④混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。
⑤隔热措施不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。
⑥测量酸后的温度计未用水清洗而立即去测碱的温度，致使热量损失而引起误差。
2.中和热
（1）定义：在25℃和101KPa下，强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1molH2O时的反应热。
（2）表示方法： △H=-57.3KJ/mol
既学既练
1.在如下图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中放出的热量可测定中和反应反应热。下列关于该实验的说法正确的是
A．醋酸溶液和NaOH溶液反应测定中和热数值偏低
B．烧杯间的碎泡沫塑料的作用是固定烧杯的位置
C．如果没有玻璃搅拌器，酸碱混合后可用温度计轻轻搅拌
D．完成一次中和反应热测定实验，温度计需要使用2次，分别用于测混合液的初始温度和反应最高温度
【答案】A
【解析】A．醋酸溶液为弱酸溶液，电离需要吸热，和NaOH溶液反应测定中和热数值偏低，A正确；
B．中和热测定实验成败的关键是保温隔热，大小烧杯之间填满碎纸条的作用是减少实验过程中的热量损失，B错误；
C．温度计为计量仪器，不能用于搅拌，C错误；
D．中和热的测定中，需要测出反应前酸溶液的温度，测反应前碱溶液的温度，混合反应后测最高温度，所以完成一次中和反应热测定实验，总共需要测量3次，D错误；
故选A。
2.某学生用50 mL 0.50 mol L 1 盐酸、50 mL 0.55 mol L 1 NaOH溶液在图示装置中进行中和反应，最终计算出中和热为ΔH1.下列说法错误的是
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．NaOH溶液浓度略高于盐酸，是为了确保盐酸完全反应
C．溶液混合后，直至温度长时间不再改变时，记录反应后体系的温度
D．用等浓度、等体积的氨水代替NaOH溶液得到中和热ΔH2，则ΔH1<ΔH2
【答案】C
【解析】A．玻璃搅拌棒起搅拌作用，可使反应物混合均匀，加快反应速率，减小实验误差，A正确；
B．NaOH溶液浓度略高于盐酸，是为了确保盐酸完全反应，避免盐酸残留导致中和热计算偏低，B正确；
C．中和热测定实验中，温度应记录的是最高温度（即反应完全时的温度），而非“长时间不再改变”的温度，因为热量会散失到环境中，长时间后温度会下降，导致测量不准确，C错误；
D．氨水是弱电离，其电离过程中会吸收部分热量，导致放热减少，导致，D正确；
故选C。
◆知识点三 焓变
1.焓与焓变的概念
（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）焓及焓变
①焓的意义：焓是一个物理量，用来表示物质所具有的能量，符号为H，用焓的变化来描述与反应热有关的能量变化。
②焓变：表示反应产物的总焓与反应物的总焓之差，符号用ΔH表示。
A.数学表达式：ΔH =H（反应产物）-H（反应物）
B.单位：kJ/mol或(kJ·mol－1)
C.意义：在一定条件下，可以通过焓变（ΔH）来确定一个反应是吸热反应还是放热反应。
D.图示：根据规定，当反应体系放热时其焓减小，ΔH为负值即ΔH<0。当反应体系吸热时其焓增大，ΔH为正值，即ΔH>0。如图：
③影响焓变的因素
A.发生变化的物质的焓变，在其他条件一定时与变化物质的物质的量成正比。
B.焓变与反应物、生成物之间的温度、压强有关。
C.物质在固态、液态、气态之间进行转换时也伴随能量的变化，所以焓变与物质的聚集状态有关。
2.反应热与焓变的关系
反应热 焓变
含义 化学反应中吸收或放出的热量 化学反应中生成物所具有的焓与反 应物所具有的焓之差
二者的相互联系 △H是化学反应在恒定压强下(即敞口容器中进行的化学反应)且不与外 界进行电能、光能等其他能量的转化时的反应热，即恒压条件下进行 的反应的反应热等于焓变△H
◆知识点四 化学反应过程中的能量变化
1.化学反应过程中能量变化的表现形式
化学反应过程中，不仅有物质的变化，还有能量的变化。这种能量的变化常以热能、电能、光能等形式表现出来。
2.化学反应中的能量变化
⑴从键能的角度分析化学反应中能量的变化（微观角度）
以1 mol H2与1 mol Cl2反应生成2 mol HCl时放出184.6 kJ的热量为例，从微观角度解释化学反应过程中的能量变化。
A、化学键断裂时需要吸收能量，吸收的总能量为436kJ+143kJ=679 kJ。
B、化学键形成时需要释放能量释放的总能量为2×431kJ=862 kJ。
C、反应热的计算：862 kJ－679 kJ＝183 kJ，即放出183 kJ的能量。显然，分析结果与实验测得的该反应的反应热184.6kJ·mol－1很接近(一般用实验数据来表示反应热)。
（2）从物质所具有的能量角度分析化学反应中能量的变化（宏观角度）
①如果反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量，那么由反应物转化成生成物时能量主要转变成热量形式放出，这是放热反应。反之，如果反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量，反应物就需要吸收热量才能转化为生成物，这是吸热反应。如图：
②由物质的能量求焓变的公式：
ΔH= E（产物的总能量）- E（反应物的总能量）
③图解反应热与活化能的关系
A.在无催化剂的情况下，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，ΔH＝E1－E2。
B.催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。
3.常见的吸热反应和放热反应
吸热反应 放热反应
图示
实例 ①大多数化合反应 ②燃烧反应 ③金属与酸或水的反应 ④中和反应 ⑤铝热反应 ⑥缓慢氧化 ①大多数分解反应 ②Ba(OH)2 H2O与NH4Cl的反应 ③以C、CO作还原剂的氧化还原反应
既学既练
1．下列有关化学反应与能量的说法错误的是
A．反应体系从环境中吸收能量，反应体系的焓会减小
B．反应物的总能量低于生成物的总能量时，该反应为吸热反应
C．化学反应过程中伴随有能量变化，并以热能、电能或光能等形式表现出来
D．现正探索的新能源有太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物质能等
【答案】A
【解析】A．反应体系从环境中吸收能量，则反应体系本身的焓会增加，A错误；
B．反应物的总能量低于生成物的总能量时，该反应为吸热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量时，该反应为放热反应，B正确；
C．化学反应过程一定伴随能量变化，化学反应中能量变化主要表现为热量的变化，还可以光能、电能等形式表现出来，C正确；
D．太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物质能等都是可再生、无污染的新能源，D正确；
故选A。
22.化学反应的过程，除物质发生变化，还存在着能量变化。下列反应属于吸热反应的是
A．Al和稀盐酸的反应 B．Na和H2O的反应
C．H2和Cl2的反应 D．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
【答案】D
【解析】A．已知活泼金属与酸或水的反应为放热反应，即Al和稀盐酸的反应是一个放热反应，A不合题意；
B．已知活泼金属与酸或水的反应为放热反应，即Na和H2O的反应是一个放热反应，B不合题意；
C．已知所有的燃烧或缓慢氧化为放热反应，即H2和Cl2的反应是一个放热反应，C不合题意；
D．已知铵盐和碱的反应为吸热反应，则Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是一个吸热反应，D符合题意；
故答案为：D。
一、反应热与焓变概念辨析
反应热 焓变
含义 化学反应中吸收或放出的热量 化学反应中生成物所具有的焓与反应物所具有的焓之差
二者的相互联系 △H是化学反应在恒定压强下(即敞口容器中进行的化学反应)且不与外界进行电能、光能等其他能量的转化时的反应热，即恒压条件下进行 的反应的反应热等于焓变△H
实践应用
1.（24-25高二上·河北沧州·阶段练习）在化学反应中常伴随能量的释放或吸收。下列说法错误的是
A．化学反应中的能量变化都是以热能形式表现出来的
B．等压条件下进行的化学反应的反应热等于反应的焓变
C．化学反应中的能量变化主要是由化学键变化引起的
D．放热反应的△H<0，吸热反应的△H>0
【答案】A
【解析】A．化学反应中的能量变化有的以热能形式表现出来，有的以光能、电能等形式表现出来，A错误；
B．在等压条件下，反应热()等于反应的焓变()，这是焓变的定义()，B正确；
C．由于断键吸热，形成化学键放热，则化学反应中的能量变化主要是由化学键变化引起的，C正确；
D．放热反应断键吸热小于成键放热，△H<0，吸热反应断键吸热大于成键放热，△H>0，D正确；
故选A。
反应热的计算
（1）△H = 生成物总能量 — 反应物总能量
（2）△H = 反应物总键能 — 生成物总键能
（3）△H = 断键吸收能量 — 成键释放能量
（4）△H = 正反应活化能 — 逆反应活化能
实践应用
1.化学反应伴随能量的变化。下列说法错误的是
A．化学键断裂可能发生化学反应
B．化学反应必然伴随能量的变化
C．石墨转化为金刚石需要吸收能量，说明金刚石比石墨稳定
D．灼热的铂丝与、混合气接触，铂丝保持红热，说明所发生的反应是放热反应
【答案】C
【解析】A．化学键断裂可能发生化学反应，如氢气和氧气反应生成水，有化学键断裂的过程也可能不是化学变化，如HCl溶于水A正确；
B．化学反应过程中有旧键的断裂与新键的形成，必然伴随能量的变化，B正确；
C．石墨转化为金刚石需要吸收能量，说明等质量的石墨具有的总能量比金刚石的低，能量越低越稳定，因此石墨比金刚石稳定，C错误；
D．灼热的铂丝催化NH3与O2反应，铂丝保持红热，则表明反应提供热量，从而说明氨的催化氧化反应是放热反应，D正确；
故选C。
2.（2024·甘肃武威·二模）2A(g)B(g)+Q(Q>0)；下列能量变化示意图正确的是
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】根据热化学方程式2A(g) B(g)+Q(Q>0)可知：该反应是2molA气体发生反应产生1molB气体，放出热量Q，反应物的能量比生成物的能量高，且同一种物质在气态时能量高于在液体时能量；
故选B。
考点一 中和热的定义及其测定
【例1】（24-25高二上·北京丰台·期中）测定中和反应的反应热的装置如图所示，下列有关该实验的说法中不正确的是
A．测定中和反应的反应热时，不能选用NaOH溶液和浓硫酸
B．环形玻璃搅拌棒上下搅拌有助于反应充分，泡沫塑料起保温作用
C．相同条件下，NaOH溶液与盐酸、硝酸反应的中和热不相同
D．实验需要记录反应前初始温度及反应后溶液达到的最高温度
【答案】C
【解析】A．浓硫酸稀释会放热，测定中和反应的反应热时，不能选用NaOH溶液和浓硫酸，故A正确；
B．为了使反应物混合均匀、充分反应，可使用环形玻璃搅拌棒上下搅拌，为了减少热量散失，可使用泡沫塑料，保温隔热，故B正确；
C．NaOH溶液与盐酸、硝酸反应的实质都是氢离子与氢氧根离子的反应，相同条件下，NaOH溶液与盐酸、硝酸反应的中和热相同，故C错误；
D．测中和热，要测量反应前后的温度差，反应前的温度为反应前酸碱溶液温度的平均值，反应后的温度为溶液达到的最高温度，所以实验需要记录反应前初始温度及反应后溶液达到的最高温度，故D正确；
故答案为：C。
【变式1-1】（双选）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
甲：将铝片加入盐酸中 乙：将和充分混合 丙：测定稀盐酸和稀溶液反应的反应热
A．上述所涉及的反应都是放热反应
B．将实验甲中的铝片更换为等质量的铝粉，温度计的示数升高速率加快
C．将实验丙中盐酸改为硫酸，则换算为生成时的反应热不变
D．将实验丙中玻璃搅拌器改为铜质搅拌棒，对实验结果没有影响
【答案】BC
【解析】A．和的反应是吸热反应，A错误；
B．将实验甲中的铝片更换为等质量的铝粉，反应速率加快，温度计的示数升高速率加快，B正确；
C．硫酸也是强电解质，将实验丙中稀盐酸改为稀硫酸，则换算为生成时的反应热不变，C正确；
D．相较于玻璃搅拌器，铜质搅拌棒导热快，会造成热量损失，对实验结果有影响，D错误；
故选BC。
【变式1-2】（24-25高二上·山西晋城·期中）某实验小组用0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L 溶液进行反应热的测定，实验装置如右图所示。
（1）实验步骤如下：
a．用量筒量取30mL 0.50mol/L 溶液倒入内筒中，测出其温度；
b．用另一量筒量取50Ml 0.50mol/L NaOH溶液，并用同一温度计测出其温度；
c．将NaOH溶液倒入内筒中，设法使之混合均匀，测得混合液的最高温度。
①实验中，所用溶液过量的目的是 。
②倒入NaOH溶液的正确操作是 (填字母，下同)。
A．沿玻璃棒缓慢倒入 B．分三次倒入 C．一次性迅速倒入
③使溶液与NaOH溶液混合均匀的正确操作是 。
A．用温度计小心搅拌
B．揭开杯盖用玻璃棒搅拌
C．轻轻地振荡内筒
D．用套在温度计上的玻璃搅拌器轻轻地搅动
（2）实验数据如下表所示，请回答：
温度 次数 起始温度 终止温度
NaOH 平均值
1 26.2 26.0 26.1 30.1
2 27.0 27.4 27.2 33.3
3 25.9 25.9 25.9 29.8
4 26.4 26.2 26.3 30.4
①据表中数据可计算出温度差平均值为 ℃。
②若近似认为0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L 溶液的密度都是1.0g/mL，中和后所得溶液的比热容，则生成1mol 时的反应热 (保留小数点后一位)。
③若读取NaOH溶液的体积时仰视读数，测得的反应热 (填“偏大”“不变”或“偏小”，下同)。若将NaOH溶液倒入内筒中后，未立即盖上杯盖，测得的反应热 。
【答案】
（1）确保NaOH溶液被完全中和 C D
（2）4.0 偏小 偏大
【解析】中和热的测定实验，一种溶液的浓度稍过量，并且混合时两种溶液快速倒入，并用玻璃搅拌器搅拌混合均匀，使其充分反应，不断地读取数据，当温度下降时停止读数。
（1）①实验中，所用溶液过量可以保证氢氧化钠完全反应，故答案为：确保NaOH溶液被完全中和；
②倒入NaOH溶液的正确操作是一次迅速倒入，使其充分反应，避免分次倒入，有热量的损失，故答案为：C；
③A．不能用温度计小心搅拌，用环形玻璃搅拌器搅拌，故A错误；
B．不能揭开杯盖用玻璃棒搅拌，应盖上硬纸板搅拌，故B错误；
C．不能轻轻地振荡内筒，应用环形玻璃搅拌棒搅拌，故C错误；
D．用套在温度计上的玻璃搅拌器上下轻轻地搅动，故D正确；
综上所述，答案为：D；
（2）①4次实验的温度差分别为：4℃，6.1℃，3.9℃，4.1℃，因此实验2中的数据是无效的，应该舍去，所以温度差的平均值为(4℃+3.9℃+4.1℃)÷3=4℃；
②50mL 0.50mol/L氢氧化钠与30mL0.50mol/L硫酸溶液进行中和反应，硫酸是过量的，则生成水的物质的量为0.05L×0.50mol/L=0.025mol，溶液的质量为：80ml×1g/ml=80g，温度变化的平均值为△T=4℃，则生成0.025mol水放出的热量为Q=mc△T=80g×4.18J/(g ℃)×4.0℃=1337.6J，即1.3376kJ，所以实验测得的中和热；故答案为 53.5kJ/mol；
③若读取NaOH溶液的体积时仰视读数，则其体积偏大，反应放出的热多，测得的反应热偏小；若将NaOH溶液倒入内筒中后，未立即盖上杯盖，会造成热量流失，测得的反应热偏大。
考点二 反应热的计算
【例2】（24-25高二上·云南西双版纳·阶段练习）工业上由CO2和H2合成气态甲醇的反应为 ΔH。有关化学键的键能如下表：则ΔH为
化学键 C=O C—O O—H H—H C—H
键能/(kJ·mol-1) 745 343 463 436 414
A．167 kJ·mol-1 B．176 kJ·mol-1 C．-176k kJ·mol-1 D．-167 kJ·mol-1
【答案】C
【解析】根据焓变=反应物键能之和 生成物键能之和，ΔH=2×745+3×436－3×414－343－463－2×463=176kJ·mol -1，故选C。
【变式2-1】肼(H2N-NH2)燃烧涉及的共价键的键能与热化学方程式信息见下表：
共价键 N-H N-N O=O O-H
键能/(kJ·mol-1) 391 161 498 463
热化学方程式 N2H4(g)＋O2(g)→N2(g)＋2H2O(g)＋570kJ
则2N(g)→N2(g)＋Q，Q为
A．1882kJ B．941kJ C．483kJ D．241.5kJ
【答案】B
【解析】N2的结构式为N≡N，设N≡N的键能为x，由可知，4×391kJ/mol+161kJ/mol+498kJ/mol-x-4×463kJ/mol=-570kJ/mol，解得x=941kJ/mol，形成化学键需要释放能量，所以Q=941kJ。根据以上分析可知，Q=941kJ/mol，所以答案选B。
【变式2-2】（24-25高二上·浙江温州·期中）根据下图所示的过程中的能量变化情况，判断下列说法不正确的是
A．转化为氯原子是一个吸热过程
B．和的总能量比的总能量高
C．1个分子中的化学键断裂时需要吸收能量
D．和反应生成的反应热
【答案】C
【解析】A．转化为氯原子是化学键断裂的过程，需要吸收热量，是一个吸热过程，A正确；
B．和反应生成的反应热ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能=436kJ/mol+243kJ/mol-2×431kJ/mol=-183kJ/mol，属于放热反应，因此1molH2和1molCl2的总能量比2molHCl的总能量高，B正确；
C．1mol分子中化学键断裂时需要吸收431kJ能量，而不是1个HCl(g)分子中的化学键断裂时需要吸收431kJ能量，C错误；
D．由B分析可知，和反应生成的反应热，D正确；
故选C。
基础达标
1.下列关于反应热和焓变的说法正确的是
A．放热反应的ΔH＜0，吸热反应的ΔH＞0
B．任何条件下，焓变完全等于反应热
C．所有化学反应的反应热都可以通过实验直接测得
D．生成物的总焓大于反应物的总焓时，ΔH＜0
【答案】A
【解析】A．生成物的总能量小于反应物时，反应向外释放能量，反应为放热反应，ΔH<0；生成物的总能量高于反应物时，反应需外界提供能量，反应为吸热反应，ΔH>0， A正确；B．在恒压条件下，化学反应的焓变(ΔH)数值上等于恒压反应热，B错误；C．有些反应的反应热不能通过实验直接测定，如碳不完全燃烧生成CO，C错误；D．当生成物的总焓高于反应物总焓时，反应需外界提供能量，反应为吸热反应，ΔH>0，D错误；故答案为：A。
2．下列有关化学能和热能的叙述中，正确的是
A．伴有热量放出的变化过程都是放热反应
B．化学反应中能量的变化与反应物的状态无关
C．燃烧热的数值与实际参加反应的可燃物的质量有关
D．反应热的单位中“”指的是每摩尔的反应
【答案】D
【解析】A．伴有热量放出的变化过程不一定都是放热反应，如气体液化放热，但是该过程为物理变化，不是放热反应，A错误；B．物质的状态不同，具有的能量不同，根据ΔH=生成物总能量-反应物总能量，化学反应中的能量变化与反应物的状态有关，B错误；C．燃烧热为在25℃、101kPa下，1mol物质在氧气中完全燃烧生成稳定的产物时所放出的热量，故燃烧热为定值，与实际参与反应的可燃物质量无关，C错误；D．反应热ΔH的单位中“mol-1”指的是每摩尔该反应，即把该方程式看作一个整体，为“每摩尔反应”，而不是每摩尔的反应物或生成物，D正确；故选D。
3.下列关于反应热的描述正确的是
A．需要加热才能进行的反应为吸热反应
B．生成物总能量大于反应物总能量，该反应为放热反应
C．反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量无关
D．化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应途径无关
【答案】D
【解析】A．某些放热反应需要加热引发才能进行，A错误；B．生成物总能量大于反应物总能量，该反应为吸热反应，B错误；C．反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量有关，C错误；D．化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应途径无关，D正确；答案选D。
4.下列反应是放热反应的是
A．CO2通过灼热的碳粉 B．盐酸与碳酸氢钠反应
C．酸碱中和反应 D．Ba(OH)2 8H2O与NH4Cl反应
【答案】C
【解析】A．CO2通过灼热的碳粉，发生化合反应，生成CO，同时吸收热量，A不符合题意；B．盐酸与碳酸氢钠反应，生成氯化钠、水和二氧化碳气体，需要吸收热量，B不符合题意；C．酸碱中和反应时，能够放出热量，属于放热反应，C符合题意；D．Ba(OH)2 8H2O与NH4Cl反应，需要从周围环境中吸收热量，属于吸热反应，D不符合题意；故选C。
5.（24-25高二上·浙江嘉兴·期中）下列为吸热反应的是
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】A．与的中和反应，属于典型的放热反应，A不符合题意；
B．碳与水蒸气在高温下反应生成和（水煤气反应），需持续加热，是吸热反应，B符合题意；
C．与水反应生成，放出大量热，属于放热反应，C不符合题意；
D．与稀硫酸的置换反应，释放热量，为放热反应，D不符合题意；
故选B。
6.下列说法正确的是
A．1molH2SO4与1molBa(OH)2完全中和所放出的热量为中和热
B．CO是不稳定的氧化物，它能继续和氧气反应生成稳定的CO2，故反应一定是吸热反应
C．强酸和强碱的稀溶液发生中和反应一定是放热反应，弱酸和弱碱反应一定也是放热反应
D．酸和碱发生中和反应生成1mol水，这时的反应热叫中和热
【答案】C
【解析】A．中和热是指在稀溶液中，酸和碱反应生成1mol水时所放出的热量，1 mol 硫酸与1mol Ba(OH)2完全中和生成2molH2O，同时SO和Ba2+反应生成BaSO4，需要放出热量，所以放出的热量数值不是中和热数值，故A错误；B．CO和氧气反应是物质的燃烧，反应一定是放热反应，故B错误；C．强酸和强碱的稀溶液发生中和反应一定是放热反应，弱酸和弱碱反应一定也是放热反应，酸碱中和反应一定是放热反应、与酸碱的相等强弱无关，故C正确；D．稀的酸碱发生中和反应生成1mol水放出的热量叫中和热，例如浓硫酸参与的中和反应即使生成1 mol 水，相应的反应热也不叫中和热，故D错误；答案选C。
7.某同学设计如图所示实验，探究反应中的能量变化。下列判断不正确的是
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不变
C．若用NaOH固体测定中和热，则测定的ΔH偏小
D．实验(c)中将环形玻璃搅拌棒改为铜质搅拌棒对实验结果有影响
【答案】A
【解析】A．(b) 所涉及的反应Ba(OH)2 8H2O与氯化铵反应为吸热反应，故A错误；B．将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉，反应物用量相同，释放出的热量相同，故B正确；C．若用NaOH固体测定中和热，NaOH固体在溶解过程中放出热量，导致放出热量偏多，ΔH偏小，故C正确；D．铜质搅拌棒导热效果较好，会导致反应放出的热量有损失，故D正确；故选A。
8.白磷和红磷是磷元素常见的单质，下图是白磷经封闭加热转化为红磷的能量变化图。下列有关说法错误的是
A．白磷和红磷互为同素异形体
B．白磷转化为红磷是化学变化
C．白磷比红磷稳定
D．白磷保存在水中
【答案】C
【解析】A．白磷和红磷是磷元素的两种不同性质的单质，二者互为同素异形体，A正确；B．白磷和红磷是两种不同的物质，因此白磷转化为红磷是化学变化，B正确；C．物质含有的能量越低，物质的稳定性就越强。根据图示可知白磷的能量比红磷的能量高，所以红磷比白磷更稳定，C错误；D．白磷易自燃，为隔绝空气，防止其氧化变质，可根据白磷与水不能反应，其密度比水大的性质，将白磷保存在水中，D正确；故合理选项是C。
9.反应的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A．该反应为放热反应
B．反应的
C．的总能量高于和的总能量
D．中和反应的热量变化趋势与图像所示一致
【答案】B
【解析】A．图示中反应物的总能量小于生成物的总能量，为吸热反应，故A错误；
B．由图示为吸热反应，则反应为放热反应，，故B正确；
C．该反应为吸热反应，的总能量低于和的总能量，故C错误；
D．中和反应为放热反应，该反应为吸热反应，热量变化趋势与图像所示不一致，故D错误；
答案选B。
10.（24-25高一下·江西南昌·阶段练习）某些化学键的键能如表所示：
化学键 H－H Cl－Cl Br－Br I－I H－Cl H－Br H－I
键能/(kJ·mol-1) 436 243 193 151 431 356 299
下列有关说法正确的是
A．上述键能数据可以说明热稳定性的强弱顺序为HCl＜HBr＜HI
B．H—F的键能大于431 kJ·mol-1
C．H2与Cl2反应的热化学方程式为H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)　ΔH=-248 kJ·mol-1
D．表格中稳定性最强的化学键是H—Cl
【答案】B
【解析】A．键能越大，分子越稳定，因此上述键能可以说明热稳定性的顺序是HCl＞HBr＞HI，A错误；
B．H-F键的键长＜H-Cl键，因此H-F键的键能＞H-Cl键，故H-F的键能大于431 kJ·mol-1，B正确；
C．焓变=反应物总键能-生成物总键能， H=(436+243-431×2)kJ/mol=-183kJ/mol，C错误；
D．表格中均为单键，键能越大物质越稳定，因此表格中稳定性最强的化学键是H-H，D错误；
故选B。
11.（24-25高二上·北京·期中）用下图所示的装置测定中和反应的反应热。实验药品： 盐酸、50mL 溶液 氨水。
（1）从实验装置上看，还缺少 。
（2）装置中泡沫塑料层的作用是 。
（3）将浓度为 的酸溶液和 的碱溶液各25 mL 混合(溶液密度均取 生成的溶液比热容取 ，测得温度如下表所示。
反应物 起始温度 t1/℃ 最高温度t2/℃
盐酸和 NaOH溶液 20.0 23.3
盐酸和氨水 20.0 23.1
①两组实验结果存在差异的原因是 。
② ΔH= (结果保留一位小数)。
（4）如果先测完酸溶液的温度，没有用水清洗温度计就接着测碱溶液的温度，则所得中和反应的反应热的绝对值会 (填“偏大”或“偏小”)。
【答案】（1）环形玻璃搅拌器
（2）减少热量散失或起到保温隔热的作用
（3）一水合氨为弱电解质，电离过程吸热 -51.8
（4）偏小
【解析】中和热测定要使用稀的强酸、强碱溶液反应，且实验中要尽量操作迅速，且保证热量尽量不散失，防止产生实验误差；
（1）从图中可知，该实验装置中还缺少环形玻璃搅拌器。
（2）装置中的隔热层泡沫塑料层的作用为减少热量散失或起到保温隔热的作用。
（3）①一水合氨为弱电解质，电离过程吸热，导致放出热量减小，因此盐酸和氨水反应的最高温度低于盐酸和 NaOH溶液。
②根据表数据可知，0.5mol/L的盐酸和0.55mol/L的NH3·H2O各25mL，两者反应放出热量为50mL×1g/mL×4.18J·g-1·℃-1×3.1℃=647.9J=0.6479kJ，反应中HCl的物质的量为0.5mol/L×0.025L=0.0125mol，放热反应焓变为负值，则该反应的ΔH=-=-51.8kJ/mol。
（4）测完盐酸的温度计直接测碱溶液温度，两者反应放热，导致初始温度偏高，Δt偏小中和反应的反应热的绝对值会偏小。
综合应用
12.（24-25高二上·浙江宁波·期中）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．由实验可知，(a)、 (c)都是放热反应，(b)是吸热反应，故A错误；
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不变，故B错误；
C．铜易导热，实验(c)中将玻璃搅拌器改为铜质搅拌器，热量损失大，测定结果数值偏低，故C正确；
D．氢氧化钠固体溶解放热，若用NaOH固体测定中和反应反应热，测定结果数值偏高，故D错误；
选C。
13.（24-25高二上·上海静安·期中）用50mL0.5mol·L-1盐酸和50mL0.55mol·L NaOH溶液反应，实验中测得起始温度为20.1℃，终止温度为23.4℃，盐酸和NaOH溶液的密度都近似认为是1g·cm-3，反应后溶液的比热容为4.18J·g-1·C-1，则中和反应生成1mol水时放热约为
A．1.38kJ B．50.2kJ C．55.2kJ D．57.3kJ
【答案】C
【解析】用50mL0.5mol·L-1盐酸和50mL0.55mol·L~NaOH溶液反应，生成水的物质的量为0.05L×0.50mol/L=0.025mol，溶液的质量为100mL×1g/cm3=100g，温度变化的值为△T=23.4℃-20.1℃=3.3℃，则生成0.025mol水放出的热量为：Q=m c △T=100g×4.18J/(g ℃)×3.3℃=1379.4J，即1.3794KJ，则中和反应生成1mol水时放热约为kJ。
答案选C。
14.图表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。下列说法错误的是
A． B．比稳定
C． D．转化为是吸热过程
【答案】C
【解析】A．反应物总能量大于生成物的总能量为放热反应，，A正确；B．物质的能量越低越稳定，比稳定，B正确；C．两个反应均为放热反应，焓变均小于0，根据纵坐标分析，绝对值大于的绝对值，，C错误；D．能量低于，转化为是吸热过程，D正确；故选C。
15.（24-25高二上·天津河西·期中）已知： 。下列有关说法正确的是
A．该反应过程的能量变化可用上图表示
B．
C．完全分解产生和，放出热量
D．在相同条件下，和的能量总和大于的能量
【答案】D
【解析】A．是放热反应，该反应过程的能量变化不能用上图表示，故A错误；
B．气态HF的能量大于液态HF的能量，所以 ，故B错误；
C．是放热反应，完全分解产生和，吸收热量，故C错误；
D．是放热反应，在相同条件下，和的能量总和大于的能量，故D正确；选D。
16.（2025高三下·浙江杭州·学业考试）已知断开1 mol Cl2(g)中的化学键需要吸收242.7 kJ的能量。根据反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的能量变化示意图，下列说法不正确的是
A．H2(g)和Cl2(g)反应形成2 mol HCl(g)释放184.4 kJ的能量
B．1 mol HCl(g)反应形成H2(g)和Cl2(g)吸收92.2 kJ的能量
C．断裂化学键所需的能量：1 mol HCl(l)大于断裂1 mol HCl(g)
D．断开1 mol H2(g)中的化学键需要吸收436.4 kJ的能量
【答案】C
【解析】A．由图可知H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g) H=679.1kJ/mol-863.5kJ/mol═ -184.4kJ/mol，即H2(g)和Cl2(g)反应形成2 mol HCl(g)释放184.4 kJ的能量，A正确；
B．由选项A可知H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g)H=-184.4kJ/mol，则2HCl(g)=H2(g)+Cl2(g)△H═+184.4kJ/mol,即HCl(g)═H2(g)+Cl2(g)H=+92.2kJ mol-1，即1 mol HCl(g)反应形成H2(g)和Cl2(g)吸收92.2 kJ的能量，B正确；
C．相同的化学键键能不随着状态改变而改变，即断裂化学键所需的能量：1 mol HCl(l)等于断裂1 mol HCl(g)，C错误；
D．由图象可知，断开 1 mol Cl2(g)和1molH2(g)中的化学键需要吸收 697.1kJ 的能量，结合题干已知断开1 mol Cl2(g)中的化学键需要吸收242.7 kJ的能量，所以断开 1 mol H2(g)中的化学键需要吸收(697.1-242.7)kJ=436.4kJ 的能量，D正确；
故答案为：C。
由X、Y转化为M的反应历程如图所示，下列说法错误的是
A．①→②的总过程放热
B．M是CH3COOH
C．反应过程中形成C-H键
D．反应X＋Y→M的原子利用率为100%
【答案】C
【解析】A．根据图像中反应物的能量变化由高到低判断该反应为放热反应，A正确；B．根据图像中的M的球棍模型判断化学式为CH3COOH，故B正确；C．根据图像中X判断是甲烷，Y是二氧化碳，两者形成乙酸，形成的是碳碳键、氧氢键，故C不正确；D．根据原子守恒甲烷和二氧化碳1:1完全反应生成乙酸，故原子利用率100%，故D正确；故选答案C；
拓展培优
18.将V1mL 1.0 mol L-1NaOH 溶液和V2mL未知浓度的HCl溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如下图所示(实验中始终保持V1+V2=50 mL)。下列叙述正确的是
A．做该实验时环境温度为 22℃
B．该实验表明热能可以转化为化学能
C．HCl 溶液的浓度约是 1.5 mol L-1
D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应
【答案】C
【解析】A．由图可知，温度为 22℃时，已经加入了5mLNaOH 溶液，而中和反应为放热反应，则该实验开始温度低于22℃，故A错误；
B．由图可知该反应是一个放热反应，表明化学能可以转化为热能，故B错误；
C．由图可知，NaOH 溶液体积为30mL时，溶液温度最高，说明NaOH 溶液和HCl溶液恰好完全反应，由V1+V2=50 mL可知HCl溶液的体积为20mL，由反应方程式可知V1c(NaOH)= V2c(HCl)，解得c(HCl)为1.5 mol L-1，故C正确；
D．八水合氢氧化钡与氯化铵反应有水生成，该反应是吸热反应，故D错误；
故选C。
19.（24-25高三上·广东东莞·阶段练习）按图装置进行实验，滴入浓硝酸后，下列分析合理的是
A．气球膨胀，说明Cu与浓硝酸反应的ΔH<0
B．石蕊试纸变红说明NO2是酸性氧化物
C．实验过程中，装置内至少发生三个氧化还原反应
D．实验结束后，滴入浓NaOH溶液一定能完全吸收污染性气体
【答案】C
【解析】A．气球膨胀可能是反应产生气体（如NO2）导致，不能直接证明反应放热（ΔH<0），A错误；
B．NO2与水反应生成硝酸和水，不符合酸性氧化物（与碱反应只生成盐和水）的定义，石蕊试纸变红是因为生成硝酸，不能说明NO2是酸性氧化物，B错误；
C．铜与浓硝酸反应，NO2与水的反应，NO2与KI的反应都是氧化还原反应，装置内至少发生三个氧化还原反应，C正确；
D．随着反应的进行，浓硝酸变稀硝酸，会与铜反应生成NO，NO不与NaOH溶液单独反应，无法保证污染性气体完全吸收，D错误；
故答案选C。
20.在接触法制硫酸的工业中，二氧化硫制取三氧化硫的反应为。下列说法正确的是
A．的水溶液能导电，所以是电解质
B．1mol与足量反应，放出的热量为98kJ
C．能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明具有漂白性
D．将少量的添加到葡萄酒中利用的是其抑菌和抗氧化作用
【答案】D
【解析】A．的水溶液导电是由于其与水反应生成H2SO4，硫酸是电解质，而三氧化硫本身不能直接离解出离子，属于非电解质，A错误；
B．反应表示2mol完全反应时放出196kJ热量，1mol完全反应应放出98kJ。但该反应为可逆反应，实际无法完全转化，实际放热小于98kJ，B错误；
C．使酸性高锰酸钾溶液褪色，是由于二氧化硫的还原性（被氧化为），而非漂白性，方程式为：，C错误；
D．具有抑菌和抗氧化作用，常用于葡萄酒中防止变质，符合实际应用，D正确；
故选D。
21.（24-25高二上·福建漳州·期中）利用铜-铈氧化物(x CuO—y CeO2，Ce是活泼金属)催化氧化除去H2中少量CO的可能机理如图所示。下列说法正确的是
A．步骤(i)中Cu、Ce化合价均升高
B．步骤(ii)若用18O2参与反应，一段时间后，18O不可能出现在铜-铈氧化物中
C．步骤(iii)中既有共价键的断裂，也有共价键的生成
D．铜-铈氧化物减小了反应2CO + O2 = 2CO2的反应热
【答案】C
【解析】反应（i）CO与催化剂作用生成二氧化碳，得到O原子，催化剂失去O原子形成一个空位，反应（ii）氧气与CO共同与催化剂作用，O2中的O原子结合了催化剂，反应（iii）氧原子填充了催化剂的空位，同时释放出二氧化碳。
A．反应(i)中CO与催化剂作用生成CO2，CO得到O原子C的化合价升高，催化剂失去O原子催化剂中Cu、Ce化合价应该降低，A错误；
B．由图可知，在反应(ii)中氧分子和催化剂铜-铈氧化物中的空位结合，反应后1个氧原子进入空位，故一段时间后，可能出现在铜-铈氧化物中，B错误；
C．在催化氧化过程中，步骤(iii)通常涉及CO与O2的反应生成CO2。这个过程中，CO中的C-O键断裂，同时生成新的C=O键。因此，步骤(iii)中既有共价键的断裂，也有共价键的生成，C正确；
D．催化剂能改变反应速率，但不影响反应热，D错误；
故选C。
22.某同学欲利用如图所示的简易量热计测量稀硫酸与溶液反应的反应热。试剂为稀硫酸和溶液。已知反应后混合溶液的密度为，比热容为，稀硫酸的初始温度为24.8℃，氢氧化钠溶液的初始温度为25.2℃，反应后混合溶液的最高温度为28.4℃，生成时的反应热，混合时溶液体积的变化忽略不计。下列说法正确的是
A．为使反应充分，可分批次加入稀硫酸和氢氧化钠溶液
B．测量稀硫酸的温度后立即测量氢氧化钠溶液的温度可减少误差
C．若杯盖密封不严密，则计算所得的会偏小
D．稀硫酸与NaOH溶液反应的热化学方程式为
【答案】D
【解析】中和热测定要使用稀的强酸、强碱溶液反应，且实验中要尽量操作迅速，且保证热量尽量不散失，防止产生实验误差；
A．实验中要尽量操作迅速，且保证热量尽量不散失，防止产生实验误差，A错误；
B．测量稀硫酸的温度后，应该洗净擦干温度计，再测量氢氧化钠溶液的温度，减少误差，B错误；
C．反应为放热反应，焓变为负值，若杯盖密封不严密，导致热量散失，则计算所得的会偏大，C错误；
D．由题意，氢离子完全反应生成0.025mol水，初始平均温度为25.0℃，反应后温度升高3.4℃，则生成时的反应热，则生成2mol液态水放热113.7kJ，故稀硫酸与NaOH溶液反应的热化学方程式为 ，D正确；
故选D。
23.（24-25高二上·广东江门·期中）化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化，其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化，用公式Q=cρv 总·ΔT计算获得。
（1）配制盐酸溶液：配置100mL 0.5500mol/LHCl溶液，需要的仪器有烧杯、药匙、玻璃棒、 (从下列图中选择，写出名称)。
（2）热量的测定：取0.5000mol/LNaOH溶液和上述浓度盐酸各50mL进行反应，测得反应前后体系的温度值(℃)分别为T0、T1，则该过程放出的热量为 J。(c和ρ分别取4.18J/(g·℃)和1.0g /mL，忽略水以外各物质吸收的热量，下同)。
（3）借鉴（2）的方法，甲同学测定放热反应Fe(s)+CuSO4(aq)=FeSO4(aq)+Cu(s)的焓变ΔH(忽略温度对焓变的影响，下同)。实验结果见下表。
序号 反应试剂 体系温度/℃
反应前 反应后
ⅰ 100mL0.20mol/L CuSO4溶液 1.20g Fe粉 a b
ⅱ 0.56gFe粉 a c
①温度：b c(填“>”、“<”或“=”)。
②ΔH (选择表中一组数据计算〉。结果表明，该方法可行。
（4）乙同学也借鉴（2）的方法，测量反应A：Fe(s)+Fe2(SO4)3(aq)=3FeSO4(aq)的焓变。查阅资料：配制Fe2(SO4)3溶液时需加入酸。
提出猜想：Fe粉与Fe2(SO4)3溶液混合，在反应A进行的过程中，可能存在Fe粉和酸的反应。
验证猜想：用pH试纸测得Fe2(SO4)3溶液的pH不大于1；向少量Fe2(SO4)3溶液中加入Fe粉，溶液颜色变浅的同时有气泡冒出，说明存在反应A和 (用离子方程式表示)。
实验小结：猜想成立，不能直接测反应A的焓变。
教师指导：鉴于以上问题，特别是气体生成带来的干扰，需要设计出实验过程中无气体生成的实验方案。
优化设计：乙同学根据相关原理，重新设计了优化的实验方案，获得了反应A的烩变。该方案为 。
（5）化学能可转化为热能，写出其在生产或生活中的一种应用 。
【答案】（1）100mL容量瓶、胶头滴管
（2）418(T1-T0)
（3）> 或
（4）Fe+2H+=Fe2++H2↑ 将一定量的Cu粉加入一定浓度的Fe2(SO4)3溶液中反应，测量反应热，计算得到反应Cu+Fe2(SO4)3=CuSO4+2FeSO4的焓变ΔH1，根据（3）中实验计算得到反应Fe+CuSO4=Cu+FeSO4的焓变ΔH2，根据盖斯定律计算得到反应Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4的焓变为ΔH1+ΔH2
（5）燃料燃烧(或铝热反应焊接铁轨等)
【解析】测定反应热的实验中需要测定反应的变化量，根据Q=cρV总 (T1-T0)计算放出的热量，测量反应Fe(s)+Fe2(SO4)3(aq)=3FeSO4(aq)的焓变时，由于存在铁与酸反应干扰实验，可以设计分步反应来实现Fe2(SO4)3溶液与Fe的反应，故可将一定量的Cu粉加入一定浓度的Fe2(SO4)3溶液中反应，测量反应热，计算得到反应Cu+Fe2(SO4)3=CuSO4+2FeSO4的焓变ΔH1，根据（3）中实验计算得到反应Fe+CuSO4=Cu+FeSO4的焓变ΔH2，根据盖斯定律计算得到反应Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4的焓变为ΔH1+ΔH2，以此解答。
（1）配制盐酸溶液：配置100mL 0.5500mol/LHCl溶液，需要的仪器有烧杯、药匙、玻璃棒、100mL容量瓶、胶头滴管。
（2）反应前后质量为100g，放出热量Q=cρV总 (T1-T0)= 4.18J/g·℃×1g/L×(50mL+50mL)×(T1-T0)℃=418(T1-T0)J。
（3）①100mL0.20mol/LCuSO4溶液含有溶质的物质的量为0.02mol，1.20g铁粉和0.56g铁粉的物质的量分别为0.021mol、0.01mol，实验i中有0.02molCuSO4发生反应，实验 ii中有0.01molCuSO4发生反应，实验i放出的热量多，则b>c；若按实验i进行计算，△H=；若按实验 ii进行计算，。
（4）用pH试纸测得Fe2(SO4)3溶液的pH不大于1，向少量Fe2(SO4)3溶液中加入Fe粉，溶液颜色变浅的同时有气泡冒出，气泡为氢气，还存在铁与酸反应，离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑；乙同学根据相关原理，重新设计优化的实验方案的重点为如何防止Fe与酸反应产生影响，可以借助盖斯定律，设计分步反应来实现Fe2(SO4)3溶液与Fe的反应，故可将一定量的Cu粉加入一定浓度的Fe2(SO4)3溶液中反应，测量反应热，计算得到反应Cu+Fe2(SO4)3=CuSO4+2FeSO4的焓变ΔH1，根据（3）中实验计算得到反应Fe+CuSO4=Cu+FeSO4的焓变ΔH2，根据盖斯定律计算得到反应Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4的焓变为ΔH1+ΔH2。
（5）化学能转化为热能在生产和生活中应用比较广泛，化石燃料的燃烧、炸药开山、放射火箭等都是化学能转化热能的应用，另外铝热反应焊接铁轨也是化学能转化热能的应用。
1教材知识解读·讲透重点难点·方法能力构建·同步分层测评
第一章 化学反应的热效应
第一节 反应热
第1课时 反应热 焓变
学习目标 1.理解化学反应中的能量变化认识化学反应伴随吸热或放热现象，明确能量转化的原因(化学键的断裂与形成)能举例说明日常生活中吸热反应和放热反应(如燃烧、中和反应、溶解过程等)掌握反应热与焓变的概念。 2.了解反应热的定义及单位(kJ/mol)。 3.理解焓变(ΔH)的物理意义，掌握吸热反应(ΔH>0)与放热反应(ΔH<0)的符号判断。
重点和难点 重点：了解反应热的定义，知道化学反应、热效应与反应焓变之间的关系；认识反应热与反应物、生成物总能量的关系。 难点：能从宏观和微观两个角度解释反应热产生的原因及掌握反应热的计算方法.。
◆知识点一 反应热
体系与环境
在研究反应热时，需要先明确体系与环境。
被研究的物质系统称为体系，与体系相互影响的其他部分称为环境。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；盛溶液的试管和溶液之外的空气等看作环境。
热量是指因温度不同而在体系与环境之间或的能量。
2．反应热与热量
（1）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）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，可以是吸收能量也可以是放出能量。
◆知识点二 反应热的测定
1.实验探究——中和反应反应热的测定 p5
（1）实验目的：测定强酸与强碱反应的反应热。
（2）实验装置：
实验仪器的作用：
①玻璃搅拌器：使反应物混合均匀充分接触。
②隔热层：减少热量的散失。
③温度计：测定反应前后反应体系的温度。
（4）实验数据测量
①初始温度（t1）
测量方法是用量筒量取50mL0.50mol/L的盐酸，倒入小烧杯中并测量其温度；用另一量筒量取50mL0.55mol/LNaOH溶液并用蒸馏水洗净的温度计测量其温度，取两温度的平均值为t1
②终止温度（t2）
测量方法是把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放入盛有盐酸的小烧杯中，并把量筒中的NaOH溶液一次性倒入小烧杯中。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记录终止温度为t2
③重复实验操作，记录每次的实验数据，取其平均值作为计算依据。
④实验数据处理
实验次数 反应物的温度/℃ 反应前体系温度 反应后体系温度 温度差
盐酸 NaOH溶液 t1/℃ t2/℃ (t1－t2)/℃
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
盐酸、氢氧化钠溶液为稀溶液，其密度近似地取1g/cm3，反应后溶液的比热容c=4.18J/(g ℃)。故该实验中盐酸和氢氧化钠溶液反应放出的热量为0.418（t2 - t1）kJ，中和热为0.418（t2 - t1）/0.025 kJ/mol。
代入数据得：4.18 J·g－1·℃－1×(50 g＋50 g)×℃≈1 421 J≈1.42 kJ。
故生成1 mol H2O放出的热量为＝＝56.8 kJ。
（5）误差分析
①量取溶液的体积有误差(测量结果是按50mL的酸、碱进行计算，若实际量取时，多于50mL或少于50mL都会造成误差)。
②温度计的读数有误。
③实验过程中有液体洒在外面。
④混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。
⑤隔热措施不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。
⑥测量酸后的温度计未用水清洗而立即去测碱的温度，致使热量损失而引起误差。
2.中和热
（1）定义：在25℃和101KPa下，强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1molH2O时的反应热。
（2）表示方法： △H=-57.3KJ/mol
既学既练
1.在如下图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中放出的热量可测定中和反应反应热。下列关于该实验的说法正确的是
A．醋酸溶液和NaOH溶液反应测定中和热数值偏低
B．烧杯间的碎泡沫塑料的作用是固定烧杯的位置
C．如果没有玻璃搅拌器，酸碱混合后可用温度计轻轻搅拌
D．完成一次中和反应热测定实验，温度计需要使用2次，分别用于测混合液的初始温度和反应最高温度
【答案】A
【解析】A．醋酸溶液为弱酸溶液，电离需要吸热，和NaOH溶液反应测定中和热数值偏低，A正确；
B．中和热测定实验成败的关键是保温隔热，大小烧杯之间填满碎纸条的作用是减少实验过程中的热量损失，B错误；
C．温度计为计量仪器，不能用于搅拌，C错误；
D．中和热的测定中，需要测出反应前酸溶液的温度，测反应前碱溶液的温度，混合反应后测最高温度，所以完成一次中和反应热测定实验，总共需要测量3次，D错误；
故选A。
2.某学生用50 mL 0.50 mol L 1 盐酸、50 mL 0.55 mol L 1 NaOH溶液在图示装置中进行中和反应，最终计算出中和热为ΔH1.下列说法错误的是
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．NaOH溶液浓度略高于盐酸，是为了确保盐酸完全反应
C．溶液混合后，直至温度长时间不再改变时，记录反应后体系的温度
D．用等浓度、等体积的氨水代替NaOH溶液得到中和热ΔH2，则ΔH1<ΔH2
【答案】C
【解析】A．玻璃搅拌棒起搅拌作用，可使反应物混合均匀，加快反应速率，减小实验误差，A正确；
B．NaOH溶液浓度略高于盐酸，是为了确保盐酸完全反应，避免盐酸残留导致中和热计算偏低，B正确；
C．中和热测定实验中，温度应记录的是最高温度（即反应完全时的温度），而非“长时间不再改变”的温度，因为热量会散失到环境中，长时间后温度会下降，导致测量不准确，C错误；
D．氨水是弱电离，其电离过程中会吸收部分热量，导致放热减少，导致，D正确；
故选C。
◆知识点三 焓变
1.焓与焓变的概念
（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）焓及焓变
①焓的意义：焓是一个物理量，用来表示物质所具有的能量，符号为H，用焓的变化来描述与反应热有关的能量变化。
②焓变：表示反应产物的总焓与反应物的总焓之差，符号用ΔH表示。
A.数学表达式：ΔH =H（反应产物）-H（反应物）
B.单位：kJ/mol或(kJ·mol－1)
C.意义：在一定条件下，可以通过焓变（ΔH）来确定一个反应是吸热反应还是放热反应。
D.图示：根据规定，当反应体系放热时其焓减小，ΔH为负值即ΔH<0。当反应体系吸热时其焓增大，ΔH为正值，即ΔH>0。如图：
③影响焓变的因素
A.发生变化的物质的焓变，在其他条件一定时与变化物质的物质的量成正比。
B.焓变与反应物、生成物之间的温度、压强有关。
C.物质在固态、液态、气态之间进行转换时也伴随能量的变化，所以焓变与物质的聚集状态有关。
2.反应热与焓变的关系
反应热 焓变
含义 化学反应中吸收或放出的热量 化学反应中生成物所具有的焓与反 应物所具有的焓之差
二者的相互联系 △H是化学反应在恒定压强下(即敞口容器中进行的化学反应)且不与外 界进行电能、光能等其他能量的转化时的反应热，即恒压条件下进行 的反应的反应热等于焓变△H
◆知识点四 化学反应过程中的能量变化
1.化学反应过程中能量变化的表现形式
化学反应过程中，不仅有物质的变化，还有能量的变化。这种能量的变化常以热能、电能、光能等形式表现出来。
2.化学反应中的能量变化
⑴从键能的角度分析化学反应中能量的变化（微观角度）
以1 mol H2与1 mol Cl2反应生成2 mol HCl时放出184.6 kJ的热量为例，从微观角度解释化学反应过程中的能量变化。
A、化学键断裂时需要吸收能量，吸收的总能量为436kJ+143kJ=679 kJ。
B、化学键形成时需要释放能量释放的总能量为2×431kJ=862 kJ。
C、反应热的计算：862 kJ－679 kJ＝183 kJ，即放出183 kJ的能量。显然，分析结果与实验测得的该反应的反应热184.6kJ·mol－1很接近(一般用实验数据来表示反应热)。
（2）从物质所具有的能量角度分析化学反应中能量的变化（宏观角度）
①如果反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量，那么由反应物转化成生成物时能量主要转变成热量形式放出，这是放热反应。反之，如果反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量，反应物就需要吸收热量才能转化为生成物，这是吸热反应。如图：
②由物质的能量求焓变的公式：
ΔH= E（产物的总能量）- E（反应物的总能量）
③图解反应热与活化能的关系
A.在无催化剂的情况下，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，ΔH＝E1－E2。
B.催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。
3.常见的吸热反应和放热反应
吸热反应 放热反应
图示
实例 ①大多数化合反应 ②燃烧反应 ③金属与酸或水的反应 ④中和反应 ⑤铝热反应 ⑥缓慢氧化 ①大多数分解反应 ②Ba(OH)2 H2O与NH4Cl的反应 ③以C、CO作还原剂的氧化还原反应
既学既练
1．下列有关化学反应与能量的说法错误的是
A．反应体系从环境中吸收能量，反应体系的焓会减小
B．反应物的总能量低于生成物的总能量时，该反应为吸热反应
C．化学反应过程中伴随有能量变化，并以热能、电能或光能等形式表现出来
D．现正探索的新能源有太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物质能等
【答案】A
【解析】A．反应体系从环境中吸收能量，则反应体系本身的焓会增加，A错误；
B．反应物的总能量低于生成物的总能量时，该反应为吸热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量时，该反应为放热反应，B正确；
C．化学反应过程一定伴随能量变化，化学反应中能量变化主要表现为热量的变化，还可以光能、电能等形式表现出来，C正确；
D．太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物质能等都是可再生、无污染的新能源，D正确；
故选A。
22.化学反应的过程，除物质发生变化，还存在着能量变化。下列反应属于吸热反应的是
A．Al和稀盐酸的反应 B．Na和H2O的反应
C．H2和Cl2的反应 D．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
【答案】D
【解析】A．已知活泼金属与酸或水的反应为放热反应，即Al和稀盐酸的反应是一个放热反应，A不合题意；
B．已知活泼金属与酸或水的反应为放热反应，即Na和H2O的反应是一个放热反应，B不合题意；
C．已知所有的燃烧或缓慢氧化为放热反应，即H2和Cl2的反应是一个放热反应，C不合题意；
D．已知铵盐和碱的反应为吸热反应，则Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是一个吸热反应，D符合题意；
故答案为：D。
一、反应热与焓变概念辨析
反应热 焓变
含义 化学反应中吸收或放出的热量 化学反应中生成物所具有的焓与反应物所具有的焓之差
二者的相互联系 △H是化学反应在恒定压强下(即敞口容器中进行的化学反应)且不与外界进行电能、光能等其他能量的转化时的反应热，即恒压条件下进行 的反应的反应热等于焓变△H
实践应用
1.（24-25高二上·河北沧州·阶段练习）在化学反应中常伴随能量的释放或吸收。下列说法错误的是
A．化学反应中的能量变化都是以热能形式表现出来的
B．等压条件下进行的化学反应的反应热等于反应的焓变
C．化学反应中的能量变化主要是由化学键变化引起的
D．放热反应的△H<0，吸热反应的△H>0
【答案】A
【解析】A．化学反应中的能量变化有的以热能形式表现出来，有的以光能、电能等形式表现出来，A错误；
B．在等压条件下，反应热()等于反应的焓变()，这是焓变的定义()，B正确；
C．由于断键吸热，形成化学键放热，则化学反应中的能量变化主要是由化学键变化引起的，C正确；
D．放热反应断键吸热小于成键放热，△H<0，吸热反应断键吸热大于成键放热，△H>0，D正确；
故选A。
反应热的计算
（1）△H = 生成物总能量 — 反应物总能量
（2）△H = 反应物总键能 — 生成物总键能
（3）△H = 断键吸收能量 — 成键释放能量
（4）△H = 正反应活化能 — 逆反应活化能
实践应用
1.化学反应伴随能量的变化。下列说法错误的是
A．化学键断裂可能发生化学反应
B．化学反应必然伴随能量的变化
C．石墨转化为金刚石需要吸收能量，说明金刚石比石墨稳定
D．灼热的铂丝与、混合气接触，铂丝保持红热，说明所发生的反应是放热反应
【答案】C
【解析】A．化学键断裂可能发生化学反应，如氢气和氧气反应生成水，有化学键断裂的过程也可能不是化学变化，如HCl溶于水A正确；
B．化学反应过程中有旧键的断裂与新键的形成，必然伴随能量的变化，B正确；
C．石墨转化为金刚石需要吸收能量，说明等质量的石墨具有的总能量比金刚石的低，能量越低越稳定，因此石墨比金刚石稳定，C错误；
D．灼热的铂丝催化NH3与O2反应，铂丝保持红热，则表明反应提供热量，从而说明氨的催化氧化反应是放热反应，D正确；
故选C。
2.（2024·甘肃武威·二模）2A(g)B(g)+Q(Q>0)；下列能量变化示意图正确的是
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】根据热化学方程式2A(g) B(g)+Q(Q>0)可知：该反应是2molA气体发生反应产生1molB气体，放出热量Q，反应物的能量比生成物的能量高，且同一种物质在气态时能量高于在液体时能量；
故选B。
考点一 中和热的定义及其测定
【例1】（24-25高二上·北京丰台·期中）测定中和反应的反应热的装置如图所示，下列有关该实验的说法中不正确的是
A．测定中和反应的反应热时，不能选用NaOH溶液和浓硫酸
B．环形玻璃搅拌棒上下搅拌有助于反应充分，泡沫塑料起保温作用
C．相同条件下，NaOH溶液与盐酸、硝酸反应的中和热不相同
D．实验需要记录反应前初始温度及反应后溶液达到的最高温度
【答案】C
【解析】A．浓硫酸稀释会放热，测定中和反应的反应热时，不能选用NaOH溶液和浓硫酸，故A正确；
B．为了使反应物混合均匀、充分反应，可使用环形玻璃搅拌棒上下搅拌，为了减少热量散失，可使用泡沫塑料，保温隔热，故B正确；
C．NaOH溶液与盐酸、硝酸反应的实质都是氢离子与氢氧根离子的反应，相同条件下，NaOH溶液与盐酸、硝酸反应的中和热相同，故C错误；
D．测中和热，要测量反应前后的温度差，反应前的温度为反应前酸碱溶液温度的平均值，反应后的温度为溶液达到的最高温度，所以实验需要记录反应前初始温度及反应后溶液达到的最高温度，故D正确；
故答案为：C。
【变式1-1】（双选）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
甲：将铝片加入盐酸中 乙：将和充分混合 丙：测定稀盐酸和稀溶液反应的反应热
A．上述所涉及的反应都是放热反应
B．将实验甲中的铝片更换为等质量的铝粉，温度计的示数升高速率加快
C．将实验丙中盐酸改为硫酸，则换算为生成时的反应热不变
D．将实验丙中玻璃搅拌器改为铜质搅拌棒，对实验结果没有影响
【答案】BC
【解析】A．和的反应是吸热反应，A错误；
B．将实验甲中的铝片更换为等质量的铝粉，反应速率加快，温度计的示数升高速率加快，B正确；
C．硫酸也是强电解质，将实验丙中稀盐酸改为稀硫酸，则换算为生成时的反应热不变，C正确；
D．相较于玻璃搅拌器，铜质搅拌棒导热快，会造成热量损失，对实验结果有影响，D错误；
故选BC。
【变式1-2】（24-25高二上·山西晋城·期中）某实验小组用0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L 溶液进行反应热的测定，实验装置如右图所示。
（1）实验步骤如下：
a．用量筒量取30mL 0.50mol/L 溶液倒入内筒中，测出其温度；
b．用另一量筒量取50Ml 0.50mol/L NaOH溶液，并用同一温度计测出其温度；
c．将NaOH溶液倒入内筒中，设法使之混合均匀，测得混合液的最高温度。
①实验中，所用溶液过量的目的是 。
②倒入NaOH溶液的正确操作是 (填字母，下同)。
A．沿玻璃棒缓慢倒入 B．分三次倒入 C．一次性迅速倒入
③使溶液与NaOH溶液混合均匀的正确操作是 。
A．用温度计小心搅拌
B．揭开杯盖用玻璃棒搅拌
C．轻轻地振荡内筒
D．用套在温度计上的玻璃搅拌器轻轻地搅动
（2）实验数据如下表所示，请回答：
温度 次数 起始温度 终止温度
NaOH 平均值
1 26.2 26.0 26.1 30.1
2 27.0 27.4 27.2 33.3
3 25.9 25.9 25.9 29.8
4 26.4 26.2 26.3 30.4
①据表中数据可计算出温度差平均值为 ℃。
②若近似认为0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L 溶液的密度都是1.0g/mL，中和后所得溶液的比热容，则生成1mol 时的反应热 (保留小数点后一位)。
③若读取NaOH溶液的体积时仰视读数，测得的反应热 (填“偏大”“不变”或“偏小”，下同)。若将NaOH溶液倒入内筒中后，未立即盖上杯盖，测得的反应热 。
【答案】
（1）确保NaOH溶液被完全中和 C D
（2）4.0 偏小 偏大
【解析】中和热的测定实验，一种溶液的浓度稍过量，并且混合时两种溶液快速倒入，并用玻璃搅拌器搅拌混合均匀，使其充分反应，不断地读取数据，当温度下降时停止读数。
（1）①实验中，所用溶液过量可以保证氢氧化钠完全反应，故答案为：确保NaOH溶液被完全中和；
②倒入NaOH溶液的正确操作是一次迅速倒入，使其充分反应，避免分次倒入，有热量的损失，故答案为：C；
③A．不能用温度计小心搅拌，用环形玻璃搅拌器搅拌，故A错误；
B．不能揭开杯盖用玻璃棒搅拌，应盖上硬纸板搅拌，故B错误；
C．不能轻轻地振荡内筒，应用环形玻璃搅拌棒搅拌，故C错误；
D．用套在温度计上的玻璃搅拌器上下轻轻地搅动，故D正确；
综上所述，答案为：D；
（2）①4次实验的温度差分别为：4℃，6.1℃，3.9℃，4.1℃，因此实验2中的数据是无效的，应该舍去，所以温度差的平均值为(4℃+3.9℃+4.1℃)÷3=4℃；
②50mL 0.50mol/L氢氧化钠与30mL0.50mol/L硫酸溶液进行中和反应，硫酸是过量的，则生成水的物质的量为0.05L×0.50mol/L=0.025mol，溶液的质量为：80ml×1g/ml=80g，温度变化的平均值为△T=4℃，则生成0.025mol水放出的热量为Q=mc△T=80g×4.18J/(g ℃)×4.0℃=1337.6J，即1.3376kJ，所以实验测得的中和热；故答案为 53.5kJ/mol；
③若读取NaOH溶液的体积时仰视读数，则其体积偏大，反应放出的热多，测得的反应热偏小；若将NaOH溶液倒入内筒中后，未立即盖上杯盖，会造成热量流失，测得的反应热偏大。
考点二 反应热的计算
【例2】（24-25高二上·云南西双版纳·阶段练习）工业上由CO2和H2合成气态甲醇的反应为 ΔH。有关化学键的键能如下表：则ΔH为
化学键 C=O C—O O—H H—H C—H
键能/(kJ·mol-1) 745 343 463 436 414
A．167 kJ·mol-1 B．176 kJ·mol-1 C．-176k kJ·mol-1 D．-167 kJ·mol-1
【答案】C
【解析】根据焓变=反应物键能之和 生成物键能之和，ΔH=2×745+3×436－3×414－343－463－2×463=176kJ·mol -1，故选C。
【变式2-1】肼(H2N-NH2)燃烧涉及的共价键的键能与热化学方程式信息见下表：
共价键 N-H N-N O=O O-H
键能/(kJ·mol-1) 391 161 498 463
热化学方程式 N2H4(g)＋O2(g)→N2(g)＋2H2O(g)＋570kJ
则2N(g)→N2(g)＋Q，Q为
A．1882kJ B．941kJ C．483kJ D．241.5kJ
【答案】B
【解析】N2的结构式为N≡N，设N≡N的键能为x，由可知，4×391kJ/mol+161kJ/mol+498kJ/mol-x-4×463kJ/mol=-570kJ/mol，解得x=941kJ/mol，形成化学键需要释放能量，所以Q=941kJ。根据以上分析可知，Q=941kJ/mol，所以答案选B。
【变式2-2】（24-25高二上·浙江温州·期中）根据下图所示的过程中的能量变化情况，判断下列说法不正确的是
A．转化为氯原子是一个吸热过程
B．和的总能量比的总能量高
C．1个分子中的化学键断裂时需要吸收能量
D．和反应生成的反应热
【答案】C
【解析】A．转化为氯原子是化学键断裂的过程，需要吸收热量，是一个吸热过程，A正确；
B．和反应生成的反应热ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能=436kJ/mol+243kJ/mol-2×431kJ/mol=-183kJ/mol，属于放热反应，因此1molH2和1molCl2的总能量比2molHCl的总能量高，B正确；
C．1mol分子中化学键断裂时需要吸收431kJ能量，而不是1个HCl(g)分子中的化学键断裂时需要吸收431kJ能量，C错误；
D．由B分析可知，和反应生成的反应热，D正确；
故选C。
基础达标
1.下列关于反应热和焓变的说法正确的是
A．放热反应的ΔH＜0，吸热反应的ΔH＞0
B．任何条件下，焓变完全等于反应热
C．所有化学反应的反应热都可以通过实验直接测得
D．生成物的总焓大于反应物的总焓时，ΔH＜0
【答案】A
【解析】A．生成物的总能量小于反应物时，反应向外释放能量，反应为放热反应，ΔH<0；生成物的总能量高于反应物时，反应需外界提供能量，反应为吸热反应，ΔH>0， A正确；B．在恒压条件下，化学反应的焓变(ΔH)数值上等于恒压反应热，B错误；C．有些反应的反应热不能通过实验直接测定，如碳不完全燃烧生成CO，C错误；D．当生成物的总焓高于反应物总焓时，反应需外界提供能量，反应为吸热反应，ΔH>0，D错误；故答案为：A。
2．下列有关化学能和热能的叙述中，正确的是
A．伴有热量放出的变化过程都是放热反应
B．化学反应中能量的变化与反应物的状态无关
C．燃烧热的数值与实际参加反应的可燃物的质量有关
D．反应热的单位中“”指的是每摩尔的反应
【答案】D
【解析】A．伴有热量放出的变化过程不一定都是放热反应，如气体液化放热，但是该过程为物理变化，不是放热反应，A错误；B．物质的状态不同，具有的能量不同，根据ΔH=生成物总能量-反应物总能量，化学反应中的能量变化与反应物的状态有关，B错误；C．燃烧热为在25℃、101kPa下，1mol物质在氧气中完全燃烧生成稳定的产物时所放出的热量，故燃烧热为定值，与实际参与反应的可燃物质量无关，C错误；D．反应热ΔH的单位中“mol-1”指的是每摩尔该反应，即把该方程式看作一个整体，为“每摩尔反应”，而不是每摩尔的反应物或生成物，D正确；故选D。
3.下列关于反应热的描述正确的是
A．需要加热才能进行的反应为吸热反应
B．生成物总能量大于反应物总能量，该反应为放热反应
C．反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量无关
D．化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应途径无关
【答案】D
【解析】A．某些放热反应需要加热引发才能进行，A错误；B．生成物总能量大于反应物总能量，该反应为吸热反应，B错误；C．反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量有关，C错误；D．化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应途径无关，D正确；答案选D。
4.下列反应是放热反应的是
A．CO2通过灼热的碳粉 B．盐酸与碳酸氢钠反应
C．酸碱中和反应 D．Ba(OH)2 8H2O与NH4Cl反应
【答案】C
【解析】A．CO2通过灼热的碳粉，发生化合反应，生成CO，同时吸收热量，A不符合题意；B．盐酸与碳酸氢钠反应，生成氯化钠、水和二氧化碳气体，需要吸收热量，B不符合题意；C．酸碱中和反应时，能够放出热量，属于放热反应，C符合题意；D．Ba(OH)2 8H2O与NH4Cl反应，需要从周围环境中吸收热量，属于吸热反应，D不符合题意；故选C。
5.（24-25高二上·浙江嘉兴·期中）下列为吸热反应的是
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】A．与的中和反应，属于典型的放热反应，A不符合题意；
B．碳与水蒸气在高温下反应生成和（水煤气反应），需持续加热，是吸热反应，B符合题意；
C．与水反应生成，放出大量热，属于放热反应，C不符合题意；
D．与稀硫酸的置换反应，释放热量，为放热反应，D不符合题意；
故选B。
6.下列说法正确的是
A．1molH2SO4与1molBa(OH)2完全中和所放出的热量为中和热
B．CO是不稳定的氧化物，它能继续和氧气反应生成稳定的CO2，故反应一定是吸热反应
C．强酸和强碱的稀溶液发生中和反应一定是放热反应，弱酸和弱碱反应一定也是放热反应
D．酸和碱发生中和反应生成1mol水，这时的反应热叫中和热
【答案】C
【解析】A．中和热是指在稀溶液中，酸和碱反应生成1mol水时所放出的热量，1 mol 硫酸与1mol Ba(OH)2完全中和生成2molH2O，同时SO和Ba2+反应生成BaSO4，需要放出热量，所以放出的热量数值不是中和热数值，故A错误；B．CO和氧气反应是物质的燃烧，反应一定是放热反应，故B错误；C．强酸和强碱的稀溶液发生中和反应一定是放热反应，弱酸和弱碱反应一定也是放热反应，酸碱中和反应一定是放热反应、与酸碱的相等强弱无关，故C正确；D．稀的酸碱发生中和反应生成1mol水放出的热量叫中和热，例如浓硫酸参与的中和反应即使生成1 mol 水，相应的反应热也不叫中和热，故D错误；答案选C。
7.某同学设计如图所示实验，探究反应中的能量变化。下列判断不正确的是
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不变
C．若用NaOH固体测定中和热，则测定的ΔH偏小
D．实验(c)中将环形玻璃搅拌棒改为铜质搅拌棒对实验结果有影响
【答案】A
【解析】A．(b) 所涉及的反应Ba(OH)2 8H2O与氯化铵反应为吸热反应，故A错误；B．将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉，反应物用量相同，释放出的热量相同，故B正确；C．若用NaOH固体测定中和热，NaOH固体在溶解过程中放出热量，导致放出热量偏多，ΔH偏小，故C正确；D．铜质搅拌棒导热效果较好，会导致反应放出的热量有损失，故D正确；故选A。
8.白磷和红磷是磷元素常见的单质，下图是白磷经封闭加热转化为红磷的能量变化图。下列有关说法错误的是
A．白磷和红磷互为同素异形体
B．白磷转化为红磷是化学变化
C．白磷比红磷稳定
D．白磷保存在水中
【答案】C
【解析】A．白磷和红磷是磷元素的两种不同性质的单质，二者互为同素异形体，A正确；B．白磷和红磷是两种不同的物质，因此白磷转化为红磷是化学变化，B正确；C．物质含有的能量越低，物质的稳定性就越强。根据图示可知白磷的能量比红磷的能量高，所以红磷比白磷更稳定，C错误；D．白磷易自燃，为隔绝空气，防止其氧化变质，可根据白磷与水不能反应，其密度比水大的性质，将白磷保存在水中，D正确；故合理选项是C。
9.反应的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A．该反应为放热反应
B．反应的
C．的总能量高于和的总能量
D．中和反应的热量变化趋势与图像所示一致
【答案】B
【解析】A．图示中反应物的总能量小于生成物的总能量，为吸热反应，故A错误；
B．由图示为吸热反应，则反应为放热反应，，故B正确；
C．该反应为吸热反应，的总能量低于和的总能量，故C错误；
D．中和反应为放热反应，该反应为吸热反应，热量变化趋势与图像所示不一致，故D错误；
答案选B。
10.（24-25高一下·江西南昌·阶段练习）某些化学键的键能如表所示：
化学键 H－H Cl－Cl Br－Br I－I H－Cl H－Br H－I
键能/(kJ·mol-1) 436 243 193 151 431 356 299
下列有关说法正确的是
A．上述键能数据可以说明热稳定性的强弱顺序为HCl＜HBr＜HI
B．H—F的键能大于431 kJ·mol-1
C．H2与Cl2反应的热化学方程式为H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)　ΔH=-248 kJ·mol-1
D．表格中稳定性最强的化学键是H—Cl
【答案】B
【解析】A．键能越大，分子越稳定，因此上述键能可以说明热稳定性的顺序是HCl＞HBr＞HI，A错误；
B．H-F键的键长＜H-Cl键，因此H-F键的键能＞H-Cl键，故H-F的键能大于431 kJ·mol-1，B正确；
C．焓变=反应物总键能-生成物总键能， H=(436+243-431×2)kJ/mol=-183kJ/mol，C错误；
D．表格中均为单键，键能越大物质越稳定，因此表格中稳定性最强的化学键是H-H，D错误；
故选B。
11.（24-25高二上·北京·期中）用下图所示的装置测定中和反应的反应热。实验药品： 盐酸、50mL 溶液 氨水。
（1）从实验装置上看，还缺少 。
（2）装置中泡沫塑料层的作用是 。
（3）将浓度为 的酸溶液和 的碱溶液各25 mL 混合(溶液密度均取 生成的溶液比热容取 ，测得温度如下表所示。
反应物 起始温度 t1/℃ 最高温度t2/℃
盐酸和 NaOH溶液 20.0 23.3
盐酸和氨水 20.0 23.1
①两组实验结果存在差异的原因是 。
② ΔH= (结果保留一位小数)。
（4）如果先测完酸溶液的温度，没有用水清洗温度计就接着测碱溶液的温度，则所得中和反应的反应热的绝对值会 (填“偏大”或“偏小”)。
【答案】（1）环形玻璃搅拌器
（2）减少热量散失或起到保温隔热的作用
（3）一水合氨为弱电解质，电离过程吸热 -51.8
（4）偏小
【解析】中和热测定要使用稀的强酸、强碱溶液反应，且实验中要尽量操作迅速，且保证热量尽量不散失，防止产生实验误差；
（1）从图中可知，该实验装置中还缺少环形玻璃搅拌器。
（2）装置中的隔热层泡沫塑料层的作用为减少热量散失或起到保温隔热的作用。
（3）①一水合氨为弱电解质，电离过程吸热，导致放出热量减小，因此盐酸和氨水反应的最高温度低于盐酸和 NaOH溶液。
②根据表数据可知，0.5mol/L的盐酸和0.55mol/L的NH3·H2O各25mL，两者反应放出热量为50mL×1g/mL×4.18J·g-1·℃-1×3.1℃=647.9J=0.6479kJ，反应中HCl的物质的量为0.5mol/L×0.025L=0.0125mol，放热反应焓变为负值，则该反应的ΔH=-=-51.8kJ/mol。
（4）测完盐酸的温度计直接测碱溶液温度，两者反应放热，导致初始温度偏高，Δt偏小中和反应的反应热的绝对值会偏小。
综合应用
12.（24-25高二上·浙江宁波·期中）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．由实验可知，(a)、 (c)都是放热反应，(b)是吸热反应，故A错误；
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不变，故B错误；
C．铜易导热，实验(c)中将玻璃搅拌器改为铜质搅拌器，热量损失大，测定结果数值偏低，故C正确；
D．氢氧化钠固体溶解放热，若用NaOH固体测定中和反应反应热，测定结果数值偏高，故D错误；
选C。
13.（24-25高二上·上海静安·期中）用50mL0.5mol·L-1盐酸和50mL0.55mol·L NaOH溶液反应，实验中测得起始温度为20.1℃，终止温度为23.4℃，盐酸和NaOH溶液的密度都近似认为是1g·cm-3，反应后溶液的比热容为4.18J·g-1·C-1，则中和反应生成1mol水时放热约为
A．1.38kJ B．50.2kJ C．55.2kJ D．57.3kJ
【答案】C
【解析】用50mL0.5mol·L-1盐酸和50mL0.55mol·L~NaOH溶液反应，生成水的物质的量为0.05L×0.50mol/L=0.025mol，溶液的质量为100mL×1g/cm3=100g，温度变化的值为△T=23.4℃-20.1℃=3.3℃，则生成0.025mol水放出的热量为：Q=m c △T=100g×4.18J/(g ℃)×3.3℃=1379.4J，即1.3794KJ，则中和反应生成1mol水时放热约为kJ。
答案选C。
14.图表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。下列说法错误的是
A． B．比稳定
C． D．转化为是吸热过程
【答案】C
【解析】A．反应物总能量大于生成物的总能量为放热反应，，A正确；B．物质的能量越低越稳定，比稳定，B正确；C．两个反应均为放热反应，焓变均小于0，根据纵坐标分析，绝对值大于的绝对值，，C错误；D．能量低于，转化为是吸热过程，D正确；故选C。
15.（24-25高二上·天津河西·期中）已知： 。下列有关说法正确的是
A．该反应过程的能量变化可用上图表示
B．
C．完全分解产生和，放出热量
D．在相同条件下，和的能量总和大于的能量
【答案】D
【解析】A．是放热反应，该反应过程的能量变化不能用上图表示，故A错误；
B．气态HF的能量大于液态HF的能量，所以 ，故B错误；
C．是放热反应，完全分解产生和，吸收热量，故C错误；
D．是放热反应，在相同条件下，和的能量总和大于的能量，故D正确；选D。
16.（2025高三下·浙江杭州·学业考试）已知断开1 mol Cl2(g)中的化学键需要吸收242.7 kJ的能量。根据反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的能量变化示意图，下列说法不正确的是
A．H2(g)和Cl2(g)反应形成2 mol HCl(g)释放184.4 kJ的能量
B．1 mol HCl(g)反应形成H2(g)和Cl2(g)吸收92.2 kJ的能量
C．断裂化学键所需的能量：1 mol HCl(l)大于断裂1 mol HCl(g)
D．断开1 mol H2(g)中的化学键需要吸收436.4 kJ的能量
【答案】C
【解析】A．由图可知H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g) H=679.1kJ/mol-863.5kJ/mol═ -184.4kJ/mol，即H2(g)和Cl2(g)反应形成2 mol HCl(g)释放184.4 kJ的能量，A正确；
B．由选项A可知H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g)H=-184.4kJ/mol，则2HCl(g)=H2(g)+Cl2(g)△H═+184.4kJ/mol,即HCl(g)═H2(g)+Cl2(g)H=+92.2kJ mol-1，即1 mol HCl(g)反应形成H2(g)和Cl2(g)吸收92.2 kJ的能量，B正确；
C．相同的化学键键能不随着状态改变而改变，即断裂化学键所需的能量：1 mol HCl(l)等于断裂1 mol HCl(g)，C错误；
D．由图象可知，断开 1 mol Cl2(g)和1molH2(g)中的化学键需要吸收 697.1kJ 的能量，结合题干已知断开1 mol Cl2(g)中的化学键需要吸收242.7 kJ的能量，所以断开 1 mol H2(g)中的化学键需要吸收(697.1-242.7)kJ=436.4kJ 的能量，D正确；
故答案为：C。
由X、Y转化为M的反应历程如图所示，
下列说法错误的是
A．①→②的总过程放热
B．M是CH3COOH
C．反应过程中形成C-H键
D．反应X＋Y→M的原子利用率为100%
【答案】C
【解析】A．根据图像中反应物的能量变化由高到低判断该反应为放热反应，A正确；B．根据图像中的M的球棍模型判断化学式为CH3COOH，故B正确；C．根据图像中X判断是甲烷，Y是二氧化碳，两者形成乙酸，形成的是碳碳键、氧氢键，故C不正确；D．根据原子守恒甲烷和二氧化碳1:1完全反应生成乙酸，故原子利用率100%，故D正确；故选答案C；
拓展培优
18.将V1mL 1.0 mol L-1NaOH 溶液和V2mL未知浓度的HCl溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如下图所示(实验中始终保持V1+V2=50 mL)。下列叙述正确的是
A．做该实验时环境温度为 22℃
B．该实验表明热能可以转化为化学能
C．HCl 溶液的浓度约是 1.5 mol L-1
D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应
【答案】C
【解析】A．由图可知，温度为 22℃时，已经加入了5mLNaOH 溶液，而中和反应为放热反应，则该实验开始温度低于22℃，故A错误；
B．由图可知该反应是一个放热反应，表明化学能可以转化为热能，故B错误；
C．由图可知，NaOH 溶液体积为30mL时，溶液温度最高，说明NaOH 溶液和HCl溶液恰好完全反应，由V1+V2=50 mL可知HCl溶液的体积为20mL，由反应方程式可知V1c(NaOH)= V2c(HCl)，解得c(HCl)为1.5 mol L-1，故C正确；
D．八水合氢氧化钡与氯化铵反应有水生成，该反应是吸热反应，故D错误；
故选C。
19.（24-25高三上·广东东莞·阶段练习）按图装置进行实验，滴入浓硝酸后，下列分析合理的是
A．气球膨胀，说明Cu与浓硝酸反应的ΔH<0
B．石蕊试纸变红说明NO2是酸性氧化物
C．实验过程中，装置内至少发生三个氧化还原反应
D．实验结束后，滴入浓NaOH溶液一定能完全吸收污染性气体
【答案】C
【解析】A．气球膨胀可能是反应产生气体（如NO2）导致，不能直接证明反应放热（ΔH<0），A错误；
B．NO2与水反应生成硝酸和水，不符合酸性氧化物（与碱反应只生成盐和水）的定义，石蕊试纸变红是因为生成硝酸，不能说明NO2是酸性氧化物，B错误；
C．铜与浓硝酸反应，NO2与水的反应，NO2与KI的反应都是氧化还原反应，装置内至少发生三个氧化还原反应，C正确；
D．随着反应的进行，浓硝酸变稀硝酸，会与铜反应生成NO，NO不与NaOH溶液单独反应，无法保证污染性气体完全吸收，D错误；
故答案选C。
20.在接触法制硫酸的工业中，二氧化硫制取三氧化硫的反应为。下列说法正确的是
A．的水溶液能导电，所以是电解质
B．1mol与足量反应，放出的热量为98kJ
C．能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明具有漂白性
D．将少量的添加到葡萄酒中利用的是其抑菌和抗氧化作用
【答案】D
【解析】A．的水溶液导电是由于其与水反应生成H2SO4，硫酸是电解质，而三氧化硫本身不能直接离解出离子，属于非电解质，A错误；
B．反应表示2mol完全反应时放出196kJ热量，1mol完全反应应放出98kJ。但该反应为可逆反应，实际无法完全转化，实际放热小于98kJ，B错误；
C．使酸性高锰酸钾溶液褪色，是由于二氧化硫的还原性（被氧化为），而非漂白性，方程式为：，C错误；
D．具有抑菌和抗氧化作用，常用于葡萄酒中防止变质，符合实际应用，D正确；
故选D。
21.（24-25高二上·福建漳州·期中）利用铜-铈氧化物(x CuO—y CeO2，Ce是活泼金属)催化氧化除去H2中少量CO的可能机理如图所示。下列说法正确的是
A．步骤(i)中Cu、Ce化合价均升高
B．步骤(ii)若用18O2参与反应，一段时间后，18O不可能出现在铜-铈氧化物中
C．步骤(iii)中既有共价键的断裂，也有共价键的生成
D．铜-铈氧化物减小了反应2CO + O2 = 2CO2的反应热
【答案】C
【解析】反应（i）CO与催化剂作用生成二氧化碳，得到O原子，催化剂失去O原子形成一个空位，反应（ii）氧气与CO共同与催化剂作用，O2中的O原子结合了催化剂，反应（iii）氧原子填充了催化剂的空位，同时释放出二氧化碳。
A．反应(i)中CO与催化剂作用生成CO2，CO得到O原子C的化合价升高，催化剂失去O原子催化剂中Cu、Ce化合价应该降低，A错误；
B．由图可知，在反应(ii)中氧分子和催化剂铜-铈氧化物中的空位结合，反应后1个氧原子进入空位，故一段时间后，可能出现在铜-铈氧化物中，B错误；
C．在催化氧化过程中，步骤(iii)通常涉及CO与O2的反应生成CO2。这个过程中，CO中的C-O键断裂，同时生成新的C=O键。因此，步骤(iii)中既有共价键的断裂，也有共价键的生成，C正确；
D．催化剂能改变反应速率，但不影响反应热，D错误；
故选C。
22.某同学欲利用如图所示的简易量热计测量稀硫酸与溶液反应的反应热。试剂为稀硫酸和溶液。已知反应后混合溶液的密度为，比热容为，稀硫酸的初始温度为24.8℃，氢氧化钠溶液的初始温度为25.2℃，反应后混合溶液的最高温度为28.4℃，生成时的反应热，混合时溶液体积的变化忽略不计。下列说法正确的是
A．为使反应充分，可分批次加入稀硫酸和氢氧化钠溶液
B．测量稀硫酸的温度后立即测量氢氧化钠溶液的温度可减少误差
C．若杯盖密封不严密，则计算所得的会偏小
D．稀硫酸与NaOH溶液反应的热化学方程式为
【答案】D
【解析】中和热测定要使用稀的强酸、强碱溶液反应，且实验中要尽量操作迅速，且保证热量尽量不散失，防止产生实验误差；
A．实验中要尽量操作迅速，且保证热量尽量不散失，防止产生实验误差，A错误；
B．测量稀硫酸的温度后，应该洗净擦干温度计，再测量氢氧化钠溶液的温度，减少误差，B错误；
C．反应为放热反应，焓变为负值，若杯盖密封不严密，导致热量散失，则计算所得的会偏大，C错误；
D．由题意，氢离子完全反应生成0.025mol水，初始平均温度为25.0℃，反应后温度升高3.4℃，则生成时的反应热，则生成2mol液态水放热113.7kJ，故稀硫酸与NaOH溶液反应的热化学方程式为 ，D正确；
故选D。
23.（24-25高二上·广东江门·期中）化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化，其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化，用公式Q=cρv 总·ΔT计算获得。
（1）配制盐酸溶液：配置100mL 0.5500mol/LHCl溶液，需要的仪器有烧杯、药匙、玻璃棒、 (从下列图中选择，写出名称)。
（2）热量的测定：取0.5000mol/LNaOH溶液和上述浓度盐酸各50mL进行反应，测得反应前后体系的温度值(℃)分别为T0、T1，则该过程放出的热量为 J。(c和ρ分别取4.18J/(g·℃)和1.0g /mL，忽略水以外各物质吸收的热量，下同)。
（3）借鉴（2）的方法，甲同学测定放热反应Fe(s)+CuSO4(aq)=FeSO4(aq)+Cu(s)的焓变ΔH(忽略温度对焓变的影响，下同)。实验结果见下表。
序号 反应试剂 体系温度/℃
反应前 反应后
ⅰ 100mL0.20mol/L CuSO4溶液 1.20g Fe粉 a b
ⅱ 0.56gFe粉 a c
①温度：b c(填“>”、“<”或“=”)。
②ΔH (选择表中一组数据计算〉。结果表明，该方法可行。
（4）乙同学也借鉴（2）的方法，测量反应A：Fe(s)+Fe2(SO4)3(aq)=3FeSO4(aq)的焓变。查阅资料：配制Fe2(SO4)3溶液时需加入酸。
提出猜想：Fe粉与Fe2(SO4)3溶液混合，在反应A进行的过程中，可能存在Fe粉和酸的反应。
验证猜想：用pH试纸测得Fe2(SO4)3溶液的pH不大于1；向少量Fe2(SO4)3溶液中加入Fe粉，溶液颜色变浅的同时有气泡冒出，说明存在反应A和 (用离子方程式表示)。
实验小结：猜想成立，不能直接测反应A的焓变。
教师指导：鉴于以上问题，特别是气体生成带来的干扰，需要设计出实验过程中无气体生成的实验方案。
优化设计：乙同学根据相关原理，重新设计了优化的实验方案，获得了反应A的烩变。该方案为 。
（5）化学能可转化为热能，写出其在生产或生活中的一种应用 。
【答案】（1）100mL容量瓶、胶头滴管
（2）418(T1-T0)
（3）> 或
（4）Fe+2H+=Fe2++H2↑ 将一定量的Cu粉加入一定浓度的Fe2(SO4)3溶液中反应，测量反应热，计算得到反应Cu+Fe2(SO4)3=CuSO4+2FeSO4的焓变ΔH1，根据（3）中实验计算得到反应Fe+CuSO4=Cu+FeSO4的焓变ΔH2，根据盖斯定律计算得到反应Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4的焓变为ΔH1+ΔH2
（5）燃料燃烧(或铝热反应焊接铁轨等)
【解析】测定反应热的实验中需要测定反应的变化量，根据Q=cρV总 (T1-T0)计算放出的热量，测量反应Fe(s)+Fe2(SO4)3(aq)=3FeSO4(aq)的焓变时，由于存在铁与酸反应干扰实验，可以设计分步反应来实现Fe2(SO4)3溶液与Fe的反应，故可将一定量的Cu粉加入一定浓度的Fe2(SO4)3溶液中反应，测量反应热，计算得到反应Cu+Fe2(SO4)3=CuSO4+2FeSO4的焓变ΔH1，根据（3）中实验计算得到反应Fe+CuSO4=Cu+FeSO4的焓变ΔH2，根据盖斯定律计算得到反应Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4的焓变为ΔH1+ΔH2，以此解答。
（1）配制盐酸溶液：配置100mL 0.5500mol/LHCl溶液，需要的仪器有烧杯、药匙、玻璃棒、100mL容量瓶、胶头滴管。
（2）反应前后质量为100g，放出热量Q=cρV总 (T1-T0)= 4.18J/g·℃×1g/L×(50mL+50mL)×(T1-T0)℃=418(T1-T0)J。
（3）①100mL0.20mol/LCuSO4溶液含有溶质的物质的量为0.02mol，1.20g铁粉和0.56g铁粉的物质的量分别为0.021mol、0.01mol，实验i中有0.02molCuSO4发生反应，实验 ii中有0.01molCuSO4发生反应，实验i放出的热量多，则b>c；若按实验i进行计算，△H=；若按实验 ii进行计算，。
（4）用pH试纸测得Fe2(SO4)3溶液的pH不大于1，向少量Fe2(SO4)3溶液中加入Fe粉，溶液颜色变浅的同时有气泡冒出，气泡为氢气，还存在铁与酸反应，离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑；乙同学根据相关原理，重新设计优化的实验方案的重点为如何防止Fe与酸反应产生影响，可以借助盖斯定律，设计分步反应来实现Fe2(SO4)3溶液与Fe的反应，故可将一定量的Cu粉加入一定浓度的Fe2(SO4)3溶液中反应，测量反应热，计算得到反应Cu+Fe2(SO4)3=CuSO4+2FeSO4的焓变ΔH1，根据（3）中实验计算得到反应Fe+CuSO4=Cu+FeSO4的焓变ΔH2，根据盖斯定律计算得到反应Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4的焓变为ΔH1+ΔH2。
（5）化学能转化为热能在生产和生活中应用比较广泛，化石燃料的燃烧、炸药开山、放射火箭等都是化学能转化热能的应用，另外铝热反应焊接铁轨也是化学能转化热能的应用。
1第一节 反应热
课时1 反应热 焓变
分层作业
1．（24-25高二上·陕西咸阳·阶段练习）下列关于能量的说法中正确的是
A．物质发生化学变化都伴随着能量变化
B．放热反应不需要加热就能发生，吸热反应需要加热才能发生
C．物质的物理变化过程中没有能量的变化
D．吸热反应的热效应与反应的过程有关
【答案】A
【解析】A．化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成，化学反应中一定伴随能量变化，故A正确；
B．有的放热反应，需要加热，达到反应的温度，如甲烷的燃烧，吸热反应不一定需要加热才能发生，如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应为吸热反应，常温就能发生，故B错误；
C．物质的物理变化过程中也有能量的变化，如液态水转化为气态水过程中吸收能量，故C错误；
D．化学反应的热效应与反应过程无关，只与反应的始末状态有关，故D错误；
故选A。
2．（24-25高二上·浙江嘉兴·期中）下列为吸热反应的是
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】A．与的中和反应，属于典型的放热反应，A不符合题意；
B．碳与水蒸气在高温下反应生成和（水煤气反应），需持续加热，是吸热反应，B符合题意；
C．与水反应生成，放出大量热，属于放热反应，C不符合题意；
D．与稀硫酸的置换反应，释放热量，为放热反应，D不符合题意；
故选B。
3．（24-25高二上·天津蓟州·期中）下列过程属于放热反应的是
A．氢氧化钡晶体与氯化铵反应 B．碳酸氢钠溶于水
C．镁条与盐酸反应 D．和灼热的碳粉反应
【答案】C
【解析】A．氢氧化钡晶体与氯化铵反应生成氯化钡、氨气和水，是典型的吸热反应，故A不符合题意；
B．碳酸氢钠溶于水无新物质生成，是物理变化，不是化学反应，故B不符合题意；
C．活泼金属与酸的反应为放热反应，即镁条与盐酸反应属于放热反应，故C符合题意；
D．和灼热的碳粉反应生成CO，是典型的吸热反应，故D不符合题意；
故答案为：C。
4．（2012·大纲版·高考真题）反应(放热)分两步进行①(吸热)；②(放热)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是
A．B．C． D．
【答案】D
【解析】A．反应①为吸热反应，则的总能量低于X的总能量，故A错误；
B．反应②为放热反应，则X的总能量高于C的总能量，故B错误；
C．反应①为吸热反应，则的总能量低于X的总能量，故C错误；
D．反应①为吸热反应，则的总能量低于X的总能量，反应②为放热反应，则X的总能量高于C的总能量，故D正确；
故选：D。
5．（24-25高二上·北京顺义·期中）下列变化过程中需要吸收能量的是
A．氢气球发生燃烧爆炸 B．向污染的河水中投入生石灰
C． D．在水中电离
【答案】D
【解析】A．氢气与氧气燃烧爆炸过程中放出大量的热，故A不符合；
B．生石灰与水发生化合反应，放出大量的热，故B不符合；
C．氯原子形成氯气的过程中，形成化学键，该过程放出热量，故C不符合；
D．电离的过程中断裂化学键，吸收热量，故D符合；
故选：D。
6．（24-25高二上·广东·期中）下列物质之间的能量变化与如图所示能量变化不相符的是
A．铝热反应 B．生石灰溶于水
C．和NH Cl固体的反应 D．氢氧化钠溶液与稀硝酸的反应
【答案】C
【分析】金属与酸的反应是放热反应，图示铁棒与稀硫酸反应放热。
【解析】A．铝热反应是放热反应，A项不符合题意；
B．生石灰溶于水，反应生成氢氧化钙，放热反应，B项不符合题意；
C．和NH Cl固体的反应是吸热反应，C项符合题意；
D．酸碱中和反应是放热反应，D项不符合题意；
故答案选C。
7．（24-25高二上·江苏南通·期中）HCl是重要的化工原料，可由反应制得，该反应为放热反应。关于该反应，下列说法正确的是
A．可用如图表示物质的能量变化 B．断开键会释放能量
C．断开键会吸收能量 D．形成键会吸收能量
【答案】C
【解析】A．图中表示的是反应物和生成物的能量变化图，A错误；
B．断开H－H键会吸收能量，B错误；
C．断开Cl－Cl键会吸收能量，C正确；
D．形成H Cl键会释放能量，D错误；
故选C。
8．（24-25高二上·广西·期中）下列过程的能量变化与如图所示能量变化相符合的是
A．浓硫酸的稀释 B．碳酸氢钠粉末溶于水
C．生石灰溶于水 D．金属钠与水的反应
【答案】B
【分析】由图可知，该过程为吸热过程，以此来解答。
【解析】A．稀释浓硫酸是放热过程，A不选；
B．碳酸氢钠粉末溶于水是吸热过程，B选；
C．生石灰溶于水是放热过程，C不选；
D．金属钠与水的反应是放热过程，D不选；
故选B。
9．（24-25高二上·江西·阶段练习）下列化学反应体系会从环境吸收热量的是
A．石灰石分解 B．酸碱中和反应 C．铝热反应 D．水煤气的燃烧
【答案】A
【解析】A．碳酸钙分解为吸热反应，A符合题意；
B．酸碱中和反应放热，B不符合题意；
C．铝热反应为放热反应，C不符合题意；
D．燃烧属于放热反应，D不符合题意；
故答案选A。
10．（24-25高二上·天津·阶段练习）下列化学反应可用下图表示的是
A．盐酸和氢氧化钠溶液的反应
B．石灰石受热分解
C．常温下，晶体研细后与晶体反应
D．加热石灰石生成生石灰
【答案】A
【分析】根据图象可知，该反应的反应物的能量比生成物的能量高，因此反应是放热反应。
【解析】A．盐酸和氢氧化钠溶液的反应是放热反应，与图象符合，A正确；
B．石灰石受热分解，是吸热反应，与图象不吻合，B错误；
C．Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体混合的反应是吸热反应，与图象不吻合，C错误；
D．加热石灰石生成生石灰的反应是吸热反应，与图象不吻合，D错误；
故答案选A。
11．（23-24高一下·山东菏泽·期中）某化学兴趣小组利用如图装置进行中和反应反应热的测定实验。
实验步骤：
①量取溶液倒入小烧杯中，测量温度；
②量取溶液，测量温度；
③将NaOH溶液倒入小烧杯中，混合均匀后测量混合液温度
关于中和反应热测量实验过程中的操作，会导致测得的偏小的是
A．用浓硫酸代替0.25mol/L的
B．向溶液中加碱时，分多次加入NaOH溶液
C．用氨水代替NaOH溶液
D．若测量溶液后的温度计没有用蒸馏水冲洗，直接用于测量NaOH溶液的温度
【答案】A
【解析】A．浓硫酸稀释时会放出大量的热，故用浓硫酸代替0.25mol/L的，所测中和热数值偏大，偏小，故A正确；
B．测定中和反应的反应热时，为了减少热量散失，NaOH溶液应一次性倒入盛有硫酸的量热器内筒中，不能分多次倒入，否则易导致热量的散失，偏大，故B错误；
C．氨水电离吸热，所测中和热数值偏小，偏大，故C错误；
D．若测量溶液后的温度计没有用蒸馏水冲洗，直接用于测量NaOH溶液的温度，温度计上残留的与NaOH反应放热，会造成NaOH溶液的起始温度偏高，所测中和热数值偏小，偏大，故D错误；
故选A。
12．（24-25高二上·广东东莞·阶段练习）各种形式的能量转换为生活提供便利，下列选项主要依靠化学能转化为热能的
捏破内袋瞬间降温
A．一次性速冷冰袋 B．自热饭速食米饭
C．新能源汽车 D．麒麟970芯片
【答案】B
【解析】A．冰融化吸热，一次性速冷冰袋融化过程中没有发生化学变化，没有化学能转化为热能，A错误；
B．自热饭速食米饭，是由生石灰与水反应提供热量加热米饭，是化学能转化为热能，B正确；
C．新能源汽车是将电能转化为动能，C错误；
D．麒麟970芯片工作时发热，将部分电能转化为热能，D错误；
故选B。
13．（23-24高二上·福建漳州·期末）某化学反应的能量变化如图所示，下列说法正确的是
A． B．该反应为放热反应
C．该图可以表示铝热反应的能量变化 D．反应物的总能量比生成物的总能量高
【答案】A
【解析】A．反应热等于正逆反应的活化能差值，因此正反应的热效应为，A正确；
B．反应的热效应为，反应为吸热反应，B错误；
C．该反应为吸热反应，铝热反应为放热反应，C错误；
D．由图可知，反应物的总能量低于生成物的总能量，D错误；
故答案选A。
14．（22-23高二上·新疆哈密·期中）某学生测定中和反应的反应热，取用50mL0.50mol L-1的盐酸和50mL0.55mol L-1的NaOH溶液(密度都是1g cm-3)。实验中测得的数据如表所示：
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 25.5 25.0 25.25 28.5 3.25
2 24.5 24.5 24.5 27.5 3.00
3 25.0 24.5 24.75 26.5 1.75
（1）反应后溶液的比热容为4.18J/(g ℃)。请利用该学生测得的数据计算生成1molH2O时的反应热：ΔH= 。
（2）该学生测得反应热的数值比57.3kJ mol-1 (填“高”或“低”)。
（3）从下列因素中选出该学生产生实验误差的可能原因 。
A．溶液混合后未及时盖好量热计杯盖
B．倾倒溶液太快，有少量溶液溅出
C．溶液混合后搅拌不够
D．未等温度升到最高值就记录温度计示数
E.用量筒量取盐酸体积时仰视读数
【答案】（1）-52.25kJ mol-1
（2）低
（3）ABCD
【分析】先判断温度差的有效性，然后求出温度差平均值，根据Q=mcΔT计算反应放出的热量，最后根据计算出中和热。
【解析】（1）第3次实验的温度差误差较大，舍去，剩余2次温度差的平均值为，50mL的0.50mol/L盐酸与50mL的0.55mol/L氢氧化钠溶液的质量和为m=100mL×1g/cm3=100g，生成0.025mol的水放出热量Q=cmΔT=4.18J/(g ℃)×100g×3.125℃=1306.25J=1.30625kJ，则该实验测得的中和热，故答案为：-52.25kJ mol-1；
（2）该实验测得的反应热的数值为52.25 kJ mol-1，比57.3kJ mol-1低，故答案为：低；
（3）该实验测得的反应热数值低于57.3kJ mol-1；
A．溶液混合后未及时盖好量热计杯盖，导致热量损失，测得的数值偏小，故A符合题意；
B．倾倒溶液太快，有少量溶液溅出，放出热量偏小，测得的数值偏小，故B符合题意；
C．溶液混合后搅拌不够，酸碱不能充分反应，放热的热量偏小，测得的数值偏小，故C符合题意；
D．未等温度升到最高值就记录温度计示数，反应的温度差偏小，测得的数值偏小，故D符合题意；
E．用量筒量取盐酸体积时仰视读数，量取的盐酸偏多，反应放出的热量偏多，测得的数值偏大，故E不符合题意；
故答案选ABCD。
1．（24-25高一下·黑龙江黑河·期中）下列说法正确的是
A．1mol(g)和1mol(g)完全反应放出的能量为
B．图可表示固体与固体混合并搅拌的能量变化
C．由图可得出石墨比金刚石稳定
D．反应中断裂化学键吸收的总能量大于形成化学键释放的总能量
【答案】C
【解析】A．图1中，1mol(g)和1mol(g)完全反应生成，断键吸收能量，成键释放能量，则吸收的能量为，A错误；
B．图表示反应放出能量，而固体与固体混合反应吸热，B错误；
C．由图可知，石墨总能量比金刚石低，能量越低越稳定，所以石墨比金刚石稳定，C正确；
D．图为放热反应，反应中断裂化学键吸收的总能量小于形成化学键释放的总能量，D错误；
故选C。
2．（24-25高一下·广东深圳·期中）下列反应既是氧化还原反应，又是放热反应的是
A．高温条件下C与H2O(g)的反应 B．与氯化铵反应
C．碳酸氢钠与盐酸的反应 D．氢气在氯气中的燃烧反应
【答案】D
【解析】A．高温下C与H2O(g)反应主要生成CO和H2，碳元素和氢元素化合价有升降属于氧化还原反应，查阅有为吸热反应，A不符合题意；
B．Ba(OH)2·8H2O与氯化铵反应是复分解反应，无化合价变化，且为吸热反应，B不符合题意；
C．碳酸氢钠与盐酸反应是复分解反应，无化合价变化，且属于吸热的非氧化还原反应，C不符合题意；
D．氢气在氯气中燃烧，H和Cl的化合价变化，是氧化还原反应，且燃烧放热，D符合题意；
故选D。
3．（24-25高二上·广西·期中）下列说法正确的是
A．1mol物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量，叫该物质的燃烧热
B．酸和碱发生中和反应生成2mol水时的反应热叫中和热
C．反应热就是焓变
D．简易量热计由内筒、外壳、隔热层、杯盖、温度计、玻璃搅拌器构成
【答案】D
【解析】A．燃烧热的定义是1mol物质在25℃、101kPa下完全燃烧生成指定产物（如CO2、H2O液态等）时放出的热量，若“指定产物”未明确为稳定状态（如生成气态H2O），则不符合燃烧热定义，A错误；
B．中和热是稀溶液中强酸与强碱反应生成1mol H2O时的反应热，B错误；
C．反应热是化学反应中吸收或释放的热量，而焓变（ΔH）是恒压条件下的热量变化，二者仅在恒压条件下等同，但反应热可能包含其他条件（如恒容），因此不能笼统认为“反应热就是焓变”，C错误；
D．简易量热计的结构包括内筒（盛反应液）、外壳（保护）、隔热层（减少热损失）、杯盖、温度计（测温度变化）和玻璃搅拌器（混合均匀），描述符合实际装置，D正确；
故选D。
4．（24-25高一下·浙江宁波·期中）在如下图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中放出的热量可测定中和反应反应热。下列关于该实验的说法正确的是
A．醋酸溶液和NaOH溶液反应测定中和热数值偏低
B．烧杯间的碎泡沫塑料的作用是固定烧杯的位置
C．如果没有玻璃搅拌器，酸碱混合后可用温度计轻轻搅拌
D．完成一次中和反应热测定实验，温度计需要使用2次，分别用于测混合液的初始温度和反应最高温度
【答案】A
【解析】A．醋酸溶液为弱酸溶液，电离需要吸热，和NaOH溶液反应测定中和热数值偏低，A正确；
B．中和热测定实验成败的关键是保温隔热，大小烧杯之间填满碎纸条的作用是减少实验过程中的热量损失，B错误；
C．温度计为计量仪器，不能用于搅拌，C错误；
D．中和热的测定中，需要测出反应前酸溶液的温度，测反应前碱溶液的温度，混合反应后测最高温度，所以完成一次中和反应热测定实验，总共需要测量3次，D错误；
故选A。
5．（24-25高二上·甘肃酒泉·期末）下列说法不正确的是
A．图甲表示该反应 ，化学反应体系从环境中吸收热量
B．图乙可知物质聚集状态改变， 焓也改变
C．图丙表示反应 的能量变化示意图
D．图丁可判断 ，石墨比金刚石稳定
【答案】C
【解析】A．由图甲可知：生成物的焓大于反应物的焓，正反应吸热，该反应ΔH＞0，化学反应体系从环境中吸收热量，故A正确；
B．由图乙可知：水的状态不同焓不同，物质聚集状态改变，焓也改变，故B正确；
C．断开化学键所吸收，形成化学键所释放的能量，图丙所示错误，故C错误；
D．由图丁可知：该反应放热，焓变为负值，ΔH1>ΔH2；金刚石的能量大于石墨，石墨比金刚石稳定，故D正确；
故选：C。
6．（24-25高二上·甘肃·期末）已知25℃、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别如下：


据此判断，下列说法正确的是
A．由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低
B．由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高
C．由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低
D．由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高
【答案】A
【解析】由石墨、金刚石燃烧的热化学方程式：
① ；
② ，
利用盖斯定律将热化学方程式“①-②”，整理可得： ，
则由石墨制备金刚石是吸热反应，等质量时，石墨的能量低于金刚石，所以石墨比金刚石更稳定，A合理；
答案选A。
7．（23-24高二上·云南曲靖·期中）甲醛是一种重要的化工产品，可利用甲醇催化脱氢制备。甲醛与气态甲醇转化的能量关系如图所示。
（1）甲醇催化脱氢转化为甲醛的反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。
（2）过程Ⅰ与过程Ⅱ的反应热是否相同？ ，原因是 。
（3）该反应的焓变ΔH= kJ·mol-1。
【答案】（1）吸热
（2）相同 化学反应的热效应仅与初始状态有关，与反应路径无关
（3）E2－E1
【解析】（1）由图可知，反应物总能量小于生成物总能量，则甲醇催化脱氢转化为甲醛的反应是吸热反应；
（2）反应热取决于反应物和生成物的总能量的大小，与起始状态和反应的最终状态有关，而与反应的途径无关，则过程Ⅰ与过程Ⅱ的反应热相同；
（3）该反应的焓变ΔH=生成物总能量-反应物总能量= E2－E1。
8．化学反应在发生物质变化的同时伴随有能量的变化，是人类获取能量的重要途径，而许多能量的利用与化学反应中的能量变化密切相关。
（1）H2+Cl2=2HCl的反应过程如图所示：
①根据如图填写下表：
化学键 断裂或形成1mol化学键时能量变化 反应中能量变化
Cl-Cl 吸收243kJ 共吸收679kJ
H-H 吸收436kJ
H-Cl 放出431kJ 共放出 kJ
②该反应为 反应(填“放热”或“吸热”)。
（2）硅是太阳能电池的重要材料。工业冶炼纯硅的原理是：
粗硅冶炼：(a)SiO2+2CSi+2CO↑；
精炼硅：(b)Si+3HClSiHCl3+H2；
(c)SiHCl3+H2Si+3HCl
化学反应与能量变化如图所示，回答下列问题：
①(a)是 反应，(b)是 反应；(c)是 反应(填“吸热"或“放热”)。
②反应(b)破坏反应物中的化学键所吸收的能量 (填“大于”或“小于”)形成生成物中化学键所放出的能量。
【答案】（1）862 放热
（2）吸热 放热 吸热 小于
【解析】（1）
①形成H-Cl键共放出431+431=862kJ热量。
②根据放出和吸收热量数值的比较，可知该反应为放热反应。
（2）
①根据反应物的总能量高于生成物的总能量为放热反应，反应物的总能量低于生成物的总能量为吸热反应，由化学反应与能量变化图可知，(a)是吸热反应，(b)是放热反应，(c)是吸热反应。
②反应(b)是放热反应，所以破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量。
9．(一)用50mL 0.50mol L﹣1的盐酸与50mL 0.55mol L﹣1的氢氧化钠溶液在如图所示的装置中进行中和反应，通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热．回答下列问题．
（1）烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是 ．
（2）环形玻璃搅拌棒能否用环形铜质搅拌棒代替？ (填“能”或“不能”)，其原因是 ．
（3）理论上稀强酸、稀强碱反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量，写出表示稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应的中和热的热化学方程式： ．
(二)如图所示，把试管放入盛有25℃时饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管滴入5mL盐酸于试管中。试回答下列问题：
（4）实验中观察到的现象是 。
（5）产生上述现象的原因是 。
（6）写出有关反应的离子方程式 。
（7）由实验推知，MgCl2溶液和H2的总能量 (填“大于”、“小于”或“等于”)镁片和盐酸的总能量。
【答案】 减少实验过程中的热量损失 不能 铜质搅拌棒易传热，散发热量，会使测出的温度偏低，所得中和热的测定值比理论值偏低； ΔH=-57.3kJ/mol 镁片上有大量气泡产生，镁片逐渐溶解，烧杯中有晶体析出 镁与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，Ca(OH)2在水中的溶解度随温度升高而减小，故析出Ca(OH)2晶体 Mg+2H+=Mg2++H2 小于
【解析】(一)（1）测定中和热要在绝热容器中进行，采用简易装置时，烧杯间填满碎泡沫塑料，其作用是减少实验过程中的热量损失；
（2）环形玻璃搅拌棒用于使酸碱充分混合、充分反应，不能用环形铜质搅拌棒代替，原因是：铜质搅拌棒易传热，散发热量，会使测出的温度偏低，所得中和热的测定值比理论值偏低；
（3）表示中和热的离子方程式为： ；则表示稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应的中和热的热化学方程式： ΔH=-57.3kJ/mol；
(二)（4）实验中试管内镁和盐酸反应，观察到的现象是镁片上有大量气泡产生，镁片逐渐溶解，而烧杯中有晶体析出或变浑浊；
（5）产生上述现象的原因是：镁与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，Ca(OH)2在水中的溶解度随温度升高而减小，故原饱和溶液转变为过饱和溶液，析出Ca(OH)2晶体；
（6）镁和盐酸反应生成氯化镁和氢气，离子方程式为：Mg+2H+=Mg2++H2；
（7）放热反应中，生成物的总能量低于反应物的总能量，镁和盐酸反应是放热反应，则MgCl2溶液和H2的总能量小于镁片和盐酸的总能量。
10．用如下图所示的装置测定中和反应反应热。实验药品：100mL0.50mol/L盐酸、50mL0.50mol/LNaOH溶液、50mL0.50mol/L氨水。
已知：弱碱电离时吸热。
（1）从实验装置上看，还缺少 ，装置中隔热层的作用是 。
（2）某同学利用上述装置做实验测得反应热偏大，可能的原因是___________。
A．测完盐酸的温度直接测碱溶液温度 B．做该实验时室温较高
C．杯盖未盖严 D．碱溶液一次性迅速倒入
（3）若改用如下图所示的简易热量计来测量反应热，下列关于简易热量计的说法错误的是___________。
A．仪器应无裂隙 B．可用温度计测温
C．具备保温、隔热性能 D．只能用磁子搅拌反应液
（4）将浓度为0.5mol/L的酸溶液和0.55mol/L的碱溶液各25mL混合(溶液密度均为1g/mL)，生成的溶液的比热容，测得温度如下：
反应物 起始温度/℃ 最高温度/℃
甲组(HCl+NaOH) 20.0 23.3
乙组() 20.0 23.1
①两组实验结果存在差异的原因是 。
②的 (保留一位小数)。
【答案】（1）玻璃搅拌器 隔热保温，减少热量散失
（2）AC
（3）D
（4）是弱碱，电离吸热
【解析】（1）从实验装置上看，还缺少玻璃搅拌器，装置中隔热层的作用是隔热保温，减少热量散失；
（2）A．测完盐酸的温度直接测碱溶液温度，起始温度偏高，反应热偏大，A符合；
B．做该实验时室温较高，对结果无影响，B不符合；
C．杯盖未盖严，热量散失较多，反应热偏大，C符合；
D．碱溶液一次性迅速倒入，对结果无影响，D不符合；
故选AC；
（3）A．仪器应无裂隙，减少热量散失，A正确；
B．简易热量计可用温度计测温，B正确；
C．简易热量计具备保温、隔热性能，C正确；
D．可以用玻璃搅拌器，D错误；
故选D；
（4）①两组实验结果存在差异的原因是是弱碱，电离吸热；
②≈。
1．将V1mL 1.0 mol L-1NaOH 溶液和V2mL未知浓度的HCl溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如下图所示(实验中始终保持V1+V2=50 mL)。下列叙述正确的是
A．做该实验时环境温度为 22℃
B．该实验表明热能可以转化为化学能
C．HCl 溶液的浓度约是 1.5 mol L-1
D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应
【答案】C
【解析】A．由图可知，温度为 22℃时，已经加入了5mLNaOH 溶液，而中和反应为放热反应，则该实验开始温度低于22℃，故A错误；
B．由图可知该反应是一个放热反应，表明化学能可以转化为热能，故B错误；
C．由图可知，NaOH 溶液体积为30mL时，溶液温度最高，说明NaOH 溶液和HCl溶液恰好完全反应，由V1+V2=50 mL可知HCl溶液的体积为20mL，由反应方程式可知V1c(NaOH)= V2c(HCl)，解得c(HCl)为1.5 mol L-1，故C正确；
D．八水合氢氧化钡与氯化铵反应有水生成，该反应是吸热反应，故D错误；
故选C。
2．我国科研人员提出了由和转化为高附加值产品的催化反应历程，该历程示意图如下所示。
下列说法不正确的是
A．该反应的原子利用率为
B．过程中有键发生断裂
C．①②的过程放出能量，形成了非极性键
D．该反应中没有元素化合价发生变化
【答案】D
【分析】从图中可以看出，CH4选择性活化，断裂C-H键，甲烷分子中的C原子、断键后产生的H原子与催化剂形成共价键；CO2中的C原子与甲基中的C原子间相互接近并形成C-C键；夺氢后H原子与催化剂间的共价键断裂，并形成O-H共价键，回答问题；
【解析】A．该反应总反应为CH4+CO2→CH3COOH，原子利用率为100%，该选项正确，A不符合题意；
B．由分析可知，该反应中有C-H极性键的断裂，该选项正确，B不符合题意；
C．根据图像可知①→②过程放出能量且形成了碳碳单键，而碳碳单键属于非极性键，该选项正确，C不符合题意；
D．甲烷中碳元素-4价，乙酸分子甲基上的碳-3价，羧基上的碳+3价，该选项错误，D符合题意；
故选D。
3．（23-24高二上·浙江宁波·期末）一定条件下，与发生加成反应有①、②两种可能，反应进程中能量变化如图所示。下列说法正确的是
A．生成等物质的量 比吸收的热量更多
B．反应刚开始时，产物中的比例更大
C．适当提高反应温度，可以提高产物中的比例
D．反应①、反应②对应生成物的总键能相同
【答案】C
【解析】A．焓变在给定反应中，只与始态和终态有关，与中间状态无关，根据图像可知，两个反应均为放热反应，生成等物质的量 CH3CHClCH3( g)比CH3CH2CH2Cl(g)放出的热量更多，故A错误；
B．反应②的活化能比反应①的活化能低，化学反应速率快，因此相同条件下，CH3CHClCH3( g)的生成速率大于CH3CH2CH2Cl(g)，反应刚开始时，产物中CH3CHClCH3( g)比例更大，故B错误；
C．生成CH3CHClCH3( g)时焓变更小，升温时产生的逆向移动效应更明显，相对CH3CH2CH2Cl(g)生成率更大，升高温度，平衡逆向进行，可以提高CH3CH2CH2Cl(g)的比例，故C正确；
D．反应的焓变反应物的总键能-生成物的总键能，两个反应反应物相同，，则反应②对应生成物的总键能更大，故D错误；
故答案为C。
4．（23-24高三上·广东汕尾·期末）化学反应常伴随热效应。某实验小组同学研究反应热的测定，反应体系中热量变化用公式计算。
Ⅰ.中和热的测定
（1）小组同学用如图所示装置进行中和热测定，该装置缺少的仪器是 。
（2）采用50mL稀盐酸与50mL溶液混合，常温下该混合溶液中由水电离的= (忽略混合后溶液体积的变化)。稍过量的原因是 。
Ⅱ.用作图法测定中和热及溶液浓度
查阅资料：保持反应溶液不变，减小，增大，与成直线关系。
实验过程：改变约盐酸及溶液的体积，将酸、碱溶液混合，准确测定出温度变化如下表所示。
实验次序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
/mL 50.0 45.0 40.0 35.0 30.0 25.0 20.0 15.0 10.0 5.0
/mL 0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0
/℃ 0 1.2 2.5 3.8 5.1 5.7 4.8 3.6 2.4 1.2
数据分析：以为横坐标，为纵坐标，将1~5及6~10次实验数据分别作直线，延伸两直线交于一点，交点处。
（3）两条直线交点处，则 (填“>”“<”或“=”)5.7.计算出盐酸的浓度= (保留两位小数)。计算中和热= (列出计算式即可，用含的式子表示，取，取，忽略水以外的物质吸收的热量以及混合后溶液体积的变化)。
Ⅲ.验证盖斯定律及测定电离焓
实验试剂：盐酸、溶液、蒸馏水、固体。
每组实验均做3组，取的平均值得到下列表格：
实验序号 实验项目(混合物质组合) V (盐酸)/mL V (溶液)/mL V ()/mL (固体)/g /℃ /()
1 溶液与盐酸 50 50 0 0
2 固体与蒸馏水 0 0 V m
3 固体与盐酸 100 0 0 1.1
（4）补充表格中数据：V= ，m= 。
（5）实验结论：测得实验数据，通过计算得出≈ (用含和的式子表示)，即可验证盖斯定律。
（6）根据上述验证实验原理，结合实验1的中和热，设计实验测定醋酸电离()的焓变，该实验方案为 。
【答案】（1）玻璃搅拌器
（2） 使盐酸反应更充分
（3）> 0.95
（4）100 1.1
（5）
（6）将50mL的醋酸及50mL溶液混合测定中和热，根据盖斯定律可得醋酸的电离焓
【解析】（1）在测定中和热的实验中，均匀搅拌是非常重要的，因此，缺少的仪器是玻璃搅拌器，故答案为玻璃搅拌器；
（2）50mL稀盐酸与50mL溶液混合，混合溶液中过量，使盐酸反应更充分，此时，抑制水的电离，常温下该混合溶液中由水电离的=；故答案为；使盐酸反应更充分；
（3）
将1~5及6~10次实验数据分别作直线为，由图可知，交点处对应的温度应>5.7°C；保持反应溶液不变，交点处，此时酸与碱恰好1:1反应，则，，根据所以；中和热是以生成1 mol H2O所放出的热量来测定的，根据，kJ，则；故答案为>；0.95；；
（4）根据控制变量法，V应为100mL，这是实验所需的溶液体积；m应为1.1g，这是实验中使用的固体质量；故答案为100；1.1；
（5）根据实验数据，通过计算可得实验1的中和热与实验2和实验3的热效应相加应当相等，从而验证盖斯定律；所以测得实验数据t3≈t1+t2，通过计算得出ΔH3≈ΔH1+ΔH2即可验证盖斯定律；故答案为；
（6）醋酸电离()的焓变为，将50mL的醋酸及50mL溶液混合测定中和热，根据盖斯定律可得醋酸的电离焓，故答案为将50mL的醋酸及50mL溶液混合测定中和热，根据盖斯定律可得醋酸的电离焓。
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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