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第1课时　反应热　焓变
学习目标
1.知道内能是体系内物质的各种能量的总和，受温度、压强、物质的聚集状态的影响。 2.认识化学能与热能的相互转化，恒温恒压条件下化学反应的反应热可以用焓变表示。 3.能辨识化学反应中的能量转化形式，能解释化学变化中能量变化的本质。
知识点一　反应热及其测定
1.反应热
（1）体系（系统）与环境（以研究盐酸与NaOH溶液的反应为例）
（2）反应热
①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。
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。
③反应热的测定方法：通过　量热计　直接测定。
【教材挖掘】
教材中叙述了反应热的概念，浓硫酸溶于烧杯中的水时，用手触摸烧杯外壁，可感觉到有明显的热量放出，该过程中放出的热量属于反应热吗？为什么？
提示：不属于。浓硫酸溶于水不是化学变化，所以放出的热量不属于反应热。
2.中和反应反应热的测定
Ⅰ.测定实验
（1）实验原理
用温度计测定一定量的盐酸和NaOH溶液在反应前后的温度变化，根据有关物质的比热容等来计算反应热。
反应热计算公式：Q＝mcΔt
Q：中和反应放出的热量；
m：反应混合液的质量；
c：反应混合液的比热容；
Δt：反应前后溶液温度的差值。
（2）实验装置
（3）实验步骤
（4）数据处理
实验次数 1 2 3
反应物的 温度/℃ 盐酸 25.0 24.9 25.6
NaOH溶液 25.2 25.1 25.4
反应前体系的温度 t1/℃ 25.1 25.0 25.5
反应后体系的温度 t2/℃ 28.5 28.3 29.0
温度差 （t2－t1）/℃ 　3.4　 　3.3　 　3.5　
平均温度差 ℃ 3.4
盐酸、氢氧化钠溶液为稀溶液，其密度近似地认为都是1 g·cm－3，反应后生成的溶液的比热容c＝4.18 J·g－1·℃－1。反应放出的热量Q＝（m1＋m2）·c·（t2－t1）≈　1.42　kJ，生成1 mol H2O放出的热量为＝　　 kJ＝　56.8　kJ。
（5）实验结论
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。
Ⅱ.测定实验中注意问题归纳
（1）所用装置要尽可能做到保温、隔热；实验操作时动作要快，尽量减少热量的损失。
（2）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。
（3）测量盐酸的温度后，要将温度计上的酸用水冲洗干净后，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）测量中和热的实验中不能用弱酸或弱碱，因为弱酸、弱碱电离时吸收热量，会使测得的热量数值偏低。
（5）在25 ℃和101 kPa下，强酸的稀溶液和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，与测定时强酸或强碱的种类、用量无关。
Ⅲ.问题探究
（1）装置中的玻璃搅拌器能否用金属（不与酸、碱反应）搅拌器代替？
提示：不能。金属搅拌器易导热，造成实验过程中热量损失。
（2）实验中为何使用0.55 mol·L－1 NaOH溶液，而不是0.50 mol·L－1 NaOH溶液？
提示：碱过量，有利于盐酸快速、完全反应，减少实验过程中的能量损失，提高测定结果的准确性。
（3）若用NaOH固体代替NaOH溶液，使测得反应热的数值　　（填“偏大”“偏小”或“无影响”，下同）；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　　。
提示：偏大　偏大。NaOH固体溶于水时放热，使测得的反应热的数值偏大；若用稀硫酸和稀Ba（OH）2溶液测定中和反应的反应热，生成BaSO4沉淀时还会多放出一部分热量，使所测反应热的数值偏大。
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）对于在试管中进行的锌与稀硫酸反应，试管和稀硫酸可看作环境。（　×　）
（2）化学变化中的能量变化都是化学能与热能间的相互转化。（　×　）
（3）中和反应反应热的测定实验中，应将50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液分多次倒入小烧杯。（　　×）
（4）中和反应反应热的测定实验中，测定盐酸后的温度计没有冲洗干净，立即测NaOH溶液的温度，测得的反应热不变。（　×　）
2.50 mL 1.0 mol·L－1盐酸与50 mL 1.1 mol·L－1氢氧化钠溶液在如图所示装置中进行中和反应，并通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和反应反应热。
请回答下列问题：
（1）外壳和内筒间隔热层的作用是减少热量损失。
（2）外壳上如不加盖杯盖，对求得中和热数值的影响是偏低（填“偏高”“偏低”或“无影响”）。
（3）如果改用60 mL 1.0 mol·L－1盐酸跟50 mL 1.1 mol·L－1氢氧化钠溶液进行反应，则与上述实验相比，所放热量增加（填“增加”“减少”或“不变”），理由是反应消耗的酸、碱增多，放出热量增加；
所求中和反应反应热数值不变（填“增加”“减少”或“不变”），理由是中和反应反应热是指稀强酸溶液与稀强碱溶液发生中和反应生成1 mol H2O（l）时放出的热量，与酸、碱的用量无关。
解析：中和反应反应热测定实验，一是要防止热量损失，如外壳上加盖杯盖、外壳和内筒口要相平、外壳和内筒间加隔热层、用玻璃搅拌器搅拌而不能用金属搅拌器搅拌、实验时动作要迅速等；二是酸、碱溶液浓度宜小不宜大，温度计读数要准确等。加过量碱溶液可使酸完全反应，碱过量对中和反应反应热测定没有影响。
知识点二　反应热与焓变
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，符号为　U　。
2.焓、焓变与反应热
（1）焓（符号为　H　）：与内能有关的物理量。
（2）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、吸热反应
反应 类型 放热反应 吸热反应
图像
焓变 （ΔH） 体系向环境释放能量，反应体系的焓减小，ΔH为　负值　，即ΔH　＜　0 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
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与CO2的反应、C与H2O（g）的反应等
提醒：物质具有的能量或焓越低，越稳定。
3.从微观角度认识反应热
（1）实例
已知：H2（g）＋Cl2（g）2HCl（g）（25 ℃、101 kPa下）的能量变化如下图，计算该反应的反应热。
断裂1 mol H—H、Cl—Cl吸收的总能量是　679 kJ　，形成2 mol H—Cl放出的能量是　862 kJ　。由此判断该反应的ΔH＝　－183 kJ·mol－1　。
结论：化学反应中能量变化的主要原因是　化学键断裂和形成时的能量变化　。
【思考】　H2（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？
提示：相同。化学反应的焓变与反应条件无关。
　（2）从键能的角度理解吸热反应与放热反应
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）焓变和反应热虽然说法不同，但意义完全相同。（　×　）
（2）化学反应一定伴随能量的变化。（　√　）
（3）吸热反应的ΔH＜0，放热反应的ΔH＞0。（　×　）
（4）在一个化学反应中，当反应物总焓大于生成物的总焓时，ΔH为正值。（　×　）
2.（教材改编题）已知N≡N的键能是945 kJ·mol－1，H—H的键能是436 kJ·mol－1， N—H的键能是391 kJ·mol－1，则N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）的ΔH为（　　）
A.－93 kJ·mol－1 B.－208 kJ·mol－1
C.＋93 kJ·mol－1 D.＋208 kJ·mol－1
解析：A　反应热＝反应物的总键能－生成物的总键能，依据数据可知，反应热＝（945＋3×436）kJ·mol－1－6×391 kJ·mol－1＝－93 kJ·mol－1，因此ΔH＝－93 kJ·mol－1。
3.已知H2（g）＋O2（g）H2O（g），反应过程中能量变化如图所示，则：
（1）a、b、c分别代表什么意义？
a旧键断裂吸收的能量；
b新键形成放出的能量；
c　反应热。
（2）该反应是放热（填“吸热”或“放热”）反应。ΔH＜（填“＞”或“＜”）0。
解析：（1）H2（g）和O2（g）与2H（g）和O（g）之间的能量差是H2（g）→2H（g）和O2（g）→O（g）过程中断开H—H和OO需吸收的能量，所以a代表旧键断裂吸收的能量，b代表2H（g）＋O（g）结合成H2O（g）中的氢氧键所放出的能量，c则代表反应物总能量与生成物总能量之差，即a－b，即反应热。
（2）由题图可知，该反应中反应物总能量高于生成物总能量，为放热反应，ΔH＜0。
归纳总结
（1）放热反应与吸热反应取决于反应物和生成物总能量的相对大小，与反应条件无必然关系。
（2）反应热ΔH的计算方法
①ΔH＝反应物断键吸收的总能量－生成物成键释放的总能量。
②ΔH＝生成物所具有的总能量－反应物所具有的总能量。
1.下列有关焓变与反应热的说法，正确的是（　　）
A.反应热和焓变的单位都是kJ
B.如果反应是在恒温恒压条件下进行的，此时的反应热与焓变相等
C.如果反应是在恒温恒容条件下进行的，此时的反应热与焓变相等
D.任何化学反应的反应热均可通过实验直接测定
解析：B　反应热和焓变的单位都是kJ·mol－1，A错误；在恒温恒压条件下，ΔH（焓变）数值上等于反应热，B正确，C错误；有些反应的反应热不能通过实验直接测定，如C不完全燃烧生成CO，D错误。
2.下列反应既是氧化还原反应，又符合如图所示的能量关系的是（　　）
A.铝片与稀硫酸反应
B.Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl反应
C.氢气在O2中的燃烧反应
D.灼热的炭与CO2反应
解析：D　题图中反应物的总能量低于生成物的总能量，为吸热反应。A项，铝片与稀硫酸的反应为放热反应，不符合题意；B项，Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl的反应不是氧化还原反应，不符合题意；C项，氢气在O2中的燃烧反应为放热反应，不符合题意；D项，灼热的炭与CO2的反应为吸热反应且为氧化还原反应，符合题意。
3.（2025·海南文昌中学高二期中）某小组利用50 mL 0.50 mol·L－1盐酸和50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液测定中和反应的ΔH，装置如图所示。下列叙述正确的是（　　）
A.可用铜质搅拌器代替玻璃搅拌器
B.搅拌时上下移动玻璃搅拌器
C.盐酸倒入内筒时有少量溅出不影响实验结果
D.计算中和反应的反应热时，应根据NaOH的量计算
解析：B　铜具有良好的导热性，若用铜质搅拌器会导致热量损失，A错误；搅拌可加快酸和碱反应，使用玻璃搅拌器搅拌时不能旋转搅拌，应上下移动搅拌，B正确；盐酸倒入内筒时有少量溅出，导致反应物损失，则放出的热量会减少，所测中和反应反应热偏大，C错误；用50 mL 0.50 mol·L－1盐酸和50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液反应，NaOH过量，HCl完全反应，选择HCl的量进行计算，D错误。
4.化学反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）的能量变化如图所示，请回答下列问题：
（1）图中A、C分别表示1 mol N2（g）和3 mol H2（g）的总能量、2 mol NH3（g）的总能量，反应放出（填“吸收”或“放出”）能量。
（2）反应过程中断裂的化学键为1 mol N≡N和3 mol H—H，吸收（填“吸收”或“放出”）的能量为E1；形成的化学键为6 mol N—H，放出（填“吸收”或“放出”）的能量为E3。
（3）E2＝A—C或E3－E1（用A、C或E1、E3表示）。
解析：（1）根据示意图可知，图中A表示1 mol N2（g）和3 mol H2（g）的总能量，C表示2 mol NH3（g）的总能量，反应物总能量高于生成物总能量，因此反应放出能量。
（2）化学反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g），因此反应过程中断裂的化学键为1 mol N≡N和3 mol H—H，断键吸热，则吸收的能量为E1；形成的化学键为6 mol N—H，成键放热，则放出的能量为E3。
（3）根据以上分析结合示意图可知E2＝A－C或E3－E1。
题组一　反应热及其测定
1.（2024·浙江名校联盟高二联考）在试管中进行的盐酸与NaOH溶液之间的反应，属于环境的是（　　）
A.盐酸 B.NaOH溶液
C.发生的反应 D.试管
解析：D　环境是与体系相互影响的其他部分，如盛溶液的试管和溶液之外的空气等看作环境。
2.为了测定中和反应反应热，计算时至少需要的数据是（　　）
①酸的浓度和体积　②反应后溶液的质量　③比热容　④碱的浓度和体积　⑤生成水的物质的量
⑥反应前后溶液温度　⑦操作所需的时间
A.①②③⑥ B.①③④⑥
C.③④⑤⑥ D.全部
解析：B　根据反应热的计算公式ΔH＝－＝－可知，酸碱反应的中和热计算时，至少需要的数据有：比热容（c）、酸的浓度和体积、碱的浓度和体积、反应前后溶液温度，根据酸的浓度和体积、碱的浓度和体积获得反应后溶液的质量和生成水的物质的量，根据反应前后的温度获得反应前后温度变化Δt。
3.（教材拓展题）如图所示的简易量热计可用于测定中和反应的反应热，内筒盛有一定量的盐酸和氢氧化钠溶液。下列有关实验的描述正确的是（　　）
A.M的材质不影响实验结果，如玻璃、塑料或铁丝都可以
B.实验过程中，将量筒中的NaOH溶液缓慢倒入盛有盐酸的量热计内筒中
C.实验过程中需记录体系的最高温度
D.实验中如果用同体积同浓度的醋酸代替盐酸，测得的反应热数值不变
解析：C　铁质搅拌器会使热量散失，同时与酸反应，导致实验结果不准确，A项错误；为防止热量的损失，实验过程中，将量筒中的NaOH溶液迅速倒入盛有盐酸的量热计内筒中，B项错误；把酸、碱溶液混合后，用搅拌器匀速搅拌，并记录体系的最高温度，C项正确；用弱酸代替时，由于弱酸的电离会吸热，从而使放出的热量偏小，D项错误。
题组二　反应热与焓变
4.（2025·安徽高二联考）《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：B　“尽发炎火”说明为放热的反应；燃烧、铝热反应、酸碱中和为放热反应，碳酸钙高温分解为吸热反应。
5.（鲁科版习题）甲烷燃烧反应能提供能量是因为（　　）
A.甲烷的能量高
B.生成物分子形成化学键释放能量
C.破坏反应物分子化学键所吸收的能量小于形成生成物分子化学键所释放的能量
D.破坏反应物分子化学键所吸收的能量大于形成生成物分子化学键所释放的能量
解析：C　甲烷燃烧发生的是放热反应，反应过程中破坏反应物中化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所释放的能量，反应放出热量，选C。
6.根据键能数据计算CH4（g）＋4F2（g）CF4（g）＋4HF（g）的反应热（ΔH）为（　　）
化学键 C—H C—F H—F F—F
键能/（kJ·mol－1） 414 489 565 155
A.－1 940 kJ·mol－1 B.＋1 940 kJ·mol－1
C.－485 kJ·mol－1 D.＋485 kJ·mol－1
解析：A　ΔH＝反应物键能之和－生成物键能之和，可得ΔH＝[（414×4＋155×4）－（489×4＋565×4）]kJ·mol－1＝－1 940 kJ·mol－1。
题组三　能量变化图像
7.已知H2O2在催化剂作用下分解速率加快，其能量随反应进程的变化如图所示。下列说法错误的是（　　）
A.H2O2分解属于放热反应
B.反应物的总能量高于生成物的总能量
C.H2O2的稳定性比H2O小
D.加入催化剂，减少了反应所放出的热量
解析：D　由题图可知，1 mol H2O2的总能量比1 mol H2O和 mol O2的能量之和高，能量越高越不稳定，故H2O2的稳定性比H2O小，H2O2分解属于放热反应；有无催化剂，反应物和生成物的总能量都相同，所以加入催化剂不改变反应所放出或吸收的热量。
8.（2025·黑龙江龙东联盟高二检测）反应M＋ZQ（ΔH＜0）分两步进行：①M＋ZX（ΔH＞0），②XQ（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（　　）
解析：D　M＋ZQ（ΔH＜0）是放热反应，M和Z的能量之和大于Q；由①M＋ZX（ΔH＞0）可知这步反应是吸热反应，则M和Z的能量之和小于X；由②XQ（ΔH＜0）是放热反应，故X的能量大于Q，只有D符合题意。
9.（鲁科版改编题）一定温度下H2（g）与I2（g）反应生成HI（g），反应的能量变化如图所示。以下对该反应体系的描述中，正确的是（　　）
A.反应物的总能量比生成物的总能量高13 kJ
B.反应物的总能量比生成物的总能量低13 kJ
C.反应物的总能量比生成物的总能量低
D.反应物化学键中储存的总能量比生成物化学键中储存的总能量相等
解析：A　根据图示，反应物的总能量比生成物的总能量高13 kJ，A正确，B错误；反应放热，反应物的总能量比生成物的总能量高，C、D错误。
10.（教材改编题）根据如图所示的N2（g）和O2（g）反应生成NO（g）过程中的能量变化情况判断，下列说法正确的是（　　）
A.N2（g）和O2（g）反应生成NO（g）是放热反应
B.2 mol O原子结合生成O2（g）时需要吸收498 kJ能量
C.1 mol NO（g）分子中的化学键断裂时需要吸收632 kJ能量
D.2 mol N（g）和2 mol O（g）的总能量为1 444 kJ
解析：C　ΔH＝反应物的键能之和－生成物的键能之和，N2（g）＋O2（g）2NO（g）　ΔH＝946 kJ·mol－1＋498 kJ·mol－1－2×632 kJ·mol－1＝＋180 kJ·mol－1，反应是吸热反应，A错误；原子结合形成分子的过程是化学键的形成过程，是放热过程， 2 mol O原子结合生成O2（g）时需要放出498 kJ能量，B错误；形成2 mol NO放热2×632 kJ能量，所以1 mol NO（g）分子中的化学键断裂时需要吸收632 kJ能量，C正确；不能判断2 mol N（g）和2 mol O（g）的总能量，D错误。
11.（2025·福州高二期中）用50 mL 0.50 mol·L－1的盐酸与50 mL 0.55 mol·L－1的NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应反应热测量，回答下列问题：
（1）仪器A的名称为玻璃搅拌器，装置中还缺少的玻璃仪器是温度计。
（2）下列操作能使中和反应反应热测量的数值偏小的是BD（填字母）。
A.量取盐酸时仰视量筒
B.用温度计测量盐酸初始温度后未洗直接测碱溶液的温度
C.用50 mL 0.25 mol·L－1的硫酸代替稀盐酸进行实验
D.将NaOH溶液小心缓慢地倒入装盐酸的小烧杯中
（3）假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1.00 g·cm－3，又知中和反应后生成溶液的比热容c＝4.18 J·g－1·℃－1。为了计算中和反应反应热，某学生的实验记录数据如下：
实验 序号 反应前的温度/℃ 反应后体 系的温度 t2/℃
盐酸 氢氧化钠溶液 平均温度
1 25.1 25.3 25.2 28.4
2 24.8 24.9 24.9 28.5
3 25.0 25.0 25.0 28.2
依据该组实验数据，计算中和反应反应热的数值为53.5kJ·mol－1（结果保留一位小数）。
（4）实验中改用60 mL 0.25 mol·L－1的稀硫酸和60 mL 0.55 mol·L－1的NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量更多（填“更少”“更多”或“相等”），换算成生成1 mol H2O时放出的热量相等（填“偏大”“偏小”或“相等”）。
解析：（1）仪器A的名称为玻璃搅拌器，装置中还缺少温度计。（2）量取盐酸时仰视量筒，量取的盐酸的体积增大，测得的数值偏大，A错误；用温度计测量盐酸初始温度后未洗直接测碱溶液的温度，残留的酸会与碱反应放热，碱的起始温度高，温度差偏小，测得中和反应反应热的数值偏小，B正确；用50 mL 0.25 mol·L－1的硫酸代替稀盐酸进行实验，不影响实验数据，C错误；将NaOH溶液小心缓慢地倒入装盐酸的小烧杯中，会造成热量损失，测量中和反应反应热的数值偏小，D正确。 （3）50 mL 0.55 mol·L－1氢氧化钠与50 mL 0.50 mol·L－1盐酸进行中和反应，生成水的物质的量为0.05 L×0.50 mol·L－1＝0.025 mol，溶液的质量为100 mL×1 g·cm－3＝100 g，温度差分别为3.2 ℃、3.6 ℃、3.2 ℃，第2组数据相差较大，舍去，两次温度差平均值为Δt＝＝3.2 ℃，则生成0.025 mol水放出的热量为Q＝m·c·Δt＝100 g×4.18 J·g－1·℃－1×3.2 ℃＝1 337.6 J，即1.337 6 kJ，所以实验测得的中和反应反应热ΔH＝－≈－53.5 kJ·mol－1。（4）放出的热量和生成水的物质的量成正比，60 mL 0.25 mol·L－1的稀硫酸和60 mL 0.55 mol·L－1的NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，生成水的物质的量增多，所放出的热量更多；但中和反应反应热数值相等。
12.（2025·石家庄高二月考改编）（1）已知氮化硅陶瓷材料可由石英固体与焦炭颗粒在高温的氮气流中通过如下反应制得：SiO2＋C＋N2Si3N4＋CO（未配平）。该反应过程中的能量变化如图所示。
①该反应是放热反应（填“吸热反应”或“放热反应”），ΔH＜（填“＞”“＜”或“＝”）0。
②该反应过程中，断裂旧键吸收的热量＜（填“＞”“＜”或“＝”）形成新键释放的热量。
（2）已知单质硫在通常条件下以S8（斜方硫）的形式存在，而在蒸气状态时，含有S2、S4、S6及S8等多种同素异形体，其中S4、S6和S8具有相似的结构特点，其结构如图所示：
　
若已知SO2中硫氧键的键能为d kJ·mol－1，O2中氧氧键的键能为e kJ·mol－1，S8（s）＋O2（g）SO2（g）的反应热ΔH＝－a kJ·mol－1，则S8分子中硫硫键的键能为（2d－a－e）kJ·mol－1。
（3）已知相关共价键的键能数据如下表：
共价键 H—H C—H C—C CC
键能/（kJ·mol－1） 436 413 344 614
则CH3—CH3（g）CH2CH2（g）＋H2（g）的ΔH为＋120 kJ·mol－1。
解析：（1）①该反应过程中，反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应，ΔH＜0；②该反应为放热反应，故断裂旧键吸收的热量小于形成新键放出的热量。（2）设S8中硫硫键的键能为x kJ·mol－1，则－a kJ·mol－1＝×8×x kJ·mol－1＋e kJ·mol－1－2d kJ·mol－1，x＝2d－a－e。（3）反应CH3—CH3（g）CH2CH2（g）＋H2（g）的ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能＝344 kJ·mol－1＋6×413 kJ·mol－1－4×413 kJ·mol－1－614 kJ·mol－1 －436 kJ·mol－1＝＋120 kJ·mol－1。
1 / 2第1课时　反应热　焓变
学习目标
1.知道内能是体系内物质的各种能量的总和，受温度、压强、物质的聚集状态的影响。 2.认识化学能与热能的相互转化，恒温恒压条件下化学反应的反应热可以用焓变表示。 3.能辨识化学反应中的能量转化形式，能解释化学变化中能量变化的本质。
知识点一　反应热及其测定
1.反应热
（1）体系（系统）与环境（以研究盐酸与NaOH溶液的反应为例）
（2）反应热
①热量：指因　　　　不同而在体系与环境之间交换或传递的能量。
②反应热：在　　　　条件下，化学反应体系向环境释放或从环境吸收的　　　　，称为化学反应的热效应，简称反应热。
③反应热的测定方法：通过　　　　直接测定。
【教材挖掘】
教材中叙述了反应热的概念，浓硫酸溶于烧杯中的水时，用手触摸烧杯外壁，可感觉到有明显的热量放出，该过程中放出的热量属于反应热吗？为什么？
2.中和反应反应热的测定
Ⅰ.测定实验
（1）实验原理
用温度计测定一定量的盐酸和NaOH溶液在反应前后的温度变化，根据有关物质的比热容等来计算反应热。
反应热计算公式：Q＝mcΔt
Q：中和反应放出的热量；
m：反应混合液的质量；
c：反应混合液的比热容；
Δt：反应前后溶液温度的差值。
（2）实验装置
（3）实验步骤
（4）数据处理
实验次数 1 2 3
反应物的 温度/℃ 盐酸 25.0 24.9 25.6
NaOH溶液 25.2 25.1 25.4
反应前体 系的温度 t1/℃ 25.1 25.0 25.5
t2/℃ 28.5 28.3 29.0
温度差 （t2－t1）/℃
平均温度差 ℃
盐酸、氢氧化钠溶液为稀溶液，其密度近似地认为都是1 g·cm－3，反应后生成的溶液的比热容c＝4.18 J·g－1·℃－1。反应放出的热量Q＝（m1＋m2）·c·（t2－t1）≈　　　　kJ，生成1 mol H2O放出的热量为＝　　　 kJ＝　　　kJ。
（5）实验结论
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　　　　kJ的热量。
Ⅱ.测定实验中注意问题归纳
（1）所用装置要尽可能做到保温、隔热；实验操作时动作要快，尽量减少热量的损失。
（2）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。
（3）测量盐酸的温度后，要将温度计上的酸用水冲洗干净后，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）测量中和热的实验中不能用弱酸或弱碱，因为弱酸、弱碱电离时吸收热量，会使测得的热量数值偏低。
（5）在25 ℃和101 kPa下，强酸的稀溶液和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，与测定时强酸或强碱的种类、用量无关。
Ⅲ.问题探究
（1）装置中的玻璃搅拌器能否用金属（不与酸、碱反应）搅拌器代替？
（2）实验中为何使用0.55 mol·L－1 NaOH溶液，而不是0.50 mol·L－1 NaOH溶液？
（3）若用NaOH固体代替NaOH溶液，使测得反应热的数值　　　　（填“偏大”“偏小”或“无影响”，下同）；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　　　　。
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）对于在试管中进行的锌与稀硫酸反应，试管和稀硫酸可看作环境。（　　）
（2）化学变化中的能量变化都是化学能与热能间的相互转化。（　　）
（3）中和反应反应热的测定实验中，应将50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液分多次倒入小烧杯。（　　）
（4）中和反应反应热的测定实验中，测定盐酸后的温度计没有冲洗干净，立即测NaOH溶液的温度，测得的反应热不变。（　　）
2.50 mL 1.0 mol·L－1盐酸与50 mL 1.1 mol·L－1氢氧化钠溶液在如图所示装置中进行中和反应，并通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和反应反应热。
请回答下列问题：
（1）外壳和内筒间隔热层的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）外壳上如不加盖杯盖，对求得中和热数值的影响是　　　　（填“偏高”“偏低”或“无影响”）。
（3）如果改用60 mL 1.0 mol·L－1盐酸跟50 mL 1.1 mol·L－1氢氧化钠溶液进行反应，则与上述实验相比，所放热量　　　　（填“增加”“减少”或“不变”），理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；
所求中和反应反应热数值　　　　（填“增加”“减少”或“不变”），理由是　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
知识点二　反应热与焓变
1.内能
体系内物质的各种能量的总和，受温度、压强和　　　　　　 等影响，符号为　　　。
2.焓、焓变与反应热
（1）焓（符号为　　　　）：与内能有关的物理量。
（2）焓变
（3）反应热与焓变
在　　　　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、吸热反应
反应类型 放热反应 吸热反应
图像
焓变 （ΔH） 体系向环境释放能量，反应体系的焓减小，ΔH为　　　　，即ΔH　　　　0 体系从环境中吸收能量，反应体系的焓增大，ΔH为　　　　，即ΔH　　　　0
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与CO2的反应、C与H2O（g）的反应等
提醒：物质具有的能量或焓越低，越稳定。
3.从微观角度认识反应热
（1）实例
已知：H2（g）＋Cl2（g）2HCl（g）（25 ℃、101 kPa下）的能量变化如下图，计算该反应的反应热。
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＝　　　　。
结论：化学反应中能量变化的主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
【思考】　H2（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？
　（2）从键能的角度理解吸热反应与放热反应
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）焓变和反应热虽然说法不同，但意义完全相同。（　　）
（2）化学反应一定伴随能量的变化。（　　）
（3）吸热反应的ΔH＜0，放热反应的ΔH＞0。（　　）
（4）在一个化学反应中，当反应物总焓大于生成物的总焓时，ΔH为正值。（　　）
2.（教材改编题）已知N≡N的键能是945 kJ·mol－1，H—H的键能是436 kJ·mol－1， N—H的键能是391 kJ·mol－1，则N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）的ΔH为（　　）
A.－93 kJ·mol－1 B.－208 kJ·mol－1
C.＋93 kJ·mol－1 D.＋208 kJ·mol－1
3.已知H2（g）＋O2（g）H2O（g），反应过程中能量变化如图所示，则：
（1）a、b、c分别代表什么意义？
a　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；
b　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；
c　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）该反应是　　　　　（填“吸热”或“放热”）反应。ΔH　　　　　（填“＞”或“＜”）0。
归纳总结
（1）放热反应与吸热反应取决于反应物和生成物总能量的相对大小，与反应条件无必然关系。
（2）反应热ΔH的计算方法
①ΔH＝反应物断键吸收的总能量－生成物成键释放的总能量。
②ΔH＝生成物所具有的总能量－反应物所具有的总能量。
1.下列有关焓变与反应热的说法，正确的是（　　）
A.反应热和焓变的单位都是kJ
B.如果反应是在恒温恒压条件下进行的，此时的反应热与焓变相等
C.如果反应是在恒温恒容条件下进行的，此时的反应热与焓变相等
D.任何化学反应的反应热均可通过实验直接测定
2.下列反应既是氧化还原反应，又符合如图所示的能量关系的是（　　）
A.铝片与稀硫酸反应 B.Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl反应
C.氢气在O2中的燃烧反应 D.灼热的炭与CO2反应
3.（2025·海南文昌中学高二期中）某小组利用50 mL 0.50 mol·L－1盐酸和50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液测定中和反应的ΔH，装置如图所示。下列叙述正确的是（　　）
A.可用铜质搅拌器代替玻璃搅拌器
B.搅拌时上下移动玻璃搅拌器
C.盐酸倒入内筒时有少量溅出不影响实验结果
D.计算中和反应的反应热时，应根据NaOH的量计算
4.化学反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）的能量变化如图所示，请回答下列问题：
（1）图中A、C分别表示　　　　　　　、　　　　　　　，反应　　　　（填“吸收”或“放出”）能量。
（2）反应过程中断裂的化学键为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，　　　　（填“吸收”或“放出”）的能量为　　　　；形成的化学键为　　　　，　　　　（填“吸收”或“放出”）的能量为　　　　。
（3）E2＝　　　　或　　　　（用A、C或E1、E3表示）。
提示：完成课后作业　第一章　第一节　第1课时
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