資源簡介

(共52張PPT)
第1課時　反應熱　焓變
　
第一章　第一節　反應熱
1.知道內能是體系內物質的各種能量的總和，受溫度、壓強、物質 的聚集狀態的影響。
2.認識化學能與熱能的相互轉化，恒溫恒壓條件下化學反應的反應 熱可以用焓變表示。
3.能辨識化學反應中的能量轉化形式，能解釋化學反應中能量變化 的本質。變表
課程標準
任務一　反應熱及其測定
新知構建
1.體系與環境
以研究鹽酸與NaOH溶液的反應為例，我們將試
管中的鹽酸、NaOH溶液及發生的反應等看作一
個反應______，簡稱體系(又稱______)，盛溶液
的試管和溶液之外的空氣等看作______。
2.反應熱
因溫度不同而在體系與環境之間交換或傳遞的能量是______。
在等溫條件下，化學反應體系向環境______或從環境______的熱量，稱為化學反應的熱效應，簡稱________。
體系
系統
環境
熱量
釋放
吸收
反應熱
3.中和反應反應熱的測定
某同學根據課本的實驗獲得實驗數據如下表，請填寫下表中的空白，并思考以下問題。
溫度
實驗 　 起始溫度t1/℃ 終止溫度t2/℃ 溫度差(t2－t1)/℃ 溫度差平
均值/℃
鹽酸 NaOH溶液 平均值
1 26.2 26.0 26.1 29.5 3.4 ______
2 27.0 27.4 27.2 32.3 5.1
3 25.9 25.9 25.9 29.2 3.3
4 26.4 26.2 26.3 29.8 3.5
交流研討
3.4
提示：本實驗應先求終止溫度和起始溫度的差值，再取平均值，以便發現差別較大的數據。若某數據與其他數據相差太大，應舍去。
1.能否用濃硫酸代替鹽酸？對結果會產生什么影響？
提示：不能。濃硫酸溶解于水時放熱，所測數值會偏大。
2.能否將NaOH分多次倒入量熱計中？
提示：不能。操作時動作要快，盡量減少熱量的散失。
溫度
實驗 起始溫度t1/℃ 終止溫度
t2/℃ 溫度差(t2－t1)/℃ 溫度差平均值/℃
鹽酸 NaOH溶液 平均值
1 26.2 26.0 26.1 29.5 3.4 3.4
2 27.0 27.4 27.2 32.3 5.1
3 25.9 25.9 25.9 29.2 3.3
4 26.4 26.2 26.3 29.8 3.5
歸納總結
1.為了保證鹽酸完全被中和，采用稍過量的NaOH溶液。
2.測量完鹽酸的溫度后，溫度計應沖洗干凈并擦干。
3.酸、堿溶液一次迅速混合。　
應用評價
1.判斷正誤，錯誤的說明其原因。
(1)濃硫酸與NaOH溶液反應生成1 mol H2O(l)，放出的熱量為57.3 kJ。
________________________________________________________________________________________________________________________________
錯誤；因為濃硫酸稀釋要放熱，所以濃硫酸與NaOH溶液反應生成1 mol H2O(l)，放出的熱量大于57.3 kJ。
(2)同一中和反應中生成1 mol H2O(l)的反應熱與酸堿的用量有關。
________________________________________________________________________________________________________________________________
錯誤；同一中和反應中既然是生成1 mol H2O(l)的反應熱，酸堿的量就固定了。
(3)中和反應反應熱的測定實驗中的玻璃攪拌器換成銅質攪拌器效果更好。
________________________________________________________________
(4)中和反應反應熱的測定實驗中，應將50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液分多次倒入小燒杯。
________________________________________________________________________________________________________________________________
錯誤；銅質攪拌器的導熱性好，容易造成熱量損失，使測量結果偏小。
錯誤；中和反應反應熱的測定實驗中，應將50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液一次倒入小燒杯，避免熱量損失。
2.50 mL 0.50 mol·L－1的鹽酸與50 mL 0.55 mol·L－1的NaOH
溶液在如圖所示的裝置中進行中和反應。通過測定反應過程
中所放出的熱量可計算中和反應反應熱。回答下列問題：
(1)從實驗裝置上看，圖中尚缺少的一種玻璃儀器是____________。
(2)隔熱層的作用是___________________________。
(3)倒入NaOH溶液的正確操作是______(填字母)。
a.沿玻璃棒緩慢倒入
b.分三次少量倒入
c.一次迅速倒入
玻璃攪拌器
減少實驗過程中的熱量損失
c
(4)假設鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都是1 g·cm－3，又知中和反應后生成的溶液的比熱容c＝4.18 J·g－1·℃－1。為了計算中和反應反應熱，某學生的實驗記錄數據如下：
實驗
序號 反應物的溫度/℃ 反應前體系
的溫度t1/℃ 反應后體系
的溫度t2/℃
鹽酸 氫氧化鈉溶液
1 20.0 20.1 23.2
2 20.2 20.4 23.4
3 20.3 20.3 24.2
4 20.5 20.6 23.6
完成表格并依據該學生的實驗數據，計算該實驗中生成1 mol水時放出的熱量為________ kJ(結果保留一位小數)。
20.05
20.3
20.3
20.55
51.8
四次實驗(t2－t1)的值分別為3.15、3.1、3.9、3.05，第三次明顯偏大，舍棄，則最終溫度差平均值為第1、2、4組實驗的溫度差之和除以3，為
3.1，平均值代入公式 計算即可。
實驗
序號 反應物的溫度/℃ 反應前體系
的溫度t1/℃ 反應后體系
的溫度t2/℃
鹽酸 氫氧化鈉溶液
1 20.0 20.1 20.05 23.2
2 20.2 20.4 20.3 23.4
3 20.3 20.3 20.3 24.2
4 20.5 20.6 20.55 23.6
題后反思
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不考慮裝置的隔熱因素，能引起實驗誤差的因素有以下2個方面：
任務二　反應熱與焓變
新知構建
1.宏觀角度認識反應熱
(1)內能：體系內物質的各種______的總和，受溫度、壓強和物質的聚集狀態等影響。
(2)焓與焓變

注意：在等壓條件下進行的化學反應，其反應熱等于反應的焓變。
能量
生成物
反應物
kJ·mol-1
kJ/mol
H
(3)ΔH與吸熱反應和放熱反應

ΔH＝________總能量－________總能量。
生成物
反應物
交流研討
1.放熱反應不需要加熱就能反應，吸熱反應不加熱就不反應，對嗎？
提示：不正確。反應放熱還是吸熱，與反應物和生成物具有的能量有關，與加熱與否無必然關系。
2.做實驗時，假如吸熱反應和放熱反應都用到酒精燈，怎樣判斷該反應是吸熱反應還是放熱反應？放熱反應加熱的目的是什么？
提示：持續用酒精燈加熱，撤掉酒精燈反應就停止的反應是吸熱反應；開始用酒精燈加熱，反應開始后，撤去酒精燈仍能繼續反應的是放熱反應。放熱反應加熱的目的一般是加快反應速率。
2.微觀角度理解反應熱
H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的能量變化如下圖所示：

(鍵能：在25 ℃和101 kPa下，氣態分子中1 mol化學鍵解離成氣態原子所吸收的能量)，請同學們討論回答，該反應的焓變是多少？
提示：ΔH＝(436＋243) kJ·mol－1－(431＋431) kJ·mol－1＝－183 kJ·mol－1，ΔH＝反應物總鍵能－生成物總鍵能。
思維建模
化學反應的實質和特征

特別提醒：化學鍵斷裂和形成時的能量變化是化學反應中能量變化的主要原因。　　
應用評價
1.判斷正誤，錯誤的說明其原因。
(1)化學變化中的能量變化都是化學能與熱能間的相互轉化。
________________________________________________________________________________________________________________________________
(2)伴有能量變化的一定是化學反應。
________________________________________________________________
(3)加熱條件下發生的反應均為吸熱反應。
________________________________________________________________
(4)濃硫酸溶于水時，體系的溫度升高，該過程屬于放熱反應。
________________________________________________________________
錯誤；化學變化中的能量變化除了化學能與熱能間的相互轉化，還有與光能、電能等其他形式能的轉化。
錯誤；伴有能量變化的不一定是化學反應，還可能是物理反應。
錯誤；加熱條件下發生的反應也可以是放熱反應。
錯誤；該反應是物理變化，不是化學反應。
(1)a、b、c分別代表什么意義？
a：____________________；
b：___________________；
c：________。
(2)該反應是________(填“放熱”或“吸熱”)反應，ΔH____(填“>”或“<”)0。
舊鍵斷裂吸收的能量
新鍵形成放出的能量
反應熱
放熱
<
題后反思
1.ΔH＝H(生成物)－H(反應物)。
2.ΔH＝E(反應物的總鍵能)－E(生成物的總鍵能)。
3.ΔH>0為吸熱反應，ΔH<0為放熱反應。　
返回
隨堂演練
√
1.某同學通過實驗測出稀鹽酸和稀NaOH溶液(堿稍過量)中和反應的反應熱ΔH＝－52.3 kJ·mol－1，造成這一結果的原因不可能是
A.實驗裝置保溫、隔熱效果差
B.用量筒量取鹽酸時仰視讀數
C.分多次將NaOH溶液倒入小燒杯中
D.用測量鹽酸的溫度計直接測定NaOH溶液的溫度
若裝置保溫、隔熱效果差，會造成較多的熱量損失，測得的反應熱偏大，A項可能；仰視讀數時，實際量取的溶液體積多于應該量取的溶液體積，會導致放出的熱量變多，此種情況下測得的ΔH＜－57.3 kJ·mol－1，
B項不可能；C項操作會導致較多的熱量損失，C項可能；D項操作會導致測得的NaOH溶液的初始溫度偏高，最后計算出的反應放出的熱量比實際放出的熱量少，D項可能。
據條件知該反應是放熱反應，只有D項酸與堿發生的中和反應屬于放熱反應，而A、B、C三項均為吸熱反應。
√
2.下列反應中反應物總能量高于生成物總能量的是
A.二氧化碳與碳生成一氧化碳
B.碳與水蒸氣生成一氧化碳和氫氣
C.碳酸鈣受熱分解
D.鹽酸與氫氧化鈉溶液反應
3.化學反應A2(g)＋B2(g)===2AB(g)的能量變化如圖所示。下列有關敘述正確的是
A.每生成2 mol AB(g)吸收b kJ熱量
B.反應熱ΔH＝＋(a－b) kJ·mol－1
C.該反應中反應物的總能量高于生成物的總能量
D.斷裂1 mol A—A鍵和1 mol B—B鍵，放出a kJ能量
√
根據圖像可知，反應物的總能量低于生
成物的總能量，該反應是吸熱反應，每
生成2 mol AB(g)吸收(a－b) kJ熱量，
A、C兩項錯誤；根據反應熱等于生成
物總能量與反應物總能量的差值可知，
該反應熱ΔH＝＋(a－b) kJ·mol－1，B項正確；化學鍵斷裂吸收能量，D項錯誤。
4.鋁熱反應是以鋁粉和氧化鐵為主要反應物的放熱反應。當溫度超過1 250 ℃時，鋁粉劇烈氧化，燃燒而放出大量熱。這種放熱反應的溫度可達3 000 ℃以上。鋁熱反應非常迅速，作用時間短。加入硅鐵粉時，可使作用緩和，利于延長作用的時間。為用于澆注溫度為1 000～1 100 ℃左右的銅合金鑄件，可再加少量氧化劑，如硝酸鈉、硝酸鉀等；還可加入鎂作為點火劑，使其在較低溫度下發生化學反應。該反應經常用于焊接鋼軌，冶煉金屬。
(1)閱讀材料思考，該反應是吸熱反應還是放熱反應？放熱反應是否不需要加熱就能發生呢？
答案：鋁熱反應為放熱反應　鋁熱反應需要在高溫下引發，因此放熱反應有時也需要加熱才能發生。
(2)寫出鋁與氧化鐵反應的方程式，并用圖示表示反應物與生成物能量的相對大小。
答案：2Al＋Fe2O3　　　Al2O3＋2Fe
圖示：
=====
高溫
返回
課時測評
√
題點一　中和反應反應熱及其測定
1.已知中和熱的數值是57.3 kJ/mol。下列反應物混合時，產生的熱量等于57.3 kJ的是
A.1 mol/L稀HCl(aq)和1 mol/L稀NaOH(aq)
B.500 mL 2.0 mol/L的HCl(aq)和500 mL 2.1 mol/L的NaOH(aq)
C.500 mL 2.0 mol/L的CH3COOH(aq)和500 mL 2.0 mol/L的NaOH(aq)
D.1 mol/L稀CH3COOH(aq)和1 mol/L稀NaOH(aq)
只知道酸和堿的濃度，但是不知道溶液的體積，無法確定生成水的量的多少，也無法確定放熱多少，故A不符合題意；500 mL 2.0 mol/L的HCl(aq)的物質的量為2.0 mol/L×0.5 L＝1 mol，500 mL 2.1 mol/L的NaOH(aq)的物質的量為2.1 mol/L×0.5 L＝1.05 mol，NaOH(aq)過量，HCl(aq)完全反應，反應生成的水的物質的量是1 mol，放出的熱量是為57.3 kJ，故B符合題意；500 mL 2.0 mol/L的CH3COOH(aq)的物質的量為2.0 mol/L×0.5 L＝1 mol，500 mL 2.0 mol/L的NaOH(aq)的物質的量為2.0 mol/L×0.5 L＝
1 mol，反應生成的水的物質的量是1 mol，但是醋酸是弱酸，弱酸電離吸熱，放出的熱量小于57.3 kJ，故C不符合題意；只知道酸和堿的濃度，但是不知道溶液的體積，無法確定生成水的量的多少，也無法確定放熱多少，并且醋酸是弱酸，弱酸電離吸熱，故D不符合題意； 答案選B。
√
2.某同學設計如圖所示實驗，探究反應中的能量變化。

下列判斷正確的是
A.由實驗可知，(a)、(b)、(c)所涉及的反應都是放熱反應
B.將實驗(a)中的鋁片更換為等質量的鋁粉后釋放出的熱量有所增加
C.實驗(c)中將環形玻璃攪拌棒改為鐵質攪拌器，則測定數值偏低
D.若用NaOH固體代替NaOH溶液與鹽酸反應測定中和反應的反應熱，測定數值不變
金屬與酸的反應、中和反應為放熱反應，氫氧化鋇晶體和氯化銨固體的反應為吸熱反應，即(a)、(c)所涉及的反應是放熱反應，A錯誤；相同質量的鋁片和鋁粉與酸反應放出的熱量相同，B錯誤；鐵制攪拌器導熱效果好，會損失部分熱量，導致測定的放出的熱量數值偏小，C正確；氫氧化鈉固體溶于水放熱，測定的數值偏大，D錯誤；故選C。
√
化學反應的能量變化可以表現為很多方面，如轉化為熱能、電能、光能等，A錯誤；在一個確定的化學反應關系中，反應物的總焓不一定高于生成物的總焓，但總是不同，C正確，D錯誤；焓變是指在一定條件下化學反應的反應熱，不僅僅指 1 mol 物質參加反應時的能量變化，B錯誤。
題點二　焓變和反應熱概念的理解
3.(2023·巴楚縣第一中學高二期末)下列說法正確的是
A.化學反應中的能量變化都表現為熱量變化
B.焓變是指1 mol物質參加反應時的能量變化
C.在一個確定的化學反應關系中，反應物的總焓與生成物的總焓一定不同
D.在一個確定的化學反應關系中，反應物的總焓總是高于生成物的總焓
4.某學生用如圖所示裝置進行化學反應X＋2Y===2Z
能量變化情況的研究。當向試管中滴加試劑Y時，觀察
到U形管中液面甲處下降、乙處上升。下列關于該反應
的敘述正確的是
①該反應為放熱反應　②該反應為吸熱反應　③生成物的總能量比反應物的總能量高　④反應物的總能量比生成物的總能量高　⑤該反應過程可以看成貯存于X、Y內部的部分能量轉化為熱能而釋放出來
A.①④⑤ B.①④
C.①③ D.②③⑤
√
當向試管中加入試劑Y時，看到U形管中液面甲處下降、
乙處上升，說明該反應為放熱反應，放出的熱使集氣瓶
中的氣體膨脹而出現該現象，故①正確；在放熱反應中，
反應物的總能量高于生成物的總能量，故④正確；該反
應過程可以看成貯存于X、Y內部的部分能量轉化為熱能而釋放出來，故⑤正確。綜上所述，A項符合題意。
√
NaOH固體溶于水是物理變化，不屬于放熱反應，①不選；石灰石分解是吸熱反應，③不選；NH4Cl與Ba(OH)2·8H2O混合反應是吸熱反應，⑥不選。
√
6.(2023·信陽高二檢測)化學反應原理的研究始終與物質變化、能量變化緊密相連，過程中釋放或吸收的能量在生產、生活和科學研究中具有廣泛的應用。下列變化過程中，屬于放熱反應的是
①NaOH固體溶于水 ②燃燒木炭取暖　③煅燒石灰石制生石灰　④鋁熱反應　⑤酸與堿的中和反應 ⑥NH4Cl與Ba(OH)2·8H2O混合攪拌
A.①③⑥ B.①④⑤
C.②③④ D.②④⑤
√
題點四　反應熱與化學鍵的關系
7.(2023·四川峨眉山高二期中)H2與O2發生反應的過程用模型圖示意如下(“－”表示化學鍵)，下列說法不正確的是

A.過程 Ⅰ 是吸熱過程
B.該反應過程中所有舊化學鍵都斷裂，且形成了新化學鍵
C.過程Ⅲ一定是放熱過程
D.該反應的能量轉化形式只能以熱能的形式進行
過程Ⅰ分子中化學鍵斷裂形成原子，屬于吸熱過程，故A正確；過程Ⅰ中所有舊化學鍵均斷裂，過程Ⅲ為新化學鍵形成的過程，故B正確；過程Ⅲ為新化學鍵形成的過程，是放熱過程，故C正確。
8.H2和I2在一定條件下發生反應H2(g)＋I2(g) 2HI(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1，
反應過程如圖所示。已知a、b、c均大于零。
下列說法不正確的是
A.反應物的總能量高于生成物的總能量
B.斷開1 mol H—H鍵和1 mol I—I鍵所需能量大于斷開2 mol H—I鍵所需能量
C.斷開2 mol H—I鍵所需能量約為(c＋b＋a) kJ
D.向密閉容器中加入2 mol H2和2 mol I2，充分反應后放出的熱量小于2a kJ
√
√
題點五　能量變化圖像
9.石墨在一定條件下能轉化為金剛石，其能量變化如圖所示，其中E1＝393.5 kJ/mol，E2＝395.4 kJ/mol，下列說法正確的是

A.石墨轉化為金剛石屬于物理變化
B.金剛石能量比石墨能量高 1.9 kJ/mol
C.金剛石的穩定性強于石墨
D.E1表示1 mol C(s，石墨)所具有的總能量
石墨與金剛石的結構不同，則石墨轉化為金
剛石屬于化學變化，A說法錯誤；根據圖像
可知，C(s，石墨)===C(s，金剛石)　ΔH＝
＋1.9 kJ/mol，則金剛石能量比石墨能量高
1.9 kJ/mol，B說法正確；相同量的金剛石
具有的能量高于石墨，則石墨的穩定性強于金剛石，C說法錯誤；E1表示1 mol C(s，石墨)完全生成二氧化碳氣體時，所釋放的總能量，D說法錯誤；答案為B。
1 mol I2(g)和1 mol H2(g)反應生成2 mol HI(g)放出12 kJ能量，該反應為放熱反應，D項錯誤。
√
10.關于下圖的說法不正確的是
A.1 mol固態碘與1 mol氫氣化合生成2 mol HI氣體時，需要吸收5 kJ的能量
B.2 mol HI氣體分解生成1 mol碘蒸氣與1 mol氫氣時需要吸收12 kJ的能量
C.1 mol固態碘變為1 mol碘蒸氣時需要吸收17 kJ的能量
D.碘蒸氣與氫氣反應生成HI氣體的反應是吸熱反應
11．二氧化碳是一種常見的氣體，它不僅是綠色植物光合作用不可缺少的原料，而且在生產、生活中都有重要的用途。近年來，由于人類活動(如化石燃料燃燒)影響，二氧化碳含量逐漸增長，出現溫室效應、全球氣候變暖、冰川融化等惡劣現象，對二氧化碳的回收利用顯得尤為重要。
Ⅰ.(1)已知工業上采用高溫煅燒石灰石的方法來制備CO2，其反應的化學方程式為____________________________；該反應是______(填“吸熱”或“放熱”)反應。
根據信息高溫煅燒石灰石制備CO2，可寫出CaCO3　 CaO＋CO2↑，該反應為分解反應，反應吸熱。
====
高溫
吸熱
CaCO3　 　　　CaO＋CO2↑
=====
高溫
Ⅱ.已知CO2經催化加氫可合成低碳烯烴：2CO2(g)＋6H2(g)===CH2=CH2(g)＋4H2O(g)。
(2)幾種物質的能量如表所示(在25 ℃、101 kPa條件下，規定單質的能量為0，測得其他物質生成時的反應熱為其具有的能量)：
則該反應的ΔH＝________ kJ·mol－1。
物質 CO2(g) H2(g) CH2==CH2(g) H2O(g)
能量/ (kJ·mol－1) －394 0 52 －242
－128
ΔH＝E(生成物能量總和)－E(反應物能量總和)＝(52－242×4－0＋394×2) kJ·mol-1＝－128 kJ·mol-1。
(3)幾種化學鍵的鍵能如表所示：
則a＝________。
化學鍵 C=O H—H C=C C—H H—O
能量/(kJ·mol－1) 803 436 615 a 463
ΔH＝E(反應物鍵能總和)－E(生成物鍵能總和)＝(803×4＋436×6－615－4a－463×8) kJ·mol-1＝－128 kJ·mol-1，解得a＝409.25。
409.25
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