考点02 反应热的测量和计算-2022-2023学年上海市高二化学同步考点归纳与测试（沪科版2020选择性必修1）

考点02 反应热的测量和计算 【核心考点梳理】 1、 反应热的测量 焓的绝对值无法直接测量，但 Δ H 是可以测量的。许多化学反应的反应热可以通过实验来测量。测量反应热的仪器称为热量计。 1、用简易热量计测定中和反应的反应热 在测定中和反应的反应热时，应该测量哪些数据？如何根据测得的数据计算反应热？按下列实验步骤测量酸碱中和反应的反应热。 （ 1） 用量筒量取 50 mL 0.50 mol · L-1 盐酸，倒入简易热量计中，用温度传感器测量盐酸的温度，记录数据。 （ 2） 用量筒量取 50 mL 0.55 mol · L-1NaOH 溶液，倒入烧杯中，调节其温度，使之与热量计中盐酸的温度相同。 （ 3） 把搅拌磁子放入热量计中，盖好杯盖（图 1.4）。启动应用程序，打开磁力搅拌器，开始采集数据。 （ 4） 打开杯盖上的橡皮塞，将 NaOH 溶液沿漏斗迅速全部倒入热量计中，塞紧橡皮塞。待温度平稳后，停止采集，温度变化如图 1.5 所示，将起始温度和最高温度的数据记录在表格中。再重复实验步骤（ 1）～（ 4）两次。 （ 5） 为计算简便，我们近似认为混合液的比热容等于水的比热容，并忽略热量计的比热容，根据反应过程中溶液温度的变化值，计算该中和反应的反应热。问题：为了提高测定的准确度，应该采取哪些措施？ 2、弹式热量计测量燃烧热 弹式热量计是一种常见的热量计。化学反应可在一个完全密闭的 厚壁钢制容器中进行。实验前向容器中通入反应所需的一定量高压氧气，故该容 器也叫“氧弹”。氧弹位于有绝热套的水浴之中。弹内的试样跟引燃电阻丝接触， 试样燃烧时放出的热量等于水浴中水所吸收的热量以及各部件吸热的总和。由于 氧弹是密闭容器，在反应过程中，系统的总体积可视为恒定，故测得的热效应是 等容反应热。这种热量计常用于测定物质的燃烧热。 2、 热化学方程式 1、热化学方程式 研究热化学时，我们可以用热化学方程式表示一个化学反应中的反应焓变和物质变化。例如，实验测得 298 K 和100 kPa 时， 1 mol 碳与 1 mol 氧气完全反应生成 1 mol 二氧化碳气体时，放热 394 kJ。 该反应的热化学方程式可写成： C(s)+O2(g)=CO2(g) Δ H = -394 kJ· mol-1 2、书写热化学方程式的要点 （ 1） Δ H 与物质的聚集状态有关，因为物质的聚集状态变化时会发生焓变，故应标明物质的聚集状态。通常用英文字母 s、 l、 g 分别表示固态、液态和气态，用 aq 表示水溶液，通常指稀溶液。 （ 2） Δ H 要注明反应的温度和压强，一般不注明时，表示的反应温度为 298 K、压强为 100 kPa。 （ 3） Δ H 的单位一般是 kJ · mol-1。在相同条件下正向反应和逆向反应的 Δ H 数值相同，符号相反。另外，Δ H的数值也与化学方程式的书写形式有关。 例如： H2 (g) + 1/2 O2 (g) = H2O (l) Δ H = -286 kJ· mol-1 2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (l)　Δ H = -572 kJ· mol-1 H2O(l) = H2 (g) + 1/2 O2 (g)　Δ H = 286 kJ· mol-1 注意：ΔH 单位中的“mol-1”反应进度是以反应方程式整体作为一个特定组合单元来表示反应进行的程度。mol -1 指反应进度为 1 mol，此时各种反应物消耗掉的物质的量，各种生成物的物质的量，在数值上均等于热化学方程式中各自的化学计量数。 【想一想】 在 298 K 和 100 kPa 时，合成氨反应的热化学方程式为：试写出相同条件下反应 NH3 (g)⇌ 1/2 N2 (g) + 3 /2 H2 (g)的热化学方程式。N2 (g) + 3H2 (g) =2NH3 (g)　Δ H = -92 kJ · mol-1 三、化学反应焓变的计算 化学反应热效应的计算与上述事例也有相似之处。无论化学反应遵循哪条路线进行，当中涉及多少步骤，只要反应的起始状态和最终状态相同，该化学反应的焓变都是相同的。 一个反应若能分解成两步或更多步实现，则总反应的 Δ H 等于各分步反应的 Δ H 之和。我们以铜与氧气化合生成氧化铜为例。这个反应可以按以下两条路线来进行：路线 A： 2Cu(s) +O2(g)= 2CuO(s)，反应的焓变为 ΔH1。路线 B： 先按反应 2Cu (s) + 1/2 O2 (g)= Cu2O (s) 生成氧化亚铜，再按反应： Cu2O (s) + 1/2 O2 (g) =2CuO (s) 生成氧化铜，以上两步的焓变分别为 Δ H2、Δ H3。因为焓变跟路径无关，无论是一步反应，还是多步反应，始态都是 2Cu (s) + O2 (g)，终态都是