专题1第1单元 第2课时 反应热的测量与计算(Word教参)-【优化指导】2022-2023学年新教材高中化学选择性必修1（苏教版2020）

第2课时　反应热的测量与计算 课程标准要求 学业质量水平 1.了解盖斯定律及其简单应用。 2．能运用反应焓变合理选择和利用化学反应。 1.能定量分析化学变化的热效应，分析化学能与热能相互转化的原理及其在生产和生活中的应用。(水平3) 2．能依据化学变化中能量转化的原理，提出利用化学变化实现能量贮存和释放的有实用价值的建议。(水平4) 一、反应热的测定 1．实验操作步骤(测定盐酸与氢氧化钠溶液反应的反应热) (1)用量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1 盐酸，倒入简易量热计(如右图) 中，测量并记录盐酸的温度(T1)。 (2)另取一量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1 氢氧化钠溶液，测量并记录氢氧化钠溶液的温度(T2)。 (3)将量筒中的氢氧化钠溶液迅速倒入盛有盐酸的简易量热计中，立即盖上盖板，用环形玻璃搅拌棒轻轻搅拌，观察温度计的温度变化，准确读出反应体系的最高温度(T3)并记录。 2．实验记录 盐酸的温度(T1)/℃ 氢氧化钠溶液的温度(T2)/℃ 反应体系的最高温度(T3)/℃ 反应体系的温度变化(Δ T＝T3－)/℃ 反应体系的热容[C＝(VHCl·ρHCl＋VNaOH·ρNaOH)×4.18]/(J·℃－1) 生成1 mol H2O时的反应热(ΔH＝－)/(kJ·mol－1) [注意]　通常情况下，一定量的物质温度升高1 ℃所需吸收的热量称为热容。 3.实验数据的处理 假设溶液的比热与水的比热相等，溶液的密度与水的密度相等，忽略量热计的比热，根据溶液温度升高的数值，计算该反应的反应热并写出热化学方程式。 二、盖斯定律 1．盖斯定律的内容 1840年，俄国化学家盖斯(G.H.Hess)在分析了许多化学反应的热效应的基础上，总结出一条规律：“一个化学反应，不论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应是完全相等的。”这个规律被称为盖斯定律。 2．盖斯定律的理解 (1)在恒压条件下，化学反应的热效应等于焓变(ΔH)，而ΔH仅与反应的起始状态和反应的最终状态有关，而与反应的途径无关。由此，盖斯定律就成为必然的结果。 (2)如下图，始态→终态有途径Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，根据盖斯定律推测，各途径的反应热存在如下关系： ΔH＝ΔH1＋ΔH2 ＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5。 3．盖斯定律的应用 (1)应用方法 根据盖斯定律，我们可以利用已知反应的反应热来计算未知反应的反应热。一个反应的化学方程式可由另外几个反应的化学方程式相加减而得到，则该反应的焓变亦可由这几个反应的焓变相加减而得到。 (2)应用示例 已知：①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　 ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1； ②CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH3＝－283.0 kJ·mol－1。 分析上述热化学方程式的关系可以得出，将反应①减去反应②，得到反应：C(s)＋O2(g)===CO(g)。根据盖斯定律可得：ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，则有ΔH2＝ΔH1－ΔH3＝(－393.5 kJ·mol－1)－(－283.0 kJ·mol－1)＝－110.5 kJ·mol－1。 三、能源的充分利用 1．能源 能源是指可以提供能量的自然资源，包括化石燃料、阳光、风力、流水、潮汐等。通常我们使用的能量的主要形式是热能和电能，热能主要通过燃烧煤、石油、天然气等物质而获得。 2．标准燃烧热和热值 (1)相关概念 在101 kPa下，1 mol物质完全燃烧的反应热叫做该物质的标准燃烧热；1 g物质完全燃烧的反应热叫做该物质的热值。 (2)概念理解 ①这里的“物质”指纯净物，可以是单质，也可以是化合物。 ②物质完全燃烧是指物质中所含的氮元素转化为N2(g)，氢元素转化为H2O(l)，碳元素转化为CO2(g)。 1．已知：①2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　 ΔH＝－221.0 kJ·mol－1 ②C(s)＋O2(g)===CO2(g)　 ΔH＝－393.5 kJ·mol－1 ③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　 ΔH＝－483.6 kJ·mol－1 则制备水煤气的反应C(s)＋ H2O(g)===CO(g)＋H2(g)的ΔH为(　　) A．＋131.3 kJ·mol－1　　　 B．－131.3 kJ·mol－1 C．＋373.1 kJ·mol－1 D．－373.1 kJ·mol－1 A　[根据盖斯定律，由①×－③×可得C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)，则有 ΔH＝(－221.0 kJ·mol－1)×－(－483.6 kJ·mol－1)×＝＋131.3 kJ·mol－1。] 2．一些烷烃的标准燃烧热(25 ℃)如下表： 化合物 乙烷 丙烷 正丁烷 异丁烷 标准燃烧热/(kJ·m