1.1.2 反应热的测量与计算-【优化探究】2025-2026学年高中化学选择性必修1同步导学案配套课件 苏教版（2019）

第一单元　化学反应的热效应 第2课时　反应热的测量与计算 优化探究 专题1　化学反应与能量变化 [课程标准要求]　1.理解反应热测定的原理和方法,会分析产生误差的原因,不断完善和改进测定方法。2.构建盖斯定律模型,理解盖斯定律的本质,形成运用盖斯定律进行相关判断或计算的思维模型。3.了解盖斯定律对反应热测定的重要意义,增强为人类科学发展而努力的意识与社会责任感。 任务一　中和反应反应热的测量 任务二　盖斯定律　反应热的计算 课时作业　巩固提升 任务一　中和反应反应热的测量 1.实验仪器 (1)简易量热计和量热计的构造 ①将下列实验装置中各仪器(或物品)的名称填在横线上。 温度计 环形玻璃 搅拌棒 ②仪器各部分的作用 a.搅拌器或环形玻璃搅拌棒的作用是使　　　　　　　　　　　　。  b.保温层的作用是　　　　　　　　　　　　。  c.温度计的作用是测定反应前后反应体系的　　　　。  反应物混合均匀,充分接触 减少热量的散失　 温度 (2)常见的中和反应反应热的测量装置 注意事项: ①防止热量散失的方法:a.两个烧杯口要相平;b.在两个烧杯之间填充碎泡沫塑料或碎纸片;c.用环形玻璃搅拌棒搅拌,而不能用金属棒(丝)搅拌;d.实验时操作要迅速。 ②加过量碱液使酸完全反应,碱过量对中和反应反应热的测量没有影响。 ③数据处理时,相差较大的数据可能是偶然误差引起的,应舍去。 2.实验原理 用体积均为50 mL的一元强酸、一元强碱,它们的浓度均为0.50 mol·L-1。由于是稀溶液,且为了计算简便,我们近似地认为,所用酸、碱溶液的密度均为1 g·c,根据热化学方程式H+(aq)+OH- (aq)===H2O (l)　ΔH=-Q kJ·mol-1,需计算稀的酸、碱中和生成1 mol 水的反应热,而50 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.50 mol·L-1 氢氧化钠溶液反应后生成的水只有0.025 mol。 C=(VHCl·ρHCl+VNaOH·ρNaOH)×4.18 J·℃-1, 生成1 mol H2O(l)时的反应热ΔH=　　　　　　　　　 kJ·mol-1,其中溶液的质量m约为100 g。  - 3.实验步骤及测量数据 (1)初始温度:测量混合前50 mL 0.50 mol·L-1盐酸的温度为T1 ℃、50 mL 0.50 mol·L-1氢氧化钠溶液的温度为T2 ℃,取　　　　　　　为 ℃。  (2)终止温度(T3):将酸、碱溶液迅速混合,用　　　　 　　　不断搅动溶液,并准确读取混合溶液的　　　　,记录为终止温度T3。反应体系的温度变化为ΔT= ℃。  两温度平均值 环形玻璃搅拌棒 最高温度 (3)重复实验操作三次,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 该实验中盐酸和氢氧化钠溶液反应放出的热量是　　　　　　　　 kJ,生成1 mol H2O(l)时的反应热为-16.72 kJ·mol-1  。 0.418 (1)中和反应反应热的测定实验中的玻璃搅拌器换成铜制搅拌器效果更好。 (　　) (2)实验中测定反应前后温度变化的温度计可以更换。(　　) (3)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。(　　) (4)中和反应反应热的测定实验中,应将50 mL 0.50 mol·L-1 NaOH溶液分多次倒入小烧杯。(　　) × × × × 1.大量的实验测得,25 ℃和101 kPa下,强酸和强碱稀溶液发生中和反应生成1 mol水时,放出57.3 kJ的热量。测得的数据小于57.3,分析产生误差的可能原因是什么? 提示: 2.若用NaOH固体代替NaOH溶液,对结果会产生什么影响? 提示:NaOH固体溶于水时放热,使测得的反应热的数值偏大。 3.用浓硫酸代替盐酸对结果会产生什么影响?用醋酸代替盐酸对结果会产生什么影响?若用稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液测定中和反应反应热,对结果会产生什么影响? 提示:浓硫酸溶于水时放热,使所测反应热的数值偏大;弱酸、弱碱电离时吸热,使所测反应热的数值偏小;若用稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液测定中和反应反应热,生成BaSO4沉淀时还会放出一部分热量,使所测反应热的数值偏大。 50 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.50 mol·L-1 NaOH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反应反应热。回答下列问题: (1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃仪器是　　　　　　　　　　。  (2)隔热层的作用是　　　　　　　　　　　　　。  环形玻璃搅拌棒 减少实验过程中的热量损失 (3)倒入NaOH溶液的正确操作是　　　　(填字母)。  a.沿玻璃棒缓慢倒入 b.分三次少量倒入 c.一次迅速倒入 c (4)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·c,又知中和反应后生成的溶液的比热容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 反应物的温度/℃ 反应前体系的温度t1/℃ 反应后体系的温度t2/℃ 盐酸 氢氧化钠溶液 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 完成表格并依据该学生的实验数据,计算该实验中生成1 mol水时放出的热量为　　　　　　(结果保留一位小数)kJ。  20.05 　20.3 20.3 20.55 51.8 (4)四次实验(t2-t1)的值分别为3.15、3.1、3.9、3.05,第三次明显偏大,舍弃,则最终温度差平均值为第1、2、4组实验的温度差之和除以3,为3.1,平均值代入公式计算即可。 任务二　盖斯定律　反应热的计算 1.盖斯定律 (1)内容:一个化学反应,不论是　　　　完成,还是分几步完成,其总的热效应是　　　　的。  (2)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 　　　　和反应的　　　　有关,而与反应的　　　　无关。  一步　 完全相等 起始状态　 最终状态 途径 例:如图表示始态到终态的反应热。 (3)盖斯定律的意义 应用盖斯定律可以间接计算出反应速率很小的或不容易直接进行的或伴有副反应发生的反应的反应热。 2.应用盖斯定律计算ΔH的方法 [例]　根据如下两个反应: Ⅰ.C(s)+O2(g)===CO2(g)　 ΔH1=-393.5 kJ·mol-1 Ⅱ.CO(g)+O2(g)===CO2(g)　 ΔH2=-283.0 kJ·mol-1 选用两种方法,计算出C(s)+O2(g)===CO(g)的反应热ΔH3。 (1)虚拟路径法 反应C(s)+O2(g)===CO2(g)的途径可设计如图:   ΔH1=ΔH3+ΔH2,则ΔH3=　　　　 kJ·mol-1。  -110.5 (2)加合法 依据目标方程式中各物质的位置和化学计量数,调整已知方程式,最终加合成目标方程式,ΔH同时作出相应的调整和运算。 ①写出目标反应的热化学方程式,确定各物质在各反应中的位置:C(s)+O2(g)===CO(g)　ΔH3; ②将已知热化学方程式Ⅰ-Ⅱ,可得目标热化学方程式:C(s)+O2(g)===CO(g)　ΔH3=ΔH1-ΔH2,则ΔH3=　　　　 kJ·mol-1。 -110.5 (1)对一个化学反应,如果反应的途径不同,其焓变也可能不同。(　　) (2)化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,和反应途径及条件无关。(　　) (3)可以通过实验直接测定任一反应的反应热。(　　) (4)反应热的数值和热化学方程式的化学计量数无关。(　　) (5)同温同压下,H2和Cl2分别在光照条件下和点燃条件下发生反应时ΔH不同。(　　) × √　 × × × 已知25 ℃、101 kPa下,石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为 ①C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g)　ΔH=-393.51 kJ·mol-1 ②C(金刚石,s)+O2(g)===CO2(g)　ΔH=-395.41 kJ·mol-1 据此判断,石墨、金刚石哪个更稳定?写出判断依据。 提示:石墨。根据盖斯定律,将①-②得到C(石墨,s)===C(金刚石,s)　ΔH=1.90 kJ·mol-1,说明由石墨制备金刚石是吸热反应,吸收的热量以化学能的形式贮存在金刚石中,也就是等质量的金刚石具有的能量比石墨高,能量低的稳定,所以石墨更稳定。 1.利用CO2催化加氢制二甲醚,可以实现CO2的再利用,该过程中涉及以下两个反应: ①CO2(g)+3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH1 ②2CH3OH(g)⥫⥬CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH2 则反应2CO2(g)+6H2(g)⥫⥬CH3OCH3(g)+3H2O(g)的ΔH为(　　) A.2ΔH1+ΔH2　　　　　　　 B.2ΔH1-ΔH2 C.ΔH1+2ΔH2 D.ΔH1+ΔH2 A 根据盖斯定律,①×2+②可得2CO2(g)+6H2(g)⥫⥬CH3OCH3(g)+3H2O(g), ΔH=2ΔH1+ΔH2,A项正确。 2.已知: 4Al(s) +3O2 (g)===2Al2O3 (s)　ΔH1=-3 264 kJ·mol-1;3Fe(s)+2O2 (g)===Fe3O4(s)　ΔH2= -1 120 kJ·mol-1。则3Fe3O4(s)+8Al(s)===4Al2O3(s)+9Fe(s)的反应热ΔH3为(　　) A.3 168 kJ·mol-1 B.-3 168 kJ·mol-1 C.-2 114 kJ·mol-1 D.2 114 kJ·mol-1 B 4Al(s)+3O2(g)===2Al2O3(s)　ΔH1=-3 264 kJ·mol-1①,3Fe(s)+2O2(g)===Fe3O4(s)　ΔH2=-1 120 kJ·mol-1②,根据盖斯定律,2×①-3×②得3Fe3O4(s)+8Al(s)===4Al2O3(s)+9Fe(s)　ΔH3=-3 168 kJ·mol-1,B项正确。 3.黑火药是中国古代的四大发明之一,其爆炸的热化学方程式为S(s)+2KNO3(s)+3C(s)===K2S(s)+N2(g)+3CO2(g)　ΔH。 已知:C(s)+O2(g)===CO2(g)　ΔH1 S(s)+2K(s)===K2S(s)　ΔH2 2K(s)+N2(g)+3O2(g)===2KNO3(s)　ΔH3 则ΔH=__________________ (用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示)。 3ΔH1+ΔH2-ΔH3 根据已知热化学方程式: C(s)+O2(g)===CO2(g)　ΔH1① S(s)+2K(s)===K2S(s)　ΔH2② 2K(s)+N2(g)+3O2(g)===2KNO3(s)　ΔH3③ 根据盖斯定律,将3×①+②-③得, S(s)+2KNO3(s)+3C(s)===K2S(s)+N2(g)+3CO2(g),则ΔH=3ΔH1+ΔH2-ΔH3。 利用盖斯定律计算ΔH的四步骤 (1)定:确定待求反应的热化学方程式。 (2)找:找出待求热化学方程式中只在已知化学方程式中出现一次的物质。 (3)调:依据该物质调整已知化学方程式的方向(同侧相加,异侧相减)和化学计量数,每个已知化学方程式只能调整一次。 (4)算:ΔH与化学方程式一一对应调整和运算。 课时作业　巩固提升 2 3 4 5 6 7 8 1 [对点训练] 题组一　中和反应反应热的测量及其计算 1.用50 mL 0.50 mol·L-1盐酸和50 mL 0.50 mol·L-1 NaOH溶液测定H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)的反应热(ΔH)的实验中,下列说法不正确的是(　　) A.酸碱混合时,量筒中NaOH溶液应缓缓倒入量热计内筒,不断用环形玻璃搅拌棒搅拌 B.装置中的大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是保温隔热,减少热量损失 C.用量筒量取NaOH溶液时,仰视取液,测得的反应热ΔH不变 D.改用25 mL 0.50 mol·L-1盐酸跟25 mL 0.50 mol·L-1 NaOH溶液进行测定,ΔH数值不变 9 10 A 11 12 13 中和反应反应热测定实验成败的关键是做好保温工作,B正确;用量筒量取NaOH溶液时,仰视取液,氢氧化钠溶液体积大于所需体积,但生成水的量不变,放出的热量不变,测得的中和反应反应热ΔH不变,C正确;反应放出的热量与所用酸和碱的量有关,但生成1 mol水时中和反应反应热的大小与酸碱用量无关,D正确。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 2.用一定浓度的NaOH溶液与稀盐酸进行中和反应反应热的测定实验时,测得生成1 mol液态水的ΔH>-57.3 kJ·mol-1,产生这种偏差的原因不可能是(　　) A.实验用高浓度的NaOH溶液 B.实验时搅拌速度慢 C.分2~3次把NaOH溶液倒入盛有稀盐酸的小烧杯中 D.用量取完稀盐酸的量筒直接量取氢氧化钠溶液 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 A 11 12 13 高浓度的NaOH溶液稀释时释放热量,导致测得生成1 mol液态水的ΔH<-57.3 kJ·mol-1,故A符合题意;实验时搅拌速度慢,导致热量散失,测得生成1 mol液态水的ΔH>-57.3 kJ·mol-1,故B不符合题意;分2~3次把NaOH溶液倒入盛有稀盐酸的小烧杯中,导致热量散失,测得生成1 mol液态水的ΔH>-57.3 kJ·mol-1,故C不符合题意;用量取完稀盐酸的量筒直接量取氢氧化钠溶液,部分氢氧化钠被反应,导致测得生成1 mol液态水的ΔH>-57.3 kJ·mol-1,故D不符合题意。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 3.将V1 mL 1.00 mol·L-1盐酸和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50)。下列叙述正确的是(　　) A.做该实验时环境温度为22 ℃ B.该实验表明化学能可以转化为热能 C.NaOH溶液的浓度约为1.00 mol·L-1 D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 B 11 12 13 从图中曲线可以看出,温度为22 ℃时,V1为5 mL,则V2为45 mL,此时已经开始发生中和反应并放出热量,所以22 ℃一定不是做该实验时的环境温度,A错误;由曲线可知,随着V1的增大,溶液温度升高说明反应放热,化学能转化为热能,B正确;当V1=30 mL时温度最高,说明此时两者恰好完全反应,则c(NaOH)==1.50 mol·L-1,C错误;该实验不能证明有水生成的其他反应也是放热的,D错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 题组二　盖斯定律及其应用 4.已知298 K、101 kPa时: 2H2O(g)===O2(g)+2H2(g)　ΔH1 Cl2(g)+H2(g)===2HCl(g)　ΔH2 2Cl2(g)+2H2O(g)===4HCl(g)+O2(g)　ΔH3 则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是(　　) A.ΔH3=ΔH1+2ΔH2 B.ΔH3=ΔH1+ΔH2 C.ΔH3=ΔH1-2ΔH2 D.ΔH3=ΔH1-ΔH2 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 A 11 12 13 应用盖斯定律,将第一个热化学方程式与第二个热化学方程式的2倍相加,得2Cl2(g)+2H2O(g)===4HCl(g)+O2(g)　ΔH3=ΔH1+2ΔH2,A项正确。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 5.如图为两种制备硫酸的途径(反应条件略)。下列说法不正确的是(　　) A.途径①和途径②的反应热是相等的 B.含1 mol H2SO4的浓溶液和含1 mol H2SO4的稀溶液,分别与足量的NaOH溶液反应,二者放出的热量是相等的 C.1 mol S在空气中燃烧放出的热量等于在纯氧中燃烧放出的热量 D.若ΔH1<ΔH2+ΔH3,则2H2O2(aq)===2H2O(l)+O2(g)为放热反应 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 B 11 12 13 硫酸的浓溶液溶于水放热,故B错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 6.室温下,CuSO4·5H2O(s)===Cu2+(aq)+S(aq)+5H2O(l)　ΔH1>0;CuSO4(s)===Cu2+(aq)+S(aq)　ΔH2<0。若CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l),热效应为ΔH3,则下列判断正确的是(　　) A.ΔH1<ΔH3　　　　　　 B.ΔH2>ΔH3 C.ΔH1+ΔH3=ΔH2 D.ΔH1+ΔH2=ΔH3 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 A 11 12 13 已知CuSO4·5H2O(s)===Cu2+(aq)+S(aq)+5H2O(l)　ΔH1>0①,CuSO4(s)===Cu2+(aq)+S(aq)　ΔH2<0②,根据盖斯定律,将①-②得到CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)+5H2O(l)　ΔH3=ΔH1-ΔH2,因为ΔH1>0,ΔH2<0,故ΔH1<ΔH3,ΔH2<ΔH3,故A正确。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 7.肼(N2H4)是火箭发动机的一种燃料,反应时N2O4为氧化剂,反应生成N2和水蒸气。 已知: ①N2(g)+2O2(g)===N2O4(g)　ΔH=8.7 kJ·mol-1 ②N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g)　ΔH=-534 kJ·mol-1 下列表示N2H4(g)和N2O4(g)反应的热化学方程式,正确的是(　　) A.2N2H4(g)+N2O4(g)===3N2(g)+4H2O(g)　ΔH=-1 076.7 kJ·mol-1 B.N2H4(g)+N2O4(g)===N2(g)+2H2O(g)　ΔH=-542.7 kJ·mol-1 C.2N2H4(g)+N2O4(g)===3N2(g)+4H2O(g)　ΔH=-542.7 kJ·mol-1 D.2N2H4(g)+N2O4(g)===3N2(g)+4H2O(l)　ΔH=-1 076.7 kJ·mol-1 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 A 11 12 13 根据盖斯定律,将②×2-①得2N2H4(g)+N2O4(g)===3N2(g)+4H2O(g)　ΔH=-1 076.7 kJ·mol-1。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 8.氧化亚铜常用于制船底防污漆,用CuO与Cu高温烧结可制取Cu2O,已知反应: ①2Cu(s)+O2(g)===2CuO(s)　ΔH=-314 kJ·mol-1 ②2Cu2O(s)+O2(g)===4CuO(s)　ΔH=-292 kJ·mol-1 则CuO(s)+Cu(s)===Cu2O(s)的ΔH等于(　　) A.-11 kJ·mol-1 B.11 kJ·mol-1 C.22 kJ·mol-1 D.-22 kJ·mol-1 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 A 11 12 13 根据盖斯定律,将×(①-②)得CuO(s)+Cu(s)===Cu2O(s), 故ΔH= kJ·mol-1=-11 kJ·mol-1。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 9.载人航天器中,可以利用CO2与H2的反应,将航天员呼出的CO2转化为H2O等,再通过电解H2O获得O2,实现O2的再生。 已知:①CO2(g)+4H2 (g)===CH4 (g)+2H2O(l)　ΔH=-252.9 kJ/mol ②2H2O(l)===2H2 (g)+O2 (g)　ΔH=571.6 kJ/mol 请写出甲烷与氧气反应生成二氧化碳和液态水的热化学方程式: 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 CH4(g)+2O2(g)===CO2 (g)+2H2O(l)　ΔH=-890.3 kJ/mol 11 12 13 由①CO2(g)+4H2(g)===CH4(g)+2H2O(l)　ΔH=-252.9 kJ/mol,②2H2O(l)=== 2H2 (g)+O2(g)　ΔH=571.6 kJ/mol,结合盖斯定律可知,-①-②×2得到CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=252.9 kJ/mol-2×571.6 kJ/mol= -890.3 kJ/mol。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 [综合强化] 10.强酸和强碱稀溶液的中和反应反应热可表示为H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ·mol-1。 已知:①HCl(aq)+NH3·H2O(aq)===NH4Cl(aq)+H2O(l)　ΔH=-a kJ·mol-1 ②HCl(aq)+NaOH(s)===NaCl(aq)+H2O(l)　ΔH=-b kJ·mol-1 ③HNO3(aq)+KOH(aq)===KNO3(aq)+H2O(l)　ΔH=-c kJ·mol-1 则a、b、c三者的大小关系为(　　) A.a>b>c B.b>c>a C.a=b=c D.无法比较 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 B 11 12 13 NH3·H2O电离吸热,氢氧化钠固体溶解过程放热,且比较的都是数值大小。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 11.通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。 ①C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH1=a kJ·mol-1 ②CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH2=b kJ·mol-1 ③CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3=c kJ·mol-1 ④2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH4=d kJ·mol-1 下列说法不正确的是(　　) A.反应①②为反应③提供原料气 B.反应③也是CO2资源化利用的方法之一 C.反应CH3OH(g)===CH3OCH3(g)+H2O(l)的ΔH= kJ·mol-1 D.反应2CO(g)+4H2(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g)的ΔH=(2b+2c+d) kJ·mol-1 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 C 反应③中的反应物为CO2、H2,由反应可知,反应①②为反应③提供原料气,故A正确;反应③中的反应物为CO2,转化为甲醇,则反应③也是CO2资源化利用的方法之一,故B正确;物质的量与热量成正比,且气态水的能量比液态水的能量高,由反应④可知,反应CH3OH(g)===CH3OCH3(g)+ H2O(l)的ΔH≠ kJ·mol-1,故C错误;根据盖斯定律,②×2+③×2+④得到2CO(g)+4H2(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g),则ΔH=(2b+2c+d) kJ·mol-1,故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 12.请按要求填空。 (1)以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下: Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH1=-49.5 kJ·mol-1 Ⅱ.CO(g)+2H2(g)⥫⥬CH3OH(g)　ΔH2=-90.4 kJ·mol-1 Ⅲ.CO2(g)+H2(g)⥫⥬CO(g)+H2O(g)　ΔH3 则ΔH3=　　　　kJ·mol-1。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 40.9 (1)由盖斯定律可知,反应Ⅲ=反应Ⅰ-反应Ⅱ, 即ΔH3=-49.5 kJ·mol-1-(-90.4 kJ·mol-1)=40.9 kJ·mol-1。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 (2)如图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。   通过计算,可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　、 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 H2O(l)===H2(g)+O2(g)　ΔH=286 kJ·mol-1 H2S(g)===H2(g)+S(s)　ΔH=20 kJ·mol-1 (2)令题干中的四个热化学方程式从上到下分别为①②③④,根据盖斯定律,将①+②+③可得系统(Ⅰ)中的热化学方程式:H2O(l)===H2(g)+O2(g)　ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3=327 kJ·mol-1+(-151 kJ·mol-1)+110 kJ·mol-1= 286 kJ·mol-1;同理,将②+③+④可得系统(Ⅱ)中的热化学方程式:H2S(g)===H2(g)+S(s)　ΔH=ΔH2+ΔH3+ΔH4=(-151 kJ·mol-1)+ 110 kJ·mol-1+61 kJ·mol-1=20 kJ·mol-1。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 (3)已知: Ⅰ.N2(g)+3H2(g)⥫⥬2NH3(g)　ΔH1=-92.4 kJ·mol-1 Ⅱ.C(s)+O2(g)⥫⥬CO2(g)　ΔH2=-393.8 kJ·mol-1 Ⅲ.N2(g)+3H2(g)+C(s)+O2(g)⥫⥬H2NCOONH4(s)　ΔH3=-645.7 kJ·mol-1 写出H2NCOONH4分解生成NH3与CO2气体的热化学方程式: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 H2NCOONH4(s)⥫⥬2NH3(g)+CO2(g)　ΔH=159.5 kJ·mol-1 (3)根据盖斯定律,将Ⅰ+Ⅱ-Ⅲ得:H2NCOONH4(s)⥫⥬2NH3(g)+CO2(g)　ΔH=159.5 kJ·mol-1。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 13.Ⅰ.化学反应伴随能量变化,获取反应能量变化有多条途径。回答下列问题: (1)理论研究表明,在101 kPa和298 K下,HCN(g)===HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示,HCN与HNC稳定性较弱的是　　　　。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 HNC (1)能量越低的物质越稳定,由图可知,HCN与HNC稳定性较弱的是HNC。 (2)已知: 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 b-a 根据表中数据,计算可得:HNC(g)===HCN(g)　ΔH=　　　　(用含a、b的式子表示)kJ·mol-1。  化学键种类 C—H N—H C≡N 键能/(kJ·mol-1) a b c (2)反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能,故HNC(g)===HCN(g)　ΔH=(b+c-a-c) kJ·mol-1=(b-a) kJ·mol-1。 (3)神舟系列火箭用偏二甲肼C2H8N2作燃料,N2O4作氧化剂,反应后产物无污染。 已知:反应1:N2(g)+2O2(g)===N2O4(g)　ΔH=x kJ∙mol-1; 反应2:C2H8N2(l)+4O2(g)===N2(g)+2CO2(g)+4H2O(g)　ΔH2=y kJ∙mol-1。 写出C2H8N2(l)和N2O4(g)反应生成N2(g)、CO2(g)、H2O(g)的热化学方程式: 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　　。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 C2H8N2(l)+2N2O4(g)===3N2(g)+2CO2(g)+4H2O(g)　ΔH=(y-2x) kJ·mol-1　 (3)已知:反应1:N2(g)+2O2(g)===N2O4(g)　ΔH=x kJ∙mol-1; 反应2:C2H8N2(l)+4O2(g)===N2(g)+2CO2(g)+4H2O(g)　ΔH2=y kJ∙mol-1。 根据盖斯定律,反应2-2×(反应1)得反应C2H8N2(l)+2N2O4(g)===3N2(g)+2CO2(g)+4H2O(g)　ΔH=(y-2x) kJ·mol-1。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 Ⅱ.某实验小组用0.50 mol·L-1 NaOH溶液和0.50 mol·L-1 硫酸溶液进行中和反应反应热的测定,实验装置如图所示。取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验,实验数据如表。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 　　温度   试验次数 　 起始温度t1/℃ 终止温 度t2/℃ H2SO4 NaOH 平均值 1 25.9 26.1 26.0 31.1 2 27.0 27.4 27.2 31.2 3 25.9 25.9 25.9 29.8 4 26.4 26.2 26.3 30.4 (4)近似认为0.50 mol·L-1 NaOH溶液和0.50 mol·L-1硫酸溶液的密度都是1 g·cm-3,中和后生成溶液的比热容c=4.18 J·g-1·℃-1,生成1 mol H2O(l)放出的热量为　　　　(结果保留一位小数)。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 53.5 kJ (4)由表可知,第1、2、3、4次的温差分别为5.1 ℃、4.0 ℃、3.9 ℃、4.1 ℃,第1次误差较大应舍弃,则温度差的平均值为4.0 ℃;50 mL 0.50 mol·L-1氢氧化钠溶液与30 mL 0.50 mol·L-1硫酸溶液进行中和反应,硫酸过量、氢氧化钠完全反应,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80 mL×1 g·cm-3=80 g,温度变化的值为ΔT=4.0 ℃,则生成0.025 mol水放出的热量为Q=m·c·ΔT=80 g×4.18 J·g-1·℃-1×4.0 ℃= 1 337.6 J=1.337 6 kJ,所以实验测得的生成1 mol H2O(l)的ΔH=-≈ -53.5 kJ·mol-1,即生成1 mol液态水时放出的热量为53.5 kJ。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 (5)上述实验数值结果与理论值57.3 kJ有偏差,产生偏差的原因可能是 　　　　(填字母)。  a.实验装置保温、隔热效果差 b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数 c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中 d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 acd (5)实验装置保温、隔热效果差,部分热量散失,导致实验所测数值偏小,故a正确;量取NaOH溶液的体积时仰视读数,会导致所量的氢氧化钠溶液体积偏大,放出的热量偏多,导致实验所测数值偏大,故b错误;分多次把NaOH 溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,热量散失较多,导致实验所测数值偏小,故c正确;温度计测定NaOH溶液起始温度后直接插入H2SO4溶液测温度,硫酸的起始温度偏高,温度差偏小,导致实验所测数值偏小,故d正确。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 $$