专题1.1.2 反应热的测量与计算 能源的充分利用（课件PPT）-【新课程学案】2024-2025学年高中化学选择性必修1（苏教版2019）

反应热的测量与计算　 能源的充分利用 第2课时 1 目 录 01 02 03 实验探究——反应热的测量 新知探究(一)——盖斯定律　反应热的计算 新知探究(二)——能源的充分利用 04 课时跟踪检测 01 实验探究——反应热的测量 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 ①搅拌器或环形玻璃搅拌棒的作用是使反应物混合均匀充分接触。 ②保温层的作用是减少热量的散失。 ③温度计的作用是测定反应前后反应体系的温度。 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·cm－3，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。 环形玻璃搅拌棒 最高温度 4．思考讨论 (1)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。 (2)在上述过程中，提高测定反应热准确度的措施有哪些？ 提示：使用保温效果好的量热计；温度计用后及时冲洗；用环形玻璃搅拌棒均匀搅拌；操作动作迅速；多次测量取平均值。 [典例]　某实验小组用0.50 mol·L－1NaOH溶液和0.50 mol·L－1硫酸进行反应热的测定。实验装置如图所示： (1)大烧杯上如不盖硬纸板，计算所得的中和反应的反应热的数值会偏大还是偏小？ (2)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸进行实验，实验数据如下表。 实验次数 起始温度t1/℃ 终止温度t2/℃ 温度差 (t2－t1)/℃ H2SO4 NaOH 平均值 1 26.6 26.6 26.6 29.1   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   ①温度差平均值是多少？ ②近似认为0.50 mol·L－1NaOH溶液和0.50 mol·L－1硫酸的密度都是1 g·cm－3，中和后生成溶液的比热容c＝4.18 J·(g·℃)－1。则ΔH是多少？ (3)若将上述硫酸换成等量的浓硫酸，所测得的反应热相等吗？ (4)实验过程中，如何用玻璃搅拌棒搅拌溶液？不能用铜质搅拌棒代替的理由是什么？ [解析]　(1)不盖硬纸板热量会有损耗，偏小。 (2)①第1次实验温度差误差较大，应舍弃，经计算知温度差平均值为4.0 ℃。②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 cm3×1 g·cm－3＝80 g，温度差为4.0 ℃，则生成0.025 mol 水放出的热量为Q＝C·Δt＝(80×4.18)J·℃－1×4.0 ℃＝1 337.6 J，即1.337 6 kJ，故ΔH≈－53.5 kJ·mol－1。 (3)不相等；因为浓硫酸稀释时会放热。 (4)实验时应用环形玻璃搅拌棒上下提拉搅拌。因为铜传热快，热量损失大，所以不能用铜质搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒。 [答案]　(1)偏小　(2)①4.0 ℃　②－53.5 kJ·mol－1　(3)不相等　(4)上下提拉搅拌；铜传热快，热量损失大 归纳拓展|中和反应反应热测量实验中的“三关” (1)隔热关——装置保温、隔热效果好，减少热量的损失。 (2)测量关——温度在测量过程中是重要的参数，测量时要又快又准。 ①选择精密温度计，精确到0.1 ℃。 ②测量溶液温度时，将温度计插在液体中央，使水银球处于溶液中央位置，温度计不要碰到容器壁或插在液面以上。 ③温度计不能作搅拌器使用，用环形玻璃搅拌棒搅拌，使溶液迅速、充分混合。 ④测量反应混合液的温度时要随时读取温度值，记录最高温度。 (3)酸、碱关——注意酸碱的强弱和浓度。 酸、碱浓溶液稀释过程中会放出热量。通常中和反应反应热是指强酸、强碱在稀溶液中反应生成1 mol液态水的反应热。 [题点多维训练] 1．有关用简易量热计(装置如右图所示)测量中和热的实验操作正确的是(　 ) A．可以去掉简易量热计的塑料盖板 B．记录反应的最高温度 C．向简易量热计中加碱时有碱液溅到量热计外 D．酸碱混合后不及时搅拌 √ 解析：去掉简易量热计的塑料盖板，使热量损失而使误差增大，A错误； 反应时至少测温度3次：反应前酸的温度、反应前碱的温度，反应后的最高温度，B正确； 向简易量热计中加碱时有碱液溅到量热计外，反应的碱变少了，放出的热量也减少而使误差增大，C错误； 酸碱混合后不及时搅拌，则延长了反应时间，热损增大，使误差增大，D错误。 2．用50 mL 0.50 mol·L－1 盐酸与50 mL 0.50 mol·L－1 NaOH溶液进行中和热测定实验，下列说法正确的是(　 ) A．在测定中和热的过程中，需要测定并记录温度2次 B．大烧杯上若不盖硬纸板，测得的中和热数值会偏小 C．用测量盐酸的温度计直接测定NaOH溶液的温度，测得的中和热数值会偏大 D．为防止液体溅出，酸碱混合时应将量筒中的溶液缓缓倒入烧杯中再慢慢搅拌 √ 解析：在测定中和热的实验中，每一组需要记录3次温度，即初始酸、碱的温度和反应完全后的最高温度，为了减少实验误差，实验时至少要做2组实验，所以至少记录6次温度，A错误； 中和热测定实验成败的关键是减少热量损失，大烧杯上若不盖硬纸板，会有一部分热量损失，测得的中和热数值会偏小，B正确； C项操作会导致测得NaOH溶液初始温度偏高，计算出反应放出的热量比实际少，C错误； 中和热测定实验成败的关键是减少热量损失，酸碱混合时将量筒中的溶液缓缓倒入烧杯中再慢慢搅拌，导致热量损失较多，测得中和热的数值会偏小，D错误。 3．用50 mL 0.50 mol·L－1盐酸和50 mL 0.55 mol·L－1NaOH溶液反应，实验中测得起始温度为20.1 ℃，终止温度为23.4 ℃，反应后溶液的比热容为4.18 J·g－1·℃－1，盐酸和NaOH溶液的密度都近似认为是1 g·cm－3，则中和反应生成1 mol水时放热为(　 ) A．55.2 kJ　　　　　　　　　 B．391 kJ C．336 kJ D．1.38 kJ √ 4．(2024·邢台一中阶段练习)某同学通过实验测出稀盐酸和稀NaOH溶液(碱稍过量)反应生成1 mol水的反应热ΔH＝－52.3 kJ·mol－1，比理论数值要小，造成这一结果的原因不可能的是(　 ) A．实验装置保温、隔热效果差 B．用量筒量取盐酸时仰视读数 C．分多次将NaOH溶液倒入量热计的内筒中 D．用测量盐酸的温度计直接测定NaOH溶液的温度 √ 解析：若装置保温、隔热效果差，会造成较多的热量损失，测得的反应热数值偏小，A项可能； 用量筒取液体，仰视读数时，实际量取的溶液体积多于应该量取的溶液体积，会导致放出的热量变多，B项不可能； C项操作会导致较多的热量损失，C项可能； D项操作会导致测得的NaOH溶液的初始温度偏高，最后计算出的反应放出的热量比实际放出的热量少，D项可能。 02 新知探究(一)——盖斯定律　 反应热的计算 1．盖斯定律 (1)内容：一个化学反应，不论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应是完全相等的。 (2)在恒压条件下，化学反应的热效应等于焓变(ΔH)，而ΔH仅与反应的起始状态和反应的最终状态有关，而与反应的 无关。 途径 (3)始态和终态相同的反应途径有如下三种： ΔH＝ ＝ 。 ΔH1＋ΔH2 ΔH3＋ΔH4＋ΔH5 (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 －110.5 [微点拨]　运用盖斯定律计算反应热的3个关键 ①热化学方程式的化学计量数加倍，ΔH也相应加倍。②热化学方程式相加减，同种物质之间可加减，反应热也相应加减。③将热化学方程式颠倒时，ΔH的正负必须随之改变。 [题点多维训练] 1．在298 K、100 kPa时，已知： 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH1　 ① Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g)　ΔH2　 ② 2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g)　ΔH3　 ③ 则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是(　 ) A．ΔH3＝2ΔH2＋ΔH1　 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2 C．ΔH3＝2ΔH2－ΔH1 D．ΔH3＝ΔH2－ΔH1 √ 解析：由盖斯定律可得，第三个热化学方程式可由2×②－①得到，故ΔH3＝2ΔH2－ΔH1。 2．(2024·保定期中)已知下列热化学方程式： ①Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH＝－25 kJ·mol－1 ②3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH＝－47 kJ·mol－1 则下列关于Fe3O4(s)被CO还原成Fe(s)和CO2的热化学方程式的书写中正确的是(　 ) A．Fe3O4＋4CO===3Fe＋4CO2 ΔH＝－14 kJ·mol－1 B．Fe3O4(s)＋4CO(g)===3Fe(s)＋4CO2(g) ΔH＝－22 kJ·mol－1 C．Fe3O4(s)＋4CO(g)===3Fe(s)＋4CO2(g) ΔH＝14 kJ·mol－1 D．Fe3O4(s)＋4CO(g)===3Fe(s)＋4CO2(g) ΔH＝－14 kJ·mol－1 解析：根据盖斯定律，由(①×3－②)÷2可得Fe3O4(s)＋4CO(g)===3Fe(s)＋4CO2(g)　ΔH＝－14 kJ·mol－1。 √ 答案：－116 4．黑火药是我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＝___________________________________________________。 解析：将已知热化学方程式依次编号为①②③， 根据盖斯定律，由3×①＋②－③得S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)，则ΔH＝3ΔH1＋ΔH2－ΔH3 答案：3ΔH1＋ΔH2－ΔH3 03 新知探究(二)——能源的充分利用 (一)标准燃烧热和热值 1．标准燃烧热 定义 在101 kPa下，1 mol物质完全燃烧的反应热，单位为kJ·mol－1 意义 如25 ℃、101 kPa时，甲烷的标准燃烧热ΔH＝－890.3 kJ·mol－1的意义是：在25℃、101 kPa时，1 mol CH4完全燃烧生成CO2气体和液态H2O时放出890.3 kJ的热量 说明 物质完全燃烧指物质中含有的氮元素转化为N2(g)、氢元素转化为H2O(l)、碳元素转化为CO2(g) 2．热值 (1)定义：在101 kPa,1 g物质完全燃烧的反应热；单位为kJ·g－1。 (2)热值与标准燃烧热的换算 如甲烷的热值为55.6 kJ·g－1，则甲烷的标准燃烧热为889.6 kJ·mol－1。 3．利用燃烧热计算化学反应的反应热 书写步骤 ①将燃烧热改写成热化学方程式。 ②根据盖斯定律，利用加和法或路径法进行计算 计算方法 反应热＝反应物的燃烧热×化学计量数－生成物的燃烧热×化学计量数 (二)能源的开发和利用 1．能源的概念及其分类 (1)能源的概念 能源是指可以提供 的自然资源，它包括 、阳光、风力、流水、潮汐等。 能量 化石燃料 (2)能源的分类 分类依据 种类 举例 转换过程 一次能源 太阳能、风能、化石燃料、地热能、潮汐能等 二次能源 电能、氢能、石油加工产品、煤的加工产品等 使用历史 常规能源 化石燃料 新能源 太阳能、风能、核能、氢能、生物质能等 能源性质 可再生能源 太阳能、风能、氢能、生物质能 不可再生能源 化石燃料、核能 续表 2．化石燃料和新能源 (1)化石燃料的弊端：蕴藏量有限、不可再生；利用率低；污染环境，特别是会造成酸雨和温室效应。 (2)太阳能是能量巨大的清洁能源，缺点是能量密度小，受地域和季节的影响大。 (3)氢能有三大优点：一是热值高，二是资源丰富，三是无毒、无污染；缺点是储存、运输困难。 3．能源危机的解决方法 开发新能源，节约现有能源，提高能源的利用率。 √ 解析：表示标准燃烧热的热化学方程式要求1 mol纯物质完全燃烧，生成稳定的产物。 √ 2．下列说法正确的是(　 ) A．硫完全燃烧生成二氧化硫时，放出的热量为硫的标准燃烧热 B．在101 kPa时，1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的标准燃烧热 C．在101 kPa时，由2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　 ΔH＝－566 kJ·mol－1，可知CO的标准燃烧热为283 kJ·mol－1 D．乙炔的标准燃烧热为1 299.6 kJ·mol－1，则2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(g)反应的ΔH＝－2 599.2 kJ·mol－1 解析：理解标准燃烧热的概念，一是注意可燃物的用量为1 mol纯物质；二是注意反应的程度，完全燃烧并生成指定的产物，如C生成CO2(g)，S生成SO2(g)，H2生成H2O(l)。选项A没有指明硫的物质的量为1 mol； 选项B中没有指明1 mol碳完全燃烧生成CO2；选项D中热化学方程式的生成物水应为液态，反应热ΔH与其不对应。 3．在25 ℃、101 kPa时，1.00 g C6H6(l)燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出41.8 kJ的热量，C6H6的标准燃烧热为________kJ·mol－1，该反应的热化学方程式为_____________________________________________。 题点(二)　能源的开发和利用 4．下列有关能源开发和利用说法不正确的是(　 ) A．人类日常利用的煤、石油、天然气等的能量，归根结底是由太阳能转变来的 B．氢能是一种理想的绿色能源，现在的科技水平已经能够全面推广使用氢能 C．乙醇属于可再生能源，使用乙醇汽油可以缓解目前石油紧张的矛盾 D．太阳能、风能、核能、氢能等符合新能源的特点 √ 解析：人类日常利用的煤、石油、天然气等的能量，归根到底是由古代的动物、植物等经过漫长的历史时期形成的，因此是由太阳能转变而来的，故A正确； 氢能是一种理想的绿色能源，现在的科技水平还很难全面推广使用氢能，故B错误； 乙醇属于可再生能源，是由高粱、玉米、薯类等经过发酵制得的，使用乙醇汽油可以缓解目前石油紧张的矛盾，故C正确； 新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染或者污染很小，且可以再生，太阳能、风能、核能、氢能等符合新能源的特点，故D正确。 5．如图为“能源分类相关图”，四组能源选项中全部符合图中阴影部分的是(　 ) A．煤炭、石油、潮汐能 B．水能、生物质能、天然气 C．太阳能、风能、沼气 D．地热能、海洋能、核能 √ 解析：太阳能、风能、沼气这三种能源既是新能源、可再生能源，又是来自太阳的能源。 04 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 1．下列说法正确的是(　 ) A．化学反应的反应热与反应过程有密切的关系 B．化学反应的反应热取决于反应体系的始态和终态 C．盖斯定律只是一条简单的自然规律，其实际作用不大 D．有的化学反应过程没有能量变化 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 解析：根据盖斯定律知，反应热的大小只与反应体系的始态、终态有关，和反应的途径、过程无关，A错误，B正确； 盖斯定律虽然是一条简单的自然规律，但实际作用很大，C错误； 任何化学反应过程都有能量变化，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 √ 2．关于能源，以下说法不正确的是(　 ) A．煤、石油、天然气等燃料属不可再生能源 B．煤、石油、水煤气可从自然界直接获取，属一次能源 C．太阳能是一次能源、新能源 D．潮汐能来源于月球引力做功 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：煤、石油、天然气等化石燃料蕴藏量有限，不可再生，最终将会枯竭，A正确； 煤、石油等可从自然界直接获取，属一次能源，但水煤气是由焦炭与H2O(g)在高温下反应制取，属二次能源，B错误； 太阳能既是一次能源又是新能源，C正确； 潮汐能来自于月球引力，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 √ 3．在测定中和热的实验中，下列说法正确的是(　 ) A．使用环形玻璃搅拌棒是为了加快反应速率，减小实验误差 B．为了准确测定反应混合溶液的温度，实验中温度计水银球应与小烧杯底部接触 C．用0.5 mol·L－1 NaOH溶液分别与0.5 mol·L－1的盐酸、醋酸溶液反应，如所取的溶液体积相等，则测得的中和热数值相同 D．在测定中和热实验中需要使用的仪器有天平、量筒、烧杯、滴定管、温度计 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析：在中和热的测定中，使用环形玻璃搅拌棒搅拌，目的是使反应物混合均匀，加快反应，减小误差，A正确； 温度计水银球不能接触烧杯底部，B错； CH3COOH为弱酸，电离吸热，故测得的中和热比用盐酸时数值小，C错； 不需要天平、滴定管，D错。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 √ 4．有专家指出，可利用太阳能对燃烧产物如CO2、H2O、N2等进行处理，使它们重新组合，实现如图所示的转化。在此构想的物质循环中太阳能最终转化为(　 ) A．化学能　　　　　　　 B．热能 C．生物能 D．电能 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：图中由CO2、H2O、N2转化为CH4、CH3OH、NH3是在太阳能的作用下完成的，由转化关系可知太阳能最终以热能形式释放出来。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：中和反应反应热是以生成1 mol H2O(l)所放出的热量来衡量的，故书写中和反应反应热的热化学方程式时，应以生成1 mol H2O(l)为标准来配平其余物质的化学计量数，再结合放热数值写出ΔH。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 6．(2024·沧州期中)高温下可将煤转化为水煤气，水煤气可作为气体燃料，有关热化学方程式如下： ①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH1＝131.3 kJ·mol－1 ②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH2＝－566.0 kJ·mol－1 ③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH3＝－483.6 kJ·mol－1 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 下列说法正确的是(　 ) A．煤不属于化石燃料 B．等质量的CO和H2完全燃烧时，前者放热多 C．水煤气作为气体燃料，比煤直接燃烧污染小 D．由反应③可以确定H2的标准燃烧热为241.8 kJ·mol－1 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：煤是常见的化石燃料，故A错误； 根据②可知56 g CO完全燃烧放热566 kJ，根据③可知56 g H2燃烧生成水蒸气放热483.6 kJ×14＝6 770.4 kJ，故B错误； CO和H2燃烧只生成二氧化碳和水，无污染，故C正确； 氢气的标准燃烧热是1 mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量，所以H2的标准燃烧热不是241.8 kJ·mol－1，故D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 7．依据图示关系，下列说法不正确的是(　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 1 mol H2S(g)和1 mol S(s)分别在足量O2中燃烧，全部转化为SO2(g)和H2O(l)，放出的热量分别为562.7 kJ、296.9 kJ，前者放热多，B项正确； 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 由盖斯定律可知，2H2S(g)＋SO2(g)===3S(s)＋2H2O(l)　ΔH＝2ΔH1－ΔH2，C项错误； 反应途径不改变反应物、生成物的总能量，则化学反应的ΔH只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关，D项正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：对已知热化学方程式依次编号为①、②，根据盖斯定律，由①＋②×2可得热化学方程式：TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s，石墨)===TiCl4(l)＋2CO(g)　ΔH＝140.5 kJ·mol－1＋(－110.5 kJ·mol－1)×2＝－80.5 kJ·mol－1。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 A．2ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3 B．ΔH1＋ΔH2－ΔH3 C．3ΔH1＋2ΔH2＋2ΔH3 D．3ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 10．一些烷烃的燃烧热数据如表所示： 化合物 燃烧热/(kJ·mol－1) 化合物 燃烧热/(kJ·mol－1) 甲烷 890.0 正丁烷 2 878.0 乙烷 1 559.8 异丁烷 2 869.6 丙烷 2 219.9 2-甲基丁烷 3 531.3 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 下列表述正确的是(　 ) A．热稳定性：正丁烷＞异丁烷 B．乙烷燃烧的热化学方程式为 2C2H6(g)＋7O2(g)===4CO2(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1 559.8 kJ·mol－1 C．正戊烷的燃烧热大于3 531.3 kJ·mol－1 D．相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越多 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：正丁烷和异丁烷完全燃烧都生成CO2(g)和H2O(l)，正丁烷的燃烧热大于异丁烷的燃烧热，说明正丁烷的能量较高，而能量越低越稳定，所以异丁烷比正丁烷稳定，A错误； 燃烧热指101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，B中ΔH与热化学方程式中物质的化学计量数不成比例，并且生成的水应为液态，错误； 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 正戊烷和2-甲基丁烷互为同分异构体，由表格中正丁烷、异丁烷的燃烧热可推知，正戊烷的燃烧热比2-甲基丁烷的大，C正确； 通过计算可得，相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越少，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 11．(2024·启东中学阶段练习)用CH4催化还原NOx，可以消除氮氧化物的污染。例如： ①CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　 ΔH＝－574 kJ·mol－1 ②CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　 ΔH＝－1 160 kJ·mol－1 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 下列说法不正确的是(　 ) A．若用标准状况下4.48 L CH4还原NO2生成N2和水蒸气，放出的热量为173.4 kJ B．由反应①可推知：CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH<－574 kJ·mol－1 C．反应①②中，相同物质的量的CH4发生反应，转移的电子数相同 D．反应②中当4.48 L CH4反应完全时转移的电子为1.60 mol √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 由于液态水生成气态水需要吸收热量，所以生成液态水的反应放出的热量多，放热越多，则ΔH越小，即ΔH＜－574 kJ·mol－1，B正确； 反应①②中每1 mol CH4反应完全时均转移8 mol电子，C正确； 由于未指明标准状况，4.48 L CH4的物质的量无法计算，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 12．已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)的反应热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，回答下列有关中和反应的问题： (1)用0.1 mol Ba(OH)2配成稀溶液 与足量稀硝酸反应，能放出________kJ的能量。 (2)如图所示装置中，仪器A的名称是__________，作用是______________________；仪器B的名称是____________，作用是________________________________________________。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 (3)通过实验测定的中和反应反应热的数值常常小于57.3 kJ·mol－1，其原因可能是__________________________________________________。 (4)用相同浓度和体积的氨水(NH3·H2O)代替NaOH溶液进行上述实验，测得的反应热的数值________(填“偏大”“偏小”或“无影响”，下同)。 (5)用足量稀硫酸代替稀硝酸溶液进行上述实验，测得的中和反应反应热的数值________。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：(1)根据H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)的反应热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1知含0.1 mol Ba(OH)2的稀溶液与足量稀硝酸反应生成0.2 mol H2O(l)，故放出的能量为11.46 kJ。 (2)由实验装置知，A为环形玻璃搅拌棒，作用是搅拌，使溶液充分混合；B为温度计，作用是测量溶液的温度。 (3)在测量中和反应反应热的实验中，减少热量损失是实验的关键，即在实验中会不可避免有少量热量损失，导致测得的反应热的数值常常小于正常值。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 (4)用氨水代替NaOH溶液，会使测得的数值偏小，因为NH3·H2O是弱电解质，电离时需吸收热量。 答案：(1)11.46　(2)环形玻璃搅拌棒　搅拌，使溶液充分混合　温度计　测量溶液的温度　(3)实验中不可避免有少量热量损失　(4)偏小　(5)偏大 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 高阶思维训练 13．(2024·镇江期中)根据如图所给信息，得出的结论正确的是(　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 A．48 g碳完全燃烧放出热量为1 574 kJ·mol－1 B．2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221.0 kJ·mol－1 C．2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g) ΔH＝＋283.0 kJ·mol－1 D．C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝＋393.5 kJ·mol－1 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析： A．根据图示可知，1 mol C完全燃烧放出热量是393.5 kJ，则48 g碳也就是4 mol的碳完全燃烧放出热量为393.5 kJ·mol－1×4 mol＝1 574 kJ，错误； B.1 mol C燃烧变为CO，放热为393.5 kJ－283.0 kJ＝110.5 kJ，则2 mol C燃烧变为CO放出热量是110.5 kJ×2＝221.0 kJ，所以热化学方程式为2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221.0 kJ·mol－1，正确； 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 D.1 mol固体C完全燃烧生成1 mol CO2(g)放出热量为393.5 kJ，热化学方程式为C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1，错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 14．(2024·唐山期末)已知：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋571.0 kJ·mol－1。以太阳能为热源分解Fe3O4，经热化学铁氧化合物循环分解水制H2的过程如下： 过程Ⅰ：2Fe3O4(s)===6FeO(s)＋O2(g) ΔH＝313.2 kJ·mol－1 过程Ⅱ：…… 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 下列有关说法不正确的是(　 ) A．过程Ⅰ中每消耗232 g Fe3O4转移2 mol电子 B．过程Ⅱ反应的热化学方程式为3FeO(s)＋H2O(l)===H2(g)＋Fe3O4(s)　ΔH＝＋128.9 kJ·mol－1 C．过程Ⅰ、Ⅱ中能量转化的形式依次是太阳能→化学能、化学能→热能 D．铁氧化合物循环制H2具有节约能源，产物易分离等优点 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：过程Ⅰ中每消耗232 g(1 mol) Fe3O4生成0.5 mol O2，反应转移电子的物质的量为0.5 mol×4＝2 mol，故A正确； 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 过程Ⅰ和过程Ⅱ发生的反应都是吸热反应，过程Ⅱ中能量转化的形式是热能转化为化学能，故C错误； 铁氧化合物循环制H2以太阳能为热源分解Fe3O4，以H2O和Fe3O4为原料，具有成本低、产物易分离的优点，故D正确。 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 ℃，取两温度平均值为 ℃。 (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＝℃。 (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0.418kJ，生成1 mol H2O(l)时的反应热为 －16.72kJ·mol－1或ΔH＝－ kJ·mol－1。 解析：代入公式ΔH＝－ ＝－ kJ·mol－1≈－55.2 kJ·mol－1。 2．应用盖斯定律计算ΔH的方法 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。 (2)加和法 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，最终加和成目标方程式，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。 3．Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行： CuCl2(s)===CuCl(s)＋Cl2(g) ΔH1＝83 kJ·mol－1 CuCl(s)＋O2(g)===CuO(s)＋Cl2(g) ΔH2＝－20 kJ·mol－1 CuO(s)＋2HCl(g)===CuCl2(s)＋H2O(g) ΔH3＝－121 kJ·mol－1 则4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)的ΔH＝__________kJ·mol－1。 [题点多维训练] 题点(一)　标准燃烧热 1．(2024·南通中学月考)下列热化学方程式中能表示可燃物标准燃烧热的是(　 ) A．CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283 kJ·mol－1 B．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－802.3 kJ·mol－1 C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－484.0 kJ·mol－1 解析：1 mol C6H6(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)放出的热量为41.8×78 kJ＝3 260.4 kJ，热化学方程式为C6H6(l)＋O2(g)===6CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－3 260.4 kJ·mol－1。 答案：3 260.4　C6H6(l)＋O2(g)===6CO2(g)＋3H2O(l)　 ΔH＝－3 260.4 kJ·mol－1 5．含有11.2 g KOH的稀溶液与1 L 0.1 mol·L－1的H2SO4溶液反应，放出11.46 kJ的热量，表示该中和反应反应热的热化学方程式为(　 ) A．KOH(aq)＋H2SO4(aq)===K2SO4(aq)＋H2O(l)　 ΔH＝－11.46 kJ·mol－1 B．0.2KOH(aq)＋0.1H2SO4(aq)===0.1K2SO4(aq)＋0.2H2O(l)　 ΔH＝－11.46 kJ·mol－1 C．2KOH(aq)＋H2SO4(aq)===K2SO4(aq)＋2H2O(l)　 ΔH＝－114.6 kJ·mol－1 D．KOH(aq)＋H2SO4(aq)===K2SO4(aq)＋H2O(l)　 ΔH＝－57.3 kJ·mol－1 A．H2S(g)＋O2(g)===S(g)＋H2O(l)　ΔH＞－265.8 kJ·mol－1 B．1 mol H2S(g)和1 mol S(s)分别在足量O2中燃烧，全部转化为SO2(g)和H2O(l)，前者放热多 C．2H2S(g)＋SO2(g)===3S(s)＋2H2O(l)　ΔH＝ΔH1－ΔH2 D．化学反应的ΔH，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关 解析：根据图示，H2S(g)＋O2(g)===S(s)＋H2O(l)　ΔH＝－265.8 kJ·mol－1，硫固体转化为硫蒸气需要吸热，因此H2S(g)＋O2(g)===S(g)＋H2O(l)　ΔH＞－265.8 kJ·mol－1，A项正确； 8．(2024·苏州中学月考)将TiO2转化为TiCl4是工业冶炼金属钛的主要反应之一。 已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(l)＋O2(g) ΔH＝140.5 kJ·mol－1 C(s，石墨)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－110.5 kJ·mol－1 则反应TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s，石墨)===TiCl4(l)＋2CO(g)的ΔH是(　 ) A．80.5 kJ·mol－1 B．30.0 kJ·mol－1 C．－30.0 kJ·mol－1 D．－80.5 kJ·mol－1 9．已知反应：H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH1 N2(g)＋O2(g)===NO2(g)　ΔH2 N2(g)＋H2(g)NH3(g)　ΔH3 则反应2NH3(g)＋O2(g)===2NO2(g)＋3H2O(g)的ΔH为(　 ) 解析：把已知反应依次编号为①、②、③，根据盖斯定律，由①×3＋②×2－③×2得2NH3(g)＋O2(g)===2NO2(g)＋3H2O(g)　ΔH＝3ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3。 解析：根据盖斯定律，由(①＋②)×得到热化学方程式：CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－867 kJ·mol－1，标准状况下4.48 L CH4的物质的量为0.2 mol，放出的热量为0.2 mol×867 kJ·mol－1＝173.4 kJ，A正确； (5)从离子反应的角度上看，用稀硫酸代替稀硝酸多了SO与 Ba2＋生成BaSO4的成键过程，故放出的热量偏大。 C.根据图示可知1 mol CO2比1 mol CO和 mol O2的能量低283.0 kJ，则相应的热化学方程式是2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)　ΔH＝＋566.0 kJ·mol－1，错误； 利用盖斯定律，结合题给两个热化学方程式可得过程Ⅱ反应的热化学方程式：3FeO(s)＋H2O(l)===H2(g)＋Fe3O4(s)　ΔH＝(＋571.0 kJ·mol－1)×－(＋313.2 kJ·mol－1)×＝128.9 kJ·mol－1，故B正确； $$