1.1.2　反应热的测量与计算 学案 2024-2025学年高二上学期化学苏教版（2019）选择性必修1

第二课时反应热的测量与计算 学习目标1理解反应热测定的原理和方法，会分析产生误差的原因。2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。 一、反应热的测量 1.中和反应反应热测定原理 根据热化学方程式H+(aq)十OH(aq)一H,O④)△H=一2 kJ-mol-L,需计算稀 的酸、碱中和生成1mol水的反应热，依据公式△H=一(m1十m2)c(t2一t1)n (H2O),通过测定一定量的酸、减溶液在反应前后温度的变化，计算反应放出 的热量，由此求得反应热。 2.实验仪器一简易量热计和量热计 (1)把实验装置中各仪器（或物品）的名称填在横线上。 搅拌器 保 器 层 图1简易量热计 图2量热计 (2)仪器各部分的作用 ①搅拌器或环形玻璃搅拌器的作用是使 ②保温层的作用是 ③温度计的作用是测定反应前后反应体系的温度。 3.中和反应反应热的测量的实验探究 (1)实验步骤 步骤1测量初始温度(T):测量混合前50mL0.50molL一1盐酸、50mL0.50mo L-1氢氧化钠溶液的温度，取两温度平均值为T1。 步骤2测量反应后温度(T2):将酸碱溶液迅速混合，用环形玻璃搅拌器不断搅动 溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记录为终止温度T2 (2)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。 (3)实验数据处理：实验中盐酸和氢氧化钠溶液反应放出的热量是0.418(T2一T1)kJ, 反应热为△H=-16.72(T2-T)kJmo-或△H=-0.418(T2-T1)0.025kJ mol-]。 【问题讨论】 (1)在上述过程中，提高测定反应热准确度的措施有哪些？ (2)用同体积、同浓度的KOH代替NaOH完成上述实验，用同体积、同浓度的硝 酸代替盐酸完成上述实验，测得的反应热数值三者是否相同？简述其中的原因。 (3)用浓H2SO4代替稀盐酸对结果会产生什么影响？ (4)有的实验常常使碱或酸稍微过量，其目的是什么？ (5)如果其他操作不变，但将试剂改为100mL0.50molL-1盐酸和100mL0.50mol L一1NaOH溶液，则测得的中和反应反应热是否为原来的2倍？ 【探究归纳】 (1)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测量关一温度在测量过程中是重要的参数，测量时要又快又准。 a.选择精密温度计，精确到0.1℃。 b.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。 c温度计不能作搅拌器使用，用环形玻璃搅拌器搅拌，使溶液迅速、充分混合。 d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1mol液态水的反应热。 (2)中和反应反应热测定实验中产生误差的可能原因 ①量取溶液的体积有误差。 ②温度计的读数有误。 ③混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。 ④隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。 ⑤测了酸后的温度计未用水清洗便立即去测碱的温度，会使热量损失而引起误差。 对点训练 1.关于中和反应反应热测定实验的下列说法不正确的是( 温度计 环形玻璃 搅拌器 内筒 杯盖 隔热层 一外壳 简易量热计示意图 A使用环形玻璃搅拌器既可以搅拌又避免损坏温度计 B.测了酸溶液后的温度计要用水清洗后再测减溶液的温度 C,向盛装酸溶液的量热计的内筒中加碱时要小心缓慢以免酒出 D.改变酸碱的用量，所求中和反应反应热数值不变化 2.用50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.50 mol/L 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 3.(2024辽东教学共同体高二月考)在测定中和反应的反应热的实验中，下列说法 正确的是() A使用搅拌器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0.5molL一1NaOH溶液分别与0.5moL-1的盐酸、醋酸溶液反应，如所取 的溶液体积相等，则测得的中和反应的反应热数值相同 D,在测定中和反应的反应热实验中需要使用的仪器有天平、量筒、烧杯、温度计 二、盖斯定律 1.盖斯定律 (1)内容 大量实验证明，一个化学反应，不论是 完成，还是 完成， 其总的热效应是 的。 (2)释义 化学反应的焓变（△）只与反应体系的 和 有关，而与反应的 无关。 如图：始态和终态相同的反应途径有如下三种： △H (I) △H 始态 (Ⅱ) +终态 △H △H (Ⅲ) H b △H AH= (3)意义 应用盖斯定律可以间接计算出反应速率很慢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△H的方法（实例） 根据如下两个反应： 1.C(s)+O2(g)-C0(g)H1=-393.5 kJ-mol-1 Ⅱ.CO(g)+1202(g)CO2(g)H2=-283.0 kJ-mol-1 选用两种方法，计算出C(s)十12O(g)一CO(g)的反应热△H3。 (1)虚拟路径法 反应C(s)十O(g)一CO(g)的途径可设计如图： △H, C(s)+O,(g) CO,(g) △H △H CO(g)+50,(g) △H1=AH3+△H2,则△H3= kJmol-1。 (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，△H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： ②将己知热化学方程式】一Ⅱ，可得目标热化学方程式： 则△H3= kJmol-1。 3.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，△H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，△H的正负必须随之改变。 对点训练 1.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,己知反应： 2Cu(s)+O2(g)—2CuO(s)△H=-314 kJmol-1 2CuzO(s)+O2(g)）—4CuOs)△H=-292 kJ-mol-1 则CuOs)+Cu(s)一CuOs)的△H等于() A.-11 kJ-mol-1 B.11 kJ-mol-1 C.22 kJmol-1 D.-22 kJ-mol-1 2.Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行： CuCl(s)-CuCl(s)+12Cl2(g)AH=83 kJ-mol-1 CuC1(s)+1202(g)-CuO(s)+12C12(g)△H2=-20 kJ-mol-1 CuO(s)+2HCI(g)=CuCl2(s)+H2O(g)AH3=-121 kJ'mol-1 则4HCI(g)+O2(g)一2C1(g)+2H2Og)的△H= kJmol1。 3.已知C(s)+12O2(g)=CO(g)△H 上述反应在O2供应充分时，可燃烧生成CO2:O2供应不充分时，虽可生成CO, 但同时还部分生成CO2。因此该反应的△H无法直接测得。但是下述两个反应的△H 却可以直接测得： ①C(s)+O2(g)=CO(g)△H1=-393.5 kJ-mol-1 ②CO(g)+120,(g)CO2(g)△H2=-283.0 kJ-mol-1 根据盖斯定律，就可以计算出欲求反应的△H。 分析上述两个反应的关系，即知：△H= 则C(s)与O2(g)生成CO(g)的热化学方程式为 【题后归纳】 求目标热化学方程式的四步分析法 分析甘标反应和已知反应的差异，明确 第一步 甘标反应物和生成物，以及需要约掉的 中间产物。 将每个已知的热化学方程式两边同乘以 某个合适的数，使已知热化学方程式中 第二步 某种反应物或生成物的化学计量数与日 标热化学方程式中的该物质的化学计量 数一致，热化学方程式的熔变也进行相 应的计算。 将已知热化学方程式相加减消掉目标反 第三步 应热化学方程式中设有的物质（同侧相 减，异侧相加消去中问产物)。 得出日标热化学方程式（目标热化学方 第四步 程式系数不能存在公约数，应为最简 形式)。 以上步骤可以概括为“找目标、看来源、调系数、相加减、得答案”。 课堂达标训练 1.在中和反应反应热的测定实验中，下列操作正确的是( ①量取0.50molL-1的盐酸和0.50molL一1的NaOH溶液各50mL ②分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中 ③环形搅拌器上下移动，使酸碱溶液混合 ④用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定盐酸溶液的温度 A.①② B.②③ c.①③ D.②④ 2.已知：①2C(s)+O(g)—2C0(g) △H=-221.0 kJmol1；②2H(g)+O2 (g)一2HO(g)△H=一483.6 kJ-mol-1。则制备水煤气的反应C(s)十H2O (g)—CO(g)+H(g)的△H为( A.262.6 kJ-mol-! B.-131.3 kJmol-1 C.-352.3 kJ-mol-1 D.131.3 kJ-mol-1 3钛被称为“第三金属”，其制取原料为金红石(TiO2),制取步骤如下： 已知：①C(s)+O(g)—CO2(g)△H1: ②2C0(g)+O2(g)—2CO2(g)△H2: 3TiO2(s)+2Cl2(g)-TiCl(s)+O2(g)Al/3 则反应TiO2(s)+2C12(g)+2C(s)—TiC14(s)+2CO(g)的△WH为( ) A.△H3+2H1+2△H3 B.△H3+2AH1+△H2 C.△H3+2△H1-△H2 D.△H3+2△H1-2△H 4烟气（主要污染物SO2、NO)是大气主要污染物，有效去除大气中的SO2、NO 是环境保护的重要课题。用天然碱生产小苏打的母液（主要溶质为碳酸钠）吸收烟 气中SO2的相关反应的热化学方程式如下： 2Na2CO3(aq)+SO2(g)+H2O(1)-Na2SO3(aq)+2NaHCO3(ag)AH=akJmol-I 2 NaHCO3(aq)+SOz(g)）—NaSO3(aq)+2COz(g)+H2O)△H=bkJmol-1 Na2SO3(aq)+SO2(g)+H2O(1)-2NaHSO3(ag)AH=c kJmol- 反应Na2CO,(aq)+SOz(g）-NaSO3(aq)+CO2,(g)的△H kJmol-1。 5.(2024龙岩连城一中高二月考)将巧mL1.0molL-1盐酸和mL未知浓度的 NOH溶液混合均匀后测量并记录溶液的温度，实验结果如图所示，实验中始终 保持+2=50 30 28 26 24 200200400 V/mL (1)下列叙述正确的是 A该实验表明化学能可转化为热能 B.做该实验时环境温度为22℃ C,NaOH溶液的浓度约为1.5moL-J D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应 (2)中和反应的反应热的理论值△H=一57.3 kJ-mol-1,写出表示稀盐酸和NaOH溶 液反应的中和热的热化学方程式 下列操作可能使测得的△H偏大的是 (填序号)。 ①室温低于10℃时进行实验 ②分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中 ③实验时用环形铜丝搅拌棒代替搅拌器 (3)在做测定中和反应的反应热实验时，应使用仪器的正确组合是 ①天平②量筒③烧杯④滴定管⑤温度计， ⑥试管⑦酒精灯 A.①②④ B.②③⑤ C.②③④⑦ D.全部 第二课时反应热的测量与计算 一、2.(1)温度计环形玻璃搅拌器 (2)①反应物混合均匀充分接触②减少热量的散失 问题讨论 (1)使用保温效果好的量热计：温度计用后及时冲洗：用环形玻璃搅拌器均匀搅拌： 操作动作迅速；多次测量取平均值。 (2)相同。参加反应的物质都是强酸、强碱，它们在水中完全电离，中和反应的离 子方程式都是H+十OH一HO,反应都在室温下进行，且参加反应的H+)和 (OH)都相同，所以反应热也相同。 (3)浓H2SO4溶于水释放热量，△H减小。 (4)为了使酸或碱完全反应。 (5)否，测得的中和反应反应热与原来相等。 对点训练 1.C「为了防止热量散失，向盛装酸溶液的量热计的内简中加碱时要迅速加入。] 2B[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 项操作会导致热量损失，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。] 3A[在中和反应的反应热的测定中，使用搅拌器，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错误：CH,COOH 为弱酸，电离时吸热，故测得的中和反应的反应热比用盐酸时数值小，C错误： 实验仪器中不需要天平，D错误。] 二、1.(1)一步分几步完全相等 (2)始态终态途径△H1+△H2△H3+△H4十△H5 2.(1)-110.5(2①C(s)+1202(g)C0(g)△H3 ②C(s)+12O(g)—CO(g)△H3=△H1-△H2-110.5 对点训练 1.A[根据盖斯定律，将已知两个反应分别编号①、②，①一②2得CuO(s)十Cu (s)）-Cu2O(s),故△H=-314+2922 kJmol-1=-11 kJ-mol1。 2.-116 解析由盖斯定律可知，4HCI(g)+O2(g)—2C12(g)十2H2O(g)△H=2△H3十2△H3 +2△H1=(-121 kJmol-1×2)+(-20 kJmol-1×2)+(83kJmo-1×2)=-116 kJ-mol-1。 3.△H1-△WH2 C(s)+12O2(g)=C0(g)AH=-110.5 kJmol-1 解析根据已知条件，可以虚拟如下过程： cs)△HLc0,g △H /△H CO(8) 由盖斯定律可知△H=△H1一△H2=一110.5 kJ-mol-1,热化学方程式是C(s)十12O2 (g)CO(g)△H=-110.5 kJ-mol-1。 课堂达标训练 1.C[尽量一次快速将NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中，分多次把NaOH溶 液倒入盛有盐酸的小烧杯中，会导致热量散失较多，则测定的反应热的数值偏小， ②错误：环形玻璃搅拌器起搅拌作用，应该上下移动，使反应物混合均匀，加快 反应速率，减小实验误差，③正确：测定NOH溶液起始温度后的温度计直接插 入稀盐酸测温度，由于氢氧化钠与盐酸反应，使放出的热量散失，盐酸的起始温 度偏高，会造成反应热的数值偏小，④错误。] 2D[根据盖斯定律，（①一②2，即可求得制备水煤气反应的△H。】 3.C[利用盖斯定律将③+2×①-②可得TiOz(s)+2C1(g)+2C(s)一TiCl4(s)十 2CO(g)△H=△H十2△H1-△H2,故选C项。] 4.a+b2 解析根据盖斯定律，将第一个热化学方程式和第二个热化学方程式相加，然后 除以2即得目标热化学方程式，故△H=a十b2 kJmol-1。 5.(1)AC (2)HCl(aq)+NaOH(aq)-NaCl(aq)+HO△H=-57.3 kJ-mol-1①②③ (3B 解析酸碱中和反应是放热反应，反应放出热量使溶液温度升高，当二者恰好反 应时溶液温度最高，根据反应的酸、碱的物质的量的相对多少确定产生水的物质