第02讲 反应热的测量和计算（暑假预习讲义）新高二化学沪科版

第02讲 反应热的测量和计算 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点一 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。 【实验探究】 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．实验原理 在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成 ，这时的反应热叫做中和热。 H+(aq)+OH-(aq)═H2O(l)；ΔH=-57.3 kJ·mol-1 2．实验装置（热量计） 3．实验测量数据 （1）反应物温度的测量 ①用量筒量取50 mL 0.50 mol•L－1盐酸，打开杯盖，倒入热量计的内筒，盖上杯盖，用温度传感器测量盐酸的温度（t1），记录数据。 ②用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol•L－1 NaOH溶液，倒入烧杯中，调节其温度，使之与热量计中盐酸的温度 。 （2）反应后体系温度测量 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(t1)和 温度（t2）的数据记录在表格中。 ⑤再重复实验步骤①～④两次。 3．数据处理 （1）取盐酸记为反应前体系的温度。计算温度差(t2－t1)，将数据填入下表 实验 次数 反应前体系的温度 反应后体系的温度 温度差 t1/℃ t2/℃ (t2－t1)/℃ 1 2 3 （2）取三次测量所得温度差的 值作为计算依据 （3）根据温度差和比热容等计算反应热 4．中和热的计算 （1）计算依据：Q＝ 式中：Q为中和反应放出的热量，c为反应混合液的比热容 m为反应混合液的质量， Δt为反应前后溶液温度的差值 （2）计算技巧：为了计算简便，可以近似地认为实验所用酸、碱稀溶液的密度、比热容与水的相同，并忽略量热计的比热容 ①50 mL 0.50 mol•L－1盐酸的质量m1＝50 g，50 mL 0.55 mol•L－1 NaOH溶液的质量m2＝50 g ②反应后生成的溶液的比热容c＝4.18 J• (g•℃)－1，50 mL 0.50 mol•L－1盐酸与50 mL 0.55 mol•L－1 NaOH溶液发生中和反应时放出的热量为Q＝c•m•Δt＝c•(m1+m2)•(t2－t1)＝0.418(t2－t1) kJ ③生成1mol H2O时放出的热量为 kJ 则中和热ΔH＝－ kJ•mol－1 ④中和热ΔH计算： [c＝4.18 J•(g•℃)－1] 【特别提醒】中和热测定实验中应注意的事项 ①实验中要用强酸、强碱的稀溶液(0.1～0.5 mol•L－1) ②测定中和热不能用弱酸或弱碱，因弱酸、弱碱电离时吸收热量而使测量数值偏低 ③中和热的数值是57.3 kJ•mol－1，测定时与强酸、强碱的用量无关 ④加过量碱液使酸完全反应，碱过量对中和热测定没有影响 ⑤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 5．误差分析——以50mL0.50 mol•L－1盐酸与50mL0.55mol•L－1NaOH反应为例 引起误差的实验操作 温度差 |ΔH| 保温措施不好 偏小 搅拌不充分 偏小 所用酸、碱浓度过大 偏大 用同浓度的氨水代替NaOH溶液 偏小 用同浓度的醋酸代替盐酸 偏小 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。 知识点二 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 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注意要点 （ 1） Δ H 与物质的 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 、 和 ，用 aq 表示 溶液，通常指稀溶液。 （ 2） Δ H 要注明反应的 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 。另外，Δ H的数值也与化学方程式的书写形式有关。 （4）热化学方程式中化学式前面的化学计量数必须与ΔH相对应，若化学计量数加 ，则ΔH的数值也要加 。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 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。 【灵活运用】 在 298 K 和 100 kPa 时，合成氨反应的热化学方程式为：N2 (g) + 3H2 (g) =2NH3 (g)　Δ H = -92 kJ · mol-1。试写出相同条件下反应 NH3 (g)=N2 (g) + H2 (g)的热化学方程式。 揭示：① 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。 ②热化学方程式中化学式前面的化学计量数必须与ΔH相对应，若化学计量数加倍，则ΔH的数值也要加倍。 NH3 (g)=N2 (g) + H2 (g) Δ H = kJ · mol-1。 3．热化学方程式与普通化学方程式的区别 普通化学方程式 热化学方程式 化学计量数 是整数，既表示微粒个数又表示该物质的物质的量 可以是整数也可以是分数，只表示物质的物质的量 状态 不要求注明 必须在分子式后注明 ΔH正负号及单位 无 必须注明 意义 表明了化学反应中的物质变化 不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化 遵循规律 原子守恒 原子守恒和能量守恒 【易错提醒】 ①热化学方程式中不用标明反应条件(如“加热”“ 高温”“ 催化剂”等) ②热化学方程式中不再用“↑”、“↓”来标记气体生成物和难溶生成物 ③热化学方程式中一般用“===”、可逆反应中用“”，即便是有机反应的热化学方程式中也不用“―→” ④由于同素异形体的结构不同，所以焓不同，故化学式相同的不同单质与相同的物质发生反应，反应的焓变ΔH也不相同。对于化学式相同的同素异形体，还必须在化学式后面注明其名称。如C(s，金刚石)、C(s，石墨)或C(金刚石，s)、C(石墨，s)。 知识点三 化学反应焓变的计算 1．化学反应热效应的计算，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。 在研究许多化学热现象后，科学家盖斯（Germain Henri Hess, 1802—1850）提出：化学反应的热效应仅与反应物的最 状态及生成物的最 状态有关，而与其中间步骤无关，这就是盖斯定律。换言之，一个反应若能分解成两步或更多步实现，则总反应的ΔH等于各分步反应的ΔH 之 。 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) + O2 (g)= Cu2O (s) 生成氧化亚铜，再按反应： Cu2O (s) +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 2CuO (s)，路线 A和路线 B 的焓变应该相等。 总反应的Δ H与各分反应的Δ H 路线 A： 2Cu (s) + O2 (g) =2CuO (s) Δ HA = Δ H1 = -315 kJ · mol-1 路线 B： 2Cu (s) +O2 (g)= Cu2O (s) Δ H2 = -169 kJ·mol-1 + Cu2O (s) +O2 (g)= 2CuO (s) Δ H3 = -146 kJ·mol-1 2Cu (s) + O2 (g) =2CuO (s) Δ HB = Δ H2+Δ H3= -169 kJ · mol-1 +（ -146 kJ · mol-1）= -315 kJ · mol-1 通过计算，这两条路线最终的焓变相等，即 Δ HA =Δ HB。若一个反应的化学方程式可由其他几个化学方程式相加减得到，则该化学反应的焓变就等于其他几个反应焓变的代数和。 在科学研究中，科学家可以利用各种类型的热量计精确测量许多化学反应的反应热。但并不是所有的反应热都可通过实验直接测量，例如， C (s) + 1/2 O2 (g) =CO (g)的反应热就不能由实验直接测得，因为反应过程中很难控制副产物 CO2 (g) 的生成。对于这些反应，我们就可利用一些已知反应的焓变数据来计算得到。 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ΔH ①虚拟路径法 反应C(s)＋O2(g)===CO2(g)的途径可设计如下 则ΔH＝－110.5 kJ•mol－1 ②加合法 a．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) b．将已知热化学方程式Ⅱ变形，得反应Ⅲ：CO2(g)===CO(g)＋O2(g)　ΔH3＝＋283.0 kJ•mol－1 c．将热化学方程式相加，ΔH也相加：Ⅰ＋Ⅲ得，C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH3，则ΔH＝－110.5 kJ•mol－1 2．反应热的计算方法与步骤 （1）根据盖斯定律将热化学方程式进行适当的“加”“减”等计算反应热 ①分析目标反应和已知反应的差异，明确：目标反应物和生成物；需要约掉的物质 ②将每个已知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某种反应物或生成物的化学计量数与目标热化学方程式中的该物质的化学计量数一致，同时约掉目标反应中没有的物质，热化学方程式的反应热也进行相应的换算 ③将已知热化学方程式进行叠加，相应的热化学方程式中的反应热也进行叠加 以上步骤可以概括为找目标，看来源，变方向，调系数，相叠加，得答案 （2）根据反应物和生成物的键能计算：ΔH＝反应物总键能－生成物总键能 常见物质中的化学键数目 物质 CO2(C===O) CH4(C－H) P4(P－P) SiO2(Si－O) 石墨 金刚石 S8(S－S) Si 键数 2 4 6 4 1.5 2 8 2 （3）根据热化学方程式计算：反应热与反应方程式中各物质的物质的量成正比 教材习题01（P15） 1. “CH4 (g) + 2O2 (g)= CO2 (g) + 2H2 O (l)　ΔH = —891 kJ · mol—1”在298 K 和100 kPa时，表示的意义是（　　）。 （A） 甲烷与氧气反应，吸热891 kJ （B） 1个甲烷分子与2个氧分子反应生成1个二氧化碳分子和2个水分 子，放热891 kJ （C） 1 mol甲烷与2 mol氧气反应生成1 mol二氧化碳和2 mol水，吸热 891 kJ （D） 1 mol甲烷气体和2 mol氧气反应生成1 mol二氧化碳气体和2 mol 液态水，放热891 kJ 解题方法 （1）在叙述时，必须指明反应体系中每种反应物和生成物的聚集状态。 （2）用物质的量来表示每种反应物和生成物的具体量。 （3）必须指明完全反应。 （4）必须指明放出或吸收多少热量。 【答案】 教材习题04（P16） 4. 通常情况下，反应H2 (g) + O2 (g) =H2 O2 (l)难以进行，且无法直接测定其焓变。请查阅相关物质的热力学数据，设计合理路线，计算该反应的焓变。 解题方法 首先查阅资料得到下列两个反应的热化学方程式： ①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H1=-571.6kJ·mol-1 ②2H2​O2​(l)=2H2​O(l)+O2​(g)ΔH2=−196.1kJ⋅mol−1 通过盖斯定律计算其焓变。 【答案】 考点一 反应热的测定 1．下列说法正确的是 A．1mol物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量，叫该物质的燃烧热 B．酸和碱发生中和反应生成2mol水时的反应热叫中和热 C．反应热就是焓变 D．简易量热计由内筒、外壳、隔热层、杯盖、温度计、玻璃搅拌器构成 2．利用如图装置，分别取50mL的0.50mol/L盐酸与50mL的0.55mol/L氢氧化钠溶液混合进行中和反应反应热的测定，下列说法不正确的是 A．稍过量的氢氧化钠是为了确保盐酸完全反应 B．仪器A的名称是环形玻璃搅拌器 C．酸碱混合时，量筒中氢氧化钠溶液应迅速倒入小烧杯中，盖上盖板后不断搅拌 D．用物质的量相等的氢氧化钠固体代替氢氧化钠溶液进行反应，结果无影响 3．测定中和反应的反应热的装置如图所示，下列有关该实验的说法中不正确的是 A．测定中和反应的反应热时，不能选用NaOH溶液和浓硫酸 B．环形玻璃搅拌棒上下搅拌有助于反应充分，泡沫塑料起保温作用 C．相同条件下，NaOH溶液与盐酸、硝酸反应的中和热不相同 D．实验需要记录反应前初始温度及反应后溶液达到的最高温度 4．用50mL0.5mol·L-1盐酸和50mL0.55mol·L NaOH溶液反应，实验中测得起始温度为20.1℃，终止温度为23.4℃，盐酸和NaOH溶液的密度都近似认为是1g·cm-3，反应后溶液的比热容为4.18J·g-1·C-1，则中和反应生成1mol水时放热约为 A．1.38kJ B．50.2kJ C．55.2kJ D．57.3kJ 考点二 热化学方程式 5．下列关于2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l)   ΔH=-571.6 kJ·mol−1。说法正确的是 A．两分子 H2 和一分子O2反应，放出热量571.6 kJ B．2mol H2和1mol O2完全反应生成2mol H2O，放出热量571.6 kJ C．在25 ℃、101 kPa时，2mol气态 H2和1mol气态 O2完全反应生成2mol液态 ，放出热量571.6 kJ D．在25℃、101 kPa时，1mol气态 H2和0.5mol气态 O2完全反应生成液态H2O，放出热量571.6 kJ 6．关于热化学方程式，下列说法正确的是 A．热化学方程式：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-196.6kJ/mol，表示2molSO2和1molO2在一定条件下充分反应后达到平衡状态热量196.6kJ B．△H的单位中“mol”是指反应物为1mol C．已知：正戊烷(1)=新戊烷(l) △H<0，则等质量的正戊烷(1)和新戊烷(l)燃烧，正戊烷(l)放出的热量更多 D．常温常压下，1gH2燃烧放出的热量为143kJ，则H2燃烧的热化学方程式可表示为H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H=-143kJ/mol 7．在25℃和下，下列热化学方程式书写正确的是 A．燃烧生成液态水，放出热量： B．硫粉在中完全燃烧生成，放出热量： C．乙炔的燃烧热是： D．中和热为，氢氧化钡稀溶液与稀硫酸反应： 8．已知：25℃、101kPa 时，1gH2完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量，下列热化学方程式中书写正确的是 A．2H2(g)+O₂(g)=2H₂O(g) ΔH=+ 571.6kJ/mol B．H2(g)+O₂(g)=H2O(g) ΔH= -285.8kJ/mol C．2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH= -285.8kJ/mol D．H2(g)+O₂(g)=H2O(l) ΔH= -285.8kJ/mol 考点三 反应热的计算 9．假设反应体系的始态为甲，中间态为乙，终态为丙，它们之间的变化如图所示，则下列说法不正确的是 A． B． C． D．甲→丙的 10．在同温同压下，下列各组热化学方程式中，ΔH1>ΔH2的是 选项 Ⅰ Ⅱ A 2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)   ΔH1 2H2(g)+O2(g)= 2H2O(g)   ΔH2 B 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)  ΔH1 SO2(g)+O2(g)SO3(g)  ΔH2 C 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)  ΔH1 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(g)  ΔH2 D C(s)+O2(g)=CO2(g)  ΔH1 C(s)+ O2(g)=CO(g)   ΔH2 A．A B．B C．C D．D 11．已知氢气燃烧的下列3个反应(a、b、c均大于0)： 下列关系不正确的是 A．b > a B．b < c C．2a > c D．2b = c 12．金属钾和反应生成的能量循环如图：下列说法正确的是 A．， B．， C． D．在相同条件下，，则 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 1．理解中和反应反映人的测定原理，能根据实验测定的数据计算反应热。 2．理解热化学方程式的意义，能正确书写热化学方程式。 3．理解盖斯定律的含义，认识化学反应的反应热与反应途径无关，能利用盖斯定律计算反应热，体会反应热与反应条件、物质状态的密切关系。 4．通过反应热的测定实验及反应热的相关计算，促进科学探索精神的养成。 【学习重难点】 1．中和热的测量 2．热化学方程式的书写 1．反应热的计算 一、单选题 1．已知  ，下列反应的是 A．稀与足量溶液反应 B．稀盐酸与氨水反应生成 C．稀盐酸与稀溶液反应生成 D．稀溶液与浓硫酸生成 2．在中和反应反应热的测定实验中，下列说法错误的是 A．使用玻璃搅拌器是为了使反应更充分 B．使用过量NaOH是为了保证盐酸完全被中和 C．若装置中缺少隔热层，则测得的反应热偏小 D．每完成一次实验需要用温度计测量三次温度 3．中学的实验越来越科技化、精准化，测定中和反应反应热的数字化实验如下图所示。将b装置嵌入挖好孔的泡沫板中，两支注射器中分别装有盐酸和溶液。下列说法正确的是 A．由于实验实行数字化，搅拌器可为铜丝或塑料 B．泡沫板只是起到支撑稳固仪器的作用 C．数字温度计测量盐酸的温度后，可直接测量溶液的温度 D．应快速将注射器中的溶液注入烧杯中并转动搅拌器，记录温度最大值 4．下列关于中和反应反应热的测定实验叙述正确的是 A．只需要以下玻璃仪器：温度计、烧杯、量筒 B．将溶液与盐酸改为溶液与盐酸，所得结果保持不变 C．混合溶液的温度不再变化时，记录该温度为 D．测了盐酸的温度计未洗涤立即测定氢氧化钠溶液的温度，会使中和反应反应热偏小 5．已知：25℃、101kPa时，1g H2完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量，下列热化学方程式中书写正确的是 A．2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH=+285.8kJ/mol B．H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8kJ/mol C．2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-571.6kJ/mol D．H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=+285.8kJ/mol 6．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的反应热不相等 B．含1 mol H2SO4浓溶液、含1 mol H2SO4稀溶液，分别与足量NaOH溶液反应，放出的热量是相等的 C．由SO2(g)催化氧化生成SO3(g)，反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量 D．若ΔH1<ΔH2＋ΔH3，则2H2O2(aq)=2H2O(l)＋O2(g)为放热反应 7．根据下图所示的能量转化关系判断下列说法正确的是 A．反应的热化学方程式是 B．反应中1mol (l)换为1mol (g)，△H不变 C．该反应是吸热反应 D．1mol CO、2mol 反应物的能量是419kJ 8．下列热化学方程式不正确的是 A．已知硫粉与铁粉混合加热生成时放出19.12kJ热量，则   B．下，将和置于密闭容器中充分反应生成，放热19.3kJ，其热化学方程式为   C．表示中和热的热化学方程式：   D．在101kPa下的燃烧热，则水分解的热化学方程式为   9．氮肥是现代农业中不可或缺的肥料，铵态氮肥成本低，肥效好，是众多农民朋友的首选。为探究(NH4)2SO4中离子键的强弱，设计下列的循环过程。可根据下图计算ΔH4为 A．+1143 kJ/mol B．+838 kJ/mol C．+686 kJ/mol D．+533kJ/mol 10．下列各组热化学方程式中，的是 A． B． C． D． 11．已知1mol二氧化硅晶体中化学键的数目为4，有关键能数据如表所示： 化学键 Si—O O=O Si—Si 键能/() 460 498.8 176 又知    ，则1mol Si中Si—Si键的数目为 A． B．2 C．3 D．4 12．已知反应：①；② ③，则反应的为 A． B． C． D． 二、填空题 13．完成下列问题。 (1)合成氨反应的能量变化如图所示。 该反应的热化学方程式是： ΔH= 。 (2)室温下，(Si为-4价)是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成固体和。已知室温下自燃时每转移0.05mol电子，放出a kJ的热量，该反应的热化学方程式为 。 (3)已知  ΔH=-92 kJ·mol和下列表格数据： 化学键 H-H 键能/ 435 943 计算N-H的键能为 。 (4) =-a kJ·mol； ΔH2= -b kJ·mol，则a b， ΔH2 (填>或<)。 (5)二甲醚(DME)(CH3OCH3)被誉为“21世纪的清洁燃料”。由合成气制备二甲醚的主要原理如下： ①CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)　 ΔH1=-90.7kJ·mol-1 ②2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O 　ΔH2=-23.5kJ·mol-1 ③CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)　 ΔH3=-41.2kJ·mol-1 则反应3H2(g)+3CO(g)⇌CH3OCH3(g)+CO2(g) 　ΔH= kJ/mol。 14．Ⅰ．回答下列问题 (1)在微生物作用的条件下，经过两步反应被氧化成。两步反应的能量变化示意图如下： ①第一步反应是 (填“放热”或“吸热”)反应，判断依据是 。 ②1mol全部氧化成的热化学方程式是 。 (2)已知：  kJ·mol-1①   kJ·mol-1② 则与反应放出509kJ热量时，电子转移数目为 。 (3)已知  kJ·mol-1，蒸发1mol需要吸收的能量为30kJ，其他相关数据如下表： 物质 1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量(kJ) 436 200 a 则表中a= 。 Ⅱ．某化学兴趣小组用50mL0.50mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1NaOH溶液进行中和反应的反应热测定实验，实验装置如图。试回答下列问题： (4)实验时玻璃搅拌器的使用方法是 ；不能用铜丝搅拌器代替玻璃搅拌器的理由是 。 (5)某学生记录的实验数据如表所示。(已知：实验中盐酸和氢氧化钠溶液的密度均为1g·cm-3，中和反应后溶液的比热容J·g-1·℃-1) 实验序号 起始温度/℃ 终止温度/℃ 盐酸 氢氧化钠溶液 混合溶液 1 20.0 20.2 23.3 2 20.2 20.4 23.4 3 20.4 20.6 23.8 依据该学生的实验数据计算，该实验测得反应放出的热量为 J。 (6)下列操作会导致实验结果出现偏差的是 (填标号)。 A．用量筒量取盐酸的体积时仰视读数 B．把量筒中的氢氧化钠溶液分多次倒入盐酸中 C．将50mL0.55mol·L-1氢氧化钠溶液取成了50mL0.55mol·L-1氢氧化钾溶液 D．做本实验的当天室温较高 E．大烧杯的杯盖中间小孔太大 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第02讲 反应热的测量和计算 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点一 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。 【实验探究】 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．实验原理 在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成 1 mol液态水 ，这时的反应热叫做中和热。 H+(aq)+OH-(aq)═H2O(l)；ΔH=-57.3 kJ·mol-1 2．实验装置（热量计） 3．实验测量数据 （1）反应物温度的测量 ①用量筒量取50 mL 0.50 mol•L－1盐酸，打开杯盖，倒入热量计的内筒，盖上杯盖，用温度传感器测量盐酸的温度（t1），记录数据。 ②用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol•L－1 NaOH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。 （2）反应后体系温度测量 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(t1)和最高温度（t2）的数据记录在表格中。 ⑤再重复实验步骤①～④两次。 3．数据处理 （1）取盐酸记为反应前体系的温度。计算温度差(t2－t1)，将数据填入下表 实验 次数 反应前体系的温度 反应后体系的温度 温度差 t1/℃ t2/℃ (t2－t1)/℃ 1 2 3 （2）取三次测量所得温度差的平均值作为计算依据 （3）根据温度差和比热容等计算反应热 4．中和热的计算 （1）计算依据：Q＝cmΔt 式中：Q为中和反应放出的热量，c为反应混合液的比热容 m为反应混合液的质量， Δt为反应前后溶液温度的差值 （2）计算技巧：为了计算简便，可以近似地认为实验所用酸、碱稀溶液的密度、比热容与水的相同，并忽略量热计的比热容 ①50 mL 0.50 mol•L－1盐酸的质量m1＝50 g，50 mL 0.55 mol•L－1 NaOH溶液的质量m2＝50 g ②反应后生成的溶液的比热容c＝4.18 J• (g•℃)－1，50 mL 0.50 mol•L－1盐酸与50 mL 0.55 mol•L－1 NaOH溶液发生中和反应时放出的热量为Q＝c•m•Δt＝c•(m1+m2)•(t2－t1)＝0.418(t2－t1) kJ ③生成1mol H2O时放出的热量为 kJ 则中和热ΔH＝－ kJ•mol－1 ④中和热ΔH计算： [c＝4.18 J•(g•℃)－1] 【特别提醒】中和热测定实验中应注意的事项 ①实验中要用强酸、强碱的稀溶液(0.1～0.5 mol•L－1) ②测定中和热不能用弱酸或弱碱，因弱酸、弱碱电离时吸收热量而使测量数值偏低 ③中和热的数值是57.3 kJ•mol－1，测定时与强酸、强碱的用量无关 ④加过量碱液使酸完全反应，碱过量对中和热测定没有影响 ⑤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 5．误差分析——以50mL0.50 mol•L－1盐酸与50mL0.55mol•L－1NaOH反应为例 引起误差的实验操作 温度差 |ΔH| 保温措施不好 偏小 偏小 搅拌不充分 偏小 偏小 所用酸、碱浓度过大 偏大 偏大 用同浓度的氨水代替NaOH溶液 偏小 偏小 用同浓度的醋酸代替盐酸 偏小 偏小 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。 知识点二 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注意要点 （ 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。 （4）热化学方程式中化学式前面的化学计量数必须与ΔH相对应，若化学计量数加倍，则ΔH的数值也要加倍。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。 【灵活运用】 在 298 K 和 100 kPa 时，合成氨反应的热化学方程式为：N2 (g) + 3H2 (g) =2NH3 (g)　Δ H = -92 kJ · mol-1。试写出相同条件下反应 NH3 (g)=N2 (g) + H2 (g)的热化学方程式。 揭示：① 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。 ②热化学方程式中化学式前面的化学计量数必须与ΔH相对应，若化学计量数加倍，则ΔH的数值也要加倍。 NH3 (g)=N2 (g) + H2 (g) Δ H = 46 kJ · mol-1。 3．热化学方程式与普通化学方程式的区别 普通化学方程式 热化学方程式 化学计量数 是整数，既表示微粒个数又表示该物质的物质的量 可以是整数也可以是分数，只表示物质的物质的量 状态 不要求注明 必须在分子式后注明 ΔH正负号及单位 无 必须注明 意义 表明了化学反应中的物质变化 不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化 遵循规律 原子守恒 原子守恒和能量守恒 【易错提醒】 ①热化学方程式中不用标明反应条件(如“加热”“ 高温”“ 催化剂”等) ②热化学方程式中不再用“↑”、“↓”来标记气体生成物和难溶生成物 ③热化学方程式中一般用“===”、可逆反应中用“”，即便是有机反应的热化学方程式中也不用“―→” ④由于同素异形体的结构不同，所以焓不同，故化学式相同的不同单质与相同的物质发生反应，反应的焓变ΔH也不相同。对于化学式相同的同素异形体，还必须在化学式后面注明其名称。如C(s，金刚石)、C(s，石墨)或C(金刚石，s)、C(石墨，s)。 知识点三 化学反应焓变的计算 1．化学反应热效应的计算，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。 在研究许多化学热现象后，科学家盖斯（Germain Henri Hess, 1802—1850）提出：化学反应的热效应仅与反应物的最初状态及生成物的最终状态有关，而与其中间步骤无关，这就是盖斯定律。换言之，一个反应若能分解成两步或更多步实现，则总反应的ΔH等于各分步反应的ΔH 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) + O2 (g)= Cu2O (s) 生成氧化亚铜，再按反应： Cu2O (s) +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 2CuO (s)，路线 A和路线 B 的焓变应该相等。 总反应的Δ H与各分反应的Δ H 路线 A： 2Cu (s) + O2 (g) =2CuO (s) Δ HA = Δ H1 = -315 kJ · mol-1 路线 B： 2Cu (s) +O2 (g)= Cu2O (s) Δ H2 = -169 kJ·mol-1 + Cu2O (s) +O2 (g)= 2CuO (s) Δ H3 = -146 kJ·mol-1 2Cu (s) + O2 (g) =2CuO (s) Δ HB = Δ H2+Δ H3= -169 kJ · mol-1 +（ -146 kJ · mol-1）= -315 kJ · mol-1 通过计算，这两条路线最终的焓变相等，即 Δ HA =Δ HB。若一个反应的化学方程式可由其他几个化学方程式相加减得到，则该化学反应的焓变就等于其他几个反应焓变的代数和。 在科学研究中，科学家可以利用各种类型的热量计精确测量许多化学反应的反应热。但并不是所有的反应热都可通过实验直接测量，例如， C (s) + 1/2 O2 (g) =CO (g)的反应热就不能由实验直接测得，因为反应过程中很难控制副产物 CO2 (g) 的生成。对于这些反应，我们就可利用一些已知反应的焓变数据来计算得到。 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ΔH ①虚拟路径法 反应C(s)＋O2(g)===CO2(g)的途径可设计如下 则ΔH＝－110.5 kJ•mol－1 ②加合法 a．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) b．将已知热化学方程式Ⅱ变形，得反应Ⅲ：CO2(g)===CO(g)＋O2(g)　ΔH3＝＋283.0 kJ•mol－1 c．将热化学方程式相加，ΔH也相加：Ⅰ＋Ⅲ得，C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH3，则ΔH＝－110.5 kJ•mol－1 2．反应热的计算方法与步骤 （1）根据盖斯定律将热化学方程式进行适当的“加”“减”等计算反应热 ①分析目标反应和已知反应的差异，明确：目标反应物和生成物；需要约掉的物质 ②将每个已知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某种反应物或生成物的化学计量数与目标热化学方程式中的该物质的化学计量数一致，同时约掉目标反应中没有的物质，热化学方程式的反应热也进行相应的换算 ③将已知热化学方程式进行叠加，相应的热化学方程式中的反应热也进行叠加 以上步骤可以概括为找目标，看来源，变方向，调系数，相叠加，得答案 （2）根据反应物和生成物的键能计算：ΔH＝反应物总键能－生成物总键能 常见物质中的化学键数目 物质 CO2(C===O) CH4(C－H) P4(P－P) SiO2(Si－O) 石墨 金刚石 S8(S－S) Si 键数 2 4 6 4 1.5 2 8 2 （3）根据热化学方程式计算：反应热与反应方程式中各物质的物质的量成正比 教材习题01（P15） 1. “CH4 (g) + 2O2 (g)= CO2 (g) + 2H2 O (l)　ΔH = —891 kJ · mol—1”在298 K 和100 kPa时，表示的意义是（　　）。 （A） 甲烷与氧气反应，吸热891 kJ （B） 1个甲烷分子与2个氧分子反应生成1个二氧化碳分子和2个水分 子，放热891 kJ （C） 1 mol甲烷与2 mol氧气反应生成1 mol二氧化碳和2 mol水，吸热 891 kJ （D） 1 mol甲烷气体和2 mol氧气反应生成1 mol二氧化碳气体和2 mol 液态水，放热891 kJ 解题方法 （1）在叙述时，必须指明反应体系中每种反应物和生成物的聚集状态。 （2）用物质的量来表示每种反应物和生成物的具体量。 （3）必须指明完全反应。 （4）必须指明放出或吸收多少热量。 【答案】D 教材习题04（P16） 4. 通常情况下，反应H2 (g) + O2 (g) =H2 O2 (l)难以进行，且无法直接测定其焓变。请查阅相关物质的热力学数据，设计合理路线，计算该反应的焓变。 解题方法 首先查阅资料得到下列两个反应的热化学方程式： ①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H1=-571.6kJ·mol-1 ②2H2​O2​(l)=2H2​O(l)+O2​(g)ΔH2=−196.1kJ⋅mol−1 通过盖斯定律计算其焓变。 【答案】-187.75kJ⋅mol−1 考点一 反应热的测定 1．下列说法正确的是 A．1mol物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量，叫该物质的燃烧热 B．酸和碱发生中和反应生成2mol水时的反应热叫中和热 C．反应热就是焓变 D．简易量热计由内筒、外壳、隔热层、杯盖、温度计、玻璃搅拌器构成 【答案】D 【解析】A．燃烧热的定义是1mol物质在25℃、101kPa下完全燃烧生成指定产物（如CO2、H2O液态等）时放出的热量，若“指定产物”未明确为稳定状态（如生成气态H2O），则不符合燃烧热定义，A错误； B．中和热是稀溶液中强酸与强碱反应生成1mol H2O时的反应热，B错误； C．反应热是化学反应中吸收或释放的热量，而焓变（ΔH）是恒压条件下的热量变化，二者仅在恒压条件下等同，但反应热可能包含其他条件（如恒容），因此不能笼统认为“反应热就是焓变”，C错误； D．简易量热计的结构包括内筒（盛反应液）、外壳（保护）、隔热层（减少热损失）、杯盖、温度计（测温度变化）和玻璃搅拌器（混合均匀），描述符合实际装置，D正确； 故选D。 2．利用如图装置，分别取50mL的0.50mol/L盐酸与50mL的0.55mol/L氢氧化钠溶液混合进行中和反应反应热的测定，下列说法不正确的是 A．稍过量的氢氧化钠是为了确保盐酸完全反应 B．仪器A的名称是环形玻璃搅拌器 C．酸碱混合时，量筒中氢氧化钠溶液应迅速倒入小烧杯中，盖上盖板后不断搅拌 D．用物质的量相等的氢氧化钠固体代替氢氧化钠溶液进行反应，结果无影响 【答案】D 【解析】A．酸、碱发生中和反应时，酸电离产生的H+与碱电离产生的OH-反应的物质的量的比是1：1，为保证酸电离产生的H+完全反应，NaOH溶液要稍微过量，A正确； B．根据图示可知仪器A的名称是环形玻璃搅拌器，B正确； C．在测定中和热时，为减少酸、碱混合时反应放出热量的损失，量筒中NaOH溶液应快速一次性迅速倒入小烧杯中，并迅速盖上塑料盖板，不断用环形玻璃搅拌棒搅拌，C正确； D．氢氧化钠固体溶解会释放热量，对实验结果有影响，D错误； 故选D。 3．测定中和反应的反应热的装置如图所示，下列有关该实验的说法中不正确的是 A．测定中和反应的反应热时，不能选用NaOH溶液和浓硫酸 B．环形玻璃搅拌棒上下搅拌有助于反应充分，泡沫塑料起保温作用 C．相同条件下，NaOH溶液与盐酸、硝酸反应的中和热不相同 D．实验需要记录反应前初始温度及反应后溶液达到的最高温度 【答案】C 【解析】A．浓硫酸稀释会放热，测定中和反应的反应热时，不能选用NaOH溶液和浓硫酸，故A正确； B．为了使反应物混合均匀、充分反应，可使用环形玻璃搅拌棒上下搅拌，为了减少热量散失，可使用泡沫塑料，保温隔热，故B正确； C．NaOH溶液与盐酸、硝酸反应的实质都是氢离子与氢氧根离子的反应，相同条件下，NaOH溶液与盐酸、硝酸反应的中和热相同，故C错误； D．测中和热，要测量反应前后的温度差，反应前的温度为反应前酸碱溶液温度的平均值，反应后的温度为溶液达到的最高温度，所以实验需要记录反应前初始温度及反应后溶液达到的最高温度，故D正确； 故答案为：C。 4．用50mL0.5mol·L-1盐酸和50mL0.55mol·L NaOH溶液反应，实验中测得起始温度为20.1℃，终止温度为23.4℃，盐酸和NaOH溶液的密度都近似认为是1g·cm-3，反应后溶液的比热容为4.18J·g-1·C-1，则中和反应生成1mol水时放热约为 A．1.38kJ B．50.2kJ C．55.2kJ D．57.3kJ 【答案】C 【解析】用50mL0.5mol·L-1盐酸和50mL0.55mol·L~NaOH溶液反应，生成水的物质的量为0.05L×0.50mol/L=0.025mol，溶液的质量为100mL×1g/cm3=100g，温度变化的值为△T=23.4℃-20.1℃=3.3℃，则生成0.025mol水放出的热量为：Q=m•c•△T=100g×4.18J/(g•℃)×3.3℃=1379.4J，即1.3794KJ，则中和反应生成1mol水时放热约为kJ。 答案选C。 考点二 热化学方程式 5．下列关于2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l)   ΔH=-571.6 kJ·mol−1。说法正确的是 A．两分子 H2 和一分子O2反应，放出热量571.6 kJ B．2mol H2和1mol O2完全反应生成2mol H2O，放出热量571.6 kJ C．在25 ℃、101 kPa时，2mol气态 H2和1mol气态 O2完全反应生成2mol液态 ，放出热量571.6 kJ D．在25℃、101 kPa时，1mol气态 H2和0.5mol气态 O2完全反应生成液态H2O，放出热量571.6 kJ 【答案】C 【解析】A．在25℃、101kPa时，不是一分子H2和O2反应，应是2molH2和1molO2反应，故A错误； B．没有说明外界条件、物质所处的状态，故B错误； C．外界条件、物质所处的状态和反应物质的量均明确，故C正确； D．在25℃、101 kPa时，2mol气态H2和1mol气态O2完全反应生成液态H2O，放出热量571.6 kJ ，故D错误； 答案选C。 6．关于热化学方程式，下列说法正确的是 A．热化学方程式：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-196.6kJ/mol，表示2molSO2和1molO2在一定条件下充分反应后达到平衡状态热量196.6kJ B．△H的单位中“mol”是指反应物为1mol C．已知：正戊烷(1)=新戊烷(l) △H<0，则等质量的正戊烷(1)和新戊烷(l)燃烧，正戊烷(l)放出的热量更多 D．常温常压下，1gH2燃烧放出的热量为143kJ，则H2燃烧的热化学方程式可表示为H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H=-143kJ/mol 【答案】C 【解析】A．该反应是可逆反应，2mol和1mol在一定条件下充分反应，不能完全转化为2mol，所以达到平衡状态时放出的热量小于196.6kJ，A错误； B．的单位中“”不是指反应物为1mol ，而是指“每摩尔反应”，即按照热化学方程式中各物质的化学计量数进行的反应，B错误； C．已知正戊烷(l) = 新戊烷(l) <0，说明正戊烷能量高于新戊烷。等质量时，正戊烷物质的量与新戊烷相同，根据燃烧热的概念，物质能量越高，燃烧放出热量越多，所以等质量的正戊烷(l)和新戊烷(l)燃烧，正戊烷(l)放出的热量更多 ，C正确； D．1g的物质的量为0.5mol ，0.5mol燃烧放出143kJ热量，则1mol燃烧放出286kJ热量，且常温常压下燃烧生成液态水，正确的热化学方程式应为，D错误； 综上，答案是C。 7．在25℃和下，下列热化学方程式书写正确的是 A．燃烧生成液态水，放出热量： B．硫粉在中完全燃烧生成，放出热量： C．乙炔的燃烧热是： D．中和热为，氢氧化钡稀溶液与稀硫酸反应： 【答案】B 【解析】A．的物质的量为0.5mol，0.5mol燃烧生成液态水，放出热量，则2mol燃烧生成液态水，放出×4=571.6kJ热量，则，A错误； B．硫粉的物质的量为=0.125mol，在中完全燃烧生成，放出热量，则1mol硫粉在中完全燃烧生成，放出×8=296kJ热量，则，B正确； C．乙炔的燃烧热是，则1mol乙炔完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)放出能量，则，C错误； D．中和热是指在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应生成1 mol液态水时所释放的热量，氢氧化钡稀溶液与稀硫酸反应生成水和硫酸钡沉淀，额外释放热，则Ba(OH)2(aq)+H2SO4(aq)=BaSO4(s)+H2O(l)，D错误； 故选B。 8．已知：25℃、101kPa 时，1gH2完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量，下列热化学方程式中书写正确的是 A．2H2(g)+O₂(g)=2H₂O(g) ΔH=+ 571.6kJ/mol B．H2(g)+O₂(g)=H2O(g) ΔH= -285.8kJ/mol C．2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH= -285.8kJ/mol D．H2(g)+O₂(g)=H2O(l) ΔH= -285.8kJ/mol 【答案】D 【解析】A．该反应为放热反应，ΔH<0，故A错误； B．产物水的状态为液态，故B错误； C．1gH2完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量，则2mol氢气即4g完全燃烧生成液态水放出571.6的热量，则该反应ΔH= -571.6kJ/mol，故C错误； D．1gH2完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量，则1mol氢气即2g完全燃烧生成液态水放出285.8的热量，则该反应ΔH= -285.8kJ/mol，热化学方程式正确，故D正确； 故选：D。 考点三 反应热的计算 9．假设反应体系的始态为甲，中间态为乙，终态为丙，它们之间的变化如图所示，则下列说法不正确的是 A． B． C． D．甲→丙的 【答案】B 【解析】A．根据盖斯定律：不论是一步完成的还是几步完成的，其热效应总是相同的(反应热的总值相等)，则△H3=-(△H1+△H2)，所以|△H1|＜|△H3|，故A正确； B．根据盖斯定律：△H3=-(△H1+△H2)，△H1、△H2是分步反应的反应热，两者大小无法确定，故|△H1|和|△H2|的大小无法确定，故B错误； C．根据盖斯定律：不论是一步完成的还是几步完成的，其热效应总是相同的，以甲为起点，最终又回到甲，整个过程没有能量变化，则△H1+△H2+△H3=0，故C正确； D．甲→丙的△H=△H1+△H2，△H1和△H2都小于0，故△H1+△H2小于0，故D正确； 答案选B。 10．在同温同压下，下列各组热化学方程式中，ΔH1>ΔH2的是 选项 Ⅰ Ⅱ A 2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)   ΔH1 2H2(g)+O2(g)= 2H2O(g)   ΔH2 B 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)  ΔH1 SO2(g)+O2(g)SO3(g)  ΔH2 C 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)  ΔH1 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(g)  ΔH2 D C(s)+O2(g)=CO2(g)  ΔH1 C(s)+ O2(g)=CO(g)   ΔH2 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【解析】A．2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)为吸热反应，2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)为放热反应，ΔH1>ΔH2，A正确； B．2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)、SO2(g)+O2(g)SO3(g)均为放热反应，ΔH1=2ΔH2，ΔH1﹤ΔH2，B错误； C．相同物质的量的乙炔完全燃烧，生成液态水放热更多，ΔH1﹤ΔH2，C错误； D．C(s)+O2(g)=CO2(g)、C(s)+O2(g)=CO(g)，均为放热反应，生成CO属于不完全燃烧，因此ΔH1﹤ΔH2，D错误； 故选A。 11．已知氢气燃烧的下列3个反应(a、b、c均大于0)： 下列关系不正确的是 A．b > a B．b < c C．2a > c D．2b = c 【答案】C 【分析】给以上反应编号为： ① ② ③ 【解析】A．①②中反应物均为1mol，生成物水的状态不同，气态水能量比液态水的高，故反应②放出的热量多，即b>a，A正确； B．②③中物质的种类和状态相同，反应物和生成物的物质的量不同，反应物越多，能量的变化越大，b < c，B正确； C．①③中物质的种类相同，物质的量不同，水的状态不同，气态水能量比液态水的高，③中放出的热量比①的2倍多，即 2a< c，C错误； D．②③中物质的种类和状态相同，③中反应物物质的量是②的2倍，反应物越多，能量的变化越大即2b = c，D正确； 故答案为：C。 12．金属钾和反应生成的能量循环如图：下列说法正确的是 A．， B．， C． D．在相同条件下，，则 【答案】D 【解析】A．固态转变为气态需要吸热，则，失去一个电子需要吸热，则，故A错误； B．双原子分子解离为两个原子需要吸热，则，得到一个电子放热，则，故B错误； C．根据盖斯定律，，故C错误； D．K比Na金属性强，K更容易失电子，K失电子比Na吸热少，即，故D正确； 故答案为D。 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 1．理解中和反应反映人的测定原理，能根据实验测定的数据计算反应热。 2．理解热化学方程式的意义，能正确书写热化学方程式。 3．理解盖斯定律的含义，认识化学反应的反应热与反应途径无关，能利用盖斯定律计算反应热，体会反应热与反应条件、物质状态的密切关系。 4．通过反应热的测定实验及反应热的相关计算，促进科学探索精神的养成。 【学习重难点】 1．中和热的测量 2．热化学方程式的书写 1．反应热的计算 一、单选题 1．已知  ，下列反应的是 A．稀与足量溶液反应 B．稀盐酸与氨水反应生成 C．稀盐酸与稀溶液反应生成 D．稀溶液与浓硫酸生成 【答案】C 【解析】A．稀H2SO4与足量的Ba(OH)2溶液反应生成0.5molBaSO4和1molH2O，生成BaSO4沉淀放热，故放出的热量大于57.3kJ，ΔH<−57.3kJ/mol，A不符合题意； B．一水合氨是弱碱，存在电离平衡，电离吸热，则稀盐酸与氨水反应生成1molH2O时放出热量小于57.3kJ，ΔH>−57.3kJ/mol，B不符合题意； C．稀盐酸与稀Ba(OH)2溶液反应生成1molH2O时放出热量为57.3kJ，ΔH=−57.3kJ/mol，C符合题意； D．浓硫酸溶于水放热，则稀NaOH与浓硫酸反应生成1molH2O时放出热量大于57.3kJ，ΔH<−57.3kJ/mol，D不符合题意； 故答案选C。 2．在中和反应反应热的测定实验中，下列说法错误的是 A．使用玻璃搅拌器是为了使反应更充分 B．使用过量NaOH是为了保证盐酸完全被中和 C．若装置中缺少隔热层，则测得的反应热偏小 D．每完成一次实验需要用温度计测量三次温度 【答案】C 【解析】A．玻璃搅拌器的作用是搅拌，让反应物充分反应，A项正确； B．为了保证盐酸完全被中和，采用稍过量的NaOH溶液，B项正确； C．隔热层的作用是减少热量损失，若缺少隔热层，测得的反应热数值偏小，但因为中和反应为放热反应，因此反应热偏大，C项错误； D．每完成一次实验需要用温度计测酸和碱溶液的初始温度，还需要测反应后的最高温度，故需要测量三次温度，D正确； 故选C。 3．中学的实验越来越科技化、精准化，测定中和反应反应热的数字化实验如下图所示。将b装置嵌入挖好孔的泡沫板中，两支注射器中分别装有盐酸和溶液。下列说法正确的是 A．由于实验实行数字化，搅拌器可为铜丝或塑料 B．泡沫板只是起到支撑稳固仪器的作用 C．数字温度计测量盐酸的温度后，可直接测量溶液的温度 D．应快速将注射器中的溶液注入烧杯中并转动搅拌器，记录温度最大值 【答案】D 【解析】A．铜丝或塑料的传热率都比玻璃大，会导致反应中的热量损失大，测量不准确引起误差，A错误； B．泡沫板具有良好的隔热性能，除了起到支撑稳固仪器的作用，还有保温效果，减小实验误差，B错误； C．数字温度计测量盐酸的温度后，如果不洗涤，直接测量溶液的温度，会因残留的盐酸与反应导致测量的溶液温度偏高产生误差，C错误； D．在中和热的测定中，温度最大值就是恰好完全中和时放出的最大热量，此时计算的数据最准确，D正确； 故答案为：D。 4．下列关于中和反应反应热的测定实验叙述正确的是 A．只需要以下玻璃仪器：温度计、烧杯、量筒 B．将溶液与盐酸改为溶液与盐酸，所得结果保持不变 C．混合溶液的温度不再变化时，记录该温度为 D．测了盐酸的温度计未洗涤立即测定氢氧化钠溶液的温度，会使中和反应反应热偏小 【答案】B 【解析】A．中和反应反应热的测定实验中需要用到的玻璃仪器有：温度计、烧杯、量筒、玻璃搅拌器，A错误； B．反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关，而中和热是强酸和强碱的稀溶液反应生成1mol水时放出的热，与酸碱的用量无关，因此将“50mL 0.55mol/L NaOH溶液与50mL 0.50mol/L盐酸”改为“50mL 0.65mol/L NaOH溶液与50mL 0.60mol/L盐酸时放热增多，但所得中和热的数值保持不变，B正确； C．酸碱恰好反应完全时放热最多，所以测定中和反应热的实验中，混合溶液温度最高时的温度为终止温度，C错误； D．测了盐酸的温度计未洗涤立即测定氢氧化钠溶液的温度，温度计上的盐酸会和氢氧化钠溶液发生反应放热，导致测量的起始温度偏高，导致测得温度变化量减小，计算所得放出的热量偏小，由于中和反应反应热是负值，则偏大，D错误； 故选B。 5．已知：25℃、101kPa时，1g H2完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量，下列热化学方程式中书写正确的是 A．2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH=+285.8kJ/mol B．H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8kJ/mol C．2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-571.6kJ/mol D．H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=+285.8kJ/mol 【答案】B 【解析】A．2mol H2完全燃烧生成液态水应放出571.6kJ热量，ΔH=−571.6kJ/mol，且ΔH应为负值，A错误； B．1mol H2完全燃烧生成液态水放出285.8kJ热量，ΔH=−285.8kJ/mol，B正确； C．该方程式中水的状态为气态，不符合题目中生成液态水的条件，C错误； D．燃烧反应是放热反应，ΔH应为负值，且生成的水应为液态，D错误； 故选B。 6．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的反应热不相等 B．含1 mol H2SO4浓溶液、含1 mol H2SO4稀溶液，分别与足量NaOH溶液反应，放出的热量是相等的 C．由SO2(g)催化氧化生成SO3(g)，反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量 D．若ΔH1<ΔH2＋ΔH3，则2H2O2(aq)=2H2O(l)＋O2(g)为放热反应 【答案】B 【解析】A．反应热的大小只与反应物和反应产物有关，与反应途径无关，途径①的反应物为：和，途径②的反应物为、和，反应物不同，故反应热是不相等的，故A正确； B．浓硫酸溶于水放热，故二者与足量的NaOH溶液反应放出的能量不同，故B错误； C．由SO2(g)催化氧化生成SO3(g)的反应是放热反应，则反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量，故C正确； D．①，② ，③ ，① -(②+③)即得反应，所以若 ，，则2H2O2(aq)=2H2O(l)＋O2(g)为放热反应，故D正确； 故选B。 7．根据下图所示的能量转化关系判断下列说法正确的是 A．反应的热化学方程式是 B．反应中1mol (l)换为1mol (g)，△H不变 C．该反应是吸热反应 D．1mol CO、2mol 反应物的能量是419kJ 【答案】A 【分析】由图可知，该反应为放热反应，反应的∆H=—(510—419)kJ/mol=—91)kJ/mol，反应的热化学方程式为。 【解析】A．由分析可知，反应的热化学方程式为，故A正确； B．气态甲醇的能量高于液态甲醇，所以反应中1mol 液态甲醇换为1mol气态甲醇，反应的∆H发生变化，故B错误； C．由分析可知，该反应为放热反应，故C错误； D．由图可知，419kJ不是1molCO、2molH2的总能量，故D错误； 故选A。 8．下列热化学方程式不正确的是 A．已知硫粉与铁粉混合加热生成时放出19.12kJ热量，则   B．下，将和置于密闭容器中充分反应生成，放热19.3kJ，其热化学方程式为   C．表示中和热的热化学方程式：   D．在101kPa下的燃烧热，则水分解的热化学方程式为   【答案】B 【解析】A．根据生成硫化亚铁0.2mol时，放出19.12kJ热量，可知生成时放出95.6kJ的热量，所以硫粉与铁粉反应的热化学方程式为  ，A正确； B．和置于密闭容器中充分反应生成，放热19.3kJ，此反应为可逆反应，不能完全转化，则完全反应时放热大于，则热化学方程式为  ，B错误； C．中和热为强酸和强碱的稀溶液生成1mol液态水时所释放的能量，则表示中和热的热化学方程式：  ，C正确； D．燃烧热指101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量，所以  ，水的分解是氢气燃烧的逆过程，所以水分解的热化学方程式为  ，D正确； 故答案选B。 9．氮肥是现代农业中不可或缺的肥料，铵态氮肥成本低，肥效好，是众多农民朋友的首选。为探究(NH4)2SO4中离子键的强弱，设计下列的循环过程。可根据下图计算ΔH4为 A．+1143 kJ/mol B．+838 kJ/mol C．+686 kJ/mol D．+533kJ/mol 【答案】B 【解析】由图中循环过程，可得出下列热化学方程式： ①NH4Cl(s)=(g)+Cl-(g)   ΔH1=+698kJ∙mol-1 ②NH4Cl(s)=(aq)+Cl-(aq)   ΔH2=+15kJ∙mol-1 ③Cl-(g)=Cl-(aq)   ΔH3=-378kJ∙mol-1 ④(NH4)2SO4(s)=(g)+(g)  ΔH4 ⑤(NH4)2SO4(s)=(aq)+(aq)  ΔH5=+3kJ∙mol-1 ⑥(g)=(aq)   ΔH6=-530kJ∙mol-1 依据盖斯定律，将反应⑤-⑥+①-②+③得反应④为(NH4)2SO4(s)=(g)+(g)  ΔH4=ΔH5-ΔH6+ΔH1-ΔH2+ΔH3=(+3+530+698-15-378) kJ∙mol-1=+838 kJ/mol，故选B。 10．下列各组热化学方程式中，的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】A．C不完全燃烧生成CO， ，；C完全燃烧生成CO2 ，，完全燃烧放出的热量比不完全燃烧多，而放热反应，放出热量越多，越小。所以，A正确； B．是放热反应， ，是吸热反应，，B错误；所以 C． ，除了酸碱中和反应放热，还有沉淀生成的热效应；只是酸碱中和反应，前者放出热量更多，由于都是放热反应，，放出热量越多，越小，所以，C错误； D．HCl是强酸，是弱酸，弱酸电离吸热，；，与NaOH反应放出热量比HCl与NaOH反应放出热量少，因为都是放热反应， ，放出热量越少，越大，所以，D错误； 故选A。 11．已知1mol二氧化硅晶体中化学键的数目为4，有关键能数据如表所示： 化学键 Si—O O=O Si—Si 键能/() 460 498.8 176 又知    ，则1mol Si中Si—Si键的数目为 A． B．2 C．3 D．4 【答案】B 【解析】设1molSi中含有x mol Si-Si键，已知Si(s)+O2(g)=SiO2(s)，△H=-989.2kJ·mol-1，根据△H=反应物总键能-生成物总键能，则有176kJ·mol-1×x+498.8kJ·mol-1-4×460kJ·mol-1=-989.2kJ·mol-1，解得x=2，则1mol Si中含有Si-Si键的数目为2NA，答案选B。 12．已知反应：①；② ③，则反应的为 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】根据盖斯定律，将方程式①×3+②×2－2×③得2NH3 (g) +O2 (g) = 2NO2 (g) + 3H2O (g)，则△H=3△H1+2△H2－2△H3，故选D。 二、填空题 13．完成下列问题。 (1)合成氨反应的能量变化如图所示。 该反应的热化学方程式是： ΔH= 。 (2)室温下，(Si为-4价)是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成固体和。已知室温下自燃时每转移0.05mol电子，放出a kJ的热量，该反应的热化学方程式为 。 (3)已知  ΔH=-92 kJ·mol和下列表格数据： 化学键 H-H 键能/ 435 943 计算N-H的键能为 。 (4) =-a kJ·mol； ΔH2= -b kJ·mol，则a b， ΔH2 (填>或<)。 (5)二甲醚(DME)(CH3OCH3)被誉为“21世纪的清洁燃料”。由合成气制备二甲醚的主要原理如下： ①CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)　 ΔH1=-90.7kJ·mol-1 ②2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O 　ΔH2=-23.5kJ·mol-1 ③CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)　 ΔH3=-41.2kJ·mol-1 则反应3H2(g)+3CO(g)⇌CH3OCH3(g)+CO2(g) 　ΔH= kJ/mol。 【答案】(1)或 (2) (3)390 (4) > < (5)−246.1 【解析】（1）如图可知，根据盖斯定律，，则； （2）由已知，与氧气反应生成和水，转移电子，放出热量，故反应的热化学方程式为； （3）ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和，因此，解得； （4）燃烧反应为放热反应，由已知两式相减得，则，，即； （5）由得到目标反应，故。 14．Ⅰ．回答下列问题 (1)在微生物作用的条件下，经过两步反应被氧化成。两步反应的能量变化示意图如下： ①第一步反应是 (填“放热”或“吸热”)反应，判断依据是 。 ②1mol全部氧化成的热化学方程式是 。 (2)已知：  kJ·mol-1①   kJ·mol-1② 则与反应放出509kJ热量时，电子转移数目为 。 (3)已知  kJ·mol-1，蒸发1mol需要吸收的能量为30kJ，其他相关数据如下表： 物质 1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量(kJ) 436 200 a 则表中a= 。 Ⅱ．某化学兴趣小组用50mL0.50mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1NaOH溶液进行中和反应的反应热测定实验，实验装置如图。试回答下列问题： (4)实验时玻璃搅拌器的使用方法是 ；不能用铜丝搅拌器代替玻璃搅拌器的理由是 。 (5)某学生记录的实验数据如表所示。(已知：实验中盐酸和氢氧化钠溶液的密度均为1g·cm-3，中和反应后溶液的比热容J·g-1·℃-1) 实验序号 起始温度/℃ 终止温度/℃ 盐酸 氢氧化钠溶液 混合溶液 1 20.0 20.2 23.3 2 20.2 20.4 23.4 3 20.4 20.6 23.8 依据该学生的实验数据计算，该实验测得反应放出的热量为 J。 (6)下列操作会导致实验结果出现偏差的是 (填标号)。 A．用量筒量取盐酸的体积时仰视读数 B．把量筒中的氢氧化钠溶液分多次倒入盐酸中 C．将50mL0.55mol·L-1氢氧化钠溶液取成了50mL0.55mol·L-1氢氧化钾溶液 D．做本实验的当天室温较高 E．大烧杯的杯盖中间小孔太大 【答案】(1) 放热 (或反应物的总能量大于生成物的总能量)   kJ⋅mol-1 (2)(或) (3)369 (4) 上下搅动 Cu是热的良导体，传热快，热量损失大 (5)1337.6 (6)abc 【解析】（1）①由图可知，第一步反应过程中，生成物的总能量低于反应物，为放热反应； ②由图可知：  kJ⋅mol-1，   kJ⋅mol-1；2个热化学方程式相加即可得到 kJ⋅mol-1； （2）①+②得：  kJ⋅mol-1，碳元素由+2价升高到+4价，即该反应放出509kJ热量时转移2mol，转移电子数为2NA； （3）由题中热化学方程式及蒸发1mol吸热30kJ可得：  kJ⋅mol-1，则，； （4）实验时为防止打断温度计，玻璃搅拌器的使用方法是上下搅动；Cu是热的良导体，传热快，热量损失大，所以不能用铜丝搅拌器代替玻璃搅拌器； （5）三次温度差分别为：3.2℃、3.1℃、3.3℃，温度的平均值为3.2℃，溶液的总质量为100g，该实验测得反应放出的热量为J⋅g-1⋅℃-1g℃J； （6）A．用量筒量取盐酸的体积时仰视读数，使盐酸的体积不准确，会导致实验结果出现偏差，故A选； B．把量筒中的氢氧化钠溶液分多次倒入盐酸中，会使热量散失，会导致实验结果出现偏差，故B选； C．将50mL0.55mol·L-1氢氧化钠溶液取成了50mL0.55mol·L-1氢氧化钾溶液，氢氧化钠、氢氧化钾都属于强碱，氢氧根的量不变，对实验结果没有影响，故C不选； D．做本实验的当天室温较高，但测量的是温度差，与室温无关，对实验结果没有影响，故D不选； E．大烧杯的杯盖中间小孔太大，会使热量散失，会导致实验结果出现偏差，故E选； 故答案为：ABE。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$