第一单元 化学反应的热效应 第2课时 （同步讲义）化学苏教版2019选择性必修1

专题1 化学反应与能量变化 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 教学目标 1．了解反应热的测定的原理和实验过程。 2．能利用盖斯定律计算反应的焓变。 重点和难点 重点：利用盖斯定律计算反应热。 难点：利用盖斯定律计算反应热。 ◆知识点一 反应热的测量 1．实验装置 (1)简易量热计和量热计的构造 (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________________________。 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________。 2．实验步骤 (1)用量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1盐酸，倒入简易量热计中，测量并记录________________（T1）。 (2)另取一量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1 NaOH溶液，测量并记录________________（T 2）。 (3)将量筒中的氢氧化钠溶液________盛有盐酸的简易量热计中，立即________。用_______________轻轻搅拌，并准确读出反应体系的________（T 3）。 (4)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。 (5)实验数据处理 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的盐酸与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。 ①反应体系的温度变化：ΔT = ________________/(℃) ②反应体系的热容：C=____________________ /(J·℃-1) ③反应热ΔH= ________________/(kJ·mol-1) 【问题讨论】 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？ 2．若改用100 mL 0.50 mol·L－1的盐酸与100 mL 0.50 mol·L－1 NaOH溶液混合，所测中和反应反应热的数值是否为本实验结果的2倍？ 3．若用NaOH固体代替NaOH溶液，对结果会产生什么影响？ 4．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？ 【特别提醒】 (1)中和反应反应热是指在稀溶液中强酸与强碱发生中和反应生成1 mol H2O时的反应热，其数值与反应物的量的多少无关。 (2)若用NaOH固体或NaOH浓溶液代替NaOH溶液，NaOH固体溶于水（NaOH溶液稀释）时放热，使测得的反应热的数值偏大。 (3)用浓硫酸代替盐酸，浓硫酸溶于水时放热，使所测反应热的数值偏大；用醋酸代替盐酸，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。 即学即练 50 mL 0.50 mol·L－1的盐酸与50 mL 0.55 mol·L－1的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 。 (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 (4)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm－3，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__________kJ(结果保留一位小数)。 ◆知识点二 盖斯定律 反应热的计算 1．盖斯定律 (1)内容：一个化学反应，无论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应________。 (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。 例：如图表示始态到终态的反应热。 ΔH＝________________ = ________________。 (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。 3．应用盖斯定律计算ΔH的方法 实例分析：已知在298K时，C(s)、CO(g)燃烧的热化学方程式如下： C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1 ① CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－283.0 kJ·mol－1 ② 请运用盖斯定律计算反应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＝________，则ΔH3＝________ kJ·mol－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，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①－②，可得目标热化学方程式：C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH3＝________，则ΔH3＝________ kJ·mol－1。 【易错提醒】 (1)当反应式乘以或除以某数时，ΔH也应乘以或除以某数。 (2)反应式进行加减运算时，ΔH也同样要进行加减运算，且要带“＋”、“－”符号，即把ΔH看作一个整体进行运算。 (3)通过盖斯定律计算比较反应热的大小时，同样要把ΔH看作一个整体。 (4)在设计的反应过程中常会遇到同一物质固、液、气三态的相互转化，状态由固→液→气变化时，会吸热；反之会放热。 (5)当设计的反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。 即学即练 1．正误判断 (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(　　) 2．请根据下列反应的焓变，计算C(s)与H2 (g)反应生成1 mol C2H2 (g)的焓变。 C(s)＋O2(g)==CO2 (g) ∆H1＝－393.5 kJ·mol－1 2H2(g)＋O2(g)===2H2 O(l) ∆H2＝－571.6 kJ·mol－1 2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ∆H3＝－2 599.2 kJ·mol－1 一、利用盖斯定律计算反应热 利用盖斯定律进行问题分析时，常用加合法和虚拟途径法。 1．加合法 将所给热化学方程式适当加减得到所求的热化学方程式，反应热也作相应的变化。 2．虚拟途径法 先根据题意虚拟转化过程，然后根据盖斯定律列式求解，即可求得待求的反应热。 举例：若反应物A变为生成物D，可以有两个途径： ①由A直接变成D，反应热为ΔH； ②由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3。 则有：ΔH===ΔH1+ΔH2+ΔH3 应用加合法计算反应热时应注意： ①热化学方程式如果相加(或相减)，则反应热就相应地相加(或相减)。 ②反应热数值与各物质的化学计量数成正比：化学计量数乘以(或除以)某个数，则反应热就相应地乘以(或除以)这个数。 ③可逆反应中，热化学方程式中的反应热是指反应按所给形式完全进行时的反应热；正、逆反应的反应热数值相等，符号相反。 实践应用 1．在298 K、100 kPa时，已知： 2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g) 　 ΔH1 H2(g)＋Cl2(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．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(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－110.5 kJ·mol－1 则反应TiO2(s)＋2Cl2(g)＋C(石墨，s)===TiCl4(l)＋CO2(g)的ΔH是(　　) A．30.0 kJ·mol－1 B．－80.5 kJ·mol－1 考点一 反应热的测量 【例1】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，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 解题要点 1．提高反应热准确度的措施 (1)实验中用温度计先后测量酸溶液、碱溶液及混合溶液的温度时，使用同一支温度计可减小实验误差，且测量完一种溶液后 ，温度计必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。温度计的水银球要完全浸入溶液中，且要稳定一段时间后再记下读数。 (2)反应物应一次性迅速加入，且避免有液体溅出。 (3)实验操作时动作要快，尽量减少热量的损失。 (4)重复实验3次，取3次实验数据的平均值。 2．导致反应热测定存在误差的原因 (1)量取溶液的体积不准确。 (2)温度计读数有误(如未读取到混合溶液的最高温度，就记为终止温度)。 (3)实验过程中有液体溅出。 (4)混合酸、碱溶液时，动作缓慢。 (5)隔热层隔热效果不好，实验过程中有热量损失。 (6)测过酸溶液的温度计未用水清洗便立即去测碱溶液的温度。 (7)溶液浓度不准确。 (8)没有进行重复实验。 【变式1-1】分别取40 mL的0.50 mol·L－1盐酸与40 mL的0.50 mol·L－1氢氧化钠溶液混合进行中和热的测定，下列说法正确的是(　　 ) A．碎泡沫塑料作用在于保温，减少实验误差 B．仪器A的名称是玻璃棒 C．酸碱混合时，量筒中NaOH溶液应缓缓倒入小烧杯中，不断用玻璃棒搅拌 D．用氢氧化钡和硫酸代替氢氧化钠和盐酸溶液，结果也是正确的 【变式1-2】50 mL 1.0 mol·L－1盐酸与50 mL 1.1 mol·L－1氢氧化钠溶液在如图所示装置中进行中和反应，并通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和反应反应热。 请回答下列问题： (1)大小烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是____________________________。 (2)________(填“能”或“不能”)将玻璃搅拌器改为铜质搅拌器，其原因是________________________。 (3)大烧杯上如不盖硬纸板，对求得中和热数值的影响是________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。 (4)如果改用60 mL 1.0 mol·L－1盐酸跟50 mL 1.1 mol·L－1氢氧化钠溶液进行反应，则与上述实验相比，所放热量________(填“增加”“减少”或“不变”)，理由是_______________________________。 考点二 盖斯定律及其应用 【例2】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 解题要点 应用盖斯定律计算反应热时应注意的六个问题 (1)明确所求反应的始态和终态，各物质系数；判断该反应是吸热还是放热； (2)不同途径对应的最终结果应一样； (3)叠加各反应式时，有的反应要逆向写，ΔH符号也相反，有的反应式要扩大或减小倍数，ΔH也要相应扩大或减小相同倍数； (4)注意各分步反应的ΔH的正负； (5)比较反应热大小时，反应热所带“＋”“－”均具有数学意义，参与大小比较； (6)要忽视弱电解质的电离、水解反应吸热，浓硫酸的稀释、氢氧化钠固体的溶解放热，都对反应热有影响。 【变式2-1】已知：①2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　 ΔH＝－221.0 kJ·mol－1，②2H2(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．＋262.6 kJ·mol－1　　　　　　B．－131.3 kJ·mol－1 C．－352.3 kJ·mol－1 D．＋131.3 kJ·mol－1 【变式2-2】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 基础达标 1．下列有关中和反应反应热的说法正确的是(　　) A．中和反应反应热的热化学方程式：H＋(l)＋OH－(l)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1 B．每次测量中和反应反应热的实验过程中，需测定温度4次 C．环形玻璃搅拌棒若用铜棒代替，则测量出的中和反应热数值偏小 D．若稀酸溶液中H＋与稀碱溶液中OH－的物质的量相等，则所测中和反应反应热数值更准确 2．用50 mL 0.50 mol·L－1盐酸和50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液测定H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)的反应热(ΔH)的实验时，下列说法不正确的是(　　) A．酸碱混合时，量筒中NaOH溶液应缓缓倒入小烧杯中，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 0.55 mol·L－1 NaOH溶液进行测定，ΔH数值不变 3．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 4．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 5．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 6．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 7．已知：①2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　 ΔH＝－221.0 kJ·mol－1，②2H2(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．＋262.6 kJ·mol－1　　　　　　B．－131.3 kJ·mol－1 C．－352.3 kJ·mol－1 D．＋131.3 kJ·mol－1 8．已知：①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH1＝－a kJ·mol－1 ②H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH2＝－b kJ·mol－1 ③C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH3＝－c kJ·mol－1 ④C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH4＝－d kJ·mol－1 下列说法正确的是(　　) A．c＞d B．0.5a＞b C．氢气的燃烧热为ΔH＝－b kJ·mol－1 D．CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－(c－d)kJ·mol－1 9．室温下，CuSO4·5H2O(s)===Cu2＋(aq)＋SO(aq)＋5H2O(l)　ΔH1>0；CuSO4(s)===Cu2＋(aq)＋SO(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 10．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 11．用如图所示的装置测定中和反应反应热。实验药品：100 mL 0.50 mol·L－1盐酸、50 mL 0.50 mol·L－1NaOH溶液、50 mL 0.50 mol·L－1氨水。已知：弱碱电离时吸热。 回答下列问题： (1)从实验装置上看，还缺少玻璃搅拌器，其能否用铜制材料替代？ (填“能”或“不能”)，理由是 。 (2)将浓度为0.50 mol·L－1的酸溶液和0.50 mol·L－1的碱溶液各50 mL混合(溶液密度均为1 g·mL－1)，生成的溶液的比热容c＝4.18 J·g－1·℃－1，测得温度如下： 反应物 起始温度t1/℃ 最高温度t2/℃ 甲组(HCl＋NaOH) 15.0 18.3 乙组(HCl＋NH3·H2O) 15.0 18.1 ①两组实验结果存在差异的原因是 。 ②HCl(aq)＋NH3·H2O(aq)===NH4Cl(aq)＋H2O(l)的ΔH＝ (结果保留一位小数)。 ③某同学利用上述装置重新做甲组实验，测得反应热ΔH偏大，则可能的原因是 (填字母)。 A．测完盐酸的温度直接测NaOH溶液温度 B．做该实验时室温较高 C．杯盖未盖严 D．NaOH溶液一次性迅速倒入 综合应用 12．少量运载火箭使用的是以液氢为燃烧剂，液氧为氧化剂的高能低温推进剂，已知： (1)H2(g)===H2(l)　ΔH1＝－0.92 kJ·mol－1 (2)O2(g)===O2(l)　ΔH2＝－6.84 kJ·mol－1 (3)如图： 下列说法正确的是(　　) A．2 mol H2(g)与1 mol O2(g)所具有的总能量比2 mol H2O(g)所具有的总能量低 B．火箭中液氢燃烧的热化学方程式为2H2(l)＋O2(l)===2H2O(g)　ΔH＝－474.92 kJ·mol－1 C．氢气的标准燃烧热为ΔH＝－241.8 kJ·mol－1 D．H2O(g)变成H2O(l)的过程中，断键吸收的能量小于成键放出的能量 13．废液中在好氧菌和厌氧菌作用下能转化为和，其转化示意图如下： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   下列说法正确的是 A．在两池中加入固体，有利于的生成 B．反应Ⅰ中消耗(标准状况)转移的电子数为 C．当好氧菌池和厌氧菌池投放废液的体积比为时，理论上能完全转化为 D．   14．碘与氢气反应的热化学方程式为：        。 已知：①    ； ②在、298K条件下，断开1 mol 分子中的化学键，使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量称为A—B键的键能。 下列说法正确的是 A．2 mol碘蒸气凝华时要吸收71.92 kJ的热量 B．将1 mol与1 mol 混合，充分反应，放出9.48 kJ热量 C．1 mol 与1 mol 的键能总和小于2 mol 键能总和 D．     15．回答下列问题： (1)丙烷燃烧可以通过以下两种途径： 途径Ⅰ：C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－a kJ·mol－1 途径Ⅱ：C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g)　 ΔH＝b kJ·mol－1 2C3H6(g)＋9O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l)　ΔH＝－c kJ·mol－1 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　 ΔH＝－d kJ·mol－1(a、b、c、d均为正值) 判断等量的丙烷通过途径Ⅰ放出的热量 (填“大于”“等于”或“小于”，下同)途径Ⅱ放出的热量。C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g)的反应中，反应物具有的总能量 生成物具有的总能量，b与a、c、d的数学关系式是 。 (2)CH4—CO2催化重整反应为CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)。 已知：C(s)＋2H2(g)===CH4(g)　ΔH＝－75 kJ·mol－1 C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－394 kJ·mol－1 C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－111 kJ·mol－1 该催化重整反应的ΔH＝ kJ·mol－1。 (3)已知：298 K时，相关物质的相对能量(如图)。 请根据相关物质的相对能量计算反应C2H6(g)＋2CO2(g)4CO(g)＋3H2(g)的焓变ΔH＝ 。 (4)现有下列3个热化学方程式： Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH1＝－24.8 kJ·mol－1 3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH2＝－47.2 kJ·mol－1 Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g) ΔH3＝640.5 kJ·mol－1 写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学方程式： 。 拓展培优 16．已知：CH3CH2CH2·+HClCH3CH2CH3+Cl··CH(CH3)2+HCl CH3CH2CH2·+HBrCH3CH2CH3+Br··CH(CH3)2+HBr 下列说法正确的是 A．ΔH1>ΔH3 B．△H1=△H2+△H3-△H4 C．升温时，丙烷与氯自由基反应速率加快，与溴自由基反应速率减慢 D．HCl与HBr的键能差可以表示为ΔH2-ΔH4 17．氢卤酸的能量关系如图所示： 下列说法正确的是(　　) A．已知HF气体溶于水放热，则HF的ΔH1<0 B．相同条件下，HCl的ΔH2比HBr的小 C．在相同条件下，HCl的(ΔH3+ΔH4)比HI的大 D．一定条件下气态原子生成1 mol H—X键放出a kJ能量，则该条件下ΔH2=a kJ·mol-1 18．2 mol金属钠和1 mol氯气反应的能量关系如图所示，下列说法不正确的是(　　) A．ΔH2＞0 B．ΔH4＋ΔH5＋ΔH8＝ΔH1 C．在相同条件下，2K(g)―→2K＋(g)的ΔH＜ΔH3 D．ΔH6＋ΔH7＝ΔH8 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题1 化学反应与能量变化 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 教学目标 1．了解反应热的测定的原理和实验过程。 2．能利用盖斯定律计算反应的焓变。 重点和难点 重点：利用盖斯定律计算反应热。 难点：利用盖斯定律计算反应热。 ◆知识点一 反应热的测量 1．实验装置 (1)简易量热计和量热计的构造 (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．实验步骤 (1)用量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1盐酸，倒入简易量热计中，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 NaOH溶液，测量并记录氢氧化钠溶液的温度（T 2）。 (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，并准确读出反应体系的最高温度（T 3）。 (4)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。 (5)实验数据处理 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的盐酸与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。 ①反应体系的温度变化：ΔT = T 3-/(℃) ②反应体系的热容：C=(VHCl·ρHCl+ VNaOH·ρNaOH)×4.18/(J·℃-1) ③反应热ΔH= —/(kJ·mol-1) 【问题讨论】 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？ 产生误差的原因可能有：①量热计保温效果不好；②溶液混合时速度不够快；③反应不充分；④测量盐酸后温度计没有洗净就测量NaOH溶液的温度。 2．若改用100 mL 0.50 mol·L－1的盐酸与100 mL 0.50 mol·L－1 NaOH溶液混合，所测中和反应反应热的数值是否为本实验结果的2倍？ 否；中和反应反应热是指在稀溶液中强酸与强碱发生中和反应生成1 mol H2O时的反应热，其数值与反应物的量的多少无关，故所测结果应与本次实验结果基本相同。 3．若用NaOH固体代替NaOH溶液，对结果会产生什么影响？ NaOH固体溶于水时放热，使测得的反应热的数值偏大。 4．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？ 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。 【特别提醒】 (1)中和反应反应热是指在稀溶液中强酸与强碱发生中和反应生成1 mol H2O时的反应热，其数值与反应物的量的多少无关。 (2)若用NaOH固体或NaOH浓溶液代替NaOH溶液，NaOH固体溶于水（NaOH溶液稀释）时放热，使测得的反应热的数值偏大。 (3)用浓硫酸代替盐酸，浓硫酸溶于水时放热，使所测反应热的数值偏大；用醋酸代替盐酸，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。 即学即练 50 mL 0.50 mol·L－1的盐酸与50 mL 0.55 mol·L－1的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 。 (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 (4)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm－3，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__________kJ(结果保留一位小数)。 答案：(1)环形玻璃搅拌棒　(2)减少实验过程中的热量损失　(3)c　(4)20.05　20.3　20.3　20.55　51.8 解析：(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。 ◆知识点二 盖斯定律 反应热的计算 1．盖斯定律 (1)内容：一个化学反应，无论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应相同。 (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，而与反应的途径无关。 例：如图表示始态到终态的反应热。 ΔH＝ΔH1+ΔH2 = ΔH3+ΔH4+ΔH5。 (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。 3．应用盖斯定律计算ΔH的方法 实例分析：已知在298K时，C(s)、CO(g)燃烧的热化学方程式如下： C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1 ① CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－283.0 kJ·mol－1 ② 请运用盖斯定律计算反应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＝－110.5 kJ·mol－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，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①－②，可得目标热化学方程式：C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH3＝ΔH1－ΔH2，则ΔH3＝－110.5 kJ·mol－1。 【易错提醒】 (1)当反应式乘以或除以某数时，ΔH也应乘以或除以某数。 (2)反应式进行加减运算时，ΔH也同样要进行加减运算，且要带“＋”、“－”符号，即把ΔH看作一个整体进行运算。 (3)通过盖斯定律计算比较反应热的大小时，同样要把ΔH看作一个整体。 (4)在设计的反应过程中常会遇到同一物质固、液、气三态的相互转化，状态由固→液→气变化时，会吸热；反之会放热。 (5)当设计的反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。 即学即练 1．正误判断 (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(　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)× 2．请根据下列反应的焓变，计算C(s)与H2 (g)反应生成1 mol C2H2 (g)的焓变。 C(s)＋O2(g)==CO2 (g) ∆H1＝－393.5 kJ·mol－1 2H2(g)＋O2(g)===2H2 O(l) ∆H2＝－571.6 kJ·mol－1 2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ∆H3＝－2 599.2 kJ·mol－1 答案 266.8 kJ·mol－1 解析 根据题意，目标方程式为2C(s)+H2(g)===C2H2(g)，分别将上述三个方程式标为①、②、③。 根据盖斯定律，将①×2+②×-③×可以得到目标方程式，ΔH=2×ΔH1+×∆H2-×∆H3=2×(-393.5 kJ·mol－1 )+×(－571.6 kJ·mol－1)-×(－2 599.2 kJ·mol－1)=266.8 kJ·mol－1。C(s)与H2 (g)反应生成1 mol C2H2 (g)的焓变为266.8 kJ·mol－1。 一、利用盖斯定律计算反应热 利用盖斯定律进行问题分析时，常用加合法和虚拟途径法。 1．加合法 将所给热化学方程式适当加减得到所求的热化学方程式，反应热也作相应的变化。 2．虚拟途径法 先根据题意虚拟转化过程，然后根据盖斯定律列式求解，即可求得待求的反应热。 举例：若反应物A变为生成物D，可以有两个途径： ①由A直接变成D，反应热为ΔH； ②由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3。 则有：ΔH===ΔH1+ΔH2+ΔH3 应用加合法计算反应热时应注意： ①热化学方程式如果相加(或相减)，则反应热就相应地相加(或相减)。 ②反应热数值与各物质的化学计量数成正比：化学计量数乘以(或除以)某个数，则反应热就相应地乘以(或除以)这个数。 ③可逆反应中，热化学方程式中的反应热是指反应按所给形式完全进行时的反应热；正、逆反应的反应热数值相等，符号相反。 实践应用 1．在298 K、100 kPa时，已知： 2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g) 　 ΔH1 H2(g)＋Cl2(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 答案：A 解析：①2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH1 ②H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH2 ③2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g)　ΔH3 则由盖斯定律可知，反应③＝①＋2×②，ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2，故选A。 2．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(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－110.5 kJ·mol－1 则反应TiO2(s)＋2Cl2(g)＋C(石墨，s)===TiCl4(l)＋CO2(g)的ΔH是(　　) A．30.0 kJ·mol－1 B．－80.5 kJ·mol－1 C．－30.0 kJ·mol－1 D．80.5 kJ·mol－1 答案：A 解析：已知：①TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(l)＋O2(g)　ΔH＝140.5 kJ·mol－1，②C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－110.5 kJ·mol－1，根据盖斯定律由①＋②可得反应：TiO2(s)＋2Cl2(g)＋C(石墨，s)===TiCl4(l)＋CO2(g)　ΔH＝140.5 kJ·mol－1＋(－110.5 kJ·mol－1)＝30.0 kJ·mol－1。 考点一 反应热的测量 【例1】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，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 答案：B 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；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。 解题要点 1．提高反应热准确度的措施 (1)实验中用温度计先后测量酸溶液、碱溶液及混合溶液的温度时，使用同一支温度计可减小实验误差，且测量完一种溶液后 ，温度计必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。温度计的水银球要完全浸入溶液中，且要稳定一段时间后再记下读数。 (2)反应物应一次性迅速加入，且避免有液体溅出。 (3)实验操作时动作要快，尽量减少热量的损失。 (4)重复实验3次，取3次实验数据的平均值。 2．导致反应热测定存在误差的原因 (1)量取溶液的体积不准确。 (2)温度计读数有误(如未读取到混合溶液的最高温度，就记为终止温度)。 (3)实验过程中有液体溅出。 (4)混合酸、碱溶液时，动作缓慢。 (5)隔热层隔热效果不好，实验过程中有热量损失。 (6)测过酸溶液的温度计未用水清洗便立即去测碱溶液的温度。 (7)溶液浓度不准确。 (8)没有进行重复实验。 【变式1-1】分别取40 mL的0.50 mol·L－1盐酸与40 mL的0.50 mol·L－1氢氧化钠溶液混合进行中和热的测定，下列说法正确的是(　　 ) A．碎泡沫塑料作用在于保温，减少实验误差 B．仪器A的名称是玻璃棒 C．酸碱混合时，量筒中NaOH溶液应缓缓倒入小烧杯中，不断用玻璃棒搅拌 D．用氢氧化钡和硫酸代替氢氧化钠和盐酸溶液，结果也是正确的 答案：A 解析：测定中和热时，为了使实验精确，必须尽量减少热量外放，所以加碎泡沫塑料可减少热量散失，保证实验准确，故A正确；仪器A是环形玻璃搅拌棒，故B错误； 酸碱混合时，量筒中NaOH溶液应快速倒入小烧杯中，不断搅拌，缓缓地注入消耗时间多，热量逸出来的多，测得的中和热数值偏低，故C错误； 硫酸与Ba(OH)2溶液反应除了生成水外还生成BaSO4沉淀，该反应中的BaSO4沉淀会影响反应的反应热，不能用Ba(OH)2溶液和硫酸代替NaOH溶液和盐酸测中和热，故D错误。 【变式1-2】50 mL 1.0 mol·L－1盐酸与50 mL 1.1 mol·L－1氢氧化钠溶液在如图所示装置中进行中和反应，并通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和反应反应热。 请回答下列问题： (1)大小烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是____________________________。 (2)________(填“能”或“不能”)将玻璃搅拌器改为铜质搅拌器，其原因是________________________。 (3)大烧杯上如不盖硬纸板，对求得中和热数值的影响是________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。 (4)如果改用60 mL 1.0 mol·L－1盐酸跟50 mL 1.1 mol·L－1氢氧化钠溶液进行反应，则与上述实验相比，所放热量________(填“增加”“减少”或“不变”)，理由是_______________________________。 答案：(1)减少热量损失　(2)不能　铜棒传导热的能力较强，使热量损失较多　(3)偏低　(4)增加　反应消耗的酸、碱增多，放出热量增加 解析：中和反应反应热测定实验，一是要防止热量损失，如大烧杯上加盖硬纸板、两个烧杯口要相平、在两个烧杯之间填充碎泡沫塑料或碎纸条、用玻璃搅拌器搅拌而不能用金属棒(丝)搅拌、实验时动作要迅速等；二是酸、碱溶液浓度宜小不宜大，温度计读数要准确等。加过量碱溶液可使酸完全反应，碱过量对中和热测定没有影响 考点二 盖斯定律及其应用 【例2】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＝ 。 答案：3ΔH1＋ΔH2－ΔH3 解析：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 将方程式3×①＋②－③得S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)，则ΔH＝3ΔH1＋ΔH2－ΔH3 解题要点 应用盖斯定律计算反应热时应注意的六个问题 (1)明确所求反应的始态和终态，各物质系数；判断该反应是吸热还是放热； (2)不同途径对应的最终结果应一样； (3)叠加各反应式时，有的反应要逆向写，ΔH符号也相反，有的反应式要扩大或减小倍数，ΔH也要相应扩大或减小相同倍数； (4)注意各分步反应的ΔH的正负； (5)比较反应热大小时，反应热所带“＋”“－”均具有数学意义，参与大小比较； (6)要忽视弱电解质的电离、水解反应吸热，浓硫酸的稀释、氢氧化钠固体的溶解放热，都对反应热有影响。 【变式2-1】已知：①2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　 ΔH＝－221.0 kJ·mol－1，②2H2(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．＋262.6 kJ·mol－1　　　　　　B．－131.3 kJ·mol－1 C．－352.3 kJ·mol－1 D．＋131.3 kJ·mol－1 答案：D 解析：①2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221.0 kJ·mol－1　②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ·mol－1，依据盖斯定律得到C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1；故选D。 【变式2-2】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 答案：A 解析：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。 基础达标 1．下列有关中和反应反应热的说法正确的是(　　) A．中和反应反应热的热化学方程式：H＋(l)＋OH－(l)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1 B．每次测量中和反应反应热的实验过程中，需测定温度4次 C．环形玻璃搅拌棒若用铜棒代替，则测量出的中和反应热数值偏小 D．若稀酸溶液中H＋与稀碱溶液中OH－的物质的量相等，则所测中和反应反应热数值更准确 答案　C 解析　A项，H＋和OH－不能用“l”符号，应该用“aq”符号，错误；B项，每次实验中需要测量NaOH溶液的温度、盐酸的温度和反应后溶液的最高温度，需要测温度3次，错误；C项，铜容易导热，使热量损失，所以测量的中和反应反应热数值偏小，正确；D项，当酸与碱中的H＋和OH－物质的量相等时，实验过程中稍有误差就不能确定生成水的量，一般都是有一种物质稍微过量，错误。 2．用50 mL 0.50 mol·L－1盐酸和50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液测定H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)的反应热(ΔH)的实验时，下列说法不正确的是(　　) A．酸碱混合时，量筒中NaOH溶液应缓缓倒入小烧杯中，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 0.55 mol·L－1 NaOH溶液进行测定，ΔH数值不变 答案　A 解析　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参加反应的酸碱用量无关，D正确。 3．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 答案 B 解析 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。 4．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 答案 B 解析 硫酸的浓溶液溶于水放热，故B错误。 5．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 答案　B 解析　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；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；该实验不能证明有水生成的其他反应也是放热的，D错。 6．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 答案　A 解析　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。 7．已知：①2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　 ΔH＝－221.0 kJ·mol－1，②2H2(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．＋262.6 kJ·mol－1　　　　　　B．－131.3 kJ·mol－1 C．－352.3 kJ·mol－1 D．＋131.3 kJ·mol－1 答案 D 解析 ①2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221.0 kJ·mol－1　②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ·mol－1，依据盖斯定律得到C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1；故选D。 8．已知：①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH1＝－a kJ·mol－1 ②H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH2＝－b kJ·mol－1 ③C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH3＝－c kJ·mol－1 ④C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH4＝－d kJ·mol－1 下列说法正确的是(　　) A．c＞d B．0.5a＞b C．氢气的燃烧热为ΔH＝－b kJ·mol－1 D．CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－(c－d)kJ·mol－1 答案 B 解析 ③是不完全燃烧，④是完全燃烧，相同物质的量的C燃烧，完全燃烧比不完全燃烧释放出的热量多，则c＜d，故A项错误；相同物质的量的氢气燃烧，生成液态水比生成水蒸气释放的热量多，则0.5a＞b，故B项正确；燃烧热是指1 mol可燃物燃烧生成指定产物时释放的热量，氢气的燃烧热为a kJ·mol－1，故C项错误；据盖斯定律，④－③得CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－(d－c)kJ·mol－1，故D项错误。 9．室温下，CuSO4·5H2O(s)===Cu2＋(aq)＋SO(aq)＋5H2O(l)　ΔH1>0；CuSO4(s)===Cu2＋(aq)＋SO(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 答案 A 解析 已知CuSO4·5H2O(s)===Cu2＋(aq)＋SO(aq)＋5H2O(l)　ΔH1>0①，CuSO4(s)===Cu2＋(aq)＋SO(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。 10．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 答案　A 解析　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。 11．用如图所示的装置测定中和反应反应热。实验药品：100 mL 0.50 mol·L－1盐酸、50 mL 0.50 mol·L－1NaOH溶液、50 mL 0.50 mol·L－1氨水。已知：弱碱电离时吸热。 回答下列问题： (1)从实验装置上看，还缺少玻璃搅拌器，其能否用铜制材料替代？ (填“能”或“不能”)，理由是 。 (2)将浓度为0.50 mol·L－1的酸溶液和0.50 mol·L－1的碱溶液各50 mL混合(溶液密度均为1 g·mL－1)，生成的溶液的比热容c＝4.18 J·g－1·℃－1，测得温度如下： 反应物 起始温度t1/℃ 最高温度t2/℃ 甲组(HCl＋NaOH) 15.0 18.3 乙组(HCl＋NH3·H2O) 15.0 18.1 ①两组实验结果存在差异的原因是 。 ②HCl(aq)＋NH3·H2O(aq)===NH4Cl(aq)＋H2O(l)的ΔH＝ (结果保留一位小数)。 ③某同学利用上述装置重新做甲组实验，测得反应热ΔH偏大，则可能的原因是 (填字母)。 A．测完盐酸的温度直接测NaOH溶液温度 B．做该实验时室温较高 C．杯盖未盖严 D．NaOH溶液一次性迅速倒入 答案　(1)不能　金属材料易散热，会使实验误差增大 (2)①NH3·H2O为弱碱，电离时要吸热，导致放热较少　②－51.8 kJ·mol－1　③AC 解析　(1)金属材料易散热，会使实验误差增大，所以玻璃搅拌器不可以用铜制材料替代。 (2)①两组实验一个是强酸和强碱的反应，一个是强酸和弱碱的反应，NH3·H2O为弱碱，电离时要吸热，导致放热较少。②50 mL 0.50 mol·L－1盐酸与50 mL 0.50 mol·L－1氨水的总质量为100 mL×1 g·mL－1＝100 g，c＝4.18 J·g－1·℃－1，则生成0.025 mol水放出的热量为4.18 J·g－1·℃－1× 100 g×3.1 ℃＝1 295.8 J＝1.295 8 kJ，所以生成1 mol水放出的热量为 kJ≈51.8 kJ，则反应HCl(aq)＋NH3·H2O(aq)===NH4Cl(aq)＋H2O(l)的ΔH＝－51.8 kJ·mol－1。③测完盐酸的温度直接测NaOH溶液温度，温度计上残留的酸液未用水冲洗干净，导致一部分反应物损失，使测得的ΔH偏大，A项可能；做该实验时室温较高，不会影响实验结果，B项不可能；杯盖未盖严会导致热量散失，使测得的ΔH偏大，C项可能；NaOH溶液一次性迅速倒入可以减少实验误差，减少热量损失，D项不可能。 综合应用 12．少量运载火箭使用的是以液氢为燃烧剂，液氧为氧化剂的高能低温推进剂，已知： (1)H2(g)===H2(l)　ΔH1＝－0.92 kJ·mol－1 (2)O2(g)===O2(l)　ΔH2＝－6.84 kJ·mol－1 (3)如图： 下列说法正确的是(　　) A．2 mol H2(g)与1 mol O2(g)所具有的总能量比2 mol H2O(g)所具有的总能量低 B．火箭中液氢燃烧的热化学方程式为2H2(l)＋O2(l)===2H2O(g)　ΔH＝－474.92 kJ·mol－1 C．氢气的标准燃烧热为ΔH＝－241.8 kJ·mol－1 D．H2O(g)变成H2O(l)的过程中，断键吸收的能量小于成键放出的能量 答案 B 解析 由图像可知2 mol H2(g)与1 mol O2(g)反应生成2 mol H2O(g)，放出483.6 kJ的热量，故2 mol H2(g)与1 mol O2(g)所具有的总能量比2 mol H2O(g)所具有的总能量高，选项A错误；由图像可知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ·mol－1①，H2(g)===H2(l)　ΔH1＝－0.92 kJ·mol－1②，O2(g)===O2(l)　ΔH2＝－6.84 kJ·mol－1③，根据盖斯定律可知将①－②×2－③可得2H2(l)＋O2(l)===2H2O(g)　ΔH＝－474.92 kJ·mol－1，选项B正确；氢气的标准燃烧热是指1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量，故氢气的标准燃烧热为ΔH＝－(483.6＋88)kJ·mol－1÷2＝－285.8 kJ·mol－1，选项C错误；H2O(g)变成H2O(l)为物理变化，不存在化学键的断裂和生成，选项D错误。 13．废液中在好氧菌和厌氧菌作用下能转化为和，其转化示意图如下： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   下列说法正确的是 A．在两池中加入固体，有利于的生成 B．反应Ⅰ中消耗(标准状况)转移的电子数为 C．当好氧菌池和厌氧菌池投放废液的体积比为时，理论上能完全转化为 D．   答案 B 解析 A．在两池中加入NaOH固体，，铵根离子和氢氧根离子生成氨气，不利于的生成，A错误；B．反应Ⅰ中氧元素化合价由0变为-2，电子转移为，消耗(标准状况下为1mol)转移的电子数为，B正确；C．由反应Ⅰ、反应Ⅱ的化学方程式可知，，当好氧菌池和厌氧菌池投放废液的体积比为5：3时，理论上能完全转化为，C错误；D．由盖斯定律可知，Ⅰ+Ⅱ得反应：，则焓变为。D错误。故选B。 14．碘与氢气反应的热化学方程式为：        。 已知：①    ； ②在、298K条件下，断开1 mol 分子中的化学键，使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量称为A—B键的键能。 下列说法正确的是 A．2 mol碘蒸气凝华时要吸收71.92 kJ的热量 B．将1 mol与1 mol 混合，充分反应，放出9.48 kJ热量 C．1 mol 与1 mol 的键能总和小于2 mol 键能总和 D．     答案 C 解析 A．由 ，则 ，2 mol碘蒸气凝华时要放出71.92 kJ的热量，A错误；B．由是可逆反应，则放出小于9.48 kJ热量，B错误；C．根据盖斯定律，反应1-反应2可得 ，为放热反应，根据∆H=反应物的键能之和-生成物的键能之和<0，可知1 mol 与1 mol 的键能总和小于2 mol 键能总和，C正确；D．由于I-I的键长比F-F的长，则键能I-I的比F-F的小，故比放出的热量多，则，D错误；故选：C。 15．回答下列问题： (1)丙烷燃烧可以通过以下两种途径： 途径Ⅰ：C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－a kJ·mol－1 途径Ⅱ：C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g)　 ΔH＝b kJ·mol－1 2C3H6(g)＋9O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l)　ΔH＝－c kJ·mol－1 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　 ΔH＝－d kJ·mol－1(a、b、c、d均为正值) 判断等量的丙烷通过途径Ⅰ放出的热量 (填“大于”“等于”或“小于”，下同)途径Ⅱ放出的热量。C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g)的反应中，反应物具有的总能量 生成物具有的总能量，b与a、c、d的数学关系式是 。 (2)CH4—CO2催化重整反应为CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)。 已知：C(s)＋2H2(g)===CH4(g)　ΔH＝－75 kJ·mol－1 C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－394 kJ·mol－1 C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－111 kJ·mol－1 该催化重整反应的ΔH＝ kJ·mol－1。 (3)已知：298 K时，相关物质的相对能量(如图)。 请根据相关物质的相对能量计算反应C2H6(g)＋2CO2(g)4CO(g)＋3H2(g)的焓变ΔH＝ 。 (4)现有下列3个热化学方程式： Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH1＝－24.8 kJ·mol－1 3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH2＝－47.2 kJ·mol－1 Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g) ΔH3＝640.5 kJ·mol－1 写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学方程式： 。 答案：(1)等于　小于　b＝＋－a　(2)247 (3)430 kJ·mol－1　(4)CO(g)＋FeO(s)===Fe(s)＋CO2(g)　ΔH＝－218.0 kJ·mol－1 解析：(1)根据盖斯定律，等量的丙烷燃烧时，不管是一步完成还是多步完成，反应放出的热量相等；由于C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g)的ΔH>0，该反应是吸热反应，反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量；将题中所给热化学方程式依次编号为①②③④，根据盖斯定律①＝②＋③×＋④×，得－a＝b＋(－c－d)，所以b＝＋－a。 (2)将题给三个反应依次编号为①、②、③： C(s)＋2H2(g)===CH4(g)　ΔH＝－75 kJ·mol－1① C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－394 kJ·mol－1② C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－111 kJ·mol－1③ 根据盖斯定律，由③×2－①－②可得：CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g) ΔH＝247 kJ·mol－1。 (3)ΔH＝(－110 kJ·mol－1×4)＋0 kJ·mol－1－(－84 kJ·mol－1)－(－393 kJ·mol－1×2)＝430 kJ·mol－1。 (4)已知：①Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)　ΔH1＝－24.8 kJ·mol－1；②3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)　ΔH2＝－47.2 kJ·mol－1；③Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)　ΔH3＝640.5 kJ·mol－1，CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的化学方程式为CO＋FeOCO2＋Fe，则利用盖斯定律，由可得CO(g)＋FeO(s)===CO2(g)＋Fe(s)　ΔH＝－218.0 kJ·mol－1。 拓展培优 16．已知：CH3CH2CH2·+HClCH3CH2CH3+Cl··CH(CH3)2+HCl CH3CH2CH2·+HBrCH3CH2CH3+Br··CH(CH3)2+HBr 下列说法正确的是 A．ΔH1>ΔH3 B．△H1=△H2+△H3-△H4 C．升温时，丙烷与氯自由基反应速率加快，与溴自由基反应速率减慢 D．HCl与HBr的键能差可以表示为ΔH2-ΔH4 答案 B 解析 A．Cl比Br活泼，且HCl比HBr稳定，能量越低物质越稳定，则△H1＜△H3，故A错误；B．由盖斯定律可知，①-③=②-④，则△H1=△H2+△H3-△H4 ，故B正确；C．升高温度可加快反应速率，则升高温度，吸热反应、放热反应速率都增大，丙烷与溴自由基反应速率加快，故C错误；D．③-①得HCl+Br∙→HBr+Cl∙，△H=△H3 -△H1，键能差为△H3 -△H1，故D错误；故选：B。 17．氢卤酸的能量关系如图所示： 下列说法正确的是(　　) A．已知HF气体溶于水放热，则HF的ΔH1<0 B．相同条件下，HCl的ΔH2比HBr的小 C．在相同条件下，HCl的(ΔH3+ΔH4)比HI的大 D．一定条件下气态原子生成1 mol H—X键放出a kJ能量，则该条件下ΔH2=a kJ·mol-1 答案 D 解析 ΔH1为溶液到气体，为吸热反应，ΔH1>0，A错误；Cl的非金属性更强，HCl更稳定，对应ΔH2更大，B错误；ΔH3+ΔH4表示H(g)→H+(aq)的焓变，HCl的焓变和HI的相等，C错误；ΔH2即为键能，D正确。 18．2 mol金属钠和1 mol氯气反应的能量关系如图所示，下列说法不正确的是(　　) A．ΔH2＞0 B．ΔH4＋ΔH5＋ΔH8＝ΔH1 C．在相同条件下，2K(g)―→2K＋(g)的ΔH＜ΔH3 D．ΔH6＋ΔH7＝ΔH8 答案 B 解析 金属钠由固态变为气态的过程中需要吸收热量，因此ΔH2＞0，故A项正确；由盖斯定律可知，过程1为2、3、4、5、6、7的过程之和，则ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＋ΔH7＝ΔH1，故B项错误；由钾原子原子核外有4个电子层，其失去最外层一个电子所需的能量较小，因此2K(g)―→2K＋(g)的ΔH＜ΔH3，故C项正确；由盖斯定律可知ΔH6＋ΔH7＝ΔH8，故D项正确。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$