1.2 反应热的测量与计算 第1课时（同步讲义）化学沪科版2020选择性必修1

第一章 化学反应的热效应 第二节 反应热的测量与计算 第1课时 反应热的测量与热化学方程式 教学目标 1． 理解反应热测定的原理和方法。 2． 分析产生误差的原因，完善和改进测定方法。 3． 学会书写热化学方程式。 4． 判断书写的正误。 重点和难点 通过实验测定反应热； 正确书写热化学方程式。 ◆知识点一 反应热的测量——用简易热量计测定中和反应的反应热 1．实验原理 ，这时的反应热叫做中和热。 H+(aq)+OH-(aq)═H2O(l)；ΔH= kJ·mol-1 2．计算方法：Q = 其中 Q—中和反应放出的热量，c—反应混合液的比热容， m—反应混合液的质量，ΔT—反应前后溶液温度的差值 特别提醒 1. 迅速反应，防止热量散失。 2. 在测量反应混合液的温度时要随时读取温度值，记录下最高温度值。 3. 温度计不要靠在容器壁上或插入容器底部。 4. 不可将温度计当搅拌棒使用；环形玻璃搅拌棒应上下移动。 5. 为保证盐酸被完全中和，碱的浓度稍大。 6. 即学即练 1．（24-25高二上·上海静安·期中）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 2. （24-25高二上·上海奉贤·期中）某研究性小组用如图装置测量上述醋酸与氢氧化钠反应的中和热。 将100mL 的溶液与100mL 的NaOH溶液在保温瓶中迅速混合， 旋紧瓶盖，温度从298.0K升高到300.0K。已知溶液密度均为，生成溶液的比热容。醋酸与氢氧化钠反应的中和热是 。 ◆知识点二 中和热理解注意事项 1. 定义 中和热——25 ℃和101 kPa下，强酸与强碱稀溶液发生中和反应生成1 mol液态水时，放出57.3 kJ的热量。 H+(aq)+OH-(aq)═H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1 思考： 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？ 中和热理解的注意事项 （1）中和热定义中的“稀溶液”一般是指酸、碱的物质的量浓度均小于或等于1 mol/L的溶液。 （2）中和热不包括其他离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离时所伴随的热效应。 （3）中和热以生成1 mol H2O为基准，是一个定值。 即学即练 1. 某实验小组学生用50mL 0.50mol·L-l的盐酸与50mL 0.55mol·L-l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计算反应热，下列说法不正确的是 A．图中实验装置缺少玻璃搅拌器 B．若分多次加入溶液，测得ΔH偏高 C．实验中，读取混合溶液不再变化的温度为反应后体系的温度 D．若改用60mL0.50mol·L-l盐酸跟50mL0.55mol·L-l的NaOH溶液进行反应，理论上所求反应热相等 2. 分别向的NaOH的溶液中加入①浓硫酸；②稀硫酸；③稀硝酸；④稀醋酸，恰好完全反应的热效应分别为、、、，下列关系正确的是 A． B． C． D． ◆知识点二 热化学方程式 1．概念 能表示参加反应的物质的量和反应热的关系的化学方程式叫做热化学方程式。 2．表示意义 （1）热化学方程式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。 （2）热化学方程式中物质的化学计量数，表示实际参加反应的反应物的物质的量和实际生成的生成物的物质的量。 （3）热化学方程式中的反应热与反应物、生成物的物质的量相对应。 易错提醒 1. ΔH 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. ΔH 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. ΔH 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ΔH 数值相同，符号相反。另外，ΔH的数值也与化学方程式的书写形式有关。 即学即练 1. 下列热化学方程式或叙述正确的是 A．已知甲烷的燃烧热为，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：   B．已知  ，则金刚石比石墨稳定 C．已知  ，则在一定条件下向密闭容器中充入和充分反应放出的热量 D．已知  ，则的 2. （23-24高二下·上海杨浦·开学考试）下列热化学方程式的相关分析不正确的是 A．由P4(白磷，s)=4P(红磷，s)    ΔH=-29.2 kJ·mol-1可知，红磷比白磷稳定 B．H2(g)燃烧热为-285.8 kJ·mol-1，燃烧的热化学方程式：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)  ΔH=-571.6 kJ·mol-1 C．由S(s)+O2(g)=SO3(g)    ΔH=-315 kJ·mol-1，知硫的燃烧热为-315 kJ·mol-1 D．500℃、30MPa下，将0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)置于密闭容器充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，热化学方程式：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)    ΔH=-38.6 kJ·mol-1 3. （23-24高二上·上海金山·期中）肼又称联氨，在航空航天方面应用广泛，可用作火箭燃料。已知键、键键能分别为，与反应的能量变化如图所示： （1）中键的键能为 。 （2）一定条件下，与反应的热化学方程式为： 。 一、中和热测定的误差分析 1. 碱液稍过量的目的是确保盐酸被完全中和。 2．操作时动作要快目的是尽量减少热量的损失。 3．热量计的保温效果尽可能好。 4．如果实验中使用的较浓的酸或碱，会因溶解放热而造成误差；如果使用的是弱酸或弱碱，会因电离吸热而造成误差。 易错提醒 测定中和热的易错细节 （1）中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离时的热效应。 （2）酸碱溶液应当用稀溶液(0.1～0.5 mol·L－1)。若溶液浓度过大，溶液中阴、阳离子间的相互牵制作用就大，电离程度达不到100%，这样使酸碱中和时产生的热量会消耗一部分补偿电离时所需的热量，造成较大误差。 （3）使用两只量筒分别量取酸和碱。 （4）使用同一支温度计，分别先后测量酸、碱及混合液的最高温度，测完一种溶液后，必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。 （5）取多次实验t1、t2的平均值代入公式计算，而不是结果的平均值，计算时应注意单位的统一。 实践应用 1. 测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验装置如下图所示． （1）写出该反应的中和热的热化学方程式（中和热数值为57.3 kJ·mol-1）：___________； （2）装置图中碎泡沫塑料所起作用为：___________________； （3）①取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验，实验数据如下表．请填写下表中的空白： 温度 实验次数 起始温度T1/℃ 终止温度T2/℃ 温度差平均值(T2－T1)/℃ H2SO4 NaOH 平均值 1 26.2 26.0 26.1 30.1 ________ 2 27.0 27.4 27.2 33.3 3 25.9 25.9 25.9 29.8 4 26.4 26.2 26.3 30.4 ②若上述实验所测中和热数值偏小，产生偏差的原因可能是___________________ 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. 在实验室进行中和热测定实验，下列有关叙述错误的是 A．大小烧杯之间塞满碎泡沫，目的是减少热量损失 B．测量终止温度时，应当记录混合溶液的最高温度 C．为了使酸碱充分反应，应当缓慢分次倒入NaOH溶液并搅拌 D．可用塑料材质的环形搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒 3. 下列说法错误的是() A．中和热是指酸和碱反应生成1 mol水时放出的热量 B．在稀溶液中，1 mol NaOH与1 mol CH3COOH反应生成1 mol H2O，放出的热量小于57.3 kJ C．在稀溶液中，1 mol NH3•H2O与1 mol HCl反应生成1 mol H2O，放出的热量小于57.3 kJ D．在稀溶液中，0.5 mol H2SO4与0.5 mol Ba(OH)2反应生成1 mol水，放出的热量大于57.3 kJ 2、 热化学方程式书写 1．根据已知信息书写热化学方程式的一般思路 （1）根据反应物和生成物写出化学方程式，并标明各物质的聚集状态。 （2）根据题中一定量反应物(或生成物)反应(或生成)时对应的热量变化，求出指定量反应物(或生成物)反应(或生成)时对应的热量变化。 （3）标明该反应的ΔH。 （4）注意特殊要求。如表示燃烧热的热化学方程式中可燃物的化学计量数必须是1。 2．“五审”突破热化学方程式的正误判断 一审“+”“-”：放热反应一定为“-”吸热反应一定为“+”； 二审单位：单位一定为“kJ·mol-1”或“kJ/mol”,易错写成“kJ”或漏写； 三审状态：物质的聚集状态必须正确注明，特别是溶液中的反应易写错； 四审数值：△H的数值必须与热化学方程式中物质前的化学计量数相对应，即化学计量数与△H成正比；当反应逆向进行时，其反应热的数值与正反应的反应热的数值的符号相反，绝对值相等； 五审是否符合概念：表示燃烧热的热化学方程式中，可燃物的化学计量数必须是1；表示中和热的的热化学方程式中，水的化学计量数必须是1。 实践应用 1. 16 g CH4(g)与适量O2(g)发生反应，生成CO2(g)和H2O(l)，放出890.3 kJ热量： _______________________________________________________ _。 2. 1 L 1 mol•L－1 KOH溶液中和1 L 1 mol•L－1 HNO3溶液，放出57.3 kJ热量： _________________________________________________________ 3. 下列有关热化学方程式的评价合理的是(　) 实验 热化学方程式 评价 A 已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ•mol－1，稀硫酸与稀氢氧化钡溶液混合 H2SO4(aq)＋Ba(OH)2 (aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l) ΔH＝－114.6 kJ•mol－1 正确 B 已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ•mol－1，将醋酸溶液与稀氢氧化钠溶液混合 CH3COOH(aq)＋NaOH(aq) ===CH3COONa(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ•mol－1 不正确；因为醋酸的状态应为“l”，而不是“aq” C 160 g SO3气体与适量水恰好完全反应生成H2SO4，放出热量260.6 kJ•mol－1 SO3(g)＋H2O(l)===H2SO4(aq)　 ΔH＝－130.3 kJ 不正确；因为反应热ΔH＝－260.6 kJ•mol－1 D 已知25 ℃、101 kPa下，120 g石墨完全燃烧放出热量3 935 kJ C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ•mol－1 正确 考点一 中和热测定误差分析 【例1】用如图所示的装置测定中和反应反应热。将浓度为0.50mol/L的酸溶液和0.55mol/L的碱溶液各50mL混合(溶液密度均为1g/mL)，生成的溶液的比热容，(Q=mcΔt)测得温度如表，则下列说法错误的是 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 A．该实验装置中缺乏玻璃搅拌器，用金属搅拌器代替玻璃搅拌器，会使偏大 B．测定中和反应反应热实验中，应读取混合溶液的最高温度为终止温度 C．某同学利用上述装置重新做甲组实验，测得反应热偏大，原因可能是做实验时室温偏高 D．乙组实验所得结果，与甲组比较，因NH3·H2O为弱碱，电离吸热导致放出热量较少 解题要点 1. 金属的导热性较好，用金属搅拌器代替玻璃搅拌器，会导致热量散失过多。 2. 测定盐酸与氢氧化钠反应的中和热实验中，读取混合溶液的最高温度，记为终止温度。 3. 中和热测定实验，测量的是反应前后溶液的温度差，与实验时室温偏高无关。 4. 弱电解质，电离吸热导致放出热量较少。 【变式1-1】中和热测定实验中，用盐酸和溶液进行实验，下列说法错误的是 A．用稍过量的溶液的原因是为保证盐酸完全被中和 B．若保温瓶绝热效果不好，则所测偏大 C．改用的盐酸与的溶液进行反应，求出的中和热和原来的相同 D．为了使酸碱充分反应，应当缓慢分次倒入溶液并搅拌 【变式1-2】利用盐酸与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，下列说法错误的是 A．从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃仪器是玻璃搅拌器 B．实验中改用盐酸与溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量不相等，所求中和反应反应热也不相等 C．若大烧杯上不盖硬纸板，求得中和反应反应热的偏大 D．测定实验中，取用酸、碱溶液时，不能用同一个量筒 考点二 中和热的计算 【例2】盐酸与溶液进行中和反应，通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。已知上述反应温度变化为t℃，水的比热容为c J•g-1•K-1，中和热为∆Hn，下列说法正确的是 A．可以用金属搅拌棒代替玻璃搅拌棒 B．碎泡沫塑料起到保温隔热的作用 C．计算得该反应的中和热∆Hn=+100ct J•mol-1 D．用氨水代替NaOH溶液测得中和热，则∆Hn= 解题要点 1. 中和反应是放热反应，ΔH为负值。 2. 根据Q=cmΔt 【变式2-1】室温下，用盐酸与溶液在如图所示装置中进行中和反应。回答下列问题： ①仪器a的名称为 。 ②保持其他条件不变，实验中改用盐酸与溶液进行反应，与上述实验相比，二者所测的中和热 (填“相等”或“不相等”)。 ③若三次操作测得终止温度与起始温度差分别为a．；b．；c．。则所得的中和反应的中和热 。(已知该温度下该溶液的比热容：，保留三位有效数字) ④上述实验结果的数值与有偏差，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．在量取盐酸溶液的体积时仰视读数 c．分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中 d．用铜棒代替图中a仪器 【变式2-2】实验室用盐酸溶液和如图所示装置进行中和反应反应热的测定实验，得到如表所示数据： 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 20.1 20.1 23.2 2 20.3 20.5 23.4 3 20.3 20.5 23.3 （1）实验时使用的仪器a的名称 。 （2）稍过量的溶液原因是 。 （3）根据表中所测数据进行计算，则该实验测得的中和热 [假设盐酸和溶液的密度按计算，反应后混合溶液的比热容(c)按计算]。 （4）上述实验测得中和热的数值小于，产生偏差的原因可能是_______(填字母)。 A．量取盐酸溶液时仰视读数 B．一次性把溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中 C．用温度计测量盐酸起始温度后直接测量溶液的温度 D．用铜丝代替玻璃搅拌器搅拌 考点三 热化学方程式书写 【例3】在和下，燃烧生成液态水放出的热量，则下列能表示氢气燃烧的热化学方程式是 A． B． C． D． 解题要点 1. 热化学方程式需要准确标出物质状态。 2. 需要关注物质的量与质量的转换关系。 【变式3-1】某些化学键的键能如表所示： 化学键 H－H Cl－Cl Br－Br I－I H－Cl H－Br H－I 键能/ (kJ·mol-1) 436 243 193 151 431 356 299 下列有关说法正确的是 A．上述键能数据可以说明热稳定性的强弱顺序为HCl＜HBr＜HI B．H—F的键能大于431 kJ·mol-1 C．H2与Cl2反应的热化学方程式为H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)　ΔH=-248 kJ·mol-1 D．表格中稳定性最强的化学键是H—Cl 【变式3-2】氢气被视为未来理想的能源，科学家对氢能源的研究从未停歇。回答下列问题。在101kPa下，1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量。 （1）氢气的燃烧热 。 （2）该反应的热化学方程式为 。 （3）已知H—O键能为，O=O键能为，1mol H2完全燃烧生成1mol H2O(g)放出241kJ热量，计算H—H键能为 。 基础达标 1．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 2．某同学设计如图所示实验，探究反应中的能量变化。 下列判断正确的是 A．由实验可知，(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应 B．将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加 C．实验(c)中将玻璃搅拌器改为铜质搅拌器，则测定结果数值偏低 D．若用NaOH固体测定中和反应反应热，则测定结果无影响 3．25 ℃、101 kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是ΔH=-393.5 kJ·mol-1、ΔH=-285.8 kJ·mol-1、ΔH=-890.3 kJ·mol-1、ΔH=-2 800 kJ·mol-1，则下列热化学方程式正确的是 A．C(s)＋O2(g)=CO(g)　ΔH=-393.5 kJ·mol-1 B．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)　ΔH=-571.6 kJ·mol-1 C．CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH=-890.3 kJ·mol-1 D．C6H12O6(s)＋3O2(g)=3CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH=-1 400 kJ·mol-1 4．在、下，将通入溶液中充分反应（不考虑气体逸出），测得反应放出的热量，已知该条件下，将通入溶液中充分反应放出的热量。则下列表示与溶液反应生成溶液的热化学方程式书写正确的是 A．   B．   C．   D．   5．研究表明，在一定条件下，与两种气态分子的互变反应过程能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．该条件下，比更稳定 B．由图可知， C．中的所有化学键全部断开需要吸收的热量 D．在催化剂条件下反应，转化为需要吸收大于的热量 6．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： 7．常温下，燃烧2g乙醇(液态)，生成二氧化碳气体和液态水，经测定放出的热量为QkJ，则乙醇燃烧的热化学方程式书写正确的是 A． B． C． D． 8．（23-24高二下·上海·期中）利用化学实验测定中和热的焓变： （1）溶液和溶液进行中和反应，溶液密度近似认为。溶液比热容为，反应前后溶液温差最高，中和热(保留小数点后一位)。 （2）如图实验装置中缺少一种仪器，会使中和热测定的 (填“偏大”“偏小”或“无影响”，下同)，将溶液换成固体，中和热测定的 。 9．（23-24高二上·上海静安·期中）化学反应过程中既有物质变化，也有能量变化。中和反应是化学中的一种重要反应，酸、碱在互相交换成分的过程中，也产生了能量的变化。 （1）中和反应是放热反应，下列反应也属于放热反应的是_____ A．铝热反应 B．与混合 C．碳酸氢钠分解 D．冰融化为水 （2）中和热的理论数值为。 ①请写出氢氧化钠和盐酸反应的热化学方程式： 。 ②若用与等体积、等浓度的氢氧化钠溶液混合，放出的热量 (填“大于”、“小于”或“等于”，后同)。若用稀与等体积、等浓度的溶液混合，放出的热量 。 （3）将盐酸和未知浓度的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。下列叙述正确的是_____ A．做该实验时环境温度低于 B．时，盐酸和氢氧化钠溶液恰好完全反应 C．溶液的浓度约为 D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应。 （4）现使用盐酸与溶液在如图所示的装置中进行中和反应。 回答下列问题： ①若大烧杯上不盖硬纸板，求得的焓变 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。 ②实验中若改用盐酸跟原溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量 (忽略测量误差，填“相等”或“不相等”，后同)，计算所得的中和热数值 。 ③关于中和热的测定实验，下列说法正确的是 A．向内筒加入稀碱液时，应当缓慢分批加入。 B．实验中，应记录初始温度与反应过程中达到的最高温度 C．实验中，测量酸液的初始温度后，可以使用同一支温度计直接测量碱液的初始温度。 D．实验过程中，若使用铁质搅拌棒，会导致测得的中和热偏小。 10．（22-23高一下·上海杨浦·期末）图示为工业上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。 （1）系统(I)中的催化剂是 。使用了上述催化剂，水分解制备氢气的总反应的△H (填“增大”“减小”或“不变”)。 （2）通过计算，书写系统(Ⅱ)制氢气的热化学方程式： 。 （3）为了测定HI和NaOH稀溶液反应的中和热，计算时至少需要的数据是______。 ①HI溶液的浓度和体积    ②NaOH 溶液的浓度和体积 ③比热容                   ④反应后溶液的质量 ⑤生成水的物质的量       ⑥反应前后温度变化 ⑦操作所需的时间 A．②③⑥ B．①③④⑤ C．③④⑤⑥ D．全部 （4）氢气的储备是化学研究热门之一。储氢的研究包括材料吸氢和脱氢的过程。LiBH4和MgH2都是氢容量(单位质量储氢材料储存H2的质量)较大的储氢材料。LiBH4、MgH2及两者混合制成的复合储氢材料脱氢反应的热化学方程式如下： 2LiBH4(s)=2LiH(s)+2B(s)+3H2(g) △H1= +207 kJ/mol MgH2(s)=Mg(s)+H2(g) △H2=+75 kJ/mol 2LiBH4(s)+MgH2(s)=2LiH(s)+MgB2(s)+4H2(g) △H3=+184 kJ/mol ①△H3<△H1+△H2的原因是 。 ②储氢材料脱氢的能量变化如图所示。三种材料中脱氢焓△H (脱氢)最小的是 (填“LiBH4”、MgH2或“复合储氢材料”)。    综合应用 11．下列有关反应热的说法正确的是 A．已知S(正交，s)(单斜，s)  ，则单斜硫比正交硫稳定 B．  ，b不属于碳的燃烧热， C．的燃烧热是，则反应的反应热 D．25℃、101kPa时，  ，则含0.5mol的稀硫酸与足量氢氧化钡溶液反应放出的热量为57.3kJ 12．下列有关反应热和热化学方程式的描述中正确的是 A．1mol乙醇燃烧生成二氧化碳和水蒸气时所放出的热量就是乙醇的燃烧热 B．若31g白磷的能量比31g红磷多bkJ，则白磷转化为红磷的热化学方程式为P4(白磷，s)=4P(红磷，s)  H=-4bkJ/mol C．已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)  H=-92.4kJ/mol，则1molN2(g)与3molH2(g)在一定条件下的密闭容器中充分反应放出92.4kJ的热量 D．已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O（1）  H=-57.3kJ/mol，则H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2O（1）  H=-114.6kJ/mol 13．下列关于热化学反应的描述中正确的是 A．已知  ，  ，则 B．已知稀盐酸和稀氢氧化钠溶液反应的中和热，则稀醋酸溶液和稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水放出的热量大于57.3kJ C．已知在一定条件下，  ；则将和过量的在此条件下充分反应，放出热量 D．甲烷的标准燃烧热，则 14．下列叙述对应的化学或离子方程式正确的是 A．向饱和NaOH溶液通入过量CO2析出白色晶体： B．H2(g)的燃烧热是285.8，则： C．向KMnO4溶液中滴入H2O2溶液产生黑色沉淀和气泡： D．在过量的次氯酸钙溶液中通入少量气体： 15．醋酸（）是一种常见的酸，广泛应用于工业生产中，是有机合成的重要原料。 （1）常温下，采用如图所示装置测量醋酸与NaOH溶液反应前后的温度，将40mL0.50mol·L-1醋酸溶液与40mL0.55mol·L-1NaOH溶液混合于内筒中，测得反应前后的最大温差是3.0℃，假设醋酸和氢氧化钠溶液的密度都为1.0g·cm-3，中和反应后生成溶液的比热容J·g-1·℃。 ①实验过程中采用稍过量NaOH溶液的原因是 。 ②请写出醋酸与氢氧化钠稀溶液反应的热化学方程式： 。若采用稀的盐酸和氢氧化钠溶液在该装置中进行实验，测得生成1mol的反应热kJ·mol-1，通过计算可以得出   。 ③下列说法正确的是 （填字母）。 a．将用量筒量取好的醋酸加入内筒后，应当快速用水冲洗量筒内壁剩余的醋酸至内筒，以免造成测量误差 b．如果用量筒取醋酸溶液时，仰视读数，测得中和反应的偏小 c．配制0.55mol·L-1NaOH溶液定容时俯视，测得中和反应的偏小 d．内筒洗净后，未及时烘干，直接用该内筒进行实验，对生成1mol时所测得的中和反应的反应热（）无影响 （2）常温下，测得1g纯醋酸在氧气中完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出14.5kJ热量，已知甲烷的燃烧热是893kJ·mol-1，则用CO2和甲烷在催化剂作用和加热条件下合成醋酸液体的化学方程式是，若该反应正反应的活化能为akJ·mol-1，则逆反应的活化能为 kJ·mol-1（用含a的代数式表示）。 拓展培优 16．环氧乙烷是一种最简单的环醚，结构简式为，其熔点为-112.2℃，沸点为10.8℃，被广泛应用于洗涤、制药、印染等行业。以乙烯为原料生产环氧乙烷(银催化法)的合成原理为。回答下列问题： （1）已知某些共价键的键能(25℃、下)如表所示： 共价键 键能 615 497.3 351 347.7 表中的键能为未知数，但据表中已知数据也可求出的反应热，原因是 ，反应热 。 （2）25℃，下，环氧乙烷的燃烧热。 ①写出表示环氧乙烷燃烧热的热化学方程式： 。 ②25℃，下，乙烯的燃烧热为 。 （3）环氧乙烷是一种易燃易爆气体。当一定量环氧乙烷发生爆炸，生成水蒸气、和时，释放出431.5kJ的热量。写出该反应的热化学方程式： 。 （4）以乙烯为原料生产环氧乙烷，过去主要使用的是氯代乙醇法，其总反应方程式为，该反应的 (填“>”或“<”)0；与氯代乙醇法相比，银催化法的优点为 。 17．化学反应提供的能量大大促进了社会的发展，研究化学反应中的能量变化具有重要意义。 （1）葡萄糖是一种重要的营养物质，它是人类生命活动所需能量的重要来源之一，已知葡萄糖的燃烧热()是-2800 kJ⋅mol-1，写出表示葡萄糖燃烧热的热化学方程式： 。 （2）NO与CO一定条件下发生反应：，在金属铑(Rh)催化作用下，该反应过程经历以下两步基元反应，相对能量变化如图所示。 ①写出第一步基元反应的热化学方程式： 。 ②第 (填“一”或“二”)步基元反应为总反应的决速步骤，其原因为 。 （3）已知键能是指气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。几种共价键的键能如下表： 共价键 键能E/(kJ·mol-1) a 159 193 327 ①kJ⋅mol-1，则   kJ⋅mol-1。 ②和迅速反应可生成，已知   kJ⋅mol-1，则a= [已知1 mol 含有8 mol 键]。 （4）利用铁及其氧化物循环制氢，原理如图所示。 已知：流程中的为生成或消耗1 mol 、生成或消耗 mol 时的能量变化。 ①若用1 mol CO通过该方法制氢，理论上可获得 mol。 ②以生成1 mol为基准，上述流程总反应的焓变 。(用含，，的代数式表示)。 18. （24-25高二上·上海·期中）生产生活中的化学反应都伴随着能量的变化，请根据有关知识回答下列问题： i.汽车发动机工作时会引发和反应，生成等污染大气。 （1）其中生成的能量变化如图所示，则图中三种分子最不稳定的是 。 （2）和反应生成气体的同时会 (吸收/放出) 的能量。 2021年12月09日，中国太空课堂介绍了空间站利用与的反应，将航天员呼出的转化为，然后通过电解得到，从而实现的再生。 已知：① ② ③ （3）写出甲烷完全燃烧生成液态水的热化学方程式： 。 ii.理论上稀强酸、稀强碱反应生成水时放出热量。现用下图所示装置测定中和反应反应热，实验药品有盐酸、溶液。 （4）若改用盐酸和氢氧化钠溶液进行反应，则与上述实验相比，所求中和热数值 (填“增加”、“减少”或“不变”)。 （5）现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为、、，则、、的大小关系为 。 （6）通过计算得到，该结果与有偏差，产生此偏差的原因可能是_______。 A．用温度计测量盐酸起始温度后直接测量溶液的温度 B．一次性把溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中 C．实验装置保温、隔热效果差 D．量取盐酸溶液的体积时仰视读数 19. （24-25高二上·上海·期中）通过实验测定。取50mL 0.55mol/L NaOH溶液和25mL 0.50mol/L溶液进行中和热的测定实验，实验数据如下表。 实验次数 起始温度/℃ 终止温度/℃ 温度差平均值℃ NaOH 平均值 1 26.2 26.0 26.1 30.4 2 27.0 27.4 27.2 33.3 3 25.9 25.9 25.9 30.1 4 26.4 26.2 26.3 30.7 1 ．近似认为NaOH溶液和溶液的密度都是，中和后生成溶液的比热容。则中和热 (保留一位小数)。 2．实验中改用60mL的盐酸跟50mL的NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所求中和热的数值会 (填“相等”或“不相等”)。 3．该同学做实验有些操作不规范，造成测得中和热的数值偏低，可能的原因是 。 A．在量取硫酸时仰视计数 B．测量硫酸的温度后，温度计没有用水冲洗干净 C．做本实验的当天室温较高 D．把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓 E．将50mL氢氧化钠溶液取成了50mL的氨水 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第一章 化学反应的热效应 第二节 反应热的测量与计算 第1课时 反应热的测量与热化学方程式 教学目标 1． 理解反应热测定的原理和方法。 2． 分析产生误差的原因，完善和改进测定方法。 3． 学会书写热化学方程式。 4． 判断书写的正误。 重点和难点 通过实验测定反应热； 正确书写热化学方程式。 ◆知识点一 反应热的测量——用简易热量计测定中和反应的反应热 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．计算方法：Q = cmΔT 其中 Q—中和反应放出的热量，c—反应混合液的比热容， m—反应混合液的质量，ΔT—反应前后溶液温度的差值 特别提醒 1. 迅速反应，防止热量散失。 2. 在测量反应混合液的温度时要随时读取温度值，记录下最高温度值。 3. 温度计不要靠在容器壁上或插入容器底部。 4. 不可将温度计当搅拌棒使用；环形玻璃搅拌棒应上下移动。 5. 为保证盐酸被完全中和，碱的浓度稍大。 6. 即学即练 1．（24-25高二上·上海静安·期中）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。 2. （24-25高二上·上海奉贤·期中）某研究性小组用如图装置测量上述醋酸与氢氧化钠反应的中和热。 将100mL 的溶液与100mL 的NaOH溶液在保温瓶中迅速混合， 旋紧瓶盖，温度从298.0K升高到300.0K。已知溶液密度均为，生成溶液的比热容。醋酸与氢氧化钠反应的中和热是 。 【答案】33.6 【解析】根据Q=cmΔT可得，反应放出的热量Q=cmΔT=4.2J/(g·K)×200g×(300K-298K)=1.68kJ，则该反应的中和热为=33.6kJ/mol； ◆知识点二 中和热理解注意事项 1. 定义 中和热——25 ℃和101 kPa下，强酸与强碱稀溶液发生中和反应生成1 mol液态水时，放出57.3 kJ的热量。 H+(aq)+OH-(aq)═H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1 思考： 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？ 浓硫酸溶于水时放热，所测ΔH偏小；醋酸是弱酸，弱酸电离吸热，所测ΔH偏大。 2. 中和热理解的注意事项 （1）中和热定义中的“稀溶液”一般是指酸、碱的物质的量浓度均小于或等于1 mol/L的溶液。 （2）中和热不包括其他离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离时所伴随的热效应。 （3）中和热以生成1 mol H2O为基准，是一个定值。 即学即练 1. 某实验小组学生用50mL 0.50mol·L-l的盐酸与50mL 0.55mol·L-l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计算反应热，下列说法不正确的是 A．图中实验装置缺少玻璃搅拌器 B．若分多次加入溶液，测得ΔH偏高 C．实验中，读取混合溶液不再变化的温度为反应后体系的温度 D．若改用60mL0.50mol·L-l盐酸跟50mL0.55mol·L-l的NaOH溶液进行反应，理论上所求反应热相等 【答案】C 【解析】A．为加速酸碱中和反应，减少热量损失，用环形玻璃搅拌棒搅拌，故图中实验装置缺少环形玻璃搅拌器，A正确； B．若分多次加入溶液，反应生成的热量损失，而焓变为负值，故测得ΔH偏高，B正确； C．实验中，读取混合溶液的温度为反应的最高温度，C错误； D．虽然改用60mL0.50mol·L-l盐酸跟50mL0.55mol·L-l的NaOH溶液进行反应，放出的热量增多，但中和热是指生成1mol液态水所放出的热量，故中和热不变，与理论上所求反应热相等，D正确； 答案选C。 2. 分别向的NaOH的溶液中加入①浓硫酸；②稀硫酸；③稀硝酸；④稀醋酸，恰好完全反应的热效应分别为、、、，下列关系正确的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】中和反应为放热反应，焓变为负，分别向1L1mol·L-1的NaOH的溶液中加入②稀硫酸、③稀硝酸热效应相同，△H2=△H3=-57.3kJ/mol；①浓硫酸稀释放热，④醋酸电离吸热，则△H4＞-57.3kJ/mol，△H1＜57.3kJ/mol；则△H1＜△H2=△H3＜△H4，故选B。 ◆知识点二 热化学方程式 1．概念 能表示参加反应的物质的量和反应热的关系的化学方程式叫做热化学方程式。 2．表示意义 （1）热化学方程式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。 （2）热化学方程式中物质的化学计量数，表示实际参加反应的反应物的物质的量和实际生成的生成物的物质的量。 （3）热化学方程式中的反应热与反应物、生成物的物质的量相对应。 易错提醒 1. ΔH 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. ΔH 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. ΔH 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ΔH 数值相同，符号相反。另外，ΔH的数值也与化学方程式的书写形式有关。 即学即练 1. 下列热化学方程式或叙述正确的是 A．已知甲烷的燃烧热为，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：   B．已知  ，则金刚石比石墨稳定 C．已知  ，则在一定条件下向密闭容器中充入和充分反应放出的热量 D．已知  ，则的 【答案】D 【解析】A．燃烧热的是指1mol可燃物完全燃烧生成指定物质所放出的热量，甲烷燃烧生成的指定物质为二氧化碳和液态水，故A错误； B．该反应为吸热反应，那么生成物的能量高于反应物的能量，即金刚石的能量高于石墨的能量，而能量越高越不稳定，所以石墨比金刚石更稳定，故B错误； C．该反应为可逆反应，在一定条件下向密闭容器中充入和充分反应，反应物无法全部消耗，所以放出的热量小于，故C错误； D．根据已知热化学方程式  ，则由盖斯定律可知的，故D正确； 故选D。 2. （23-24高二下·上海杨浦·开学考试）下列热化学方程式的相关分析不正确的是 A．由P4(白磷，s)=4P(红磷，s)    ΔH=-29.2 kJ·mol-1可知，红磷比白磷稳定 B．H2(g)燃烧热为-285.8 kJ·mol-1，燃烧的热化学方程式：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)  ΔH=-571.6 kJ·mol-1 C．由S(s)+O2(g)=SO3(g)    ΔH=-315 kJ·mol-1，知硫的燃烧热为-315 kJ·mol-1 D．500℃、30MPa下，将0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)置于密闭容器充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，热化学方程式：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)    ΔH=-38.6 kJ·mol-1 【答案】CD 【解析】A．物质含有的能量越低，物质的稳定性就越强。根据热化学方程式可知：白磷转化为红磷时放出热量，说明白磷比红磷含有的能量高，故红磷比白磷更稳定，A正确； B．H2(g)燃烧热为-285.8 kJ·mol-1，表示1 mol氢气与O2(g)完全燃烧产生液体水时放出热量是-285.8 kJ，则表示氢气燃烧的热化学方程式：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)  ΔH=-571.6 kJ·mol-1，B正确； C．S燃烧反应产生SO2气体，因此不能根据该热化学方程式判断硫的燃烧热数值是多少，C错误； D．N2(g)和H2(g)反应产生NH3(g)的反应是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，因此不能根据500℃、30MPa下，将0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)置于密闭容器充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，来判断其反应热化学方程式为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)    ΔH=-38.6 kJ·mol-1，D错误； 故合理选项是CD。 3. （23-24高二上·上海金山·期中）肼又称联氨，在航空航天方面应用广泛，可用作火箭燃料。已知键、键键能分别为，与反应的能量变化如图所示： （1）中键的键能为 。 （2）一定条件下，与反应的热化学方程式为： 。 【答案】（1）157 （2） 【解析】（1）从键能角度，反应物断键吸收能量，则假设键能为x，，解得x=157； （2）如图，联氨与氧气反应热化学方程式：。 一、中和热测定的误差分析 1. 碱液稍过量的目的是确保盐酸被完全中和。 2．操作时动作要快目的是尽量减少热量的损失。 3．热量计的保温效果尽可能好。 4．如果实验中使用的较浓的酸或碱，会因溶解放热而造成误差；如果使用的是弱酸或弱碱，会因电离吸热而造成误差。 易错提醒 测定中和热的易错细节 （1）中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离时的热效应。 （2）酸碱溶液应当用稀溶液(0.1～0.5 mol·L－1)。若溶液浓度过大，溶液中阴、阳离子间的相互牵制作用就大，电离程度达不到100%，这样使酸碱中和时产生的热量会消耗一部分补偿电离时所需的热量，造成较大误差。 （3）使用两只量筒分别量取酸和碱。 （4）使用同一支温度计，分别先后测量酸、碱及混合液的最高温度，测完一种溶液后，必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。 （5）取多次实验t1、t2的平均值代入公式计算，而不是结果的平均值，计算时应注意单位的统一。 实践应用 1. 测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验装置如下图所示． （1）写出该反应的中和热的热化学方程式（中和热数值为57.3 kJ·mol-1）：___________； （2）装置图中碎泡沫塑料所起作用为：___________________； （3）①取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验，实验数据如下表．请填写下表中的空白： 温度 实验次数 起始温度T1/℃ 终止温度T2/℃ 温度差平均值(T2－T1)/℃ H2SO4 NaOH 平均值 1 26.2 26.0 26.1 30.1 ________ 2 27.0 27.4 27.2 33.3 3 25.9 25.9 25.9 29.8 4 26.4 26.2 26.3 30.4 ②若上述实验所测中和热数值偏小，产生偏差的原因可能是___________________ 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 【答案】（1）H2SO4(aq)＋2NaOH(aq)= Na2SO4(aq)＋2H2O(l) ΔH＝－114.6 kJ·mol-1 （2）保温、隔热，防止热量损失 （3）4.0 a、c、d 2. 在实验室进行中和热测定实验，下列有关叙述错误的是 A．大小烧杯之间塞满碎泡沫，目的是减少热量损失 B．测量终止温度时，应当记录混合溶液的最高温度 C．为了使酸碱充分反应，应当缓慢分次倒入NaOH溶液并搅拌 D．可用塑料材质的环形搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒 【答案】C 【解析】如果药品缓慢分次倒入，则会在操作过程中有热量损失，造成实验误差。 3. 下列说法错误的是(　　) A．中和热是指酸和碱反应生成1 mol水时放出的热量 B．在稀溶液中，1 mol NaOH与1 mol CH3COOH反应生成1 mol H2O，放出的热量小于57.3 kJ C．在稀溶液中，1 mol NH3•H2O与1 mol HCl反应生成1 mol H2O，放出的热量小于57.3 kJ D．在稀溶液中，0.5 mol H2SO4与0.5 mol Ba(OH)2反应生成1 mol水，放出的热量大于57.3 kJ 【答案】A 【解析】中和热是指在稀溶液中，强酸和强碱反应生成1 mol液态水时的反应热，A错误；醋酸、NH3•H2O是弱电解质，电离吸热，B、C正确；H2SO4与Ba(OH)2反应除生成水外，还生成硫酸钡沉淀，所以放出的热量大于中和热，D正确。 2、 热化学方程式书写 1．根据已知信息书写热化学方程式的一般思路 （1）根据反应物和生成物写出化学方程式，并标明各物质的聚集状态。 （2）根据题中一定量反应物(或生成物)反应(或生成)时对应的热量变化，求出指定量反应物(或生成物)反应(或生成)时对应的热量变化。 （3）标明该反应的ΔH。 （4）注意特殊要求。如表示燃烧热的热化学方程式中可燃物的化学计量数必须是1。 2．“五审”突破热化学方程式的正误判断 一审“+”“-”：放热反应一定为“-”吸热反应一定为“+”； 二审单位：单位一定为“kJ·mol-1”或“kJ/mol”,易错写成“kJ”或漏写； 三审状态：物质的聚集状态必须正确注明，特别是溶液中的反应易写错； 四审数值：△H的数值必须与热化学方程式中物质前的化学计量数相对应，即化学计量数与△H成正比；当反应逆向进行时，其反应热的数值与正反应的反应热的数值的符号相反，绝对值相等； 五审是否符合概念：表示燃烧热的热化学方程式中，可燃物的化学计量数必须是1；表示中和热的的热化学方程式中，水的化学计量数必须是1。 实践应用 1. 16 g CH4(g)与适量O2(g)发生反应，生成CO2(g)和H2O(l)，放出890.3 kJ热量： _______________________________________________________ _。 答案：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ•mol－1 2. 1 L 1 mol•L－1 KOH溶液中和1 L 1 mol•L－1 HNO3溶液，放出57.3 kJ热量： _________________________________________________________ 答案：KOH(aq)＋HNO3(aq)===KNO3(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ•mol－1 3. 下列有关热化学方程式的评价合理的是(　　) 实验 热化学方程式 评价 A 已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ•mol－1，稀硫酸与稀氢氧化钡溶液混合 H2SO4(aq)＋Ba(OH)2 (aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l) ΔH＝－114.6 kJ•mol－1 正确 B 已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ•mol－1，将醋酸溶液与稀氢氧化钠溶液混合 CH3COOH(aq)＋NaOH(aq) ===CH3COONa(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ•mol－1 不正确；因为醋酸的状态应为“l”，而不是“aq” C 160 g SO3气体与适量水恰好完全反应生成H2SO4，放出热量260.6 kJ•mol－1 SO3(g)＋H2O(l)===H2SO4(aq)　 ΔH＝－130.3 kJ 不正确；因为反应热ΔH＝－260.6 kJ•mol－1 D 已知25 ℃、101 kPa下，120 g石墨完全燃烧放出热量3 935 kJ C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ•mol－1 正确 【答案】D 【解析】A项，反应除生成水外还生成了BaSO4沉淀，放出的热量不等于114.6 kJ，热化学方程式书写错误，评价不合理；B项，醋酸为弱酸，反应过程中醋酸电离需要吸收一部分热量，故放出的热量小于57.3 kJ，评价不合理；C项，该热化学方程式书写正确，评价不合理；D项评价合理。 考点一 中和热测定误差分析 【例1】用如图所示的装置测定中和反应反应热。将浓度为0.50mol/L的酸溶液和0.55mol/L的碱溶液各50mL混合(溶液密度均为1g/mL)，生成的溶液的比热容，(Q=mcΔt)测得温度如表，则下列说法错误的是 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 A．该实验装置中缺乏玻璃搅拌器，用金属搅拌器代替玻璃搅拌器，会使偏大 B．测定中和反应反应热实验中，应读取混合溶液的最高温度为终止温度 C．某同学利用上述装置重新做甲组实验，测得反应热偏大，原因可能是做实验时室温偏高 D．乙组实验所得结果，与甲组比较，因NH3·H2O为弱碱，电离吸热导致放出热量较少 【答案】C 【解析】A．金属的导热性较好，用金属搅拌器代替玻璃搅拌器，会导致热量散失过多，由于中和反应的是负值，则偏大，A正确； B．在测定盐酸与氢氧化钠反应的中和热实验中，读取混合溶液的最高温度，记为终止温度，B正确； C．中和热测定实验，测量的是反应前后溶液的温度差，测得反应热偏大，与实验时室温偏高无关，C错误； D．乙组实验所得结果，与甲组比较，因NH3·H2O为弱电解质，电离吸热导致放出热量较少，D正确； 故选C。 解题要点 1. 金属的导热性较好，用金属搅拌器代替玻璃搅拌器，会导致热量散失过多。 2. 测定盐酸与氢氧化钠反应的中和热实验中，读取混合溶液的最高温度，记为终止温度。 3. 中和热测定实验，测量的是反应前后溶液的温度差，与实验时室温偏高无关。 4. 弱电解质，电离吸热导致放出热量较少。 【变式1-1】中和热测定实验中，用盐酸和溶液进行实验，下列说法错误的是 A．用稍过量的溶液的原因是为保证盐酸完全被中和 B．若保温瓶绝热效果不好，则所测偏大 C．改用的盐酸与的溶液进行反应，求出的中和热和原来的相同 D．为了使酸碱充分反应，应当缓慢分次倒入溶液并搅拌 【答案】D 【解析】A．测定中和热实验中为保证盐酸完全被中和常用稍过量的溶液，或者为了使完全被中和常用稍微过量的稀盐酸，A项正确； B．若保温瓶绝热效果不好，会使测得的温度偏低，焓变小于0，故会偏大，B项正确； C．中和热是强酸和强碱反应生成水时放出的热量，与酸碱的用量无关，中和热数值相等，C项正确； D．为了使酸碱充分反应，应当快速一次倒入溶液并搅拌，防止热量散失，D项错误； 答案选D。 【变式1-2】利用盐酸与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，下列说法错误的是 A．从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃仪器是玻璃搅拌器 B．实验中改用盐酸与溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量不相等，所求中和反应反应热也不相等 C．若大烧杯上不盖硬纸板，求得中和反应反应热的偏大 D．测定实验中，取用酸、碱溶液时，不能用同一个量筒 【答案】B 【解析】A．为了使酸碱充分反应，图中尚缺少的一种玻璃仪器是环形玻璃搅拌器，A项正确； B．中和反应反应热是指生成时所放出的热量，稀溶液中强酸与强碱反应的中和反应反应热一般是定值，和酸碱的用量无关，B项错误； C．烧杯不盖纸板，会使热量散失，实验测得的热量数值减小，但中和反应反应热是负值，则测得中和反应反应热偏大，C项正确； D．为了防止酸碱发生反应而干扰实验，取用酸、碱溶液时，不能用同一个量筒，D项正确； 答案选B。 考点二 中和热的计算 【例2】盐酸与溶液进行中和反应，通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。已知上述反应温度变化为t℃，水的比热容为c J•g-1•K-1，中和热为∆Hn，下列说法正确的是 A．可以用金属搅拌棒代替玻璃搅拌棒 B．碎泡沫塑料起到保温隔热的作用 C．计算得该反应的中和热∆Hn=+100ct J•mol-1 D．用氨水代替NaOH溶液测得中和热，则∆Hn= 【答案】B 【解析】A．金属搅拌棒导热性好，会导致反应放出的热量散失，使测得的热量不准确，不能用金属搅拌棒代替玻璃搅拌棒，A错误； B．碎泡沫塑料能减少反应体系与外界的热量交换，起到保温隔热的作用，B正确； C．中和反应是放热反应，ΔH为负值，该反应中生成水的物质的量为0.05L×0.50mol/L=0.025mol，溶液质量约为100g，根据Q=cmΔt，反应放出热量Q=100ctJ，中和热ΔH=J/mol=−4000ctJ/mol，C错误； D．一水合氨是弱碱，电离过程吸热，用氨水代替NaOH溶液，反应放出的热量减少，ΔH是负值，则，D错误； 故选B。 解题要点 1. 中和反应是放热反应，ΔH为负值。 2. 根据Q=cmΔt 【变式2-1】室温下，用盐酸与溶液在如图所示装置中进行中和反应。回答下列问题： ①仪器a的名称为 。 ②保持其他条件不变，实验中改用盐酸与溶液进行反应，与上述实验相比，二者所测的中和热 (填“相等”或“不相等”)。 ③若三次操作测得终止温度与起始温度差分别为a．；b．；c．。则所得的中和反应的中和热 。(已知该温度下该溶液的比热容：，保留三位有效数字) ④上述实验结果的数值与有偏差，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．在量取盐酸溶液的体积时仰视读数 c．分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中 d．用铜棒代替图中a仪器 【答案】 玻璃搅拌器 相等 acd 【解析】①测定反应过程中所放出的热量，使用玻璃搅拌器加快反应速率，图中a为玻璃搅拌器； ②反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关，若用盐酸跟溶液进行反应，与上述实验相比，生成水的量增加，所放出的热量变多，但是中和热是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热，与酸碱的用量无关，所以用盐酸跟溶液进行上述实验，测得中和热数值相等； ③若三次操作测得终止温度与起始温度差分别为a．3.2℃；b．3.1℃；c．3.3℃，计算出的平均温度差为：3.2℃，盐酸与溶液混合后溶液的质量和，，代入公式，可得生成0.05mol的水放出热量，即生成0.025mol的水放出热量为1.3376kJ，则生成1mol的水放出热量：，即该实验测得的中和热； ④a．实验装置保温、隔热效果差，会造成测量结果偏小，故a可选； b．量取盐酸时仰视读数会使所取盐酸体积增大，放出热量增多，故b不选； c．分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯过程中会有热量损失，使测量结果偏小，故c可选； d．用铜棒代替玻璃搅拌器仪会使热量散失，会造成测量结果偏小，故d可选； 故答案为：acd。 【变式2-2】实验室用盐酸溶液和如图所示装置进行中和反应反应热的测定实验，得到如表所示数据： 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 20.1 20.1 23.2 2 20.3 20.5 23.4 3 20.3 20.5 23.3 （1）实验时使用的仪器a的名称 。 （2）稍过量的溶液原因是 。 （3）根据表中所测数据进行计算，则该实验测得的中和热 [假设盐酸和溶液的密度按计算，反应后混合溶液的比热容(c)按计算]。 （4）上述实验测得中和热的数值小于，产生偏差的原因可能是_______(填字母)。 A．量取盐酸溶液时仰视读数 B．一次性把溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中 C．用温度计测量盐酸起始温度后直接测量溶液的温度 D．用铜丝代替玻璃搅拌器搅拌 【答案】 （1）玻璃搅拌器 （2）保证盐酸被完全中和 （3）-50.16 （4）CD 【解析】 （1）该装置为量热计，仪器a的名称是环形玻璃搅拌器； （2）稍过量的溶液可确保盐酸充分反应，从而提高实验数据的准确性； （3）三组实验的温度差分别为：；，，则三次温度的平均差值为：，反应生成n(H2O)=n(HCl)= ，则中和热； （4）A．量取盐酸溶液时仰视读数，导致盐酸体积偏大，则放热增大，所测中和热数值偏大，故A不选； B．一次性把溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中，可较少热量损失，属于正确操作，故B不选； C．用温度计测量盐酸起始温度后直接测量溶液的温度，温度计上残留的盐酸会与NaOH反应，导致NaOH被消耗热量损失，则所测中和热数值偏低，故C选； D．用铜丝代替玻璃搅拌器搅拌，铜丝导热，使得热量损失，则所测中和热数值偏低，故D选； 故选：CD。 考点三 热化学方程式书写 【例3】在和下，燃烧生成液态水放出的热量，则下列能表示氢气燃烧的热化学方程式是 A． B． C． D． 【答案】B 【分析】25℃、101kPa时，0.5mol 完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量，则1mol完全燃烧生成液态水放出285.8kJ的热量，据此分析作答。 【解析】A．2mol完全燃烧生成液态水放出放出热量571.6kJ，不是285.8kJ，A项错误； B．由分析可知，热化学方程式为，B项正确； C．产物应是液态水，不是气态水，C项错误； D．该反应是放热反应，则，D项错误； 答案选B。 解题要点 1. 热化学方程式需要准确标出物质状态。 2. 需要关注物质的量与质量的转换关系。 【变式3-1】某些化学键的键能如表所示： 化学键 H－H Cl－Cl Br－Br I－I H－Cl H－Br H－I 键能/ (kJ·mol-1) 436 243 193 151 431 356 299 下列有关说法正确的是 A．上述键能数据可以说明热稳定性的强弱顺序为HCl＜HBr＜HI B．H—F的键能大于431 kJ·mol-1 C．H2与Cl2反应的热化学方程式为H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)　ΔH=-248 kJ·mol-1 D．表格中稳定性最强的化学键是H—Cl 【答案】B 【解析】A．键能越大，分子越稳定，因此上述键能可以说明热稳定性的顺序是HCl＞HBr＞HI，A错误； B．H-F键的键长＜H-Cl键，因此H-F键的键能＞H-Cl键，故H-F的键能大于431 kJ·mol-1，B正确； C．焓变=反应物总键能-生成物总键能，∆H=(436+243-431×2)kJ/mol=-183kJ/mol，C错误； D．表格中均为单键，键能越大物质越稳定，因此表格中稳定性最强的化学键是H-H，D错误； 故选B。 【变式3-2】氢气被视为未来理想的能源，科学家对氢能源的研究从未停歇。回答下列问题。在101kPa下，1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量。 （1）氢气的燃烧热 。 （2）该反应的热化学方程式为 。 （3）已知H—O键能为，O=O键能为，1mol H2完全燃烧生成1mol H2O(g)放出241kJ热量，计算H—H键能为 。 【答案】（1） （2）   （3）436 【解析】（1）燃烧热指在101kPa下1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量，该条件下，1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量，1molH2为2g，燃烧生成液态水放出285.8kJ的热量，故氢气的燃烧热； （2）101kPa下，1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量，即1molH2完全燃烧生成液态水放出142.9×2kJ=571.6kJ的热量，上述反应的热化学方程式为； （3）1mol H2完全燃烧生成1mol H2O(g)放出241kJ热量，热化学方程式为，，即=(H—H键能)+-，解得H—H键能=； 基础达标 1．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。 2．某同学设计如图所示实验，探究反应中的能量变化。 下列判断正确的是 A．由实验可知，(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应 B．将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加 C．实验(c)中将玻璃搅拌器改为铜质搅拌器，则测定结果数值偏低 D．若用NaOH固体测定中和反应反应热，则测定结果无影响 【答案】C 【解析】A．由实验可知，(a)、 (c)都是放热反应，(b)是吸热反应，故A错误； B．将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量不变，故B错误； C．铜易导热，实验(c)中将玻璃搅拌器改为铜质搅拌器，热量损失大，测定结果数值偏低，故C正确； D．氢氧化钠固体溶解放热，若用NaOH固体测定中和反应反应热，测定结果数值偏高，故D错误； 选C。 3．25 ℃、101 kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是ΔH=-393.5 kJ·mol-1、ΔH=-285.8 kJ·mol-1、ΔH=-890.3 kJ·mol-1、ΔH=-2 800 kJ·mol-1，则下列热化学方程式正确的是 A．C(s)＋O2(g)=CO(g)　ΔH=-393.5 kJ·mol-1 B．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)　ΔH=-571.6 kJ·mol-1 C．CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH=-890.3 kJ·mol-1 D．C6H12O6(s)＋3O2(g)=3CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH=-1 400 kJ·mol-1 【答案】D 【解析】A．生成物一氧化碳不是稳定氧化物，二氧化碳是稳定氧化物，A错误； B．生成物气态水不是稳定氧化物，液态水是稳定氧化物，B错误； C．生成物气态水不是稳定氧化物，液态水是稳定氧化物，C错误； D．葡萄糖的燃烧热是1mol葡萄糖完全燃烧生成6mol CO2(g)和6mol H2O放出2800 kJ的热量，则mol葡萄糖完全燃烧生成3mol CO2(g)和3mol H2O放出1400 kJ的热量，D正确； 故选D。 4．在、下，将通入溶液中充分反应（不考虑气体逸出），测得反应放出的热量，已知该条件下，将通入溶液中充分反应放出的热量。则下列表示与溶液反应生成溶液的热化学方程式书写正确的是 A．   B．   C．   D．   【答案】C 【解析】由题意可知，0.5molCO2通入1L1mol•L-1KOH溶液中反应生成碳酸钾和水，由充分反应放出bkJ的热量可知，反应的反应热ΔH=-=-2bkJ•mol-1，反应的热化学方程式为CO2(g)+2KOH(aq)=K2CO3(aq)  ΔH=-2bkJ•mol-1；13.2gCO2（为0.3mol）与400mL1mol•L-1KOH（KOH为0.4mol）溶液中KOH的物质的量比为3:4，则二氧化碳与氢氧化钾溶液反应生成碳酸钾和碳酸氢钾，设生成碳酸氢钾xmol，由碳原子和钾原子的原子个数守恒可得：2(0.3—x)+x=0.4，解得x=0.2mol，则根据碳原子守恒可知，生成0.3mol-0.2mol=0.1mol K2CO3(aq)，生成K2CO3(aq)放出热量0.1×2bkJ=0.2bkJ，生成0.2mol KHCO3(aq) 放出热量(a-0.2b)kJ，则生成KHCO3(aq) 反应的反应热ΔH=；故CO2与KOH溶液反应生成KHCO3溶液的热化学方程式CO2(g)+KOH(aq)=KHCO3(aq)  ΔH= -(5a-b)kJ•mol-1； 故选C。 5．研究表明，在一定条件下，与两种气态分子的互变反应过程能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．该条件下，比更稳定 B．由图可知， C．中的所有化学键全部断开需要吸收的热量 D．在催化剂条件下反应，转化为需要吸收大于的热量 【答案】B 【解析】A．由图可知，气态HCN的能量低于气态HNC的能量，物质的能量越低越稳定，则气态HCN比气态HNC稳定，故A错误； B．由图可知，气态HNC转化为气态HCN的焓变ΔH=(127.2－186.5)kJ/mol=-59.3kJ/mol，则反应的热化学方程式为，故B正确； C．由图可知，1molHCN(g)转化为1mol时吸收热量为186.5kJ，而此时HCN(g)中的化学键并没有全部断开，所以1molHCN(g)分子中所有化学键全部断开需要吸收的热量大于186.5kJ，故C错误； D．催化剂能降低反应的活化能，但反应的焓变的数值和符号不变，则在催化剂条件下反应，1molHCN(g)转化为1molHNC(g)需要吸收的热量为59.3kJ，故D错误； 故选B。 6．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。 7．常温下，燃烧2g乙醇(液态)，生成二氧化碳气体和液态水，经测定放出的热量为QkJ，则乙醇燃烧的热化学方程式书写正确的是 A． B． C． D． 【答案】A 【分析】燃烧热是在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量；2g乙醇(液态)物质的量为，生成二氧化碳气体和液态水，经测定放出的热量为QkJ，则燃烧1mol乙醇(液态)生成二氧化碳气体和液态水，放出的热量为23QkJ，表示乙醇燃烧热的热化学方程式是 ，据此分析解答。 【解析】A．由分析可知，A正确； B．由分析可知，1mol乙醇(液态)生成二氧化碳气体和液态水，放出的热量为23QkJ，B错误； C．由分析可知，mol乙醇(液态)生成二氧化碳气体和液态水，放出的热量为11.5QkJ，C错误； D．由分析可知，乙醇燃烧为放热反应，，D 错误； 故选A。 8．（23-24高二下·上海·期中）利用化学实验测定中和热的焓变： （1）溶液和溶液进行中和反应，溶液密度近似认为。溶液比热容为，反应前后溶液温差最高，中和热(保留小数点后一位)。 （2）如图实验装置中缺少一种仪器，会使中和热测定的 (填“偏大”“偏小”或“无影响”，下同)，将溶液换成固体，中和热测定的 。 【答案】（1） （2）偏小 偏大 【解析】（1）溶液和溶液进行中和反应，则氢氧化钠物质的量为0.025mol，硫酸物质的量为0.015mol，生成水物质的量为0.025mol，溶液密度近似认为，溶液比热容为，反应前后溶液温差最高，中和热； （2）图中缺少环形玻璃搅拌棒，环形玻璃搅拌棒可以让反应进行的更加充分彻底，缺少环形玻璃搅拌棒，会使中和热测定的偏小；1gNaOH物质的量为0.025mol，与溶液中NaOH物质的量相同，但NaOH固体溶于水会放热，导致中和热测定的偏大。 9．（23-24高二上·上海静安·期中）化学反应过程中既有物质变化，也有能量变化。中和反应是化学中的一种重要反应，酸、碱在互相交换成分的过程中，也产生了能量的变化。 （1）中和反应是放热反应，下列反应也属于放热反应的是_____ A．铝热反应 B．与混合 C．碳酸氢钠分解 D．冰融化为水 （2）中和热的理论数值为。 ①请写出氢氧化钠和盐酸反应的热化学方程式： 。 ②若用与等体积、等浓度的氢氧化钠溶液混合，放出的热量 (填“大于”、“小于”或“等于”，后同)。若用稀与等体积、等浓度的溶液混合，放出的热量 。 （3）将盐酸和未知浓度的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。下列叙述正确的是_____ A．做该实验时环境温度低于 B．时，盐酸和氢氧化钠溶液恰好完全反应 C．溶液的浓度约为 D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应。 （4）现使用盐酸与溶液在如图所示的装置中进行中和反应。 回答下列问题： ①若大烧杯上不盖硬纸板，求得的焓变 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。 ②实验中若改用盐酸跟原溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量 (忽略测量误差，填“相等”或“不相等”，后同)，计算所得的中和热数值 。 ③关于中和热的测定实验，下列说法正确的是 A．向内筒加入稀碱液时，应当缓慢分批加入。 B．实验中，应记录初始温度与反应过程中达到的最高温度 C．实验中，测量酸液的初始温度后，可以使用同一支温度计直接测量碱液的初始温度。 D．实验过程中，若使用铁质搅拌棒，会导致测得的中和热偏小。 【答案】（1）A （2）NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H= 小于 大于 （3）AB （4）偏大 相等 相等 B 【解析】（1）铝热反应是放热反应，与混合、碳酸氢钠分解都是吸热反应，冰融化为水不是化学反应，故选A。 （2）①中和热的理论数值为，则氢氧化钠和盐酸反应的热化学方程式为NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H=； ②是弱酸，电离过程中吸热，则若用与等体积、等浓度的氢氧化钠溶液混合，放出的热量小于，和氢氧化钡溶液反应过程中有沉淀生成，额外放热，则用稀与等体积、等浓度的溶液混合，放出的热量大于。 （3）A．22℃时加入了一定体积的NaOH溶液，已反应后达到的温度，说明实验温度低于22℃，故A正确； B．当盐酸和氢氧化钠溶液恰好完全反应时，放出的热量最多，则时，盐酸和氢氧化钠溶液恰好完全反应，故B正确； C．恰好反应时参加反应的盐酸溶液的体积是30 mL，由 mL可知，消耗的氢氧化钠溶液的质量为20 mL，根据盐酸与氢氧化钠以1：1反应可知，c(NaOH)＝ mol/L =1.5mol/L，故C错误； D．该实验表明酸碱中和生成水是放热反应，但不能说明有水生成的反应都是放热反应，如碳酸氢钠的分解是吸热反应，故D错误； 故选AB。 （4）①若大烧杯上不盖硬纸板，会导致测得放出的热量偏小，则求得的焓变偏大； ②反应放出的热量与消耗的反应物的量成正比，题中盐酸过量，反应完的是氢氧化钠，若改用60mL0.55mol·L-1盐酸和50mL0.50mol·L-1氢氧化钠溶液进行反应，实际反应的量不变，则与上述实验相比，所放热量相等；中和热为该中和反应生成1mol水时的焓变，与实际消耗的反应物的量无关，所以所求中和热数值相等； A．向内筒加入稀碱液时，应当一次性迅速加入，以减少热量损失，A错误； B．实验中，应记录初始温度与反应过程中达到的最高温度，B正确； C．实验中，测量酸液的初始温度后，应该用水洗涤温度计，并用滤纸吸干温度计的水，再测量碱液的温度，C错误； D．铁易导热，实验过程中，若使用铁质搅拌棒，会导致热量散失较多，测得放出的热量偏小，中和热偏大，D错误； 故选B。 10．（22-23高一下·上海杨浦·期末）图示为工业上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。 （1）系统(I)中的催化剂是 。使用了上述催化剂，水分解制备氢气的总反应的△H (填“增大”“减小”或“不变”)。 （2）通过计算，书写系统(Ⅱ)制氢气的热化学方程式： 。 （3）为了测定HI和NaOH稀溶液反应的中和热，计算时至少需要的数据是______。 ①HI溶液的浓度和体积    ②NaOH 溶液的浓度和体积 ③比热容                   ④反应后溶液的质量 ⑤生成水的物质的量       ⑥反应前后温度变化 ⑦操作所需的时间 A．②③⑥ B．①③④⑤ C．③④⑤⑥ D．全部 （4）氢气的储备是化学研究热门之一。储氢的研究包括材料吸氢和脱氢的过程。LiBH4和MgH2都是氢容量(单位质量储氢材料储存H2的质量)较大的储氢材料。LiBH4、MgH2及两者混合制成的复合储氢材料脱氢反应的热化学方程式如下： 2LiBH4(s)=2LiH(s)+2B(s)+3H2(g) △H1= +207 kJ/mol MgH2(s)=Mg(s)+H2(g) △H2=+75 kJ/mol 2LiBH4(s)+MgH2(s)=2LiH(s)+MgB2(s)+4H2(g) △H3=+184 kJ/mol ①△H3<△H1+△H2的原因是 。 ②储氢材料脱氢的能量变化如图所示。三种材料中脱氢焓△H (脱氢)最小的是 (填“LiBH4”、MgH2或“复合储氢材料”)。    【答案】（1）SO2、I2 不变 （2） （3）C （4）Mg(s)与B2(s)生成MgB2(s)的反应为放热反应 复合储氢材料 【解析】（1）由图可知系统(I)中SO2、I2既做反应物，也做生成物，是反应的催化剂；根据盖斯定律可知△H只与反应的始态和终态有关，与反应过程无关，因此该方法使水分解生成氢气和氧气△H不变； （2）系统(Ⅱ)制氢气的反应为：，根据盖斯定律，该反应可由系统Ⅱ中三个反应相加得到，则该反应△H=△H2+△H3+△H4=( -151kJ/mol)+( +110kJ/mol)+(+61 kJ/mol)= +20 kJ/mol；该反应热化学方程式为：； （3）根据Q=计算反应放热，再根据焓变计算中和热，所以至少需要的数据有：比热容c、反应后溶液的质量m、反应前后温度变化和生成水的物质的量n，即需要数据③④⑤⑥，故C正确； （4）①已知i.2LiBH4(s)=2LiH(s)+2B(s)+3H2(g) △H1= +207 kJ/mol ii.MgH2(s)=Mg(s)+H2(g)   △H2=+75 kJ/mol i+ii得到反应2LiBH4(s)+MgH2(s)=2LiH(s)+Mg(s)+B2(s)+4H2(g) △H4=△H1+△H2=+282 kJ/mol； 镁和硼反应生成硼化镁是化合反应，属于放热反应，即2B(s)+ Mg(s)= MgB2(s) △H5<0，根据盖斯定律：△H3=△H4+△H5<△H4=△H1+△H2； ②LiBH4、MgH2及两者混合制成的复合储氢材料脱氢反应中当生成1mol氢气吸收热量分别为：、75、，所以三种材料中脱氢焓△H (脱氢)最小的是复合储氢材料。 综合应用 11．下列有关反应热的说法正确的是 A．已知S(正交，s)(单斜，s)  ，则单斜硫比正交硫稳定 B．  ，b不属于碳的燃烧热， C．的燃烧热是，则反应的反应热 D．25℃、101kPa时，  ，则含0.5mol的稀硫酸与足量氢氧化钡溶液反应放出的热量为57.3kJ 【答案】B 【解析】A．S(正交，s)(单斜，s)  kJ·mol-1，反应吸热，说明单斜硫的内能比正交硫的内能高，由“能量越低越稳定”得，正交硫比单斜硫稳定，故A错误； B．对于碳单质来说，1mol碳完全燃烧生成稳定的时，放出的热量才属于燃烧热，即b不属于碳的燃烧热，故B正确； C．对于来说，燃烧热是指1mol完全燃烧生成液态水时放出的能量，即的燃烧热是285.8kJ·mol-1，则其燃烧热的热化学方程式为  kJ·mol-1，故的(kJ·mol-1)kJ·mol-1，故C错误； D．含0.5mol的稀硫酸与足量氢氧化钡反应时，会生成硫酸钡沉淀，离子状态的变化也会引起体系能量的变化，则放出的热量不等于中和热，故D错误； 故答案为：B。 12．下列有关反应热和热化学方程式的描述中正确的是 A．1mol乙醇燃烧生成二氧化碳和水蒸气时所放出的热量就是乙醇的燃烧热 B．若31g白磷的能量比31g红磷多bkJ，则白磷转化为红磷的热化学方程式为P4(白磷，s)=4P(红磷，s)  H=-4bkJ/mol C．已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)  H=-92.4kJ/mol，则1molN2(g)与3molH2(g)在一定条件下的密闭容器中充分反应放出92.4kJ的热量 D．已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O（1）  H=-57.3kJ/mol，则H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2O（1）  H=-114.6kJ/mol 【答案】B 【解析】A．燃烧热要求生成物为稳定态，乙醇燃烧生成的水应为液态而非气态，故A错误； B．31g白磷的物质的量为0.25mol，比同质量红磷多含bkJ能量，则1mol白磷转化为红磷时释放4bkJ热量，热化学方程式书写正确，ΔH=-4b kJ/mol，故B正确； C．合成氨为可逆反应，实际反应无法完全进行，则1molN2(g)与3molH2(g)在一定条件下的密闭容器中充分反应放热量小于92.4kJ，故C错误； D．生成BaSO4沉淀时伴随额外热效应，H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2O（1）的ΔH不等于单纯两倍的中和热，故D错误； 故选B。 13．下列关于热化学反应的描述中正确的是 A．已知  ，  ，则 B．已知稀盐酸和稀氢氧化钠溶液反应的中和热，则稀醋酸溶液和稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水放出的热量大于57.3kJ C．已知在一定条件下，  ；则将和过量的在此条件下充分反应，放出热量 D．甲烷的标准燃烧热，则 【答案】D 【解析】A．相同量的碳完全燃烧放出的热量大于不完全燃烧放出的热量，   ，  ，则，故A错误； B．稀盐酸和稀氢氧化钠溶液反应的中和热，醋酸是弱酸，电离吸热，则稀醋酸溶液和稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水放出的热量小于57.3kJ，故B错误； C．在一定条件下，  ；将和过量的在此条件下充分反应生成氨气的物质的量小于1mol，放出热量小于，故C错误； D．甲烷的燃烧热是1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的能量，甲烷的标准燃烧热，则，故D正确； 选D。 14．下列叙述对应的化学或离子方程式正确的是 A．向饱和NaOH溶液通入过量CO2析出白色晶体： B．H2(g)的燃烧热是285.8，则： C．向KMnO4溶液中滴入H2O2溶液产生黑色沉淀和气泡： D．在过量的次氯酸钙溶液中通入少量气体： 【答案】C 【解析】A．向饱和NaOH溶液中通入过量CO2析出白色NaHCO3晶体，离子方程式为：Na++OH-+CO2=NaHCO3↓，故A错误； B．氢气的燃烧热是1mol氢气在氧气中燃烧生成液态水放出的热量，H2(g)的燃烧热是285.8， ，则 ，故B错误； C．向KMnO4溶液中滴入H2O2溶液产生黑色沉淀和O2，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：，故C正确； D．在过量的次氯酸钙溶液中通入少量气体生成CaSO4、CaCl2和HClO，离子方程式为：，故D错误； 故选：C。 15．醋酸（）是一种常见的酸，广泛应用于工业生产中，是有机合成的重要原料。 （1）常温下，采用如图所示装置测量醋酸与NaOH溶液反应前后的温度，将40mL0.50mol·L-1醋酸溶液与40mL0.55mol·L-1NaOH溶液混合于内筒中，测得反应前后的最大温差是3.0℃，假设醋酸和氢氧化钠溶液的密度都为1.0g·cm-3，中和反应后生成溶液的比热容J·g-1·℃。 ①实验过程中采用稍过量NaOH溶液的原因是 。 ②请写出醋酸与氢氧化钠稀溶液反应的热化学方程式： 。若采用稀的盐酸和氢氧化钠溶液在该装置中进行实验，测得生成1mol的反应热kJ·mol-1，通过计算可以得出   。 ③下列说法正确的是 （填字母）。 a．将用量筒量取好的醋酸加入内筒后，应当快速用水冲洗量筒内壁剩余的醋酸至内筒，以免造成测量误差 b．如果用量筒取醋酸溶液时，仰视读数，测得中和反应的偏小 c．配制0.55mol·L-1NaOH溶液定容时俯视，测得中和反应的偏小 d．内筒洗净后，未及时烘干，直接用该内筒进行实验，对生成1mol时所测得的中和反应的反应热（）无影响 （2）常温下，测得1g纯醋酸在氧气中完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出14.5kJ热量，已知甲烷的燃烧热是893kJ·mol-1，则用CO2和甲烷在催化剂作用和加热条件下合成醋酸液体的化学方程式是，若该反应正反应的活化能为akJ·mol-1，则逆反应的活化能为 kJ·mol-1（用含a的代数式表示）。 【答案】（1）将酸完全中和 kJ·mol-1 +7.14kJ·mol-1 b （2） 【分析】通过实验书写醋酸和氢氧化钠溶液反应的热化学方程式，实验中要确保准确量取醋酸体积、为保证醋酸充分反应，氢氧化钠溶液需过量，为准确量取最高温度，内筒要洁净而干燥；据此回答； 【解析】（1）①实验过程中采用稍过量NaOH溶液的原因是将酸完全中和。 ②40mL0.50mol·L-1醋酸溶液与40mL0.55mol·L-1NaOH溶液反应，放出热量，反应生成0.02mol水，，则醋酸与氢氧化钠稀溶液反应的热化学方程式：kJ·mol-1 。得kJ·mol-1 ，设为反应Ⅰ；若采用稀的盐酸和氢氧化钠溶液在该装置中进行实验，测得生成1mol的反应热kJ·mol-1，则反应为，设为反应Ⅱ，根据盖斯定律，反应Ⅰ-Ⅱ得出  -50.16kJ·mol-1-(-57.3 kJ·mol-1)=+7.14 kJ·mol-1。 ③a．将用量筒量取好的醋酸加入内筒后，应当快速用水冲洗量筒内壁剩余的醋酸至内筒，导致醋酸的物质的量增大，反应放出的热量增大，造成测量误差，所以量筒中剩余的液体不要用水冲洗，a错误； b．如果用量筒取醋酸溶液时，仰视读数，导致醋酸的物质的量增大，反应放出的热量增大，测得中和反应的偏小，b正确； c．反应中氢氧化钠溶液过量，配制0.55mol·L-1NaOH溶液定容时俯视导致所配制的氢氧化钠溶液浓度偏大，但不影响醋酸的量，不影响反应中生成水的量，不影响放出的热量，不影响测得的中和反应的，c错误； d．内筒洗净后，未及时烘干，直接用该内筒进行实验，内简中有残留的水，使溶液的总质量偏大，导致溶液的最终温度偏低，对生成1mol时所测得的中和反应的反应热有影响，故d错误； 选b。 （2）根据题给信息，可知纯醋酸的燃烧热的热化学方程式为：CH3COOH(l)+3O2(g)＝2CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-60g/mol×1g×14.5kJ=-870 kJ·mol-1，甲烷的燃烧热的热化学方程式为：CH4(g)+O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-893kJ·mol-1，根据盖斯定律，可知，的ΔH=[-893-(-870)] kJ·mol-1=-23 kJ·mol-1，逆反应的活化能=正反应的活化能-ΔH=a kJ·mol-1-(-23 kJ·mol-1)= (a+23) kJ·mol-1。答案为：a+23。 拓展培优 16．环氧乙烷是一种最简单的环醚，结构简式为，其熔点为-112.2℃，沸点为10.8℃，被广泛应用于洗涤、制药、印染等行业。以乙烯为原料生产环氧乙烷(银催化法)的合成原理为。回答下列问题： （1）已知某些共价键的键能(25℃、下)如表所示： 共价键 键能 615 497.3 351 347.7 表中的键能为未知数，但据表中已知数据也可求出的反应热，原因是 ，反应热 。 （2）25℃，下，环氧乙烷的燃烧热。 ①写出表示环氧乙烷燃烧热的热化学方程式： 。 ②25℃，下，乙烯的燃烧热为 。 （3）环氧乙烷是一种易燃易爆气体。当一定量环氧乙烷发生爆炸，生成水蒸气、和时，释放出431.5kJ的热量。写出该反应的热化学方程式： 。 （4）以乙烯为原料生产环氧乙烷，过去主要使用的是氯代乙醇法，其总反应方程式为，该反应的 (填“>”或“<”)0；与氯代乙醇法相比，银催化法的优点为 。 【答案】（1）和1mol中都含有共价键 -372.1 （2）   (或) （3）   （4）< 原子利用率为100%且无污染 【解析】（1）； （2） ①根据燃烧热的定义及环氧乙烷的燃烧热数值可写出1mol环氧乙烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水的热化学方程式为    。 ②设 为反应①，  为反应②。根据盖斯定律，由①②得，则乙烯的燃烧热； （3） 根据题意可得反应的化学方程式为，由于生成水蒸气、和时放出431.5kJ的热量，则对应的热化学方程式为  ； （4）由氯代乙醇法的化学方程式可知，反应前后气体的化学计量数减小，则；与氯代乙醇法相比，银催化法的优点为原子利用率为且无污染； 17．化学反应提供的能量大大促进了社会的发展，研究化学反应中的能量变化具有重要意义。 （1）葡萄糖是一种重要的营养物质，它是人类生命活动所需能量的重要来源之一，已知葡萄糖的燃烧热()是-2800 kJ⋅mol-1，写出表示葡萄糖燃烧热的热化学方程式： 。 （2）NO与CO一定条件下发生反应：，在金属铑(Rh)催化作用下，该反应过程经历以下两步基元反应，相对能量变化如图所示。 ①写出第一步基元反应的热化学方程式： 。 ②第 (填“一”或“二”)步基元反应为总反应的决速步骤，其原因为 。 （3）已知键能是指气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。几种共价键的键能如下表： 共价键 键能E/(kJ·mol-1) a 159 193 327 ①kJ⋅mol-1，则   kJ⋅mol-1。 ②和迅速反应可生成，已知   kJ⋅mol-1，则a= [已知1 mol 含有8 mol 键]。 （4）利用铁及其氧化物循环制氢，原理如图所示。 已知：流程中的为生成或消耗1 mol 、生成或消耗 mol 时的能量变化。 ①若用1 mol CO通过该方法制氢，理论上可获得 mol。 ②以生成1 mol为基准，上述流程总反应的焓变 。(用含，，的代数式表示)。 【答案】（1）     （2） 一 反应的活化能越大，发生反应需消耗的能量越高，反应就越不容易进行，反应速率就越慢 （3）-438 266 （4） 【解析】（1）燃烧热是指在101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，故表示葡萄糖燃烧热的热化学方程式为    。 （2）①由图可判断，第一步基元反应的热化学方程式为。 ②反应的活化能越大，发生反应需消耗的能量越高，反应就越不容易进行，反应速率就越慢，慢反应对总的化学反应起决定作用，故第一步基元反应为总反应的决速步骤，其原因为。 （3）①反应热ΔH等于断裂化学键的总键能与形成化学键的总键能之差，即。 ②，a=266. （4）①由图可知，反应器Ⅰ中发生反应：，则1mol CO与氧化铁反应生成mol Fe，反应器Ⅱ中发生反应：，由方程式可知，mol Fe生成氢气的物质的量为。 ②    、    、    ，根据盖斯定律得到  ，以生成1ml (g)为基准，上述流程总反应的焓变。 18. （24-25高二上·上海·期中）生产生活中的化学反应都伴随着能量的变化，请根据有关知识回答下列问题： i.汽车发动机工作时会引发和反应，生成等污染大气。 （1）其中生成的能量变化如图所示，则图中三种分子最不稳定的是 。 （2）和反应生成气体的同时会 (吸收/放出) 的能量。 2021年12月09日，中国太空课堂介绍了空间站利用与的反应，将航天员呼出的转化为，然后通过电解得到，从而实现的再生。 已知：① ② ③ （3）写出甲烷完全燃烧生成液态水的热化学方程式： 。 ii.理论上稀强酸、稀强碱反应生成水时放出热量。现用下图所示装置测定中和反应反应热，实验药品有盐酸、溶液。 （4）若改用盐酸和氢氧化钠溶液进行反应，则与上述实验相比，所求中和热数值 (填“增加”、“减少”或“不变”)。 （5）现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为、、，则、、的大小关系为 。 （6）通过计算得到，该结果与有偏差，产生此偏差的原因可能是_______。 A．用温度计测量盐酸起始温度后直接测量溶液的温度 B．一次性把溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中 C．实验装置保温、隔热效果差 D．量取盐酸溶液的体积时仰视读数 【答案】（1） （2）吸收 180 （3） （4）不变 （5） （6）AC 【分析】i.由图可以得出三种气体由分子分解为原子所需要的能量，键能越大，物质越稳定，键能越小，物质越不稳定，由三种物质的键能可以得出反应的焓变值； ii.用如图的装置测定盐酸和反应的中和热，并进行误差分析，据此回答。 【解析】（1）由图可知，氧气分子分解为氧原子所需能量最小，则其键能最小，最不稳定； （2）和反应生成气体的焓变为，则反应同时会吸收180kJ的能量； （3）已知① ② ，由得，，则甲烷完全燃烧生成液态水的热化学方程式； （4）中和热的是强酸和强碱的稀溶液反应生成1mol水时放出的热，与酸和碱用量无关，故所求中和热与上述实验相等； （5）稀氢氧化钠和稀氢氧化钙都是强碱，测得的中和反应的反应热相等，一水合氨是弱碱，电离不完全，反应过程中还需要先电离，而电离吸热，因此测得的反应热数值相对前两者小，中和反应放热，，因此其反应热最大，故答案为：； （6）A．用温度计测量盐酸起始温度后直接测量NaOH溶液的温度，所测NaOH溶液的起始温度偏高，测得反应过程中的温差偏小，即测得反应放热数值偏小，导致中和热数值偏低，A符合题意； B．一次性把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中，操作规范，不影响测定结果，B不合题意； C．实验装置保温、隔热效果差，热量损耗大，测得反应放热数值偏小，导致中和热数值偏低，C符合题意； D．量取盐酸溶液的体积时仰视读数，则所量HCl的体积偏大，反应过程中生成的H2O的物质的量偏大，放出的热量数值偏大，导致测量所得中和热的数值偏高，D不合题意； 故选AC。 19. （24-25高二上·上海·期中）通过实验测定。取50mL 0.55mol/L NaOH溶液和25mL 0.50mol/L溶液进行中和热的测定实验，实验数据如下表。 实验次数 起始温度/℃ 终止温度/℃ 温度差平均值℃ NaOH 平均值 1 26.2 26.0 26.1 30.4 2 27.0 27.4 27.2 33.3 3 25.9 25.9 25.9 30.1 4 26.4 26.2 26.3 30.7 1 ．近似认为NaOH溶液和溶液的密度都是，中和后生成溶液的比热容。则中和热 (保留一位小数)。 2．实验中改用60mL的盐酸跟50mL的NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所求中和热的数值会 (填“相等”或“不相等”)。 3．该同学做实验有些操作不规范，造成测得中和热的数值偏低，可能的原因是 。 A．在量取硫酸时仰视计数 B．测量硫酸的温度后，温度计没有用水冲洗干净 C．做本实验的当天室温较高 D．把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓 E．将50mL氢氧化钠溶液取成了50mL的氨水 【答案】1．-53.9 2．相等 3．BDE 【解析】4．温度差平均值/℃，四次实验温度差分别为：4.3℃，5.1℃，4.2℃，4.4℃，第二组实验偏差较大数据舍去，温度差平均值=，上述实验中硫酸和氢氧化钠溶液浓度不相同，50mL 0.55mol/L NaOH溶液和25mL 0.50mol/L溶液进行实验，氢氧根离子过量，则中和热； 5．实验中改用30mL 0.50mol/L的NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，反应物减少，所放出的热量更少，中和热与用量没有关系，所求中和热的数值相等； 6．A．在量取硫酸时仰视计数，硫酸多了，热量放的多了，不符合题意； B．测量硫酸的温度后，温度计没有用水冲洗干净，因为氢氧化钠会和硫酸反应，氢氧化钠测得温度偏高，最终温度差偏小，符合题意； C．做本实验的当天室温较高，实验装置保温好，对实验几乎无影响，不符合题意； D．把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓，会造成热量损失，符合题意； E．将50mL氢氧化钠溶液取成了50mL的氨水，氨水会吸热，热量放的少了，符合题意； 造成测得中和热的数值偏低的是BDE。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$