反应热的测量与计算（4课时）

§1.1化学反应中的热效应专题1化学反应与能量变化

§1.1.2反应热的测量与计算2023/12/12选修4化学反应原理例：25℃时，1克甲烷气体完全燃烧生成CO2气体和液态水，放出55.64kJ热量，写出该反应的热化学方程式。练习2：N2(g)与H2(g)反应生成1molNH3(g)，放出46.1kJ热量，写出该反应的热化学方程式练习3：发射卫星时可用肼（N2H4）作燃料，已知在298K时1克肼气体燃烧生成N2和水蒸气，放出16.7KJ的能量。能量的数据如何得到？2023/12/121.在最初，一些基本的、容易控制的反应的焓变是通过实验测定的；

2.后来，一些难以控制的反应的焓变是在此基础上，通过间接计算获得的。2023/12/12

反应热的计算【交流与讨论】

如何测定C(s)+1/2O2(g)==CO(g)的反应热△H？2023/12/12①能直接测定吗？如何测？②若不能直接测，怎么办？不能直接测定一个化学反应，不论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应是完全相同的。

即：化学反应的焓变（ΔH）只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。2023/12/12一、盖斯定律1、定义：P7△H＝△H1+△H2盖斯定律直观化2023/12/12已知C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=-393.5kJ/molCO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH2=-283.0kJ/mol求C(s)+1/2O2(g)=CO(g)ΔH3=？2023/12/12CO(g)C(s)CO2(g)H3H1H2H2H1H3=

+

盖斯定律应用若一个化学反应方程式可由另外几个反应的化学方程式相加减而得到，则该反应的

焓变亦可以由这几个反应的焓变相加减而得到。注意：1、系数的变化与反应热数值的变化要对应2、反应方向发生改变反应热的符号也要改变2023/12/12例1：P8问解已知：请计算下列反应的焓变。（1）氢气与氯气反应生成1mol氯化氢气体(2)氯化氢气体分解生成1mol氢气和1mol氯气2023/12/12H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)=-184.6kJ.mol-1HΔH=-92.3kJ.mol-1ΔH=+184.6kJ.mol-12023/12/12选修4化学反应原理①P4(白磷、s)+5O2(g)=P4O10(s)△H1=-2983.2kJ/mol例2：已知

②P(红磷、s)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)△H2=-738.5kJ/mol试写出白磷转化为红磷的热化学方程式

。

①-4×②：P4(白磷、s)=4P(红磷、s)△H=-29.2kJ/mol自主归纳：解题步骤①确定待求的反应方程式；②找出待求方程式中各物质出现在已知方程式的什么位置；③根据未知方程式中各物质计量数和位置的需要对已知方程式进行处理，或调整计量数，或调整反应方向；④实施叠加并检验上述分析的正确与否。2023/12/12你知道神六的火箭燃料是什么吗？料是什么吗？例3：某次发射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃烧，生成N2、液态H2O。已知：

N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H1=+67.2kJ/molN2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H2=-534kJ/mol

假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应的热化学方程式。2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l);△H=-1135.2kJ/mol2023/12/12选修4化学反应原理①2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221.0kJ/mol②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6kJ/mol求制备水煤气的热化学方程式？例4：已知

C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=131.3KJ/mol例5：已知下列各反应的焓变①Ca(s)+C(s,石墨)+3/2O2(g)=CaCO3(s)△H=-1206.8kJ/mol②Ca(s)+1/2O2(g)=CaO(s)△H=-635.1kJ/mol③C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ/mol试求④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的焓变△H=+178.2kJ/mol④=②＋③－①①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH1=－283.0kJ.mol-1②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH2=－285.8kJ.mol-1

③C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)ΔH3=－1370kJ.mol-1

计算④2CO(g)＋4H2(g)=H2O(l)＋C2H5OH(l)的ΔH

【解】：①×2+②×4-③=④

所以，ΔH＝ΔH1×2＋ΔH2×4－ΔH3

＝－283.2×2－285.8×4＋1370＝－339.2kJ.mol-1

2023/12/12练习1：已知2、已知在一定条件下，下列叙述正确的是（）A、2molN2与6molH2充分反应放出的热量为184.4kJB、与充分反应生成2molNH3时，放出的热量小92.2kJC、当反应消耗2molN2时，放出的热量为184.4kJD、在相同条件下，若有反应则2023/12/12选修4化学反应原理C2023/12/12选修4化学反应原理3．已知：Fe2O3(s)＋3/2C(s)=3/2CO2(g)+2Fe(s)

ΔH＝234.14kJ·mol－1C(s)＋O2(g)=CO2(g)

ΔH＝－393.5kJ·mol－1则2Fe(s)＋3/2O2(g)=Fe2O3(s)的ΔH是(

)A．－824.4kJ·mol－1B．－627.6kJ·mol－1C．－744.7kJ·mol－1D．－169.4kJ·mol－1A2023/12/12选修4化学反应原理[2013高考∙全国Ⅱ卷∙12]在1200℃时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应

H2S(g)+3/2O2(g)＝SO2(g)+H2O(g)△H1

2H2S(g)+SO2(g)＝3/2S2(g)+2H2O(g)△H2

H2S(g)+1/2O2(g)＝S(g)+H2O(g)△H3

2S(g)＝S2(g)△H4则△H4的正确表达式为()A．△H4＝2/3(△H1+△H2－3△H3)

B．△H4＝2/3(3△H3－△H1－△H2)C．△H4＝3/2(△H1+△H2－3△H3)

D．△H4＝3/2(△H1－△H2－3△H3)

A2014·全国卷Ⅰ)28、已知：甲醇脱水反应①2CH3OH(g)＝CH3OCH3(g)＋H2O(g)

△H1＝－23.9KJ·mol－1

甲醇制烯烃反应②2CH3OH(g)＝C2H4(g)＋2H2O(g)

△H2＝－29.1KJ·mol－1

乙醇异构化反应③CH3CH2OH(g)＝CH3OCH3(g)△H3＝+50.7KJ·mol－1

则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)＋H2O(g)＝C2H5OH(g)的△H＝

.

-45.5KJ/mol（2017高考）下图是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。

通过计算，可知系统（I）和系统（II）制氢的热化学方程式分别为

、

，制得等量H2所需能量较少是

。7.(1)联氨是航天飞船常用的高能燃料。可用氨和次氯酸钠按一定物质的量之比混合反应生成联氨（N2H4）、氯化钠和水，该反应的氧化产物是________。也可以采用尿素[CO(NH2)2]为原料制取联氨，方法是在高锰酸钾催化剂存在下，尿素和次氯酸钠、氢氧化钠溶液反应生成联氨、另外两种盐和水，写出其反应的化学方程式

。(2)火箭推进器中分别装有联氨和过氧化氢，当它们混合时即产生气体，并放出大量的热。已知：16g液态联氨与足量过氧化氢反应生成氮气和水蒸气，放出320.8kJ的热量。H2O(l)=H2O(g)ΔH＝＋44kJ·mol－1。2H2O2(l)=2H2O(l)＋O2(g)ΔH＝－196.4kJ·mol－1。则联氨燃烧生成N2和液态水的热化学方程式为。

8．已知下列热化学方程式：Fe2O3(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO2(g)ΔH＝－24.8kJ/molFe2O3(s)＋1/3CO(g)=2/3Fe3O4(s)＋1/3CO2(g)

∆H＝－15.73kJ/molFe3O4(s)＋CO(g)=3FeO(s)＋CO2(g)ΔH＝＋640.4kJ/mol则14gCO气体还原足量FeO固体得到Fe固体和CO2气体时对应的ΔH约为()A．－218kJ/molB．－109kJ/molC．＋218kJ/molD．＋109kJ/mol2023/12/12选修4化学反应原理9、一定条件下用甲烷可以消除氮氧化物(NOx)的污染。已知：①CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－574kJ·mol－1②CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－1160kJ·mol－1下列正确的选项是(

)A．CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－867kJ·mol－1B．CH4催化还原NOx为N2的过程中，若x＝1.6，则转移的电子总数为3.2molC．若0.2molCH4还原NO2至N2，在上述条件下放出的热量为

173.4kJD．若用标准状况下4.48LCH4还原NO2至N2，整个过程中转移的电子总数为3.2mol二、反应热的测量

几个相关概念间的关系

2023/12/12反应热中和热燃烧热…….2023/12/12选修4化学反应原理1、测量（1）目的：测定强酸与强碱稀溶液中和反应的反应热eg:HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)∆H=？0.025mol0.025mol0.025mol(2)原理：Q

Q=cm∆t

中和反应放出的热量（J）Q:C:m:∆t:反应混合液的比热容（C液≈C水=4.18J.g-1.℃-1）反应混合液的质量（m酸

+m碱）反应前后的温度差（t后-t前）则：∆H=-Q×10-3KJn(H2O)mol

2023/12/12选修4化学反应原理(3)仪器：量筒、简易量热计温度计：环形玻璃搅拌器：外筒、内筒/碎纸条：测定反应T前，T后使其充分反应，温度均匀保温、防止散热

思考：实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒？为什么？不能。因为铜丝易导热，使热量损失较大2023/12/12选修4化学反应原理（4）步骤：P6

用一个量筒量取50mL0.50mol/L盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记录。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。

用另一个量筒量取50mL0.50mol/LNaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记录。

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(注意不要洒到外面），立即盖上盖板。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记为终止温度，记入表中。④.重复实验三次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。2023/12/12⑤.数据处理

取三次测量所得数据的平均值作为计算依据.

如果某一次实验的数据与另外两次实验的数据差异明显，怎么办？次数123起始温度t1/ºc终止温度温度差t2/ºct/ºc盐酸氢氧化钠平均值24.525.022.022.425.025.424.7522.225.226.525.428.21.753.23.0Δ2023/12/12（5）反应热的计算：△H＝-＝-

n（H2O）＝0.50mol·L－1×0.050L＝0.025molc＝4.18J/(g·℃)△t＝(t后－t前)=3.1℃△H＝－

4.18×10-3kJ/(g·℃)×100g×△t0.50mol·L－1×0.050L0.0250.418△t△H＝－

kJ.mol-1m＝m酸＋m碱＝100g2023/12/12Qn（H2O）cm∆tn（H2O）（6）实验成功的关键防止热量的散失.

为了达到此目的，实验过程中采取了哪些措施？

双层烧杯、碎泡沫塑料、盖板.2023/12/12（7）.实验注意事项

为了保证0.50mol·L－1的盐酸完全被NaOH中和，可以采用0.55mol·L－1NaOH溶液，使碱稍稍过量，因为过量的碱并不参加中和反应.

实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷却至室温，才能使用.

要使用同一支温度计.分别先后测量酸、碱及混合液的温度时，测定一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干.温度计的水银球部分要完全浸入溶液中，且要稳定一段时间再记下读数.2023/12/12④操作时动作要快，尽量减少热量的散失.H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=—57.3kJ.moL-1表示强酸与强碱在稀溶液中发生中和反应的热化学方程式NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H=—57.3kJ.moL-1KOH(aq)+HNO3(aq)=KNO3(aq)+H2O(l)△H=—57.3kJ.moL-1NaOH(aq)+1/2H2SO4(aq)=1/2Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=—57.3kJ.moL-12NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l)△H=—114.6kJ.moL-1【观察与思考】：2023/12/122023/12/12选修4化学反应原理2、中和热

在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1mol液态H2O时的反应热叫做中和热。即：H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=—57.3kJ.moL-1注：强酸强碱稀aq,

浓酸浓碱→溶于水会放热（大于57.3KJ）弱酸弱碱→电离会吸热（小于57，3KJ）而对于（定量：1mol液态水）2023/12/12选修4化学反应原理1、KOH(aq)+HNO3(aq)=KNO3(aq)+H2O(l)△H=—57.3kJ.moL-12、2NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l)△H=—114.6kJ.moL-1例：反应热为：中和热为：-57.3kJ.moL-157.3kJ.moL-1反应热为：中和热为：-114.6kJ.moL-157.3kJ.moL-12023/12/12选修4化学反应原理1、强酸和强碱在稀溶液中的中和热可表示为

H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kkJ·mol-1，又知在溶液中反应有：CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l)△H=-Q1kJ·mol-1

1/2H2SO4(浓)+NaOH(aq)=1/2Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-Q2kJ·mol-1HNO3(aq)+KOH(aq)=KNO3（aq）+H2O(l)△H=-Q3kJ·mol-1

则Q1、Q2、Q3的关系正确的是()A．Q1=Q2=Q3B．Q2>Q1>Q3

C．Q2>Q3>Q1D．Q2=Q3>Q1C2023/12/122．1.00L1．00mol·L－1H2SO4溶液与2．00L1．00mol·L－1NaOH溶液完全反应，放出114．6kJ的热量，由此可推知H2SO4与NaOH发生中和反应的中和热为___________，表示该中和热的热化学方程式为___________。2023/12/12选修4化学反应原理3、50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH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热。回答下列问题：（1）从实验装置看，图中尚缺少的一种玻璃用品是_______________。

（2）烧杯间填满碎纸条的作用是。

（3）实验中改用60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应，与上述实验相比较，所放出的热量不相等__________（填“相等”或“不相等”），中和热_________（填“相等”或“不相等”），理由是__________________________________。（4）用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得中和热的数值与57.3kJ/mol相比较会__________。（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。（5）完整地做一次这样的实验，需测定___次温度。（6）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值

(填“偏大”、“偏小”或“无影响”温度计硬纸板碎纸条中和热是指在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1molH2O所放出的能量，与酸碱用量无关环形玻璃搅拌棒保温，减少实验过程中热量损失不相等相等偏小3偏小三、能源的充分利用1、能源（1）定义：P9化石燃料：煤、石油、天然气不足：蕴藏量有限，不可再生新能源：核能、太阳能、生物质能、氢能、风能、地热能等优点：①资源丰富②可再生③无污染或少污染

氢能：①燃烧放热量高②来源丰富

③产物为H2O无污染按转换状况分类一次能源电力、热力、氢能、焦碳、煤气、蒸汽、汽油、煤油、沼气……..二次能源直接取自自然界，没有加工转换的各种能量和资源。由一次能源经过加工转换后得到的能源。2023/12/12天然气、太阳能、水力、风力、生物质能2023/12/12选修4化学反应原理（2）解决能源危机的方法：①使燃料充分燃烧，提高能源使用率②寻找新能源a、通入充足且适量的空气；b、增大燃料与空气的接触面：固体燃料粉碎、液体燃料喷雾（1）

标准燃烧热P9定义：101kPa，25℃，lmol可燃物质完全燃烧生成稳定的物质时放出的热量，叫做该物质的标准燃烧热衡量燃料燃烧放出热量大小的物理量2、标准燃烧热与热值注：定量：定性：1mol可燃物如：C→CO2(g)；H→H2O(l)；S→SO2(g)；

Cl→HCl(g)；N→N2(g)完全燃烧→稳定物质单位：kJ•mol－1△H<0例已知：CH4

的燃烧热△H=-890.3kJ•mol－1

请写出CH4的燃烧热的热化学方程式表示：？CH4燃烧的热化学方程式：1CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3kJ•mol－1

例1、250C、101KPa,2molH2在O2中完全燃烧生成2mol水，放出571.6KJ的热量，则H2的燃烧热为

,写出H2燃烧热的热化学方程式

.

285.8kJ•mol－1

H2（g）+1/2O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ•mol－1

2

、1.5g二甲基肼（CH3-NH-NH-CH3)完全燃烧放热50KJ，则其燃烧热为（）A、1000kJ•mol－1B、1500kJ•mol－1

C、2000kJ•mol－1D、3000kJ•mol－1

C2023/12/12选修4化学反应原理3．根据热化学方程式（在101kPa时）：S（s）＋O2（g）===SO2（g）ΔH=－297．23kJ/mol，分析下列说法中不正确的是()A．S的燃烧热为297．23kJ/molB．S（g）＋O2（g）===SO2（g）放出的热量大于297．23kJC．S（g）＋O2（g）===SO2（g）放出的热量小于297．23kJD．形成1molSO2的化学键所释放的总能量大于断裂1molS（s）和1molO2（g）的化学键所吸收的总能量2023/12/124、下列说法中正确的是（）A.25℃、101kPa时，1mol碳完全燃烧生成CO2和水时所放出的热量为碳的燃烧热B.已知2CO(g)+O2