第4讲1.2反应热的测量和计算-寒假班高二化学教材知识点精讲练（沪科版2020）

第四讲反应热的测量和计算知识梳理考点一、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1mol液态水，这时的反应热叫做中和热。H+(aq)+OH(aq)═H2O(l)；ΔH=57.3kJ·mol12．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注意事项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。1．用下列实验装置进行相应实验，能达到实验目的的是A．用装置甲定量测定化学反应速率B．证明非金属性：S>C>SiC．用装置丙准确测定中和反应的反应热D．用装置丁验证FeCl3对H【答案】B【解析】A．定量测定二氧化锰做催化剂过氧化氢分解的化学反应速率时，应选用分液漏斗防止气体逸出，同时还需要秒表测定相同时间内生成氧气的体积，则装置甲不能达到定量测定化学反应速率的实验目的，故A错误；B．稀硫酸与碳酸钠固体反应生成硫酸钠、二氧化碳和水，反应生成的二氧化碳与硅酸钠溶液反应生成碳酸氢钠和硅酸沉淀，由强酸制弱酸可知，酸性的强弱顺序为H2SO4>H2CO3>H2SiO3，由元素的非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强可知，元素非金属性强弱顺序为S>C>Si，则装置乙能达到证明三种元素非金属性强弱的实验目的，故B正确；C．铁丝搅拌器会因导热造成热量散失，导致实验误差较大，则装置丙不能达到准确测定中和反应的反应热的实验目的，故C错误；D．温度、催化剂均能加快反应速率，由探究实验变量唯一化的原则可知，装置丁不能达到验证氯化铁对过氧化氢分解反应有催化作用的实验目的，故D错误；故选B。2．某学生通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和反应的反应热。下列说法正确的是A．所用实验装置如上图所示B．为减小实验误差，将NaOH溶液分多次缓慢加入酸溶液中C．本实验中，读取混合溶液不再变化的温度为终止温度D．测量盐酸的温度后，温度计没有冲洗干净，去测NaOH溶液的温度，会使测定反应热偏高【答案】D【解析】A．上图装置缺少环形玻璃搅拌器，故A错误；B．为减小实验误差，将NaOH溶液一次快速加入酸溶液中，减少热量散失，故B错误；C．本实验中，读取混合溶液的最高温度为终止温度，故C错误；D．测量盐酸的温度后，温度计没有冲洗干净，去测NaOH溶液的温度，使氢氧化钠溶液的初始温度偏高，反应前后的温差偏小，使测定反应热偏高，故D正确；选D。3．图为中和反应反应热的测定实验装置，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．隔热层的作用是减少热量损失，减小实验误差C．每完成一次实验只需要用温度计测量两次温度即可D．实验中用等体积等浓度的氨水代替氢氧化钠与盐酸反应，测得反应热的数值不同【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，故A正确；B．隔热层的作用是减少热量损失，减小实验误差，故B正确；C．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，故C错误；D．用等体积等浓度的氨水代替氢氧化钠与盐酸反应，因NH3·H2O电离过程会吸热，所以测得的数值不同，故D正确；故答案为：C。考点二、热化学方程式热化学方程式定义：表示化学反应与热效应关系的方程式叫做热化学方程式。化学反应的热效应与反应进行时的条件（恒压还是恒容、温度、压力）有关，与物质的状态、晶体类型及物质的量有关。2．有关“热化学方程式”的书写：⑴应标明反应物和生成物的聚集状态（固、液、气）和晶体类型。⑵应标明反应热的数值、单位、符号。⑶热化学方程式中分子式前面的系数只表示物质的量，不表示单个分子，因此系数可以是分数，系数也可变，但反应热要与系数相对应。⑷当反应逆向进行时，反应热相等但符号相反。⑸两个热化学方程式等号两边可以相加或相减，而得到新的热化学方程式。 例：已知25℃、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为： C(石墨)+O2(g)=CO2(g)∆H=393.51kJC(金刚石)+O2(g)=CO2(g)∆H=395.41kJ 据此推理所得到的下列结论中，正确的是A．金刚石的燃烧热比石墨的燃烧热小B．石墨晶体中碳碳键的强度小于金刚石C．石墨的能量比金刚石的能量高D．由石墨制备金刚石一定是吸热反应答案：BD书写热化学方程式时应注意：（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298K、压强为100kPa。（3）ΔH的单位一般是kJ · mol1。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。（4）ΔH的数值与化学方程式的书写形式有关。4．SO2g与O2g反应生成1molSO3气体时放出的热量为Q1kJ，若SOA．QB．表明1molSO2g与足量的O2g反应生成C．存在热化学方程式：2SOD．反应2SO2g【答案】A【解析】A．同种物质处于气态时所具有的能量高于固态时所具有的能量，则Q1<QB．SO2g与O2g反应生成1molSO3气体时放出的热量为Q1kJ，该反应为可逆反应，则1molSO2g与足量的OC．SO2g与O2g反应生成1molSO3气体时放出的热量为QD．反应2SO2g+O2答案选A。5．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是A．已知C金刚石,s=CB．已知N2g+OC．已知CH4g+2O2g=COD．已知NaOHaq+12H2【答案】C【解析】A．金刚石转化为石墨为放热反应，说明金刚石的能量高于石墨，能量越低越稳定，所以石墨比金刚石更稳定，故A错误；B．反应为吸热反应，正反应的活化能大于逆反应的活化能，故B错误；C．燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量，题中生成的水为气态，生成的水为液态时放热更多，故C正确；D．强酸和强碱生成1mol水时所放出的热比弱酸强碱生成1mol水时所放出的热要多，故D错误；故答案为：C。6．下列依据热化学方程式得出的结论中，正确的是A．已知N2g+3H2g⇌2NH3gB．已知C石墨,sC．在稀溶液中：H+aq+OH-aq=HD．已知Ss+O2g=SO2【答案】D【解析】A．氮气和氢气的反应为可逆反应，则在一定条件下将2molN2和6molH2置于一密闭容器中充分反应，放出的热量小于B．已知C石墨,s=CC．醋酸为弱酸，电离吸热，则含1molCH3COOH的溶液与含1molNH3D．S(s)→S(g)吸热，等量的S(s)和S(g)完全燃烧，S(g)放热多，由于反应放热，ΔH为负，所以ΔH2故选D。7．2022年11月29日，神舟十五号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射。11月30日，与神舟十四号航天员乘组在空间站胜利会师。(1)搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮。已知：N2gN2HN2H4g和N(2)可通过制备氨来进一步制取N2O4共价键HNN吸收的能量/436946391①1molN2g和3molH2g完全反应为NH3g(填“吸收②事实上，将1molN2g和3(3)目前，大部分的载人航天器通过萨巴蒂尔循环实现元素的循环和能量的充分利用，其流程图为：已知：25℃和101kPa时，①H2g②CH4g的燃烧热③H2Og则萨巴蒂尔反应：CO2g+4H2g【答案】(1)2(2)放出92该反应为可逆反应，1molN2g和(3)164.9【解析】（1）①②目标反应为：③2N2H4g+N2O4g=3N（2）N2g+3H2g⇌2NH3gΔH，根据ΔH=反应物总键能-生成物总键能，ΔH=946+3×436-6×391kJ（3）根据燃烧热的定义可以得出①：H2g+12O2g=H2OlΔH=-285.8kJ⋅mol-1②8．在25℃、101kPa下，1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJA．CH3OHB．2CH3C．2CH3D．2CH3【答案】D【解析】1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ，则32g甲醇即1mol甲醇燃烧放的热量为725.76kJ，64g甲醇即2mol甲醇燃烧放的热量为1451.52kJ，根据热化学方程式的书写方法写出为：CH3OH（l）+32O2（g）＝CO2（g）+2H2O（l）△H=—725.76kJ/mol或2CH3OH（l）+3O2（g）＝2CO2（g）+4H2O（l）△H=1451.52kJ·mol－1故选D。考点三、化学反应焓变的计算盖斯定律不管化学过程是一步完成或分为数步完成，只要起始反应物和终点产物相同，这个总过程的热效应是相同的。已知H2O(g)=H2O(l)△H=—Q1kJ/molC2H5OH(g)=C2H5OH(l)△H=—Q2kJ/molC2H5OH(g)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(g)△H=—Q3kJ/mol 若使23g酒精液体完全燃烧，最后恢复到室温，则放出的热量为1.5Q1－0.5Q2＋0.5Q3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。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。2.盖斯定律的应用设计路径法求反应热则ΔH＝ΔH1＋ΔH2=ΔH3+ΔH4+ΔH5。【理解应用】已知H2(g)+EQ\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH=─285.8KJ/moL，可设计两种途径来完成。则ΔH=ΔH1＋ΔH2+ΔH4=ΔH3+ΔH4。利用加合法求反应热若一个化学方程式可由几个化学方程式相加减而得到，则该化学反应的焓变即为这几个化学反应焓变的代数和。运算规则：根据目标方程式，确定要保留的物质和要消去的物质，运用加、减、乘、除四则运算得到所求目标方程式（调整位置和系数）。目标物质方程式数学运算反应热小技巧调位置加减同时相加减将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”“－”随之改变，但数值不变。调系数乘除某数同时相乘除某数【理解应用】方程式反应热间的关系Aeq\o(→,\s\up10(ΔH1))B、aAeq\o(→,\s\up10(ΔH2))aBΔH2＝aΔH1Ceq\o(→,\s\up10(ΔH3))D、Deq\o(→,\s\up10(ΔH4))CΔH4＝－ΔH32A+D=2B+CΔH5ΔH5＝2ΔH1+ΔH4＝2ΔH1－ΔH33.盖斯定律的意义间接得到某些反应的反应热。对于进行得很慢的反应、不容易直接发生的反应、产品不纯的反应（有副反应发生），测定其反应热比较困难，如果应用盖斯定律，就可以间接地把它们的反应热计算出来。【理解应用】已知：Ⅰ.C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH1=－393.5kJ·mol－1，Ⅱ.CO(g)+EQ\f(1,2)O2(g)CO2(g)ΔH2=－283.0kJ·mol－1，求反应Ⅲ.C(s)+EQ\f(1,2)O2(g)CO(g)的ΔH3。（1）请根据路径法设计路径并列式计算该反应的ΔH3。反应C(s)＋O2(g)=CO2(g)的途径可设计如下：则ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－110.5kJ·mol－1。（2）请根据加合法列式算该反应的ΔH3。Ⅲ式=式式3kJ·mol－1。4.反应焓变的计算根据热化学方程式热化学方程式中反应热数值与各物质的化学计量数成正比。例如，aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)ΔHabcd|ΔH|n(A)n(B)n(C)n(D)Q则eq\f(n(A),a)＝eq\f(n(B),b)＝eq\f(n(C),c)＝eq\f(n(D),d)＝eq\f(Q,|ΔH|)根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减，得到一个新的热化学方程式。9．同温同压下，下列各热化学方程式中，ΔHA．2A(gC．2A(l【答案】A【解析】同物质的量的物质，气态时的能量大于液态时的能量，A(g)的能量大于A(l)、B(g)的能量大于B(l)、C(g)的能量大于C(l)，所以2A(g)+B(g10．Ⅰ.甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料。利用CO与H2反应合成甲醇，反应过程中能量变化如图所示：(1)请写出CO与H2反应合成甲醇的热化学方程式(2)该反应中相关的化学键键能数据如表所示，则CO中C≡O的键能为kJ⋅化学键HHCOHOCH

436343465413(3)图中曲线Ⅰ和Ⅱ所对应的反应路径，比较容易发生的是