2017-2018学年高中化学第一章化学反应与能量第一节化学反应与能量的变化第2课时热化学方程式中和反应反应热的测定教学案新人教版选修4

1、第二课时热化学方程式中和反应反应热的测定课标要求1了解热化学方程式的含义并能正确书写热化学方程式。2通过中和反应反应热的测定，初步学习测定化学反应反应热的实验方法。,11个数值：强酸、强碱在稀溶液中发生中和反应生成1 mol水，放出57.3 kJ的热量。21个公式：中和反应反应热的计算公式：H kJmol1其中c4.18 J/(g)。3热化学方程式书写“三步骤”：(1)写出配平的化学方程式。(2)注明物质的聚集状态。(3)注明反应热的正、负号，数值和单位。1概念表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。2意义(1)热化学方程式既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、2)对于热化学方程式H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1，表示在25 、101 kPa时，1 mol H2与 mol O2完全反应生成液态水时放出的热量是285.8 kJ。3书写原则(1)热化学方程式的化学计量数只表示物质的量，不表示分子个数，可以用整数也可以用分数。(2)必须注明物质的聚集状态、H的“、”和单位。(3)对于相同反应，H的数值必须与化学计量数对应。4实例8 g甲烷完全燃烧生成液态水时放出445 kJ的热量，该反应的热化学方程式为CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890 kJmol1。11 g氢气在氧气中燃烧生成液态水，放出142.9

3、kJ的热量，表示该反应的热化学方程式是()AH2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1BH2(g)O2(g)=H2O(g)H285.8 kJmol1C2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H285.8 kJDH2O2=H2OH285.8 kJmol1解析：选A由1 g氢气燃烧生成液态水放出142.9 kJ的热量可知，1 mol H2燃烧生成液态水放出285.8 kJ的热量，则H285.8 kJmol1。2写出下列反应的热化学方程式。(1)N2(g)与H2(g)反应生成17 g NH3(g)，放出46.1 kJ热量。_(2)1 mol C2H5OH(l)完全燃烧生成CO2(g)

4、和H2O(l)，放出1 366.8 kJ热量。_(3)1 mol CO完全转化为CO2放出283 kJ的热量。_(4)24 g C(s)与足量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)，吸收262.6 kJ热量。_解析：(1)1 mol N2(g)与3 mol H2(g)完全反应生成2 mol NH3(g)时放出的热量为46.1 kJ292.2 kJ。(2)C2H5OH燃烧的化学方程式为C2H5OH3O2=2CO23H2O，故C2H5OH(l)完全燃烧生成CO2和H2O(l)的热化学方程式为C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H1 366.8 kJmol1。(3)CO转

5、化为CO2的化学方程式为2COO2=2CO2,2 mol CO生成CO2放出热量为2283 kJ566 kJ，则反应的热化学方程式为2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566 kJmol1。(4)1 mol C(s)与足量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)吸收的热量为131.3 kJ。答案：(1)N2(g)3H2(g)=2NH3(g)H92.2 kJmol1(2)C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H1 366.8 kJmol1(3)2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566 kJmol1(4)C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.3 kJ

6、mol1方法技巧热化学方程式的书写步骤与注意事项1.书写“三”步骤(1)写出配平的化学方程式。(2)注明物质的聚集状态。(3)写出H的数值、单位及符号。2.注意“五”事项(1)要在物质的化学式后面用括号注明各物质的聚集状态。一般用英文字母g、l和s分别表示气态、液态和固态，水溶液中的溶质则用aq表示。(2)H的单位是kJmol1。(3)根据焓的性质，对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其H也不同。若化学方程式中各物质的化学计量数加倍，则H的数值也加倍。(4)热化学方程式中不用“”“”，“=”上不用标明反应条件。(5)必须标明H的符号，放热反应H为“”，吸热反应H为“”，正负号不可省略。1中

7、和反应反应热(简称中和热)(1)概念：在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成1_mol 水所放出的热量。(2)表示方法：H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3_kJmol1。2中和反应反应热的测定(1)实验用品仪器大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL)、温度计、量筒(50 mL)两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有两个小孔)、环形玻璃搅拌棒试剂0.50 molL1盐酸、0.55 molL1NaOH溶液(2)实验装置设计实验装置如下图：(3)测定步骤 (4)数据处理HkJmol1其中(m1m2)表示溶液质量，c为比热容，c4.8 J(g)1。(5)注意事项实验中要用强

8、酸、强碱的稀溶液(0.10.5 molL1)。操作时动作要快，尽量减少热量的损失，使用绝热装置，避免热量散发到反应体系外。测量盐酸的温度后，要将温度计上的酸冲洗干净后，再测量NaOH溶液的温度，避免酸、碱在温度计的表面反应放热而影响测量结果。读取中和反应的温度(t2)是反应混合液的最高温度。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。中和热的数值是57.3 kJmol1，测定时与强酸、强碱的用量无关。1在测定中和热的实验中，下列说法正确的是()A使用环形玻璃搅拌棒是为了加快反应速率，减小实验误差B为了准确测定反应混合溶液的温度，实验中温度计水银球应与小烧杯底部接触C

9、用0.55 molL1 NaOH溶液分别与0.50 molL1的盐酸、醋酸溶液反应，如所取的溶液体积相等，则测得的中和热数值相同D在测定中和热实验中需要使用的仪器有托盘天平、量筒、烧杯、滴定管、温度计解析：选AB项中水银球应浸入溶液中但不与烧杯底接触；C项中盐酸是强酸，醋酸是弱酸，当醋酸和NaOH溶液反应时，需不断地电离出H，而电离过程中要吸收热量，故反应放出的热量会减少，导致测得的中和热数值不相同；D项实验中不用托盘天平、滴定管。2实验室利用如图装置进行中和热的测定。回答下列问题：(1)为准确测定实验数据，起始时盐酸与烧碱温度相同，而终止温度与起始温度之差(t1t2)分别为2.3 ，2.4

10、，2.9 ，则最终代入计算式的温度差的平均值为_ 。(2)在操作正确的前提下提高中和热测定的准确性的关键是_。(3)如果用0.50 molL1的盐酸和氢氧化钠固体进行实验，则实验中所测出的“中和热”的热值将_(填“偏大”“偏小”或“不变”)。解析：(1)所测温度2.9 与其他温度相差太大，应舍去，代入计算式的温度差应取和的平均值。(2)该实验的关键是温度的测定，在操作正确的前提下提高中和热测定的准确性的关键是提高装置的保温效果。(3)因为固体NaOH溶于水放热，所以如果用0.50 molL1的盐酸和氢氧化钠固体进行实验，则实验中所测出的“中和热”的热值将偏大。答案：(1)2.35(2)提高装置

11、的保温效果(3)偏大方法技巧中和热测量的误差分析(1)分析误差原理根据中和热H(即生成1 mol水时的反应热)计算公式：H，若实验过程导致放热(Q)变小，则中和热(H)偏大；反之若实验过程导致放热(Q)变大，则中和热(H)偏小。(2)产生误差原因量取溶液的体积不准确。温度计的读数有误。实验过程中有液体溅在外面。混合酸、碱溶液时，动作缓慢。隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失。测过盐酸后的温度计未用水清洗便立即去测碱的温度。三级训练节节过关1热化学方程式中化学式的右边要注明物质状态，主要因为()A物质呈现的状态与反应热有关B可以具体说明反应进行的情况C物质呈现的状态与生成什么物质有关D说明反应

12、条件解析：选A注明物质状态的主要原因是因为反应热与反应物和生成物的状态有关。2下列有关中和热的说法正确的是()A中和热的热化学方程式：H(l)OH(l)=H2O(l)H57.3 kJmol1B准确测量中和热的实验过程中，至少需测定温度4次C环形玻璃搅拌棒材料若用铜代替，则测量出的中和热数值偏小D若稀酸溶液中H与稀碱溶液中OH的物质的量相等，则所测中和热数值更准确解析：选CA项，H和OH不能用l符号，应该用aq，错误；B项，每次实验中需要测量NaOH溶液的温度，盐酸的温度，和反应后的温度，一般实验要重复操作，所以至少6次，错误；C项，铜容易导热，使热量损失，所以测量的中和热数值偏小，正确；D项，

13、当酸和碱中的H和OH物质的量相等时，实验过程中稍有误差就不能确定产生水的量，一般都是有一种物质稍微过量，错误。3已知燃烧7.80 g乙炔(C2H2)气体生成二氧化碳气体和液态水时，放出389.9 kJ的热量，则下列有关乙炔气体燃烧的热化学方程式中，正确的是()A2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)H389.9 kJmol1B2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(g)H2 599.3 kJmol1CC2H2(g)O2(g)=2CO2(g)H2O(l)H1 299.7 kJmol1D2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)H1 299.7 k

14、Jmol1解析：选Cn(C2H2)0.3 mol，则1 mol C2H2完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)放出的热量为1 299.7 kJ，而2 mol C2H2完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出的热量为2 599.3 kJ，故正确选项为C，B项中H2O的聚集状态错误。4用50 mL 0.50 molL1盐酸与50 mL 0.55 molL1 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用品是_。(2)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”)。(3

15、)如果用60 mL 0.50 molL1盐酸与50 mL 0.55 molL1NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量_(填“相等”或“不相等”)，所求中和热_(填“相等”或“不相等”)，简述理由：_。(4)用相同浓度和体积的氨水(NH3H2O)代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会_(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。解析：(3)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水时放出的热量，与酸碱的用量无关，因而所求中和热数值相等。(4)由于NH3H2O电离时吸热，所以测得的中和热的数值偏小。答案：(1)环形玻璃搅拌棒(2)偏小(3)不相等相等中和热是指强酸

16、跟强碱发生中和反应生成1 mol H2O所放出的热量，与酸碱的用量无关(4)偏小1热化学方程式C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.3 kJmol1表示()A碳和水反应吸收131.3 kJ能量B1 mol碳和1 mol水反应生成1 mol一氧化碳和1 mol氢气并吸收131.3 kJ热量C1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol一氧化碳气体和1 mol氢气，吸收热量131.3 kJD1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.3 kJ解析：选C根据热化学方程式的意义可知C项正确。2甲烷是一种高清洁的新能源，0.25 mol甲烷完全燃烧生成液态水时放出222.5 kJ热

17、量，则下列热化学方程式中正确的是()A2CH4(g)4O2(g)=2CO2(g)4H2O(l)H890 kJmol1BCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890 kJmol1CCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890 kJmol1D2CH4(g)4O2(g)=2CO2(g)4H2O(l)H890 kJmol1解析：选C0.25 mol甲烷完全燃烧放出222.5 kJ的热量，则1 mol甲烷完全燃烧放出890 kJ的热量。3在进行中和热的测定中，下列操作错误的是()A反应前酸、碱溶液的温度要相同B环形玻璃棒搅拌能加快反应速率，减少实验误差C为了使反应均匀进行

18、，可以向酸(碱)中分次加入碱(酸)D为了使反应更完全，可以使酸或碱适当过量解析：选CA项，反应前酸、碱溶液温度要相同，不同时误差较大，正确；B项，环形玻璃棒搅拌能加快反应速率，减小实验误差，正确；C项，分次加入混合时，容易造成热量损失，使测定结果不准确，错误；D项，为了使反应进行更完全，可以使酸(碱)适当过量，正确。4下列热化学方程式书写不正确的是()A.H2(g)Cl2(g)=HCl(g)H91.5 kJmol1B.H2(g)Cl2(g)=HCl(g)H91.5 kJmol1CH2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H183 kJmol1D2HCl(g)=H2(g)Cl2(g)H183 kJm

19、ol1解析：选B本题数据不需要计算，但一定要注意符号是“”还是“”。H2和Cl2化合时放热。5下列说法正确的是()A中和热是强酸与强碱反应放出的热量B1 mol酸与1 mol碱完全反应放出的热量是中和热C在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应生成1 mol H2O(l)时的反应热叫做中和热D测定中和热时可用稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液解析：选C中和热是指稀酸、稀碱发生中和反应生成1 mol H2O(l)时的反应热，C项正确；H2SO4与Ba(OH)2溶液反应时，除生成水外，还有BaSO4生成，所以其反应热不是中和热，D项错误。6已知H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H184.6 kJmol1，

20、则H2(g)Cl2(g)=HCl(g)的H为()A184.6 kJmol1B92.3 kJmol1C369.2 kJmol1 D92.3 kJmol1解析：选B热化学方程式中各物质的化学计量数只表示该物质的物质的量，当化学计量数减半时，反应热也减半。7含NaOH 20.0 g的稀溶液与足量的稀盐酸反应，放出28.7 kJ的热量，表示该反应的热化学方程式是()ANaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H28.7 kJmol1BNaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H28.7 kJmol1CNaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57

21、.4 kJmol1DNaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.4 kJmol1解析：选D含NaOH 20.0 g的稀溶液与足量的稀盐酸反应，放出28.7 kJ的热量，则含1 mol NaOH的稀溶液与足量稀盐酸反应，放出54.7 kJ的热量。A项，焓变的符号应为“”、数值与化学计量数不对应，错误；B项，焓变的数值与化学计量数不对应，错误；C项，焓变的符号应为“”，错误；D项正确。8已知在25 、101 kPa下，0.5 mol辛烷C8H18燃烧生成二氧化碳和液态水时放出2 759 kJ热量。表示上述反应的热化学方程式正确的是()AC8H18(l)O2(g)=8CO2(

22、g)9H2O(g)H48.40 kJmol1BC8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H5 518 kJmol1CC8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H5 518 kJmol1D2C8H18(l)25O2(g)=16CO2(g)18H2O(l)H11 036 kJmol1解析：选B1 mol C8H18燃烧放出热量2 759 kJ25 518 kJ，2 mol C8H18燃烧放出热量为11 036 kJ，一定要注意符号是“”还是“ ”。9写出下列反应的热化学方程式：(1)1 mol C2H4(g)与适量O2(g)反应，生成CO2(g)和H2O(l)，放出1

23、411 kJ的热量。_。(2)1 mol Al(s)与适量O2(g)发生反应，生成Al2O3(s)，放出834.9 kJ的热量。_。(3)23 g某液态有机物和一定量的氧气混合点燃，恰好完全反应，生成27 g液态水和22.4 L CO2(标准状况)并放出683.5 kJ的热量。_。解析：结合题意，首先确定某液态有机物的化学式为C2H6O，书写出化学方程式后注明每种物质的状态，再计算H即可。答案：(1)C2H4(g)3O2(g)=2CO2(g)2H2O(l)H1 411 kJmol1(2)2Al(s)O2(g)=Al2O3(s)H1 669.8 kJmol1(3)C2H6O(l)3O2(g)=2

24、CO2(g)3H2O(l)H1 367 kJmol110在量热计中(如图所示)将100 mL 0.50 molL1的CH3COOH溶液与100 mL 0.55 molL1 NaOH溶液混合，温度从298.0 K升高到300.7 K，已知量热计的热容常数(量热计各部件温度每升高1 K所需要的热量)是150.5 J/K，溶液密度均为1 gmL1，充分混合后溶液的比热容c4.184 J/(gK)。(1)试求CH3COOH与NaOH发生中和反应的反应热H。_。(2)CH3COOH的中和反应反应热的文献值为56.1 kJmol1，你认为(1)中测得的实验值出现偏差可能的原因是_。(3)实验中NaOH过量

25、的目的是_。(4)你认为CH3COOH与HCl的中和反应反应热数值相比_较大，其原因是_。解析：(1)根据题中所给信息可推算出酸和碱的物质的量，酸为0.050 mol，碱为0.055 mol，可知碱是过量的，应以酸的量计算，算出生成0.050 mol水时放出的热量，进而算出生成1 mol水时放出的热量，即可得出CH3COOH与NaOH发生中和反应的反应热：H5.33104 Jmol153.3 kJmol1。(2)本实验方法测得的CH3COOH的中和反应反应热小于文献值，原因可能有以下几个方面：量热计的保温瓶绝热效果不好；酸碱溶液混合不迅速；温度计不够精确等。(3)过量的碱能保证CH3COOH完

26、全被中和，从而提高实验准确度。(4)CH3COOH是弱酸，只是少部分电离，发生电离时要吸热，故反应时放热较少。答案：(1)H53.3 kJmol1(2)量热计的保温瓶绝热效果不好，酸碱溶液混合不迅速，温度计不够精确等(3)保证CH3COOH完全被中和，从而提高实验准确度(4)HCl的中和反应反应热数值CH3COOH是弱酸，只是少部分电离，发生电离时要吸热，反应时放热较少1已知热化学方程式2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H1571.6 kJmol1，则关于热化学方程式2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H2的说法正确的是()A热化学方程式中的化学计量数表示分子数B该反应的H2大于零C该反

27、应的H2571.6 kJmol1D该反应的H2可表示36 g水分解时的热效应解析：选B热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量，H2与H1数值相等，符号相反，H2571.6 kJmol1可表示36 g液态水分解时的热效应。2中和热测定实验中，下列操作一定会降低实验准确性的是()A用滴定管取所用试剂BNaOH溶液在倒入小烧杯时，有少量溅出C大小烧杯体积相差较大，夹层间放的碎泡沫塑料较多D测量HCl溶液的温度计用水洗净后才用来测NaOH溶液的温度解析：选BA项，用滴定管取所用试剂可以减少误差，不符合题意；B项，NaOH溶液在倒入小烧杯时，有少量溅出导致放出的热量减少，会产生误差，符合题意；C项，大

28、小烧杯体积相差较大，夹层间放的碎泡沫塑料较多可以减少热量损失，不符合题意；D项，测量HCl溶液的温度计用水洗净后才用来测NaOH溶液的温度可以减少氢氧化钠的损耗，不符合题意。3A(g)B(g)C(g)D(g)反应过程中的能量变化如图所示，则下列表述正确的是()AA(g)B(g)C(g)D(g)H0CABCDH0DCDABH0解析：选A根据图像可知，1 mol A和1 mol B的总能量高于1 mol C和1 mol D的总能量，即反应A(g)B(g)C(g)D(g)是放热反应，A项正确，B项错误；C、D都没有注明状态，不正确。4工业生产硫酸的过程中，SO2在接触室中被催化氧化为SO3气体，已知

29、该反应为放热反应。现将2 mol SO2、1 mol O2充入一密闭容器中充分反应后，放出热量98.3 kJ，此时测得SO2的转化率为50%，则下列热化学方程式正确的是()A2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H196.6 kJmol1B2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H98.3 kJmol1CSO2(g)O2(g)SO3(g)H98.3 kJmol1DSO2(g)O2(g)SO3(g)H49.2 kJmol1解析：选A根据题意可知，实际参加反应的SO2为1 mol，即1 mol SO2和0.5 mol O2完全反应时，放出热量98.3 kJ，那么当2 mol SO2完全反应时，即可放

30、出热量196.6 kJ，A项正确。5已知：H(aq)OH(aq)=H2O(l)H157.3 kJmol1，H2SO4(浓，aq)NaOH(aq)=Na2SO4(aq)H2O(l)H2m kJmol1。下列说法正确的是()A上述热化学方程式中的化学计量数表示物质的量BH1H2CH257.3 kJmol1D|H1|H2|解析：选AA项，热化学方程式中的化学计量数表示物质的量，正确；B项，浓硫酸溶于水放热，故含 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液反应时，放出的热量大于57.3 kJ，由于H为负值，所以H1H2，B、C、D项错误。6运用中和反应反应热的测定方法，即保温、隔热的条件

31、下，向盛有20 mL 2.08 molL1 NaOH溶液的试管中分五次加入15 mL未知浓度的H2SO4溶液(边加边振荡，每次加入1 mL)后，测得溶液的温度分别是1.4 、2.5 、4.2 、5.2 、5.18 ，则该硫酸溶液的物质的量浓度约是()A20.8 molL1B6.9 molL1C5.2 molL1 D4.16 molL1解析：选C滴加H2SO4时，溶液的最高温度为NaOH和H2SO4恰好中和，此时用去H2SO4为4 mL。设H2SO4的物质的量浓度为c molL1，则20103 L2.08 molL1c4103 L2，c5.2 molL1。7胶状液氢(主要成分是H2和CH4)有望用于未来的运载火箭和空间运输系统。实验测得101 kPa时，1 mol H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ的热量；1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2气体，放出890.3 kJ的热量。下列热化学方程式书写正确的是()A2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1BCH4(g)2O2(g)=CO2(g