【步步高】2014-2015学年高中化学 专题1-3课时作业（打包27套）苏教版选修4
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【步步高】2014-2015学年高中化学 专题1-3课时作业（打包27套）苏教版选修4,步步高,学年,高中化学,专题,课时,作业,功课,打包,27,苏教版,选修
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1 第 3 课时 反应热的测量与计算 目标要求 一、中和热的测定 1实验原理 在 稀 溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成 1_时的反应热叫做中和热。本实验通过测定酸碱中和反应前后溶液温度的变化来计算反应过程中所放出的热量，并由此求得中和热。 2实验仪器及试剂 仪器 ：大烧杯 (500 小烧杯 (100 环形玻璃搅拌棒 、 温度计 、 量筒 (50_个 、碎泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板 (中心有两个小孔 )； 药品：盐酸 ( 1)、氢氧化钠溶液 ( 1)。 3实验步骤 (1)制作简易的量热器 (如图所示 ) (2)用量筒准确量取反应溶液，准确测量温度 (精确到 ) 。 (3)将溶液混合反应，记录终止温度。 (4)重复实验步骤 (2) (3)三次。 实验 次数 起始温度 终止温度 温度差 ( 均值 1 2 3 H 中 Q c m t 。 二、盖斯定律 1内容 不管化学反应是 一步 完成或 分几步 完成，其总的热效应是完全 相同 的。或者说，化学反应的反应热只与反应体系的 始态 和 终态 有关，而与反应的 途径 无关。 2解释 能量的释放或吸收是以 发生变化 的物质为基础的，二者密不可分，但以 物质 为主。 3应用 对于进行得很慢的反应，不容易 直接发生 的反应， 产品不纯 (即有 副反应 发生 )的反应，测定 反应热有困难，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。 例如： C(s) 12O2(g)=CO(g) 2 上述反应在 燃烧生成 可生成 同时还部分生成 此该反应的 但是下述两个反应的 (1)C(s) O2(g)=g) 393.5 kJ 1 (2)CO(g) 12O2(g)=g) 283.0 kJ 1 根据盖斯定律，就可以计算出欲求反应的 H。 分析上述两个反应的关系，即知： H 则 C(s)与 O2(g)生成 CO(g)的热化学方程式为 C(s) 12O2(g)=CO(g) H 110.5 kJ 1。 三、反应热的计算 1反应热计算的主要依据是 热化学方程式 、 盖斯定律 及反应过程的焓变等数据。 2反应热 的计算方法 (1)热化学方程式与数学上的方程式相似，可以移项同时改变正、负号；各项的系数包括 (2)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 H 相加或相减，得到一个新的热化学方程式。 知识点一 中和热的测定 1在一 800 大烧杯中放入碎纸 屑，把盛有 50 1盐酸的 200 只烧杯间填满碎纸屑。用泡沫塑料板做成大烧杯盖，通过盖子插入一根玻璃搅拌棒 (末端呈半圆环的玻璃棒 )和一只温度计，测定溶液的温度。迅速往盐酸溶液中加入 50 1烧碱溶液，盖好，搅拌溶液，观察温度的变化。当温度保持稳定时，记录读数，取出装反应液的烧杯，倒出溶液，清洗干净，保持内外杯壁干燥。重复进行三次实验。用这一实验可以粗略测定中和热。 (1)烧杯间填满碎纸屑的作用是 _。 (2)要重复进行三次实验的目的是 _。 (3)烧杯如果不盖泡沫塑料板，所求得的中和热数值将 _(填 “ 偏大 ” 、 “ 偏小 ”或 “ 无影响 ”) 。 (4)实验中若改用 60 1盐酸和 50 1烧碱溶液进行上 述反应，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 ”) ， 理 由 是_ _。 (5)三次平行操作测得的数据中，起始时盐酸与烧碱溶液温度相同，而终止温度与起始温度之差 (别为 ， ， ，则最终代入计算式的温度差的平均值为 _ 。 答案 (1)保温、隔热，减少实验过程中热量的损失 (2)减少实验过程中的误差 (3)偏小 (4)不相等 相等 因为 60 1盐酸和 50 1烧碱溶液反应能生成 2O，而 50 1盐酸与 50 1烧碱溶液反应只能生成 2O，因此所放出的热量不同。但中和热是指酸与碱发生中和反应生成 1 2酸、碱的用量无关，因此所求中和热相等 (5)3 解析 解答本题，首先要明确实验的原理、 “ 量热器 ” 的组成以及造成实验误差的原因，然后按实验步骤进行分析和判断。 (1)碎纸屑的作用为减少实验过程中的热量损失。 (2)重复实验的目的是减少实验误差。 (3)不盖泡沫塑料板会损失部分热量，故所测结果将偏小。 (4)由中和热概念可知，中和热是以生成 1 与酸、碱的用量无关。 (5)所测温度 显然是错误的，代入计算式的温度应是 与 的平均值。 2 液反应时有热量放出，并已知反应物的总能量为 成物的总能量为 回答下列问题： (1)用离子方程式表示中和反应的实质： _。 (2)判断 2的大小关系： (3)已知 H ( (=l) H 57.3 kJ 1，计算下列中和反应中放出的热量。 用 20 g 盐酸反应，能放出 _ 用 a(配成稀溶液跟足量的稀硝酸反应，能放出 _ 答案 (1)H ( (=l) (2) (3)知识点二 盖斯定律 3已知 298 K、 101 4Al(s) 3O2(g)=2s) H 2834.9 kJ 1 4Al(s) 2O3(g)=2s) H 3 119.1 kJm 1 由此得出的正确结论是 ( ) A等质量的 3能量低，由 3为吸热反应 B等质量的 3能量低，由 3为放热反应 C 2稳定，由 3为吸热反应 D 3稳定，由 3为放热反应 答案 A 解析 据盖斯定律， 式 式得： 3O2(g)=2O3(g) H 284.2 kJ 1 即等质量的 3能量低， 3稳定，由 3为吸热反应。 4已知： g)=l) H Q1 kJ 1 g)=l) H Q2 kJ 1 g) 3O2(g)=2g) 3g) H Q3 kJ 1 若使 46 后恢复到室温，则放出的热量为 ( ) A ( 1 ( (3案 D 解析 46 2l) 根据题意写出目标反应 l) 3O2(g)=2g) 3l) H 然后确定题中各反应与目标反应的关系 则 H (3kJ 1 5科学家盖斯曾提出 “ 不管化学过程是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的。 ” 利用盖斯定律可测某些特别反应的热效应。 P 4(s，白磷 ) 5O2(g)=s) 2 983.2 kJ 1 P(s ，红磷 ) 54O2(g)=14s) 738.5 kJ 1 4 则白磷转化为红磷的热化 学方程式为 _。 答案 P4(s，白磷 )=4P(s，红磷 ) H 29.2 kJ 1 解析 方法一： 待求的方程式：白磷 = ，红磷 由 4 得到热化学方程式 白磷 = ，红磷 H 29.2 kJ 1 方法二： 知识点三 反应热计算 6由氢气和氧气反应生成 4.5 g 水蒸气放出 热量，则反应： 2H2(g)O2(g)=2g)的 ) A 483.6 kJ 1 B 241.8 kJ 1 C 120.6 kJ 1 D 241.8 kJ 1 答案 A 解析 要求方程式中生成 2 2O(g)的 H，已知 4.5 比例关系： 4.5 g 1 解得 Q 483.6 H 483.6 kJ 1。 7已知： 2H2(g) O2(g)=2l) H 571.6 kJ 1 CO(g) 12O2(g)=g) H 282.8 kJ 1 现有 (标准状况 )，经完全燃烧后放出的总热量为 710.0 生成 18 燃烧前混合气体中 ) A 80% B 50% C 60% D 20% 答案 B 解析 根据生成 18 g 液态 混合气体中含 1 2，该反应产生的热量为 285.8 烧放出的热量为 710.0 285.8 424.2 物质的量为n( 424.2 kJ 1 1.5 V( 1.5 100% 50%。 练基础落实 1下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是 ( ) A生成物总能量一定低于反应物总能量 B放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率 C应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变 D同温同压下， H2(g) g)=2g)在光照和点燃条件下的 答案 C 解析 放热反应生成 物总能量低于反应物总能量，吸热反应生成物总能量高于反应物总能量， 学反应的速率与反应物本身的性质、温度、压强、浓度、催化剂等因素有关，与吸热、放热反应无关， 过盖斯定律可以间接测量某些难以直接测量的反应的焓变， C 正确；同温同压下， H2(g) g)=2g)的反应条件不会影响 H 的值， 5 2含有 11.2 g 稀溶液与 1 L 0.1 1的 出 表示该反应中和热的化学方程式的为 ( ) A 12=12 l) H kJ 1 B 2 = 2l) H kJ 1 C 2 = 2l) H 114.6 kJ 1 D 12=12 l) H 57.3 kJ 1 答案 D 解析 中和热是以生成 1 2O(l)所放出的热量来定义的，故书写中和热的热化学方程式时，应以生成 1 2O(l)为标准来配平其余物质的化学计量数，故答案为 D。 3在一定条件下，充分燃烧一定量的丁烷放出热量为 Q 0)，经测定完全吸收生成的 5 1的 液 100 好生成正盐，则此条件下反应 g) 132O2(g)=4g) 5g)的 ) A 8Q kJ 1 B 16Q kJ 1 C 8Q kJ 1 D 16Q kJ 1 答案 D 解析 建立关系式： 4 8 H 1 4 8 H 5 1 H 8 Q kJ10.5 16Q kJ1 4已知： (1)s) 32C(s)=32g) 2Fe(s) 234.1 kJ 1 (2)C(s) O2(g)=g) 393.5 kJ 1 则 2Fe(s) 32O2(g)=s) 的 ) A 824.4 kJ 1 B 627.6 kJ 1 C 744.7 kJ 1 D 169.4 kJ 1 答案 A 解析 32(2) (1)就可得 2Fe(s) 32O2(g)=s)，则 H 32 824.4 kJ 1。 5能源问题是人类社会面临的重大课题， 们的燃烧热依次为 285.8 kJ 1、 282.5 kJ 1、 726.7 kJ 1。已知 O(g) 2H2(g)=l)。则 ) A CO(g) 2H2(g)=l) H 127.4 kJ 1 B CO(g) 2H2(g)=l) H 127.4 kJ 1 C CO(g) 2H2(g)=g) H 127.4 kJ 1 D CO(g) 2H2(g)=g) H 127.4 kJ 1 答案 A 解析 根据目标反应与三种反应热的 关系，利用盖斯定律，首先计算出目标反应的反应热 H 2( 285.8 kJ 1) ( 282.5 kJ 1) ( 726.7 kJ 1) 127.4 kJ 1。 练方法技巧 6将 V1 液和 V2 验结果如图所示 (实验中始终保持 50 下列叙述正确的是 ( ) 6 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 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， 5 时已经开始发生反应，所以 22 一定不是室温， A 错；曲线随 反应的进行，溶液温度升高，说明反应放热，化学能转化为热能， 30 温度最高，说明此时两者恰好完全反应，则 c( 30 120 1.5 1， C 错；该实验不能证明有水生成的其他反应也是放热的。 7已知下列热 化学方程式： O3(s) 3CO(g)=2Fe(s) 3g) 26.7 kJ 1 3O3(s) CO(g)=2s) g) kJ 1 O4(s) CO(g)=3s) g) 36.5 kJ 1 则反应 s) CO(g)=Fe(s) g)的焓变为 ( ) A kJ 1 B kJ 1 C kJ 1 D kJ 1 解析 根据盖斯定律，首先考虑目标反应与三个已知反应的关系，三个反应中， O、 与这四种物质无关的 此将 3 2 得到： 6s) 6CO(g) 6Fe(s) 6g) H kJ 1 化简： s) CO(g) Fe(s) g) H kJ 1 答案 A 8比较下列各组热化学方程式中 (1)S(s) O2(g)=g) (g) O2(g)=g) 2 (2)g) 2O2(g)=g) 2l) H4(g) 2O2(g)=g) 2g) 2 (3)煤作为燃料有两种途径： 途径 1 直接燃烧 C(s) O2(g)=g) 燃烧水煤气： 2CO(g) O2(g)=2g) 2) (3) 12( 7 解析 反应热的大小与反应物、生成物的状态有关，与反应物的多少有关。 比较 应包括符号，对于放热反应，热值越大， 练综合拓展 9 (1)已知 H ( (=l) H 57.3 kJ 1。回答有关中和反应的问题 。 (1)用 0.1 a(配成稀溶液与足量稀硝酸反应，能放出 _ (2)如图装置中仪器 _， 作用是 _； 仪器 _，作用是 _； 碎泡沫塑料的作用是 _。 (3)若通过实验测定中和热的 H，其结果常常大于 57.3 kJ 1，其原因可能是_。 (4)用相同浓度和体积的氨水 ( 2O)代替 液进行上述实验，测得的中和热的数值会 _(填 “ 偏大 ” 、 “ 偏小 ” 、 “ 无影响 ”) 。 答案 (1)2)环形玻璃搅拌棒 搅拌，使溶液充分混合 温度计 测量温度 减少实验过程中的热量损失 (3)实验中不可避免有少量热量损失 (4)偏小 解析 (1)根据中和热的含义： H ( (=l) H 57.3 kJ 1，所以 0.1 a(稀溶液与足量稀硝酸反应时生成 0.2 2O(l)，故放出热量为 (2)由实验装置知， 用是搅拌，使溶液充分混合； 用是测量温度；碎泡沫塑料的作用是减少实验过程中的热量损失。 (3)在测定中和热的实验中，减少热量损失是实验的关键，而在实验中会不可避免有少量热量损失，导致结果常常大于 57.3 kJ 1。 (4)用氨水代替 会使测得的中和热数值偏小，因为氨水 ( 2O)是弱电解质，电离时需吸收热量。 10 (10 分 )将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转化为洁净燃料的方法之 一。煤转化为水煤气的主要化学反应为 C(s) g)=高温 CO(g) H2(g)。 C(s)、 CO(g)和 H2
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