人教版选修4 第1章第1节 化学反应与能量的变化（第2课时） 学案.doc

第2课时中和反应的反应热及其测定学习目标定位1.正确认识中和热的概念。2.通过中和热的测定，初步学会测定化学反应反应热的实验方法，会分析测定反应热时误差产生的原因，并能采取适当措施减小实验误差。一、中和热及其测定1.判断下列关于中和热的说法是否正确(对的打“”，错的打“”)(1)h2so4与ba(oh)2溶液反应放出的热量是5.12 kj，那么该反应的中和热为5.12 kjmol1()(2)表示中和热的热化学方程式：h(l)oh(l)=h2o(l)h57.3 kjmol1()(3)在稀溶液中，强酸与强碱反应的中和热为h57.3 kjmol1，若将含有0.5 mol h2so4的浓硫酸和含有1 mol naoh的溶液混合，放出的热量大于57.3 kj()(4)中和热的数值57.3 kjmol1表示所有酸碱反应生成1 mol h2o的反应热()答案(1)(2)(3)(4)(1)中和热的概念是酸和碱在稀溶液中发生中和反应生成1 mol h2o(l)时的反应热。(2)浓的强酸和强碱在发生中和反应的同时还要发生溶解，溶解要放出热量；若是浓的弱酸和弱碱在发生中和反应的同时还要发生电离，电离要吸收热量，故放出的热量均不完全是中和热。(3)强酸和强碱在稀溶液中发生中和反应时，1 mol h和1 mol oh反应生成1 mol h2o(l)，放出57.3 kj的热量，表示为h(aq)oh(aq)=h2o(l)h57.3 kjmol1。2.中和热的测定(1)实验装置将下列实验装置中各仪器(或物品)的名称填在横线上。(2)实验测量数据初始温度(t1)：测量混合前50 ml 0.50 moll1盐酸、50 ml 0.55 moll1 naoh溶液的温度，取两温度平均值为t1。终止温度(t2)：将酸碱溶液迅速混合，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，记录为终止温度t2。重复实验操作三次，记录每次的实验数据，取其平均值作为计算依据。(3)实验数据处理盐酸、氢氧化钠溶液为稀溶液，其密度近似地认为都是1 gcm3，反应后溶液的比热容c4.18 jg11。该实验中盐酸和naoh溶液反应放出的热量是0.418(t2t1) kj，中和热为16.72(t2t1) kjmol1或h kjmol1。中和热测定实验中应注意的事项(1)防止热量散失的方法：两个烧杯口要相平；在两个烧杯之间填充碎泡沫塑料或碎纸片；用玻璃棒搅拌，而不能用金属棒(丝)搅拌；实验时动作要迅速。(2)加过量碱液使酸完全反应，碱过量对中和热测定没有影响。(3)数据处理时，相差较大的数据可能是偶然误差引起的，应舍去。例1在进行中和热的测定中，下列操作错误的是()a.反应中用的是强酸、强碱的稀溶液b.测量溶液的温度计要一直插在溶液中c.为了使反应均匀进行，可以向酸(碱)中分次加入碱(酸)d.为了使反应更完全，可以使碱适当过量答案c解析分次加入混合时，容易造成热量损失，使测试结果不准确。考点中和热的实验测定题点中和热测定实验操作和误差分析例2某实验小组设计用50 ml 0.50 moll1盐酸跟50 ml 0.55 moll1氢氧化钠溶液在如图装置中进行中和反应。试回答下列问题：(1)使盐酸与naoh溶液混合均匀的正确操作是 (填字母)。a.用温度计小心搅拌b.揭开硬纸片用玻璃棒搅拌c.轻轻地振荡烧杯d.用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动(2)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 gcm3，又知中和反应后生成溶液的比热容c4.18 jg11。为了计算中和热，某学生实验记录数据如下：实验序号起始温度t1/终止温度t2/盐酸氢氧化钠溶液混合溶液120.020.123.2220.220.423.4320.520.623.6依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热h (结果保留一位小数)。(3)实验过程中如果做出如下改变，会实测得的中和热发生怎样的变化？(填“偏大”“偏小”或“不变”)。本实验中用稍过量的 naoh 的原因是为保证盐酸完全被中和。试问：盐酸在反应中若因为有放热现象，而造成少量盐酸在反应中挥发，则测得的中和热 。在中和热测定实验中存在用水洗涤温度计上的盐酸的步骤，若无此操作步骤，则测得的中和热会 。若用等浓度的醋酸与 naoh 溶液反应，则测得的中和热会 ，其原因是 。答案(1)d(2)51.8 kjmol1(3)偏小偏小偏小用醋酸代替盐酸，醋酸电离要吸收能量，造成测得的中和热偏小解析(1)使盐酸与naoh溶液混合均匀的正确操作：用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动。(2)取三次实验的平均值代入公式计算即可。即：t120.3 ()t223.4 ()所以h51.8 kjmol1(3)若因为有放热现象导致少量盐酸在反应中挥发，减少了 hcl的量，则测得的中和热会偏小。在中和热测定实验中存在用水洗涤温度计上的盐酸的步骤，其目的是防止温度计上面的残液与氢氧化钠反应，若无此操作步骤，会使得测量结果偏小。用醋酸代替盐酸，醋酸电离要吸收能量，造成测得的中和热偏小。考点中和热的实验测定题点中和热测定实验的综合二、反应热的相关图像与大小比较1.能量变化关系图的识别和应用(1)根据图1(能量变化关系图)判断吸、放热反应：ab：h0；属于吸热反应。bc：h0；属于放热反应。(2)对比图2中a、b两条变化曲线可知，使用催化剂可以使反应物的活化能降低(填“升高”“降低”或“不变”，下同)，反应过程中的焓变不变。(3)根据图3写出n2(g)和h2(g)合成1 mol nh3(l)的热化学方程式 。答案n2(g)h2(g)=nh3(l)h(abc)kjmol12.反应热大小的比较比较h时应带“”、“”号比较；比较吸收或放出的热量大小时，只比较数值大小。(1)同种物质燃烧时，可燃物物质的量越大，燃烧放出的热量越多，h越小。(2)等量的可燃物完全燃烧所放出的热量比不完全燃烧所放出的热量多，对应h小。(3)其他条件相同时，气态反应物比固态反应物放出的热量多，对应的h小；生成液态产物比气态产物放出的热量多，对应的h小。例3在相同条件下，下列两个反应放出的热量分别用h1和h2表示：2h2(g)o2(g)=2h2o(g)h12h2(g)o2(g)=2h2o(l)h2则()a.h2h1 b.h1h2c.h1h2 d.无法确定答案b解析气态水液化时释放能量，放热越少，h越大。例4反应 abc(h0)分两步进行：abx(h 0)，xc(h0)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是()答案d解析化学反应都伴随能量变化，当反应物的总能量高于生成物的总能量时，该反应为放热反应；当反应物的总能量低于生成物的总能量时，该反应为吸热反应。反应的h0，为吸热反应；反应的h0，为放热反应。考点焓变 反应热题点能量变化示意图与焓变关系例5(1)汽车发动机工作时会引发n2和o2反应，生成nox等污染大气，其中生成no的能量变化如图1所示，则图1中三种分子最稳定的是 ，图1中对应反应的热化学方程式为 。(2)在图2的坐标系中绘制出n2(g)、o2(g)反应生成no(g)的能量变化曲线。答案(1)n2n2(g)o2(g)=2no(g)h180 kjmol1(2)如图所示解析(1)键能越小，化学键断裂越容易；键能越大，物质越稳定。由图1可知1 mol n2变成氮原子、1 mol o2变成氧原子吸收的能量与氮原子和氧原子生成1 mol no时释放出的能量，由此可求出该反应的反应热：h946 kjmol1498 kjmol12632 kjmol1180 kjmol1。(2)作图时注意两点：生成物的总能量比反应物的高，过渡态的能量最高。考点焓变 反应热题点焓变与反应热的综合考查1.在做中和热测定实验时，应使用的仪器是()量筒托盘天平烧杯容量瓶冷凝管温度计酒精灯a. b.c. d.答案a解析中和热测定实验中，需用温度计测定溶液温度，需用量筒量取一定量的酸、碱溶液，需用烧杯盛放反应液及碎泡沫塑料，故选a。考点中和热的实验测定题点2.含有11.2 g koh的稀溶液与1 l 0.1 moll1的h2so4溶液反应，放出11.46 kj的热量，表示该反应的中和热的热化学方程式为()a.koh(aq)h2so4(aq)=k2so4(aq)h2o(l) h11.46 kjmol1b.2koh(aq)h2so4(aq)=k2so4(aq)2h2o(l) h11.46 kjmol1c.2koh(aq)h2so4(aq)=k2so4(aq)2h2o(l) h114.6 kjmol1d.koh(aq)h2so4(aq)=k2so4(aq)h2o(l) h57.3 kjmol1答案d解析中和热是以生成1 mol h2o(l)所放出的热量来衡量的，故书写中和热的热化学方程式时，应以生成1 mol h2o(l)为标准来配平其余物质的化学计量数，故答案为d。考点中和反应反应热题点表示中和热的热化学方程式3.已知hoh=h2o生成1 mol h2o(l)放出热量57.3 kj，下列反应中能放出57.3 kj热量的是()a.1 mol稀h2so4与足量naoh溶液反应b.稀盐酸与氨水反应生成1 mol h2oc.稀盐酸与稀ba(oh)2溶液反应生成1 mol水d.稀naoh与95%浓硫酸反应生成1 mol水答案c解析a放出热量应为2 mol57.3 kjmol1；b放出热量应略小于57.3 kj，因弱酸、弱碱在水中电离要吸收一部分热量，故多数强酸与弱碱、弱酸与强碱的中和反应热数值小于57.3 kj；酸与碱的浓度不能太大，否则中和热数值会偏大，故d错。考点中和反应反应热题点中和热与57.3 kjmol14.(2017洛阳一高高二月考)分别取40 ml 的0.50 moll1盐酸与40 ml 0.55 moll1 氢氧化钠溶液进行中和热的测定实验。下列说法错误的是()a.稍过量的氢氧化钠是确保盐酸完全反应b.仪器a的名称是环形玻璃搅拌棒c.在实验过程中，把温度计上的酸用水冲洗干净后再测量naoh溶液的温度d.用硫酸和ba(oh)2溶液代替盐酸和氢氧化钠溶液，结果也是正确的答案d解析测定中和热时，为了使盐酸完全反应，需要让naoh稍过量，a项正确；仪器a是环形玻璃搅拌棒，b项正确；温度计上残留的酸溶液需要清洗干净，否则会和naoh溶液反应，使测得naoh溶液的温度偏高，c项正确；用硫酸和ba(oh)2溶液代替盐酸和氢氧化钠溶液，除了发生中和反应，还生成了baso4沉淀(生成沉淀的过程放热)，因此会影响中和热的测定，d项错误。考点中和热的实验测定题点中和热测定实验操作和误差分析5.如图所示，某反应在不同条件下的反应历程分别为a、b。(1)据图可判断出反应物的总键能 (填“”“”或“”，下同)生成物的总键能，则该反应的反应热h 0。(2)其中b历程对应的反应采用的条件为 (填字母)。a.升高温度 b.增大反应物的浓度c.增大压强 d.使用催化剂答案(1)(2)d解析由能量变化示意图知，该反应是放热反应，故生成物的总键能大于反应物的总键能；由于b历程时反应的活化能低于a历程，故采取的条件是使用了催化剂。考点反应热的综合题点能量变化示意图的应用6.nf3是一种温室气体，其存储能量的能力是co2的12 00020 000倍，在大气中的寿命可长达740年，如表所示是几种化学键的键能：化学键nnffnf键能/kjmol1946154.8283.0写出由n2和f2反应生成nf3的热化学方程式。 。答案n2(g)3f2(g)=2nf3(g)h287.6 kjmol1解析h反应物的键能之和生成物的键能之和，则h946 kjmol13154.8 kjmol16283.0 kjmol1287.6 kjmol1，可写出方程式。考点热化学方程式题点根据键能写热化学方程式对点训练题组一中和热及其测定实验1.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()a.naoh(aq)hcl(aq)=nacl(aq)h2o(l)h28.7 kjmol1b.naoh(aq)hcl(aq)=nacl(aq)h2o(l)h28.7 kjmol1c.naoh(aq)hcl(aq)=nacl(aq)h2o(l)h57.4 kjmol1d.naoh(aq)hcl(aq)=nacl(aq)h2o(l)h57.4 kjmol1答案d解析含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57.4 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。考点中和反应反应热题点表示中和热的热化学方程式2.强酸和强碱稀溶液的中和热可表示为h(aq)oh(aq)=h2o(l)h57.3 kjmol1，已知：hcl(aq)nh3h2o(aq)=nh4cl(aq)h2o(l)ha kjmol1hcl(aq)naoh(s)=nacl(aq)h2o(l)hb kjmol1hno3(aq)koh(aq)=kno3(aq)h2o(l)hc kjmol1则a、b、c三者的大小关系为()a.abcb.bcac.abcd.无法比较答案b解析nh3h2o为弱碱，电离要吸热，a57.3，naoh(s)溶于水放热，b57.3，c57.3，所以bca。考点中和反应反应热题点中和热与57.3 kjmol13.下列说法中正确的是()a.只要强酸与强碱在稀溶液中反应生成1 mol水时的反应热就是中和热b.可以用保温杯代替烧杯做有关中和热测定的实验c.在测定中和热的实验中，至少需要测定并记录3次温度d.测定中和热的实验中，若所使用的naoh的物质的量稍大于hcl，则会导致所测得的中和热数值偏高答案b解析如果是硫酸与氢氧化钡反应，除生成水外还会生成硫酸钡沉淀，放出更多热量；保温杯完全可以代替烧杯，而且防止散热效果更好；需测定稀盐酸、稀naoh溶液的温度以及反应后混合液的最高温度，即一次实验需要测定并记录3次温度，但对于定量实验，需进行重复实验；为了提高实验的准确度，在实验中通常使一种物质稍过量。考点中和热的实验测定题点中和热测定实验操作和误差分析4.关于中和热测定的说法错误的是()a.中和热的测定实验中需要用到的主要玻璃仪器有：两个大小相同的烧杯、两个大小相同的量筒、温度计、环形玻璃搅拌棒b.盐酸与某强碱中和放出的热量随反应物的用量改变而改变，但中和热不变c.naoh稍过量的目的是保证盐酸完全被naoh中和d.测定结果准确与否的关键是尽量减小热量损失及准确读取混合溶液的最高温度等答案a考点中和热的实验测定题点中和热测定实验操作和误差分析5.某同学通过实验测出稀盐酸和稀naoh溶液(碱稍过量)反应的中和热h52.3 kjmol1，造成这一结果的原因不可能的是()a.实验装置保温、隔热效果差b.用量筒量取盐酸时仰视读数c.分多次将naoh溶液在倒入小烧杯中d.用测量盐酸的温度计直接测定naoh溶液的温度答案b解析若装置保温、隔热效果差，会造成较多的热量损失，测得的反应热偏大，a项可能；仰视读数时，实际量取的溶液体积多于应该量取的溶液体积，会导致放出的热量变多，此种情况下测得的h57.3 kjmol1，b项不可能；c项操作会导致较多的热量损失，c项可能；d项操作会导致测得的naoh溶液的初始温度偏高，最后计算出的反应放出的热量比实际放出的热量少，d项可能。考点中和热的实验测定题点中和热测定实验操作和误差分析6.已知h(aq)oh(aq)=h2o(l)h57.3 kjmol1，向100 ml 1 moll1的naoh溶液中加入0.5 moll1的某种酸p溶液，测得加入酸的体积与反应放出的热量关系如图所示(不考虑热量损失)，下列对应关系可能正确的是()选项abcdp草酸(hooccooh)h2so3hno3hclq14.885.736.246.73a100100200200答案a解析因n(naoh)0.1 mol，当稀酸溶液与碱反应完全时放出的热量最多为5.73 kj，c、d项错误；亚硫酸、草酸均是弱酸，与0.1 mol naoh完全反应时放出的热量少于5.73 kj，b项错误，a项正确。考点中和反应反应热题点中和热与57.3 kjmol1题组二中和热测定实验数据处理及计算7.为了测定酸碱反应的中和热，计算时至少需要的数据是()酸溶液的浓度和体积碱溶液的浓度和体积比热容反应后溶液的质量(单位：g)生成水的物质的量反应前后温度变化操作所需的时间a. b.c. d.全部答案c解析根据h kjmol1可知，c正确。考点中和热的实验测定题点中和热测定的实验原理8.用50 ml 0.50 moll1盐酸和50 ml 0.55 moll1 naoh溶液反应，实验中测得起始温度为20.1 ，终止温度为23.4 ，反应后溶液的比热容为4.18 jg11，盐酸和naoh溶液的密度都近似认为是1 gcm3，则中和反应生成1 mol水时放热()a.55.2 kj b.391 kjc.336 kj d.1.38 kj答案a解析代入公式h kjmol155.2 kjmol1。考点中和热的实验测定题点中和热测定的实验原理题组三反应热的综合考查9.(2017杭州二中期中)某化学反应的能量变化如图所示，下列有关叙述正确的是()a.该反应为放热反应b.e2 kjmol1可表示形成新的化学键所释放的能量c.该反应的反应热h(e1e2) kjmol1d.加入催化剂，可同时降低e1、e2答案d解析根据能量变化图可知，生成物总能量大于反应物总能量；该反应为吸热反应；e1表示形成新的化学键所释放的能量，e2表示断裂旧的化学键所吸收的能量；该反应的反应热为h|e1e2|kjmol1(e2e1) kjmol1；使用催化剂同时降低反应物和生成物的活化能。考点焓变 反应热题点能量变化示意图与催化剂10.甲烷与co2可用于合成合成气(主要成分是一氧化碳和氢气)：ch4(g)co2(g)=2co(g)2h2(g)，1 g ch4(g)完全反应可释放15.46 kj的热量，下图中能表示该反应过程的能量变化的是()答案d解析1 g ch4完全反应释放15.46 kj的热量，则1 mol ch4完全反应释放的热量为247.36 kj。考点焓变 反应热题点能量变化示意图与焓变关系11.(2017安徽师大附中期中)n2和h2在催化剂表面合成氨的微观历程及能量变化的示意图如下，用、分别表示n2、h2、nh3，下列说法正确的是()a.使用催化剂，合成氨反应放出的热量减少b.在该过程中，n2、h2断键形成n原子和h原子c.在固体催化剂表面合成氨的过程中能量状态最低的是d.合成氨反应中，反应物断键吸收的能量大于生成物形成新键释放的能量答案b解析催化剂不会改变反应的热效应， a项错误； 根据化学反应的历程可知，处能量状态最高，c项错误；合成氨的反应是放热反应，反应物断键吸收的能量小于生成物形成新键释放的能量，d项错误。考点焓变 反应热题点焓变、反应热与物质化学键的断裂、形成的关系12.相同条件下，下列各组热化学方程式(溶液中的反应均是在稀溶液中进行的)中，h1h2的是()a.2h2(g)o2(g)=2h2o(l)h1caco3(s)=cao(s)co2(g)h2b.c2h5oh(l)3o2(g)=2co2(g)3h2o(l)h1c2h5oh(g)3o2(g)=2co2(g)3h2o(l)h2c.hcl(aq)naoh(s)=nacl(aq)h2o(l)h1hno3(aq)koh(aq)=kno3(aq)h2o(l)h2d.co2(g)=co(g)o2(g)h12co2(g)=2co(g)o2(g)h2答案b解析氢气的燃烧是放热反应，h10，石灰石的分解是吸热反应，h20，故h1h2，a项错误；气态乙醇所具有的能量高于等量的液态乙醇所具有的能量，其燃烧时所放出的热量比等量的液态乙醇多，故h1h2，b项正确；naoh(s)溶于水放热，整个过程放出的热量更多，故h1h2，c项错误；因co燃烧生成co2是放热反应，所以co2的分解是吸热反应，h为正值，前一个反应吸收的热量少于后者，故h1h2，d项错误。考点焓变 反应热题点反应热大小的比较综合强化13.含11.2 g koh的稀溶液与1 l 0.1 moll1的h2so4溶液反应放出11.46 kj的热量，该反应的热化学方程式为 ，则koh与h2so4反应的中和热为 。答案koh(aq)h2so4(aq)=k2so4(aq)h2o(l)h57.3 kjmol157.3 kjmol1解析n(koh)0.2 mol，n(h2so4)0.1 mol，两者恰好完全反应生成0.2 mol水，放出11.46 kj的热量，由中和热的定义可知，生成1 mol水，放出的热量为11.46 kj0.257.3 kj。考点中和反应反应热题点表示中和热的热化学方程式14.根据图示回答问题：(1)化学反应n23h2=2nh3的能量变化如图1所示，该反应的热化学方程式是 (填字母)。a.n2(g)3h2(g)=2nh3(l)h2(abc) kjmol1b.n2(g)3h2(g)=2nh3(g)h2(ba) kjmol1c.n2(g)h2(g)=nh3(l)h(bca) kjmol1d.n2(g)h2(g)=nh3(g)h(ab) kjmol1(2)图2是n2和h2反应生成2 mol nh3过程中能量变化的示意图，请计算每生成1 mol nh3放出的热量为 。(3)2so2(g)o2(g)=2so3(g)反应过程的能量变化如图3所示。已知1 mol so2(g)被氧化为 1 mol so3(g)的h99 kjmol1。图中a、c分别表示 、 ，e的大小对该反应的反应热有无影响？ 。图中h kjmol1答案(1)a(2)46.1 kj(3)反应物总能量生成物总能量无影响198解析(1)由图1可以看出， mol n2(g)和 mol h2(g)的化学键断裂吸收的能量为a kj，形成1 mol nh3(g)放出的能量为b kj，所以n2(g)h2(g)=nh3(g)h(ab) kjmol1，而1 mol 的