学年苏教版选修4专题第单元化学反应中的热效应（4张）

第2课时反应热的测量与计算专题1第一单元化学反应中的热效应核心素养发展目标HEXINSUYANGFAZHANMUBIAO1.科学探究：理解反应热(中和热)测定的原理和方法，会分析产生误差的原因，不断完善和改进测定方法。2.证据推理与模型认知：构建盖斯定律模型，理解盖斯定律的本质，形成运用盖斯定律进行相关判断或计算的思维模型。3.科学态度与社会责任：了解盖斯定律对反应热测定的重要意义，增强为人类科学发展而努力的意识与社会责任感。新知导学启迪思维探究规律达标检测检测评价达标过关内容索引NEIRONGSUOYIN01新知导学1.中和热及其数值一、中和反应反应热的测量(1)概念：在

中，酸与碱发生中和反应生成1molH2O(l)时释放的热量称为中和热。(2)表示方法：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)

ΔH＝－57.3kJ·mol－1。稀溶液例1

(2018·山西孝义实验中学月考)已知稀盐酸和氢氧化钠稀溶液反应的中和热ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则下列物质间发生反应时放出的热量与57.3kJ最接近的是A.含1mol氢氧化钙的稀溶液与足量稀硫酸反应B.含1mol硫酸的稀溶液与足量稀氢氧化钠溶液反应C.含1mol醋酸的稀溶液与足量稀氢氧化钾溶液反应D.含1mol氢氧化钡的稀溶液与含1mol氯化氢的稀盐酸反应√解析中和热是稀的强酸溶液和强碱溶液反应生成1mol液态水时的反应热。特别提示中和反应的实质是H＋和OH－结合生成水，因而理解中和热时要注意以下几点：(1)条件：稀溶液，因浓酸溶液和浓碱溶液稀释时会放出热量。(2)反应物：酸与碱(在中学化学中，只讨论强酸和强碱反应的中和热)。(3)生成物及其物质的量：1molH2O(l)。(4)表述：用文字叙述中和热时，不带“－”；用ΔH表示时，带上“－”。如强酸与强碱反应的中和热为57.3kJ·mol－1或ΔH＝－57.3kJ·mol－1。2.中和热的测量(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。温度计环形玻璃搅拌棒实验过程中，还需要的其他仪器有

。50mL量筒(2个)(2)实验测量数据①初始温度(t1)：测量混合前50mL0.50mol·L－1盐酸、50mL0.50mol·L－1氢氧化钠溶液的温度，取

为t1。②终止温度(t2)：将酸碱溶液迅速混合，用

不断搅动溶液，并准确读取混合溶液的

，记录为终止温度t2。③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。两温度平均值环形玻璃搅拌棒最高温度(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1g·cm－3，反应后溶液的比热容c＝4.18J·g－1·℃－1。该实验中盐酸和氢氧化钠溶液反应放出的热量是

，中和热为16.72(t2－t1)kJ·mol－1[或ΔH＝－

kJ·mol－1]。0.418(t2－t1)kJ归纳总结中和热测定实验中应注意的事项(1)用环形玻璃搅拌棒搅拌，而不能用金属棒(丝)搅拌。(2)实验时动作要迅速。(3)温度计不能代替环形玻璃搅拌棒，只能用于测量溶液的温度。例2在量热计中(如图所示)将100mL0.50mol·L－1的醋酸溶液与100mL0.55mol·L－1的氢氧化钠溶液混合，温度从298.0K升高到300.7K，已知量热计的热容常数(量热计各部件温度每升高1K所需要的热量)是150.5J·K－1，溶液密度均为1g·mL－1，充分混合后溶液的比热容c＝4.184J·g－1·K－1。(1)试求醋酸与氢氧化钠发生中和反应的反应热ΔH＝

。－53.3kJ·mol－1解析根据题中所给信息可推算出酸和碱的物质的量，酸为0.050mol，碱为0.055mol，可知碱是过量的，应以酸的量计算，算出生成0.050mol水时放出的热量，进而算出生成1mol水时放出的热量，即可得出CH3COOH与NaOH发生中和反应的反应热≈－5.33×104J·mol－1＝－53.3kJ·mol－1。(2)醋酸的中和反应反应热的文献值为－56.1kJ·mol－1，请指出(1)中测得的实验值出现偏差的可能原因________________________________________________________________________。①量热计的保温瓶绝热效果不好，②酸碱溶液混合不迅速，③温度计不够精确等解析本实验方法测得的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：①量热计的保温瓶绝热效果不好；②酸碱溶液混合不迅速；③温度计不够精确等。(3)实验中氢氧化钠过量的目的是_____________________________________________。解析过量的碱能保证CH3COOH完全被中和，从而提高实验准确度。保证CH3COOH完全被中和，从而提高实验准确度(4)你认为醋酸与盐酸的中和反应反应热数值相比________________________较大，原因是__________________________________________________________________________。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，故发生反应时放热较少解析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。(1)为使测得的中和热更准确，酸、碱溶液应当使用强酸、强碱的稀溶液。①测定中和热时不能用弱酸溶液或弱碱溶液，因弱酸或弱碱在水溶液中不能完全电离，且电离时要吸收部分热量，使所测得中和热的数值偏小。②测定中和热时也不能用浓酸或浓碱，因浓酸或浓碱溶于水时一般会放热，使所测得中和热的数值偏大。(2)导致测定存在误差的原因①量取溶液的体积不准确。②温度计读数有误(如未读取到混合溶液的最高温度，就记为终止温度)。③实验过程中有液体溅出。相关链接④混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致测定的ΔH偏大。⑤隔热层隔热效果不好，实验过程中有热量损失，导致测定的ΔH偏大。⑥测过酸溶液的温度计未用水清洗便立即去测碱溶液的温度。⑦溶液浓度不准确。⑧没有进行重复实验。(3)50mL0.50mol·L－1盐酸与50mL0.55mol·L－1氢氧化钠溶液反应的误差分析如表所示。引起误差的原因温度差|ΔH|保温措施不好偏小偏小搅拌不充分偏小偏小所用酸、碱溶液浓度过大偏大偏大用同浓度的氨水代替NaOH溶液偏小偏小用同浓度的CH3COOH溶液代替盐酸偏小偏小1.盖斯定律的理解二、盖斯定律及其应用(1)大量实验证明，一个化学反应，不论是

完成，还是

完成，其总的热效应是

的。(2)化学反应的焓变(ΔH)只与反应体系的

和

有关，而与反应的___

无关。(3)始态和终态相同的反应途径有如下三种：ΔH＝

＝_______________一步分几步完全相同始态终态途径ΔH1＋ΔH2ΔH3＋ΔH4＋ΔH52.盖斯定律的应用根据如下两个反应Ⅰ.C(s)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH1＝－393.5kJ·mol－1(1)虚拟路径法反应C(s)＋O2(g)===CO2(g)的途径可设计如下：则ΔH＝

kJ·mol－1。－110.5_____________________________________，(2)加合法①写出目标反应的热化学方程式，确定各物质在各反应中的位置，____________________。②将已知热化学方程式变形，得反应Ⅲ：③将热化学方程式相加，ΔH也相加：Ⅰ＋Ⅲ得，则ΔH＝

kJ·mol－1。－110.5特别提示(1)热化学方程式同乘以某一个数时，反应热数值也必须乘上该数。(2)热化学方程式相加减时，同种物质之间可相加减，反应热也随之相加减(带符号)。(3)将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”“－”号必须随之改变，但数值不变。相关链接(1)多角度理解盖斯定律①从反应途径角度②从能量守恒角度③对于如图所示的过程：从反应途径角度：A→D：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝－(ΔH4＋ΔH5＋ΔH6)；从能量守恒角度：ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0。(2)盖斯定律的意义例3已知：则Zn(s)＋Ag2O(s)===ZnO(s)＋2Ag(s)的ΔH等于

。－317.3kJ·mol－1解析根据盖斯定律，将方程式①－②得目标方程式，所以ΔH＝－348.3kJ·mol－1－(－31.0kJ·mol－1)＝－317.3kJ·mol－1。例4已知P4(白磷，s)＋5O2(g)===P4O10(s)

ΔH1＝－2983.2kJ·mol－1①(1)白磷转化为红磷的热化学方程式为______________________________________________________。(2)相同状况下，能量状态较低的是

；白磷的稳定性比红磷

(填“高”或“低”)。P4(白磷，s)===4P(红磷，s)

ΔH＝－29.2kJ·mol－1红磷低解析根据盖斯定律，书写相关反应的热化学方程式有两种方法：方法1：“虚拟路径”法根据已知条件可以虚拟如下过程：根据盖斯定律ΔH＝ΔH1＋(－ΔH2)×4＝－2983.2kJ·mol－1＋738.5kJ·mol－1×4＝－29.2kJ·mol－1，热化学方程式为P4(白磷，s)===4P(红磷，s)

ΔH＝－29.2kJ·mol－1方法2：“加合”法P4(白磷，s)＋5O2(g)===P4O10(s)

ΔH1＝－2983.2kJ·mol－1P4O10(s)===5O2(g)＋4P(红磷，s)

ΔH2′＝2954kJ·mol－1上述两式相加得：P4(白磷，s)===4P(红磷，s)

ΔH＝－29.2kJ·mol－1。思维模型——根据盖斯定律书写热化学方程式(1)确定待求反应的热化学方程式。(2)找出待求热化学方程式中各物质出现在已知方程式中的位置(是同侧还是异侧)。(3)利用同侧相加、异侧相减进行处理。(4)根据未知方程式中各物质的化学计量数通过乘除来调整已知反应的化学计量数，并消去中间产物。(5)实施叠加并确定反应热的变化。学习小结XUEXIXIAOJIE02达标检测1.下列关于盖斯定律描述不正确的是A.化学反应的反应热不仅与反应体系的始态和终态有关，也与反应的途径有关B.盖斯定律遵守能量守恒定律C.利用盖斯定律可间接计算通过实验难测定的反应的反应热D.利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应热√12345解析①2C(s)＋O2(g)===2CO(g)

ΔH3＝－221kJ·mol－1②CO2(g)===C(s)＋O2(g)

ΔH4＝393.5kJ·mol－1利用盖斯定律，①＋②可得C(s)＋CO2(g)===2CO(g)

ΔH＝－221kJ·mol－1＋393.5kJ·mol－1＝172.5kJ·mol－1。2.已知在298K时下述反应的有关数据：12345C(s)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH2＝－393.5kJ·mol－1，则C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的ΔH为A.283.5kJ·mol－1 B.172.5kJ·mol－1C.－172.5kJ·mol－1 D.－504kJ·mol－1√解析将两式相加得到H2O(g)===H2O(l)

ΔH＝－44kJ·mol－1，所以每1g液态水变成水蒸气需要吸收的热量为kJ≈2.44kJ。3.已知热化学方程式：12345当1g液态水变为水蒸气时，其热量变化是A.吸热88kJ B.吸热2.44kJC.放热4.98kJ D.放热44kJ√4.已知25℃、101kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3kJ·mol－1，下