适用于新高考新教材备战2025届高考化学一轮总复习第6章化学反应与能量第30讲反应热的测定及计算课件

第30讲反应热的测定及计算【课标指引】

1.了解中和反应反应热测定的原理及操作。2.掌握盖斯定律的内容及意义,并能进行有关反应热的计算。考点一中和反应反应热及测定考点二盖斯定律及应用目录索引

素养发展进阶考点一中和反应反应热及测定必备知识•梳理1.中和反应反应热在25℃和101kPa下,在稀溶液中,强酸的稀溶液和强碱的稀溶液发生中和反应生成________________时,放出________的热量。

1molH2O(l)57.3kJ2.中和反应反应热的测定

(1)测定原理:通过简易量热计测定体系在反应前后的________变化,再利用有关物质的比热容来计算反应热。

(2)实验装置具有保温性,减少热量的散失

(3)实验步骤测量并记录反应前体系的________温度为t1

℃,测量并记录反应后体系的________温度为t2

℃,重复上述步骤两次。

温度

平均

最高

【应用示例】在中和反应反应热的测定实验中,使用弱酸或弱碱会使测得的中和反应反应热绝对值________(填“偏高”“不变”或“偏低”),其原因是___________________________________________________________。

偏低

弱酸或弱碱在水溶液中部分电离,在反应过程中,分子会继续电离,而电离是吸热的过程关键能力•提升例某化学实验小组用简易量热计(装置如图)测量中和反应的反应热,实验采用50mL0.5mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1NaOH溶液反应。下列说法错误的是(

)

简易量热计示意图A.采用稍过量的NaOH溶液是为了保证盐酸完全被中和B.仪器a的作用是搅拌,减小测量误差C.NaOH溶液应迅速一次性倒入装有盐酸的内筒中D.反应前测完盐酸温度的温度计应立即插入NaOH溶液中测量温度D解析

若分多次倒入则热量损失大,C正确;反应前测完盐酸温度的温度计应洗净、擦干后再插入NaOH溶液中测量温度,D错误。[对点训练]

中和反应是放热反应,下列关于中和反应反应热测定的说法错误的是(

)A.等温条件下,试管中进行的中和反应,反应体系向空气中释放的热量就是反应的热效应B.测定中和反应反应热时,需要快速将两种溶液混合C.测定中和反应反应热时,最重要的是要保证实验装置的隔热效果D.不同的酸碱反应生成1mol液态水释放的热量可能不相同A解析

等温条件下,试管中进行的中和反应,反应体系向环境中释放的热量就是反应的热效应,环境是指与体系相互影响的其他部分,如盛有溶液的试管和溶液之外的空气等,A错误;快速混合,防止热量散失,B正确;若用的是弱酸或弱碱,其电离需吸收一部分热量,D正确。考点二盖斯定律及应用必备知识•梳理1.盖斯定律的内容一个化学反应,不管是一步完成的还是分几步完成的,其反应热是________的,这就是盖斯定律。

2.盖斯定律的理解盖斯定律表明,在一定条件下,化学反应的反应热只与反应体系的________和________有关,而与反应进行的________无关。

则有:ΔH=________=________________。

相同

始态

终态

途径

ΔH1+ΔH2ΔH3+ΔH4+ΔH53.盖斯定律的应用根据盖斯定律,可以利用已知反应的反应热来计算未知反应的反应热。aΔH2-ΔH2ΔH1+ΔH2【应用示例】碳酰肼类化合物[Mn(L)3](ClO4)2是种优良的含能材料,可作为火箭推进剂的组分,其相关反应的能量变化如图所示,已知ΔH2=-299kJ·mol-1,则ΔH1为_____________。

-1703kJ·mol-1解析

由盖斯定律可知,ΔH1=2ΔH2+ΔH3-ΔH4=2×(-299

kJ·mol-1)+(-1

018

kJ·mol-1)-(+87

kJ·mol-1)=-1

703

kJ·mol-1。关键能力•提升考向1盖斯定律的理解及应用例1(1)(2023·全国甲卷,28节选)已知下列反应的热化学方程式:①3O2(g)═2O3(g)

ΔH1=+285kJ·mol-1②2CH4(g)+O2(g)═2CH3OH(l)

ΔH2=-329kJ·mol-1反应③CH4(g)+O3(g)═CH3OH(l)+O2(g)的ΔH3=________kJ·mol-1。

-307(2)(2023·全国乙卷,28节选)已知下列热化学方程式:FeSO4·7H2O(s)═FeSO4(s)+7H2O(g)

ΔH1=akJ·mol-1FeSO4·4H2O(s)═FeSO4(s)+4H2O(g)

ΔH2=bkJ·mol-1FeSO4·H2O(s)═FeSO4(s)+H2O(g)

ΔH3=ckJ·mol-1则FeSO4·7H2O(s)+FeSO4·H2O(s)═2(FeSO4·4H2O)(s)的ΔH=________kJ·mol-1。a+c-2b解析

将题给热化学方程式依次编号为①②③,根据盖斯定律,由①+③-②×2可得目标反应,故该反应的焓变ΔH=(a+c-2b)

kJ·mol-1。一定条件下,反应Ⅰ、Ⅱ的焓变分别为ΔH1、ΔH2,则该条件下水气变换反应的焓变ΔH=________(用含ΔH1、ΔH2的代数式表示)。

ΔH2-ΔH1解析

根据盖斯定律,将反应Ⅱ减去反应Ⅰ可得水气变换反应:CO+H2OCO2+H2,故该反应的ΔH=ΔH2-ΔH1。归纳总结利用盖斯定律计算反应热的两种方法(1)虚拟路径法:根据题意虚拟物质的转化过程,然后根据盖斯定律列式求解,即可求出目标反应的反应热。(2)方程加和法:分析题给热化学方程式,并进行适当加减得到目标热化学方程式,反应热也一并作相应的加减运算,思维流程如下:[对点训练1](1)(2022·湖北卷,19节选)-911.9+89.3解析

(1)根据盖斯定律,①+②+2×③可得反应CaO(s)+2Al(s)+7H2O(l)═

Ca2+(aq)+2[Al(OH)4]-(aq)+3H2(g),则ΔH4=ΔH1+ΔH2+2ΔH3=(-65.17

kJ·mol-1)+(-16.73

kJ·mol-1)+2×(-415.0

kJ·mol-1)=-911.9

kJ·mol-1。(2)根据盖斯定律,将反应①+反应②得到目标反应,则ΔH3=ΔH1+ΔH2=[+100.3+(-11.0)]

kJ·mol-1=+89.3

kJ·mol-1。考向2反应热的大小比较例2(2022·浙江1月选考卷)相关有机物分别与氢气发生加成反应生成1mol环己烷(

)的能量变化如图所示:下列推理不正确的是(

)A.2ΔH1≈ΔH2,说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比B.ΔH2<ΔH3,说明单双键交替的两个碳碳双键之间存在相互作用,有利于物质稳定C.3ΔH1<ΔH4,说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键D.ΔH3-ΔH1<0,ΔH4-ΔH3>0,说明苯分子具有特殊稳定性A解析

2ΔH1≈ΔH2<ΔH3,因此不能说碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比,A错误;ΔH2<ΔH3,说明单双键交替的物质能量低,更稳定,从而说明单双键交替的两个碳碳双键之间存在相互作用,有利于物质稳定,B正确;3ΔH1<ΔH4,说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键,C正确;ΔH3-ΔH1<0,ΔH4-ΔH3>0,说明苯分子具有特殊稳定性,D正确。[对点训练2](2024·广东广州模拟)下列各组热化学方程式中,ΔH的比较正确的是(

)A.ΔH1<ΔH2 B.ΔH3<ΔH4C.ΔH5<ΔH6 D.ΔH7>ΔH8A思维建模反应热大小比较的依据素养发展进阶进阶1练易错·避陷阱1.分别向1L0.5mol·L-1的Ba(OH)2溶液中加入①浓硫酸、②稀硫酸、③稀硝酸,恰好完全反应时的热效应分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,下列关系正确的是(

)A.ΔH1>ΔH2>ΔH3

B.ΔH1<ΔH2<ΔH3C.ΔH1>ΔH2=ΔH3

D.ΔH1=ΔH2<ΔH3B解析

混合时浓硫酸在被稀释的过程中放热;浓、稀硫酸在与Ba(OH)2反应时还会形成BaSO4沉淀,Ba2+、

之间形成化学键的过程中也会放出热量。因放热反应的ΔH取负值,故ΔH1<ΔH2<ΔH3。2.已知:H2O(g)═H2O(l)

ΔH1C6H12O6(g)═C6H12O6(s)

ΔH2C6H12O6(s)+6O2(g)═6H2O(g)+6CO2(g)

ΔH3C6H12O6(g)+6O2(g)═6H2O(l)+6CO2(g)

ΔH4下列说法正确的是(

)A.ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<ΔH4

B.6ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4=0C.-6ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4=0

D.-6ΔH1+ΔH2-ΔH3+ΔH4=0B解析

由气态物质转化成液态物质或固态物质均放出热量,ΔH1<0,ΔH2<0,气态C6H12O6燃烧生成液态水比固态C6H12O6燃烧生成气态水放出热量多,所以ΔH3>ΔH4,A项错误;根据盖斯定律得ΔH4=6ΔH1+ΔH2+ΔH3,B项正确,C、D项错误。进阶2练热点·提素能3.(2023·广东江门检测)已知:①3C(s)+Al2O3(s)+N2(g)═2AlN(s)+3CO(g)

ΔH1=+1026kJ·mol-1②2C(s)+O2(g)═2CO(g)

ΔH2=-221kJ·mol-1③2Al(s)+N2(g)═2AlN(s)

ΔH3=-318kJ·mol-1则反应2Al2O3(s)═4Al(s)+3O2(g)的ΔH等于(

)A.+753kJ·mol-1 B.-753kJ·mol-1C.+3351kJ·mol-1 D.-3351kJ·mol-1C解析

由盖斯定律可知,将2×①-3×②-2×③得2Al2O3(s)═4Al(s)+3O2(g),则该反应的反应热ΔH=+1

026

kJ·mol-1×2-(-221

kJ·mol-1)×3-(-318

kJ·mol-1)×2=+3

351

kJ·mol-1,综上所述,答案为C。4.(1)以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下:则ΔH3=________kJ·mol-1。

+40.9解析

根据反应Ⅰ-Ⅱ=Ⅲ,则ΔH3=ΔH1-ΔH2=-49.5

kJ·mol-1-(-90.4

kJ·mol-1)=+40.9

kJ·mol-1。(2)二氧化碳催化加氢制甲醇,有利于减少温室气体二氧化碳。二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g),该反应一般认为通过如下步骤来实现:①CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g)

ΔH1=+41kJ·mol-1②CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)

ΔH2=-90kJ·mol-1总反应的ΔH=________kJ·mol-1。

-49解析

二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g),该反应一般认为通过如下步骤来实现:①CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g)

ΔH1=+41

kJ·mol-1,②CO(g)+2H2(g)═CH3