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文档简介
第29讲反应热的测定与计算复习目标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应用,能运用盖斯定律进行有关反应热的计算。
CONTENTS考点一中和反应反应热的测定考点二盖斯定律反应热的计算与比较真题演练课时跟踪检测考点一中和反应反应热的测定
必备知识
1.
中和反应反应热:25
℃和101
kPa下,在稀溶液中,强酸和强碱发生中
和反应生成1
mol
H2O时所放出的热量,为57.3
kJ(实验值)。2.
中和反应反应热的测定(1)实验装置(2)实验步骤
易错辨析(1)在中和反应反应热的测定实验中,应把NaOH溶液分多次倒入。
(
×
)(2)用稀氨水代替稀NaOH溶液进行中和反应反应热测定实验,会使中和
反应反应热测定的数值偏大。
(
×
)
(4)HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3
kJ·mol-1,则0.5
mol
H2SO4
和足量Ba(OH)2反应的ΔH=-57.3
kJ·mol-1。
(
×
)××√×
关键能力
考向
中和反应反应热及其测定
A.
酸碱中和反应后体系的能量将增加C.
盐酸和氨水中和反应后放热一定等于57.3
kJD.1
mol
H2SO4(aq)完全被中和放热57.3
kJ√解析:
A项,酸碱中和反应为放热反应,反应后体系的能量将降低,错
误;C项,一水合氨是弱电解质,电离吸热,且不知道盐酸和氨水的量,
无法计算反应热,错误;D项,1
mol
H2SO4(aq)完全被中和生成2
mol
H2O,放热(57.3×2)kJ,错误。2.
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的实验步骤如下:①用量筒量取50
mL
0.50
mol·L-1盐酸倒入量热计内筒中,测出盐酸的温度。用水把温度计冲洗干净,擦干备用;②用另一量筒量取50
mL
0.55
mol·L-1
NaOH溶液,并用同一温度计测出
其温度。用水把温度计冲洗干净,擦干备用;③将NaOH溶液迅速倒入量热计内筒中,使之混合均匀,测得混合液最高
温度。重复上述步骤,记录数据。回答下列问题:(1)NaOH溶液与盐酸混合均匀的正确操作是
(填字母)。a.把NaOH溶液分多次倒入量热计内筒中与盐酸反应b.用温度计小心搅拌c.揭开杯盖用玻璃棒搅拌d.用套在温度计上的玻璃搅拌器上下轻轻地搅动e.实验时可用铜质搅拌器代替玻璃搅拌器(2)NaOH溶液稍过量的原因:
。d
确保盐酸被完全中和(3)稀盐酸和氢氧化钠溶液的密度都视为1
g·cm-3,溶液的比热容c=
4.18×10-3
kJ·g-1·℃-1。某学生实验记录数据如下:实验序
号起始温度t1/℃最高温度t2/℃盐酸氢氧化钠溶液混合溶液120.020.123.2220.220.423.4320.520.623.6
-51.8
kJ·mol-1
计算生成1
mol
H2O(l)时的反应热:①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
反应热数值
(填“偏高”“不变”或“偏低”),其原因是
。偏低
弱
酸或弱碱在溶液中部分电离,在反应过程中,弱酸或弱碱会继续电离,而
电离是吸热的过程②有两组实验:ⅰ.50
mL
0.50
mol·L-1盐酸和50
mL
0.55
mol·L-1
NaOH
溶液,ⅱ.60
mL
0.50
mol·L-1盐酸和50
mL
0.55
mol·L-1
NaOH溶液。实
验ⅰ、ⅱ反应放出的热量
(填“相等”或“不相等”,下同),
测得生成1
mol
H2O(l)时中和反应反应热
,原因是
。不相等
相等
生成1
mol
液态水时的中和反应反应热与反应物的用量无关考点二盖斯定律反应热的计算与比较
必备知识
1.
盖斯定律内
容通过大量实验证明,不管化学反应是
完成或分几步完成,
其反应热是
的。即化学反应的反应热只与反应体系的始态
和
有关,而与反应的途径无关,这就是盖斯定律意
义应用盖斯定律可以间接计算某些反应的反应热一步
相同
终态
应
用应
用-110.5
kJ·mol-1
-110.5
kJ·mol-1
2.
反应热的计算方法计算依据计算方法反应物的总能量和生成物的总能量ΔH=E(生成物的总能量)-E(反应物的总能量)化学键的键能ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和反应历程正逆反应的活化能ΔH=正反应的活化能之和-逆反应的活化能之和燃烧热可燃物完全燃烧产生的热量=可燃物的物质的量
×燃烧热计算依据计算方法盖斯定律根据盖斯定律,可以将两个或若干个热化学方程
式相加或相减等代数运算(包括ΔH运算),得到
一个新的热化学方程式热化学方程式热化学方程式与数学上的方程式相似,可以左右
颠倒同时改变ΔH的正负号,各项的系数包括ΔH
的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数
(1)25
℃、101
kPa时,56
g
CO在足量的O2中充分燃烧,放出565.2
kJ热
量。则CO的燃烧热为ΔH=
。(2)0.050
L
2.00
mol·L-1
H2SO4溶液与0.200
L
1.05
mol·L-1
KOH溶
液完全反应,放出11.46
kJ热量,则生成1
mol
H2O(l)的反应热ΔH
=
。
-282.6
kJ·mol-1
-57.3
kJ·mol-1
(EC+ED-EA-EB)kJ·mol-1
3.
反应热的大小比较(1)根据反应物的量的大小关系比较焓变的大小
反应②中H2的量更多,因此放热更多,故ΔH1
ΔH2。(2)根据反应进行的程度大小比较焓变的大小
反应④中,C完全燃烧,放热更多,故ΔH3
ΔH4。>
>
(3)根据反应物或生成物的状态比较焓变的大小
方法一:图像法,上述两反应能量随反应过程的变化曲线。由图像可知:|ΔH5|>|ΔH6|,但ΔH5<0,ΔH6<0,故ΔH5
ΔH6。<
方法二:通过盖斯定律构造新的热化学方程式。
<
(4)根据特殊反应的焓变情况比较焓变的大小
<
关键能力
考向1利用盖斯定律计算反应热(ΔH)1.
(2025·八省联考晋陕青宁卷节选)1,3-丁二烯(C4H6,简称丁二
烯)是生产橡胶的一种重要原料,其制备方法不断创新。1-丁烯(C4H8)催化脱氢法是工业生产丁二烯的方法之一。25
℃时,相关物质的燃烧热数据如下表:物质C4H8(g)C4H6(g)H2(g)燃烧热ΔH/(kJ·mol-1)a-2
542-286
-2
718
解析:燃烧热是指在101
kPa时,1
mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所
放出的热量,由表格数据可知:
2.
(1)(2025·山东青岛模拟节选)以CH3OH(g)和CO2(g)为原料
在一定条件下可制备HCOOCH3(g),发生的主要反应如下:
+1
983.86
kJ·mol-1
(2)(2025·广东梅州模拟节选)油气开采、石油化工、煤化工等行业
废气普遍含有H2S,需要回收处理并加以利用。根据文献,对H2S的处理主
要有两种方法。①克劳斯工艺。该工艺经过两步反应使H2S转化为S2:
写出该工艺总反应的热化学方程式
。
2H2O(g)
ΔH=-314
kJ·mol-1副产物H2可作燃
料
利用盖斯定律计算反应热的“四步骤”将所给热化学方程式适当加减得到所求的热化学方程式,反应热也作相
应的加减运算。
考向2反应热大小比较3.
根据以下热化学方程式,ΔH1和ΔH2的大小比较错误的是(
)√
4.
(2025·广东梅州模拟)PCl3和PCl5都是重要的化工产品。磷与氯气反
应有如图转化关系。已知:在绝热恒容密闭容器中发生反应(1)、反应
(2),反应体系的温度均升高。下列叙述正确的是(
)A.
ΔH3>0B.
ΔH1=ΔH2+ΔH3C.
ΔH2>ΔH3D.
ΔH1<ΔH3√解析:
发生反应(1)、反应(2),反应体系的温度均升高,则两者
均为放热反应,根据盖斯定律可知,ΔH3=ΔH1+ΔH2,则ΔH3<0,A、B
错误;ΔH3=ΔH1+ΔH2,即ΔH3-ΔH2=ΔH1<0,故ΔH2>ΔH3,ΔH3-
ΔH1=ΔH2<0,即ΔH1>ΔH3,C正确,D错误。
“四看”比较反应热(ΔH)的大小
(1)看能量变化看是吸热反应还是放热反应,吸热反应的ΔH>0,放热反
应的ΔH<0,且吸热反应的ΔH大于放热反应的ΔH(2)看物质状态等量的同一物质,处于气态、液态和固态时,所具有的能
量依次减小。比较ΔH大小时,要考虑物质状态的影响(3)看反应程度对于同一反应物,反应进行的程度不同,ΔH不同(4)看反应关系对于不同的反应,若含有相同的反应物或生成物,可结合
质量守恒定律和盖斯定律分析ΔH的大小真题演练
1.
(2025·重庆高考12题)肼(N2H4)与氧化剂剧烈反应,释放大量的热
量,可作火箭燃料。已知下列反应:
ΔH1=a
kJ·mol-1
ΔH2=b
kJ·mol-1
ΔH3=c
kJ·mol-1
C.
a-3b+cD.
a+3b-c
√2.
(1)(2025·安徽高考17题节选)通过甲酸分解可获得超高纯度的
CO。甲酸有两种可能的分解反应:
-
41.2
-65
(2)(2025·陕晋青宁17题节选)MgCO3/MgO循环在CO2捕获及转化等
方面具有重要应用。科研人员设计了利用MgCO3与H2反应生成CH4的路
线,主要反应如下:解析:根据盖斯定律,目标反应=反应Ⅰ+反应Ⅱ,则ΔH4=ΔH1+ΔH2=+
101
kJ·mol-1-166
kJ·mol-1=-65
kJ·mol-1。(3)(2025·广东高考19题节选)钛单质及其化合物在航空、航天、催
化等领域应用广泛。以TiCl4为原料可制备TiCl3。将5.0
mol
TiCl4与10.0
mol
Ti放入容积为V0
L
的恒容密闭容器中,反应体系存在下列过程。编号过程ΔH(a)ΔH1(b)+200.1
kJ·mol-1(c)+132.4
kJ·mol-1(d)ΔH2ΔH1=
kJ·mol-1。-267.8
解析:根据反应(a)、(b)、(c)的物质转化关系,由盖斯定律可知,(c)-2(b)=(a),故ΔH1=+132.4
kJ·mol-1-2×200.1
kJ·mol-1=-267.8
kJ·mol-1。(4)(2025·湖北高考19题节选)CaH2(s)粉末可在较低温度下还原
Fe2O3(s)。已知一定温度下:
ΔH1=m
kJ·mol-1
ΔH2=n
kJ·mol-1
3.
(1)(2024·山东高考20题节选)水煤气是H2的主要来源,研究CaO
对C-H2O体系制H2的影响,涉及主要反应如下:
ΔH1+ΔH2+ΔH3
(2)(2024·全国甲卷28题节选)已知如下热化学方程式:
ΔH1=-29
kJ·mol-1
解析:根据盖斯定律,目标反应=第一个反应×3+第二个反应,则
ΔH=3×ΔH1+ΔH2=3×(-29
kJ·mol-1)+20
kJ·mol-1=-67
kJ·mol-1。-
67
物质CH4(g)C6H6(l)H2(g)ΔH/(kJ·mol-1)abc(6a-b-
9c)
(4)(2024·广东高考19题节选)酸催化下NaNO2与NH4Cl混合溶液的反
应(反应a),可用于石油开采中油路解堵。
则反应a的ΔH=
。
ΔH1-ΔH2-ΔH3+ΔH4
课时跟踪检测
1.
(2025·河南开封期中)某实验小组利用如图所示装置进行稀NaOH溶
液与稀盐酸中和反应反应热的测定。下列说法正确的是(
)A.M可为铁制环形搅拌器B.
用温度计测量NaOH溶液温度后可直接测量稀盐酸温度C.
隔热层的作用是减小实验过程中的热量损失D.
为使反应更充分,应将稀NaOH溶液缓缓加入稀盐酸中12345678910√解析:
M应为玻璃搅拌器,铁制搅拌器导热性好,会造成热量散失,
引起误差,A错误;用温度计测量NaOH溶液温度后,应将温度计用蒸馏水
冲洗干净并擦干后再测量稀盐酸温度,B错误;为了减小实验过程中的热
量损失,可在装置中加隔热层,减小实验误差,C正确;为了减小实验过
程中的热量损失,应将稀NaOH溶液一次性快速加入稀盐酸中,D错误。123456789102.
(2025·安徽六安月考)借助盐酸与NaOH溶液反应,用如图所示装置
测定中和反应的反应热。下列说法正确的是(
)A.
所需的仪器有烧杯、温度计、铜制搅拌器、量筒B.
为了保证完全被中和,采用稍过量的NaOH溶液C.
若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验,计
算所得反应热ΔH偏小D.
溶液混合后,直至温度长时间不再改变时,测量并
记录反应后体系的温度√12345678910解析:中和反应的反应热测定所需玻璃仪器有烧杯(用作反应容器)、环形玻璃搅拌器(用于搅拌混合液体)、温度计(测量温度),A错误;为了测定数据更准确,采用稍过量的NaOH溶液,使HCl完全反应,B正确;若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行实验,由于醋酸电离吸热,反应放热更少,则计算所得反应热偏小,所得反应热ΔH偏大,C错误;需要测定并记录的实验数据有反应前盐酸、氢氧化钠溶液的温度和反应后混合溶液的最高温度,D错误。123456789103.
(2026·山西大同月考)用一定浓度的NaOH溶液与稀盐酸进行中和反
应反应热的测定实验时,测得生成1
mol液态水时的ΔH>-57.3
kJ·mol-
1,产生这种偏差的原因不可能是(
)A.
实验用NaOH溶液的浓度过大B.
实验时搅拌速度慢C.
分2~3次把NaOH溶液倒入盛有稀盐酸的小烧杯中D.
用量取完稀盐酸的量筒直接量取氢氧化钠溶液√12345678910解析:
A项,NaOH溶液稀释过程释放热量,导致中和反应反应热ΔH
<-57.3
kJ·mol-1;B项,实验时搅拌速度慢,导致热量散失,测得中和
反应反应热ΔH>-57.3
kJ·mol-1;C项,分2~3次把NaOH溶液倒入盛
有稀盐酸的小烧杯中,导致热量散失,测得中和反应反应热ΔH>-57.3
kJ·mol-1;D项,用量取完稀盐酸的量筒直接量取NaOH溶液,NaOH被部
分反应,导致测得中和反应反应热ΔH>-57.3
kJ·mol-1。123456789104.
(2025·广东韶关模拟)用丙烯可将汽车尾气中的NOx还原为N2除去。
主要反应如下:
12345678910A.
(9c+2b-a)kJ·mol-1B.
(9c+b-a)kJ·mol-1C.
(9c+b-2a)kJ·mol-1D.
(9c-b+a)kJ·mol-1
则ΔH3为(
)√123456789105.
(2025·浙江温州模拟)相同温度和压强下,关于反应的ΔH,下列判
断正确的是(
)
A.
ΔH1>0,ΔH2<0B.
ΔH1<ΔH2+ΔH3C.
ΔH4-ΔH1=ΔH2+ΔH3D.
ΔH2<ΔH3√12345678910
123456789106.
(2025·浙江绍兴模拟)HCl(g)溶于大量水的过程放热,循环关系如
图所示。下列说法不正确的是(
)A.
ΔH5<0,ΔH6<0B.
若将循环图中Cl元素改成Br元素,相应的ΔH2(Cl)>ΔH2(Br)C.
ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6>0D.
ΔH3-ΔH4>0√12345678910解析:
H+(g)→H+(aq)、Cl-(g)→Cl-(aq)为放热过程,ΔH5
<0,ΔH6<0,A正确;
Cl的非金属性强于Br,氢氯键键能大于氢溴键,
断开共价键吸热,则ΔH2(Cl)>ΔH2(Br),B正确;根据题干可知,
HCl(g)溶于大量水的过程放热,ΔH1<0,根据盖斯定律,ΔH1=ΔH2+
ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6<0,C错误;氢原子失电子吸热,氯原子得电子
放热,ΔH3>0,ΔH4<0,则ΔH3-ΔH4>0,D正确。123456789107.
(2025·河南月考)下列有关热化学方程式的书写或判断错误的是(
)12345678910√12345678910
12345678910C正确;N2和H2的反应为可逆反应,0.5
mol
N2和1.5
mol
H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3
kJ,消耗的氮气的物质的量小于0.5
mol,而热化学方程式中的反应热指的是完全反应时的反应热,即消耗的氮气的物质的量为1
mol,放出的热量大于38.6
kJ,
D错误。12345678910
8.
(2026·安徽铜陵月考)下列热化学方程式正确的是(
)12345678910√12345678910
12345678910
123456789109.
(2025·重庆模拟)下表为某些化学键的键能:化学键N—NN≡NN—H键能/(kJ·mol-1)154500942a已知火箭燃料肼(N2H4)有关化学反应的能量变化如图所示,则下列说法
正确的是(
)A.
表中的a=391B.
相同条件下O2比N2稳定D.
图中的ΔH3=-2
218
kJ·mol-1√12345678910
1234567891010.
(2025·广东期中)回答下列问题:某实验小组用0.50
mol·L-1
NaOH溶液和0.50
mol·L-1硫酸溶液进行中
和反应反应热的测定。(1)取50
mL
NaOH溶液和30
mL硫酸溶液进行实验,实验数据如表。①请填写表中的空白:起始温度t1/℃终止温
度t2/
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