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文檔簡介
第2課時反應熱的測量與計算課程標準課標解讀.了解中和熱測定的原理、實驗儀器、藥品,實驗過程與操作。.理解燃燒熱和中和熱的概念。.了解蓋斯定律及其應用。.能進行反應焰變的簡單計算,能運用反應焰變合理選擇和利用化學反應。.能從宏觀和微觀相結合的視角分析與解決反應熱的熱效應,以及蓋斯定律的認識問題。(宏觀辨識與微觀探析).依據探究目的,設計探究方案,運用化學實驗、調查等方法進行實驗探究。(科學探究與創(chuàng)新意識).通過應用蓋斯定律和反應熱的有關計算,形成具有節(jié)約資源、保護環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展意識。(科學態(tài)度與社會責任)Sa知識精講史,知識點01反應熱的測量.實驗原理通過測定一定量的酸、堿溶液在反應前后的變化,計算反應放出的熱量,由此求得反應熱。.實驗裝置(如圖)簡易量熱計 3.實驗步驟(1)用量筒量取50mL0.50mol-L【鹽酸,倒入簡易量熱計中,測量并記錄(”)。(2)另取一量筒量取50mL0.50mo卜NaOH溶液,測量并記錄5)。(3)將量筒中的氫氧化鈉溶液 盛有鹽酸的簡易量熱計中,立即.用輕輕攪拌,并準確讀出反應體系的(,3)。4.實驗數(shù)據處理假設溶液的比熱與水的比熱,溶液的密度與水的密度,忽略量熱計的=①反應體系的溫度變化:AU /(℃)②反應體系的熱容:C= ③反應熱\H=/(kJ-mol1)5.反應熱的測量實驗要點(1)使用隔熱層(碎泡沫塑料或紙條)及杯蓋——減少。(2)量取反應物,測反應前溫度——要用NaOH溶液、 鹽酸。(3)混合反應物,測反應后溫度一測反應后混合液的=(4)重復實驗 次,減小系統(tǒng)誤差?!炯磳W即練1]用50mL0.50mol/L鹽酸與50mL0.50mol/LNaOH溶液進行中和熱測定實驗,下列說法正確的是()A.在測定中和熱的過程中,需要測定并記錄溫度2次B.大燒杯上若不蓋硬紙板,測得的中和熱數(shù)值會偏小C.用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進行實驗,測得的中和熱數(shù)值會偏大D.為防止液體濺出,酸堿混合時應將量筒中的溶液緩緩倒入燒杯中再慢慢攪拌士'知識點02蓋斯定律.蓋斯定律的內容一個化學反應,無論是一步完成,還是分幾步完成,其總的熱效應 。應用蓋斯定律,可以間接地把不易測定的計算出來。.蓋斯定律的應用利用己知反應焙變求未知反應婚變。一個反應的化學方程式可由另外幾個化學方程式相加減得到,則該化學反應的焙變也可以由幾個化學反應焰變的而得到。恒壓條件下,化學反應的反應熱僅與反應的和有關,而與反應的無關。如圖所示:(1)Zn(s)+^O2(g)=ZnO(s) -348.3kJ-mol(2)2Ag(s)+^O2(g)=Ag2O(s)\H=-31.0kJ-mol"1則Zn(s)+Ag2O(s)=ZnO(s)+2Ag(s)的AW等于。Q能力拓展考法01化學反應反應熱的測量i.提高反應熱準確度的措施(1)實驗中用溫度計先后測量酸溶液、堿溶液及混合溶液的溫度時,使用同一支溫度計可減小實驗誤差,且測量完一種溶液后,溫度計必須用水沖洗干凈并用濾紙擦干。溫度計的水銀球要完全浸入溶液中,且要穩(wěn)定一段時間后再記下讀數(shù)。(2)反應物應一次性迅速加入,且避免有液體濺出。(3)實驗操作時動作要快,盡量減少熱量的損失。(4)重復實驗3次,取3次實驗數(shù)據的平均值。2.導致反應熱測定存在誤差的原因(1)量取溶液的體積不準確。(2)溫度計讀數(shù)有誤(如未讀取到混合溶液的最高溫度,就記為終止溫度)。(3)實驗過程中有液體濺出。(4)混合酸、堿溶液時,動作緩慢。(5)隔熱層隔熱效果不好,實驗過程中有熱量損失。(6)測過酸溶液的溫度計未用水清洗便立即去測堿溶液的溫度。(7)溶液濃度不準確。(8)沒有進行重復實驗。.問題討論(1)若使用濃硫酸或濃堿會對實驗結果有什么影響?濃硫酸或濃堿稀釋時會放出熱量,使最終溫度偏高。(2)使用弱酸或弱堿會對實驗結果有什么影響?弱酸或弱堿電離時吸熱,使最終溫度偏低。(3)若分別使用0.25molL”的鹽酸和氫氧化鈉溶液,測得的反應熱的數(shù)值是否相同?理論上相同,因為反應熱與化學方程式中化學計量數(shù)相關,與實際反應的物質的物質的量無關。本實驗中測得的反應熱是生成ImolHzO⑴時的反應熱。(4)若取用的溶液的體積較少,對實驗結果有什么影響?溫度差變小,會造成系統(tǒng)誤差增大。【典例1】在進行中和反應反應熱的測定中,下列操作錯誤的是()A.反應前酸、堿溶液的溫度要相同B.測量溶液的溫度計要一直插在溶液中C.為了使反應均勻進行,可以向酸(堿)中分次加入堿(酸)D.為了使反應更完全,可以使酸或堿適當過量考法02對中和反應反應熱的理解.中和反應的反應熱中和反應的反應熱是指酸和堿在稀溶液中反應生成1mollmolHzO。)時的反應熱,不同的酸和堿反應,中和熱并不相同。強酸和強堿在稀溶液中發(fā)生中和反應時,1molH+和1molOFF反應生成1mol液態(tài)H2O,放出57.3kJ的熱量,表示為H+(aq)+OH「(aq)===H2O⑴A//=-57.3kJmol'o.中和反應的反應熱的實質中和反應的反應熱的實質是H+、OH結合生成H2Oo若反應過程中有其他物質生成(如生成沉淀或難電離的其他物質等),這部分反應熱不應計在中和熱內。如使用濃硫酸或濃堿反應時,濃硫酸或堿稀釋要放出熱量,放出的熱量增加;如使用弱酸或弱堿反應時,弱酸或弱堿電離吸熱,放出的熱量減少。【典例21已知強酸與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應的熱化學方程式為H,(aq)+OH(aq)=H2O(l)\H=~57.3kJ-mol-1,又知電解質的電離是吸熱過程。向1L0.5mo卜的NaOH溶液中加入下列物質:①稀醋酸;②濃硫酸;③稀硝酸,恰好完全反應。其婚變AHl、A42、AH3的關系是()A.AWi>A//2>A//3 B.A//i<A//3<A//2C.AWi=A//3>A//2 D.考法03蓋斯定律的應用利用蓋斯定律進行問題分析時,常用加合法和虛擬途徑法。.加合法將所給熱化學方程式適當加減得到所求的熱化學方程式,反應熱也作相應的變化。舉例:已知:①舉例:已知:①2H2(g)+C>2(g)=2H2O(g) A”i=-483.6kJ-mol-1②H2O(g)=H2O(l) a//2=-44.0kJ-mol'1運算公式管加合法寫出")+10邈)=氏0⑴的熱化學方程式根據蓋斯定律:將①X1/2+②便得出A//=A//Ix|+A//2=(-483.6kJmol-1)x1+(-44.0kJmol-1)=-285.8kJmol-'所求熱化學方程式為:H2(g)+|o2(g)=H2O(l) A//=-285.8kJmol1.虛擬途徑法先根據題意虛擬轉化過程,然后根據蓋斯定律列式求解,即可求得待求的反應熱。舉例:若反應物A變?yōu)樯晌顳,可以有兩個途徑:①由A直接變成D,反應熱為A”;②由A經過B變成C,再由C變成D,每步的反應熱分別為AM、AH”\H^AH 貝I]有:應用加合法計算反應熱時應注意:①熱化學方程式如果相加(或相減),則反應熱就相應地相加(或相減)。②反應熱數(shù)值與各物質的化學計量數(shù)成正比:化學計量數(shù)乘以(或除以)某個數(shù),則反應熱就相應地乘以(或除以)這個數(shù)。③可逆反應中,熱化學方程式中的反應熱是指反應按所給形式完全進行時的反應熱;正、逆反應的反應熱數(shù)值相等,符號相反。【典例3]已知C(s)+1()2(g)=CO(g)NH上述反應在02供應充分時,可燃燒生成CO2;O2供應不充分時,雖可生成CO,但同時還部分生成CO2o因此該反應的AH無法直接測得。但是下述兩個反應的AH卻可以直接測得:?)C(s)+O2(g)=CO2(g)A/7i=-393.5kJ-mo「②CO(g)+/2(g)=CC>2(g)A//2=-283.0kJ-mol-1根據蓋斯定律,就可以計算出欲求反應的A”。分析上述兩個反應的關系,即知:\H=o則C(s)與O2(g)生成CO(g)的熱化學方程式為?M分層提分題組A基礎過關練.在相同條件下,將1molC(s)分別按如下途徑燃燒:①1molC(s)—>1molCO2(g);②1molC(s)—>1molCO(g),1molCO(g)T1molCO2(g),放出的熱量關系為( )A.①〉② B.①二② C.①<② D.無法比較.已知H2(g)+C12(g)==2HCl(g)AH=-184.6kJmo「,則反應HCl(g)=1H2(g)+1ci2(g)的△,為( )A.+184.6kJ/molB.-92.3kJ/molC.-369.2kJ/molD.+92.3kJ/mol.己知S(s)=S(g)AWi,S(g)+O2(g)=SO2(g)A42,則S(s)燃燒的熱化學方程式為( )S(s)+O2(g)=SO2(g)\H=\H2-\HxS(s)+O2(g)=SO2(g)A//=A//|-A//2S(s)+O2(g)=SO2(g)\H=\Hx+\H21molS(s)燃燒生成1molS()2(g)放出的熱量大于1molS(g)燃燒生成1molSCh(g)放出的熱量.中和熱是在稀溶液中,強酸、強堿發(fā)生中和反應生成1mol液態(tài)水時放出的熱量,中和熱為57.3kJ-mol-1?下列熱化學方程式中正確的是()HNO3(aq)+KOH(aq)==H2O(l)+KNOj(aq)AH>—57.3kJ-rnol1HNO3(aq)+NH3H2O(aq)=H2O(l)+NH4NO3(aq)AW<-57.3kJmor1CH3COOH(aq)+KOH(aq)=H2O(l)+CH3COOK(aq)A//<-57.3kJ-mol-1CH3COOH(aq)+NHyH2O(aq)=H2O(l)+CH3COONH4(aq)A/7>-57.3kJ-mol15.已知熱化學方程式:C(金剛石,s)+Ch(g)=CO2(g)AM①C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g)AH2②C(石墨,s)=C(金剛石,s)A43=1.9kJ-mo「?③下列說法正確的是()A.石墨轉化成金剛石的反應是吸熱反應B.金剛石比石墨穩(wěn)定A//3=A//i-AW2A//!>A/726.已知:①2c(s)+O2(g)=2CO(g)AH=-221.0kJ-mol1@2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)AH=-483.6kJmor1則制備水煤氣的反應C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)的AH為( )A.+262.6kJ-mol-1 B.-131.3kJmol1C.-352.3kJ-moF1 D.+131.3kJmor1.已知:①Zn(s)+102(g)=Zn0(s)A//i=-348.3kJ-mol-1@2Ag(s)+2O2(g)=Ag2O(s)A/72=-31.0kJ-mol1則Zn(s)+Ag2O(s)=ZnO(s)+2Ag(s)的等于( )A.—317.3kJmor1 B.-379.3kJ-mol-1C.-332.8kJ-moF1 D.317.3kJ.mo「.已知H+(aq)+OH-(aq)=H2。。)A//=-57.3kJ-moF1,回答有關中和反應的問題。(1)用0.1molBa(OH)2配成稀溶液與足量稀硝酸反應,能放出 kJ熱量。
(2)如圖裝置中儀器A的名稱是,作用是:儀器B的名稱是,作塑料蓋板碎泡沫塑料小燒杯-大燒杯用是;碎泡沫塑料的作用是o塑料蓋板碎泡沫塑料小燒杯-大燒杯(3)若通過實驗測定中和熱的AH,其結果常常大于一57.3kJ-mo「i,其原因可能是O(4)用相同濃度和體積的氨水(NH3H0)代替NaOH溶液進行上述實驗,測得的中和熱的數(shù)值會(填“偏大”、“偏小”或“無影響.己知:Na2CO3-10H2O(s)=Na2CO3(s)+10H2O(g)AWi=532.36kJ-mol-1Na2co340H2O(s)=Na2CC)3?H2cxs)+9H2O(g)A//2=473.63kJ-moP1寫出Na2cO3?H2。脫水反應的熱化學方程式:。.發(fā)射衛(wèi)星時可用腫(N2HQ為燃料,用二氧化氮為氧化劑,這兩種物質反應生成氮氣和水蒸氣。已知:①N2(g)+2O2(g)=2NC)2(g)A/7i=+67.7kJ-moP1②N2H4(g)+Ch(g)=N2(g)+2H2O(g)\Hz=-534kJ-moP1試計算1mol腫和二氧化氮完全反應時放出的熱量為kJ;寫出肺與二氧化氮反應的熱化學方程式O題組B能力提升練1.下列說法正確的是( )A.任何酸與堿發(fā)生中和反應生成1mol比0的過程中,能量變化均相同B.同溫同壓下,H2(g)+Ch(g)==2HCl(g)在光照和點燃條件下的AH不同C.已知:①2H2(g)+C)2(g)=2H2O(g) \H=-akJ-mol"1,②2H2(g)+C)2您)=2比0⑴kJ-mol則a>%D.已知:①C(s,石墨)+O2(g)=CCh(g) A//=-393.5kJ-mol-1,②C(s,金剛石)+()2(g)=CO2(g)AH=—395.0kJ-mol1,則C(s,石墨)=C(s,金剛石)A//=+1.5kJ-mol1.如下圖所示,AHi=-393.5kJ/moL-395.4kJ/moL下列說法或表示式正確的是( )能]盤卜夕__ __eg金剛石)+0儂Hr""y*eg石晶)+。施)Art,A%\I」」--'-830 反應過程 A.C(s、石墨)=C(s、金剛石)A//=+1.9kJ/molB.石墨和金剛石的轉化是物理變化C.金剛石的穩(wěn)定性強于石墨D.1mol石墨的總鍵能比1mol金剛石的總鍵能小1.9kJ.已知熱化學方程式:H2O(g)=H2(g)+502(g)A/7=241.8kJ-moF1H2(g)+1o2(g)=H2O(l)XH=-285.8kJ-moF1當1g液態(tài)水變?yōu)樗魵鈺r,其熱量變化是()A//=88kJ-moF1 B.A//=2.44kJmoF1C.A//=-4.98kJ-mol-1D.A//=-44kJ-mol"14.蓋斯定律指出:化學反應的反應熱只與反應的始態(tài)(各反應物)和終態(tài)(各生成物)有關,而與具體反應進行的途徑無關。物質A在一定條件下可發(fā)生一系列轉化,由圖判斷下列關系錯誤的是()AF BE C/ahDa.a-f,ah=-ah6AH1+AH2+AH3+AH4+AH5+AH6=1C.C—F,|AH|=|AH1+AH2+AH6|D.AH]+AH2+AH3=-AH4-AH5-AH65.丙烯是重要的有機化工原料。以丁烯和乙烯為原料反應生成丙烯的方法被稱為“烯燃歧化法”,主要反應一定條件為C4H8(g)+C2H4(g), 42c3H6(g)。己知相關燃燒熱數(shù)據:①QH4(g)+3O2(g)=2CCh(g)+2H2O⑴AH=-1411kJ-mol-19②C3H6+2O2=3CO2(g)+3H2O(l)AH=-2049kJ-mol-1③C4H8(g)+6O2(g)=4CO2(g)+4H2O⑴AH=-2539kJ-mol-1下列說法不正確的是()A.消耗等物質的量的原料,反應③的放熱最顯著B.放出相等的熱量,反應①產生的CO?最少“烯燃歧化"反應中消耗1molC4H8(g),放熱148kJ“烯嫌歧化”反應中斷鍵吸收的能量比成鍵放出的能量多6.紅磷P(s)和Cb(g)發(fā)生反應生成PCb(g)和PCl5(g)?反應過程和能量關系如下圖所示(圖中的\H表示生成mol產物的數(shù)據)。根據下圖回答下列問題:
(1)P和Ch反應生成(1)P和Ch反應生成PC13的熱化學方程式是(2)PC15分解成PC13和Cl2的熱化學方程式是。(3)P和Cl2分兩步反應生成1molPC15的△%=,P和CL一步反應生成1molPCI5的△% △%(填“大于”、“小于”或“等于”)。題組C培優(yōu)拔尖練1.25℃、101kPa下:?2Na(s)+1/2O2(g)=Na2O(s)A/7i=-414kJ-moF1②2Na(s)+C)2(g)^=Na2O2(s)AH2=-511kJ-mol?下列說法正確的是( )A.①和②產物的陰陽離子個數(shù)比不相等B.①和②生成等物質的量的產物,轉移電子數(shù)不同C.常溫下Na與足量02反應生成NazO,隨溫度升高生成Na2。的速率逐漸加快D.25℃,101kPa下,Na2O2(s)+2Na(s)^=2Na2O(s)A//=-317kJ/mol2.在1200C時,天然氣脫硫工藝中會發(fā)生下列反應:H2S(g)+|02(g)===S02(g)+H20(g)NH\32H2S(g)+SO2(g)===^S2(g)+2H2O(g)A―H2s(g)+/(g)===S(g)+H2O(g)A”32S(g)===S2(g)△為則的正確表達式為()3 3A.A/74=2(AHi+A”2?3A〃3) B. -AH2)3 3C.A//4=2(A//i+AH2-3A//3) D.AH4=2(A//i-A//2-3AH3)3.氫鹵酸的能量關系如圖所示:HX(aq)AHHXaq)+X-(aq)HX(aq)AHHXaq)+X-(aq)AH.AH、 H*(g)+X-(g)"A町AH,HX(g)———~?Hte)+Xfe)下列說法正確的是( )A.已知HF氣體溶于水放熱,則HF的A”i<0B.相同條件下,HCI的比HBr的小C.在相同條件下,HC1的(A//3+AH4)比HI的大D.一定條件下氣態(tài)原子生成1molH—X鍵放出akJ能量,則該條件下△“2=akJ-mol"4.將V)mL1.00mol/LHC1溶液和V2mL未知濃度的NaOH溶液混合均勻后測量并記錄溶液溫度,實驗結果如圖所示(實驗中始終保持%+V2=50mL)。下列敘述正確的是()做該實驗時環(huán)境溫度為22℃B.該實驗表明化學能可以轉化為熱能C.NaOH溶液的濃度約為LOOmolLrD.該實驗表明有水生成的反應都是放熱反應第2課時反應熱的測量與計算課程標準課標解讀.了解中和熱測定的原理、實驗儀器、藥品,實驗過程與操作。.理解燃燒熱和中和熱的概念。.了解蓋斯定律及其應用。.能進行反應焰變的簡單計算,能運用反應焰變合理選擇和利用化學反應。.能從宏觀和微觀相結合的視角分析與解決反應熱的熱效應,以及蓋斯定律的認識問題。(宏觀辨識與微觀探析).依據探究目的,設計探究方案,運用化學實驗、調查等方法進行實驗探究。(科學探究與創(chuàng)新意識).通過應用蓋斯定律和反應熱的有關計算,形成具有節(jié)約資源、保護環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展意識。(科學態(tài)度與社會責任)蟹知識精講覆4,知識點01反應熱的測量.實驗原理通過測定一定量的酸、堿溶液在反應前后溫度的變化,計算反應放出的熱量,由此求得反應熱。.實驗裝置(如圖)簡易量熱計 3.實驗步驟(1)用量筒量取50mL0.50mohL-i鹽酸,倒入簡易量熱計中,測量并記錄鹽酸的溫度(”)。(2)另取一量筒量取50mL0.50moiL^NaOH溶液,測量并記錄氫氧化鈉溶液的溫度(玄)。(3)將量筒中的氫氧化鈉溶液迅速倒入盛有鹽酸的簡易量熱計中,立即蓋上蓋板。用環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕攪拌,并準確讀出反應體系的最高溫度(,3)。.實驗數(shù)據處理假設溶液的比熱與水的比熱相等,溶液的密度與水的密度相等,忽略量熱計的比熱。①反應體系的溫度變化:Aen-號%℃)②反應體系的熱容:C=(VhctPhC|+VNaOH?pNaOH)x4.18/(J」C")③反應熱AH=—^^()25^AkJmol-1).反應熱的測量實驗要點(1)使用隔熱層(碎泡沫塑料或紙條)及杯蓋——減少熱量損失。(2)量取反應物,測反應前溫度一要用NaOH稀溶液、稀鹽酸。(3)混合反應物,測反應后溫度——測反應后混合液的最高溫度。(4)重復實驗2~3次,減小系統(tǒng)誤差。(即學即練1]用50mL0.50mol/L鹽酸與50mL0.50mol/LNaOH溶液進行中和熱測定實驗,下列說法正確的是()A.在測定中和熱的過程中,需要測定并記錄溫度2次B.大燒杯上若不蓋硬紙板,測得的中和熱數(shù)值會偏小C.用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進行實驗,測得的中和熱數(shù)值會偏大D.為防止液體濺出,酸堿混合時應將量筒中的溶液緩緩倒入燒杯中再慢慢攪拌答案:B解析:A.在測定中和熱的實驗中,每一組需要記錄3次溫度,既初始酸堿的溫度和反應完全后的最高溫度,為了減少實驗誤差,實驗時至少要做2組實驗,所以至少記錄6次溫度,故A錯誤;B,中和熱測定實驗成敗的關鍵是減少熱量損失,大燒杯上若不蓋硬紙板,會有一部分熱量損失,測得的中和熱數(shù)值會偏小,故B正確;C.一水合氨為弱電解質,電離過程要吸熱,所以用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進行實驗,測得的中和熱數(shù)值會偏小,故C錯誤;D.中和熱測定實驗成敗的關鍵是減少熱量損失,酸堿混合時應將量筒中的溶液緩緩倒入燒杯中再慢慢攪拌,導致熱量的損失,測得中和熱的數(shù)值會偏小,故D錯誤;故選B。金'知識點02蓋斯定律.蓋斯定律的內容一個化學反應,無論是一步完成,還是分幾步完成,其總的熱效應相同。應用蓋斯定律,可以間接地把不易測定的計算出來。.蓋斯定律的應用利用已知反應焰變求未知反應焰變。一個反應的化學方程式可由另外幾個化學方程式相加減得到,則該化學反應的焙變也可以由幾個化學反應焰變的相加減而得到。恒壓條件下,化學反應的反應熱僅與反應的起始狀態(tài)和最終狀態(tài)有關,而與反應的途徑無關。如圖所示:【即學即練2】已知:(1)Zn(s)+102(g)=Zn0(s)AW=-348.3kJ-mol-'(2)2Ag(s)+1o2(g)=Ag2O(s)A//=-31.0kJmol1則Zn(s)+Ag2O(s)=ZnO(s)+2Ag(s)的 等于。答案:-317.3kJ-mol1解析:根據蓋斯定律,將方程式(1)一(2)得,AW=-348.3klmol?一(一3L0kJ?mo「)=-317.3kJmo「。B能力拓展考法01化學反應反應熱的測量.提高反應熱準確度的措施(1)實驗中用溫度計先后測量酸溶液、堿溶液及混合溶液的溫度時,使用同一支溫度計可減小實驗誤差,且測量完一種溶液后,溫度計必須用水沖洗干凈并用濾紙擦干。溫度計的水銀球要完全浸入溶液中,且要穩(wěn)定一段時間后再記下讀數(shù)。(2)反應物應一次性迅速加入,且避免有液體濺出。(3)實驗操作時動作要快,盡量減少熱量的損失。(4)重復實驗3次,取3次實驗數(shù)據的平均值。.導致反應熱測定存在誤差的原因(1)量取溶液的體積不準確。(2)溫度計讀數(shù)有誤(如未讀取到混合溶液的最高溫度,就記為終止溫度)。(3)實驗過程中有液體濺出。(4)混合酸、堿溶液時,動作緩慢。(5)隔熱層隔熱效果不好,實驗過程中有熱量損失。(6)測過酸溶液的溫度計未用水清洗便立即去測堿溶液的溫度。(7)溶液濃度不準確。(8)沒有進行重復實驗。.問題討論(1)若使用濃硫酸或濃堿會對實驗結果有什么影響?濃硫酸或濃堿稀釋時會放出熱量,使最終溫度偏高。(2)使用弱酸或弱堿會對實驗結果有什么影響?弱酸或弱堿電離時吸熱,使最終溫度偏低。(3)若分別使用0.25molL”的鹽酸和氫氧化鈉溶液,測得的反應熱的數(shù)值是否相同?理論上相同,因為反應熱與化學方程式中化學計量數(shù)相關,與實際反應的物質的物質的量無關。本實驗中測得的反應熱是生成ImolHzO⑴時的反應熱。(4)若取用的溶液的體積較少,對實驗結果有什么影響?溫度差變小,會造成系統(tǒng)誤差增大?!镜淅?]在進行中和反應反應熱的測定中,下列操作錯誤的是()A.反應前酸、堿溶液的溫度要相同B.測量溶液的溫度計要一直插在溶液中C.為了使反應均勻進行,可以向酸(堿)中分次加入堿(酸)D.為了使反應更完全,可以使酸或堿適當過量答案:C解析:分次加入混合時,容易造成熱量損失,使測試結果不準確??挤?2對中和反應反應熱的理解.中和反應的反應熱中和反應的反應熱是指酸和堿在稀溶液中反應生成ImollmolH?。⑴時的反應熱,不同的酸和堿反應,中和熱并不相同。強酸和強堿在稀溶液中發(fā)生中和反應時,1mol酎和1molOK反應生成1mol液態(tài)H2O,放出57.3kJ的熱量,表示為H+(aq)+OH「(aq)===H2。⑴A/7=-57.3kJmol1..中和反應的反應熱的實質中和反應的反應熱的實質是H+、OH-結合生成H2Oo若反應過程中有其他物質生成(如生成沉淀或難電離的其他物質等),這部分反應熱不應計在中和熱內。如使用濃硫酸或濃堿反應時,濃硫酸或堿稀釋要放出熱量,放出的熱量增加;如使用弱酸或弱堿反應時,弱酸或弱堿電離吸熱,放出的熱量減少。【典例2]已知強酸與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應的熱化學方程式為H+(aq)+OH-gq)=H2O⑴A//=-57.3kJ-mol-1,又知電解質的電離是吸熱過程。向1L0.5mo卜的NaOH溶液中加入下列物質:①稀醋酸;②濃硫酸;③稀硝酸,恰好完全反應。其焰變AM、Mh、的關系是()A. B.C. D.答案:D解析:因為稀醋酸是弱酸,難電離,電離時吸熱,濃硫酸溶于水時放熱,故中和反應時放出的熱量0(濃硫酸)>。(稀硝酸)>Q(稀醋酸),又因放熱反應中,AH為負值,即△"=—。,故,因而選D??挤?3蓋斯定律的應用利用蓋斯定律進行問題分析時,常用加合法和虛擬途徑法。.加合法將所給熱化學方程式適當加減得到所求的熱化學方程式,反應熱也作相應的變化。①2H2(g)+Ch(g)=2H2O(g) △Hi=-483.6kJ-mol-1①2H2(g)+Ch(g)=2H2O(g) △Hi=-483.6kJ-mol-1②H2O(g)=H2O(l) a//2=-44.0kJmol-1找唯一調計用數(shù)運算公式鍵r關-三加合法寫出H2(g)+1c>2(g)=H2O⑴的熱化學方程式根據蓋斯定律:將①X1/2+②便得出A/7=AWix|+A//2=(-483.6kJmoll)x|+(-44.0kJmor1)=-285.8kJmor1所求熱化學方程式為:H2(g)+5O2(g)=H2O(l) A//-285.8kJ-mol-1.虛擬途徑法先根據題意虛擬轉化過程,然后根據蓋斯定律列式求解,即可求得待求的反應熱。舉例:若反應物A變?yōu)樯晌顳,可以有兩個途徑:①由A直接變成D,反應熱為△〃;②由A經過B變成C,再由C變成D,每步的反應熱分別為△“]、A"、AWjoAH 貝ij有:應用加合法計算反應熱時應注意:①熱化學方程式如果相加(或相減),則反應熱就相應地相加(或相減)。②反應熱數(shù)值與各物質的化學計量數(shù)成正比:化學計量數(shù)乘以(或除以)某個數(shù),則反應熱就相應地乘以(或除以)這個數(shù)。③可逆反應中,熱化學方程式中的反應熱是指反應按所給形式完全進行時的反應熱;正、逆反應的反應熱數(shù)值相等,符號相反。【典例3】已知C(s)+1c)2(g)=CO(g)\H上述反應在02供應充分時,可燃燒生成CO2;O2供應不充分時,雖可生成CO,但同時還部分生成82。因此該反應的AH無法直接測得。但是下述兩個反應的A”卻可以直接測得:①)C(s)+O2(g)=CO2(g)AWi=-393.5kJ-mol-1②CO(g)+1c)2(g)=CO2(g)\Hi=-283.0kJ-moP1根據蓋斯定律,就可以計算出欲求反應的A"。分析上述兩個反應的關系,即知:AH=。則C(s)與Ch(g)生成CO(g)的熱化學方程式為,答案:\H\flhC(s)+1o2(g)=CO(g)AW=-110.5kJ-mol-1解析:根據已知條件,可以虛擬如下過程:C(s)-CO2(g)A人 .8(g) 由蓋斯定律可知 —A“2=-110.5kJmoL,熱化學方程式是C(s)+/h(g)=CO(g)AH=-110.5kJ-moF'.M分層提分題組A基礎過關練.在相同條件下,將1molC(s)分別按如下途徑燃燒:①1molC(s)-1molCO2(g):②1molC(s)-1molCO(g),1molCO(gHlmolCO2(g),放出的熱量關系為( )A.①B.①二② C.①〈② D.無法比較答案:B解析:途徑①和②雖過程不同,但始態(tài)、終態(tài)相同,故兩途徑的焰變相同。2.已知H2(g)+CL(g)=2HCl(g)A//=-184.6kJ-moF1,則反應HCl(g)=1H2(g)+1ci2(g)的為()A.+184.6kJ/molB.-92.3kJ/molC.-369.2kJ/molD.+92.3kJ/mol答案:D解析:互逆的兩個化學反應吸收或放出的熱量的數(shù)值相等,但吸熱或放熱符號正好相反,熱化學方程式的系數(shù)表示各物質的物質的量,可以是分數(shù),也可以同時乘以某一個數(shù),且△,也相應地乘以該數(shù)。.已知S(s)=S(g)AH1,S(g)+O2(g)=SO2(g)A為,則S(s)燃燒的熱化學方程式為( )S(s)+O2(g)=SO2(g)△“=△42-AMS(s)4-O2(g)=SO2(g)AW=AW1-A//2S(s)+O2(g)=SO2(g)\H=\H\+\Hi1molS(s)燃燒生成ImolSCh(g)放出的熱量大于1molS(g)燃燒生成1molSO?(g)放出的熱量答案:C解析:將S(s)=S(g)△”]與S(g)+C)2(g)=SO2(g)A42等號兩側直接相加得:S(s)+O2(g)=SC)2(g)AW=AHi+A//2;又因為A”i>0,AW2<0,所以故d項錯誤。.中和熱是在稀溶液中,強酸、強堿發(fā)生中和反應生成1mol液態(tài)水時放出的熱量,中和熱為57.3kJ-mol下列熱化學方程式中正確的是()HNO3(aq)+KOH(aq)=H2O(l)+KNO3(aq)A//>-57.3kJmol1HNOj(aq)+NH3H2O(aq)=H2O(l)+NH4NO3(aq)A//<-57.3kJ-moF1CH3COOH(aq)+KOH(aq)==H2O(l)+CH3COOK(aq)A//<-57.3kJ-moF1CH3COOH(aq)+NH3-H2O(aq)=H2O(l)+CH3COONH4(aq)A//>-57.3kJmol1答案:D解析:A項中-57.3kJ-molIA錯:B、C兩項中,NH5H2O,CH3coOH為弱電解質,電離時需吸收熱量,分別與強酸、強堿發(fā)生中和反應時,放出的熱量小于57.3kJ,故A〃>-57.3kJ-mo「i,B、C錯。5.已知熱化學方程式:C(金剛石,s)+O2(g)=CO2(g) ①C(石墨,s)+C)2(g)^CO2(g)A42②C(石墨,s)=C(金剛石,s)A//3=1.9kJ-mol_1?下列說法正確的是()A.石墨轉化成金剛石的反應是吸熱反應B.金剛石比石墨穩(wěn)定C.A//3=A//|-A//2D.答案:A解析:由方程式③中AH3=L9kJ-mo「>0得出石墨比金剛石穩(wěn)定,故A項對,B項錯;C項中正確結論應為△,與A"?均小于零,石墨具有的能量低于金剛石,故都生成CO?時A/A〈A,2,D項錯。6.已知:①2c(s)+O2(g)=2CO(g)AH=-221.0kJ-moF1②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)AH=-483,6kJ-moF1則制備水煤氣的反應C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)的AH為()A.+262.6kJ-mol_1 B.-131.3kJ-moF'C.-352.3kJ-moF1 D.+131.3kJmor'答案:D解析:①2c(s)+Ch(g)=2C0(g)AH=-221.0kJmor1②2H2(g)+O2(g)=2Hq(g)AH=-483.6kJmol-l,依據蓋斯定律丐且得到C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)AH=+131.3kJmoll;故選D。
7.已知:①Zn(s)+1o2(g)=ZnO(s)AH|=~348.3kJ-mol-1②2Ag(s)+:jO2(g)^=Ag2O(s)A〃2=-31.0kJmol1則Zn(s)+Ag2O(s)=ZnO(s)+2Ag(s)的\H等于( )A.—317.3kJ-mol-1 B.-379.3kJ-mol-1C.-332.8kJ-mol_1 D.317.3kJ-mol-1答案:A解析:根據蓋斯定律,將熱化學方程式①減去熱化學方程式②可得要求的熱化學方程式,故要求的熱化學方程式的反應熱\H=\H\-A//2=-348.3kJ-mol'-(-31.0kJmol')=-317.3kJmol8.已知H'(aq)+OH[aq)=H2O(l)A//=-57.3kJ-mol-1?回答有關中和反應的問題。⑴用0.1molBa(OH)2配成稀溶液與足量稀硝酸反應,能放出kJ熱量。(2)如圖裝置中儀器A的名稱是,作用是:儀器B的名稱是,作用是;碎泡沫塑料的作用是(3)若通過實驗測定中和熱的其結果常常大于一(3)若通過實驗測定中和熱的其結果常常大于一57.3kJ-molI其原因可能是?(4)用相同濃度和體積的氨水(NH3H2O)代替NaOH溶液進行上述實驗,測得的中和熱的數(shù)值會(填“偏大”、"偏小”或“無影響答案:(1)11.46(2)環(huán)形玻璃攪拌棒攪拌,使溶液充分混合溫度計測量溫度減少實驗過程中的熱量損失(3)實驗中不可避免有少量熱量損失(4)偏小解析:(1)根據中和熱的含義:H,(叫)+OHXaq)=H2O⑴AW=-57.3kJ-moF1,所以0.1molBa(OH)2稀溶液與足量稀硝酸反應時生成0.2molH2O(1),故放出熱量為11.46kJ。(2)由實驗裝置知,A為環(huán)形玻璃攪拌棒,作用是攪拌,使溶液充分混合;B為溫度計,作用是測量溫度;碎泡沫塑料的作用是減少實驗過程中的熱量損失。(3)在測定中和熱的實驗中,減少熱量損失是實驗的關鍵,而在實驗中會不可避免有少量熱量損失,導致結果常常大于一57.3kJ-mol1(4)用氨水代替NaOH溶液,會使測得的中和熱數(shù)值偏小,因為氨水(NH3H2O)是弱電解質,電離時需吸收熱量。9.已知:Na2CO3-10H2O(s)=Na2CO3(s)+10H2O(g)A//i=532.36kJ-moP1Na2CO3-10H2O(s)=Na2CO3-H2O(s)+9H2O(g)AW2=473.63kJ-mol-1寫出Na2cO3H2O脫水反應的熱化學方程式:.答案:Na2COjH2O(s)=Na2CO3(s)+H2O(g)AW=58.73kJmoF1解析:通過觀察兩個熱化學方程式,可將兩式相減,從而得到Na2co3?H2O(s)=Na2CCMs)+H2O(g)。故A”=A"lA,2=532.36kJ-moF1-473.63kJ-moF1=58.73kJ-moF'c10.發(fā)射衛(wèi)星時可用聯(lián)(N2H4)為燃料,用二氧化氮為氧化劑,這兩種物質反應生成氮氣和水蒸氣。已知:①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)\H\=+67.7kJ-moF1②N2H4(g)+Ch(g)=N2(g)+2H2O(g)A42=-534kJ-moF1試計算1mol腫和二氧化氮完全反應時放出的熱量為kJ;寫出肺與二氧化氮反應的熱化學方程式。答案:567.852N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H:0(g)\H=~\135.7kJmol1題組B能力提升練1.下列說法正確的是( )A.任何酸與堿發(fā)生中和反應生成1molH2O的過程中,能量變化均相同B.同溫同壓下,Hz(g)+Ch(g)=2HCl(g)在光照和點燃條件下的A4不同C.已知:?2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)A//=-akJmol ②2H2(g)+C)2值)=2氏0⑴AH=-bkJmol1,則D.已知:①C(s,石墨)+O2(g)=CC)2(g) A//=-393.5kJmol',②C(s,金剛石)+()2(g)=CO2(g)A//=-395.0kJ-moF1,則C(s,石墨)=C(s,金剛石)△"=+1.5kJmoL答案:D解析:A項中只有稀強酸與稀強堿反應生成1molHQ的過程中,能量變化相同;B項中A”相同,與反應條件無關;C項中氣態(tài)水能量比液態(tài)水能量高,所以b>a;根據蓋斯定律知D項正確。2.如下圖所示,△”]=-393.5kJ/moL\Hz=-395.4kJ/mol,下列說法或表示式正確的是( )能1/p\鼠卜夕__ _一C(B、金剛石)+。2?--y-eg石段)+0拖)|.AJ.--.x.Cq2(8)0 反應過程 A.C(s、石墨)=<:6、金剛石)AH=+1.9kJ/molB.石墨和金剛石的轉化是物理變化C.金剛石的穩(wěn)定性強于石墨D.1mol石墨的總鍵能比1mol金剛石的總鍵能小1.9kJ答案:A解析:石墨和金剛石是兩種物質,其轉化過程為化學變化,B項錯誤;由圖中看出石墨的能量比金剛石低,由石墨轉變成金剛石要吸收熱量,故C、D項錯誤,A項正確。.已知熱化學方程式:H2O(g)=H2(g)+1o2(g)△"=241.8kJ-mol"1H2(g)+|o2(g)=H2O(l)\H=-285.8kJ-moF1當1g液態(tài)水變?yōu)樗魵鈺r,其熱量變化是()A.A//=88kJ-mol-1B.A//=2.44kJ-mol-1C.AW=-4.98kJ-moF1D.A//=-44kJ-mol-1答案:B解析:將兩式相加得到H2O(g)=H2O⑴△〃=-44kJ-moL,所以每1g液態(tài)水變成水蒸氣需要吸收的熱量為HkJ=2.44kJ=.蓋斯定律指出:化學反應的反應熱只與反應的始態(tài)(各反應物)和終態(tài)(各生成物)有關,而與具體反應進行的途徑無關。物質A在一定條件下可發(fā)生一系列轉化,由圖判斷下列關系錯誤的是()A\^//|TOC\o"1-5"\h\zF BAWS| |a//2E CXawD*a.AtF,AH=-AH6AH1+AH2+AH3++AH5+AH6=1C-F,|AH|=|AHi+AH2+AH6|D.AHi+AH2+AH3=-AH4-AH5-AH6答案:B解析:F-A,AH=AH6,則AtF,AH=-AH6,A正確;6個AH全部相加,是A—A的AH,應等于零,即AHi+AH2+AH3+AH4+AH5+AH6=0,B錯誤;FtC的AH=AH6+AHi+AH2,則C—F的AH=-(AH6+AH1+AH2),所以|AH|=|AHi+AH2+AH6|.C正確;A—D的AH=AHi+AH2+AH3,D—A的AH=AHa+AH5+AH6,二者的絕對值相等,符號相反,即AHi+AH2+AH3=-AHlAH5一D正確。.丙烯是重要的有機化工原料。以丁烯和乙烯為原料反應生成丙烯的方法被稱為“烯燃歧化法”,主要反應一定條件為C4H8(g)+C2H4(g), 、2C3H6(g)。已知相關燃燒熱數(shù)據:①C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O⑴AH=-1411kJ-mol-19②C3H6+5O2=3CO2(g)+3H2O(l)AH=-2049kJmol_1③C4H8(g)+6C)2(g)=4CO2(g)+4H2O⑴AH=-2539kJ-mol"1下列說法不正確的是()
A.消耗等物質的量的原料,反應③的放熱最顯著B.放出相等的熱量,反應①產生的CO?最少C.“烯垃歧化"反應中消耗1molC4H8(g),放熱148kJD.“烯垃歧化”反應中斷鍵吸收的能量比成鍵放出的能量多答案:C解析:燃燒各ImolC2H八C3H6、CHx,反應③放熱最多,A項正確;反應①②③各生成1molCCh時,分別放熱705.5kJ、683kJ、634.75kJ,則放出相等的熱量時反應①產生的CO?最少,B項正確;根據蓋斯定—定條件律,①+③一②X2得C4H8(g)+C2H4(g) 2c3H6(g)△H=+148kJmo「,反應中消耗ImolC4H8(g),吸熱148kJ,C項錯誤;“烯燃歧化”反應是吸熱反應,斷裂反應物中的化學健吸收的能量比形成牛.成物中的化學鍵放出的能量多,D項正確。.紅磷P(s)和Cb(g)發(fā)生反應生成PCb(g)和PCl5(g)o反應過程和能量關系如下圖所示(圖中的表示生成1mol產物的數(shù)據)。根據下圖回答下列問題:能量根據下圖回答下列問題:能量(1)P和Ch反應生成PC13的熱化學方程式是.(2)PC15分解成PCb和Cl2的熱化學方程式是。(3)P和Cl2分兩步反應生成1molPCI5的△%=,P和CL一步反應生成1mol
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