2020-2021高中化學(xué)4學(xué)案：1.1 第2課時(shí)熱化學(xué)方程式中和熱的測(cè)定含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精2020-2021學(xué)年高中化學(xué)人教版選修4學(xué)案：1.1第2課時(shí)熱化學(xué)方程式中和熱的測(cè)定含解析第2課時(shí)熱化學(xué)方程式中和熱的測(cè)定學(xué)習(xí)目標(biāo)核心素養(yǎng)1.了解熱化學(xué)方程式的含義并能正確書寫熱化學(xué)方程式.2．正確認(rèn)識(shí)中和熱的概念。3．通過中和熱的測(cè)定，初步學(xué)會(huì)測(cè)定化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)熱的實(shí)驗(yàn)方法，會(huì)分析測(cè)定反應(yīng)熱時(shí)誤差產(chǎn)生的原因,并能采取適當(dāng)措施減小實(shí)驗(yàn)誤差。1。證據(jù)推理與模型認(rèn)知：化學(xué)反應(yīng)中能量的變化可以定量描述，形成定性描述到定量描述的模型構(gòu)建，掌握熱化學(xué)方程式的書寫原則。2．科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)：能理解反應(yīng)熱測(cè)定的原理和方法，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行完善和改進(jìn)測(cè)定方法，提升科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)。一、熱化學(xué)方程式1．概念能表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式。2．特點(diǎn)（與化學(xué)方程式比較）(1)指明了反應(yīng)時(shí)的溫度和壓強(qiáng)，若在25_℃和101_kPa時(shí)進(jìn)行的反應(yīng)，可不注明.（2）在化學(xué)方程式右邊注明ΔH的“＋”、“－”、數(shù)值和單位.(3)所有反應(yīng)物和生成物都用括號(hào)注明它們?cè)诜磻?yīng)時(shí)的聚集狀態(tài)。常用s、l、g分別表示固體、液體和氣體。(4)化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示物質(zhì)的量，不表示微粒個(gè)數(shù)。(5）化學(xué)計(jì)量數(shù)和反應(yīng)熱數(shù)值可以同時(shí)增大或減小相同倍數(shù).3．意義熱化學(xué)方程式不僅表示化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化，也表明了能量變化.H2（g)＋eq\f（1，2)O2(g）=H2O(l)ΔH＝－285.8kJ/mol，表示在25_℃和101_kPa條件下，1_molH2（g）與eq\f（1，2）molO2(g）完全反應(yīng)生成1_molH2O(l）時(shí)放出熱量285。8kJ。二、中和熱1．概念：在稀溶液中，酸和堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1_mol_H2O時(shí)的反應(yīng)熱叫做中和熱.2．表示方法:H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O（l)ΔH＝－57.3kJ/mol.三、中和熱的測(cè)定1．實(shí)驗(yàn)原理2．實(shí)驗(yàn)用品儀器：大燒杯（500_mL)、小燒杯（100_mL）、溫度計(jì)、量筒(50_mL)兩個(gè)、泡沫塑料或紙條、泡沫塑料板或硬紙板（中心有兩個(gè)小孔）、環(huán)形玻璃攪拌棒。試劑：0.50mol/L鹽酸、0.55mol/LNaOH溶液。3．實(shí)驗(yàn)方案（1)實(shí)驗(yàn)步驟①設(shè)計(jì)裝置如下圖.②用一個(gè)量筒量取50mL0。50mol/L鹽酸，倒入小燒杯中,并用溫度計(jì)測(cè)量鹽酸的溫度，記入下表。并將溫度計(jì)上的酸用水沖洗干凈。③用另一個(gè)量筒量取50mL0.55mol/L的NaOH溶液,并用溫度計(jì)測(cè)量NaOH溶液的溫度,記入下表.④把套有蓋板的溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒放入小燒杯中的鹽酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯，蓋好蓋板,用環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕攪動(dòng)，測(cè)量混合溶液的最高溫度，記入下表。⑤重復(fù)步驟②～④三次。（2）數(shù)據(jù)記錄及處理數(shù)據(jù)記錄表（3)計(jì)算反應(yīng)熱①以三次測(cè)量所得數(shù)據(jù)的平均值為計(jì)算依據(jù).②取鹽酸和NaOH溶液的密度為1g/cm3。忽略實(shí)驗(yàn)裝置的比熱容。③取鹽酸質(zhì)量為m1、NaOH溶液質(zhì)量為m2，反應(yīng)后溶液比熱容c＝4。18J/(g·℃)，則實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)放出的熱量為（m1＋m2)·c·(t2－t1)＝0。418(t2－t1）kJ,生成1molH2O時(shí)放出的熱量為：ΔH＝－eq\f（0。418t2－t1，0.025）kJ/mol。探究點(diǎn)一熱化學(xué)方程式的書寫1．書寫熱化學(xué)方程式的方法（1）寫出符合質(zhì)量守恒定律的化學(xué)方程式熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前的化學(xué)計(jì)量數(shù)不表示分子個(gè)數(shù)，只表示物質(zhì)的量。因此，它可以用整數(shù)或簡(jiǎn)單分?jǐn)?shù)表示。(2)標(biāo)明物質(zhì)的狀態(tài)因?yàn)槲镔|(zhì)發(fā)生狀態(tài)的變化也伴隨著能量的變化，所以書寫熱化學(xué)方程式時(shí)必須標(biāo)明物質(zhì)的狀態(tài)。通常用g、l、s分別代表氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài).（3）用ΔH表示化學(xué)反應(yīng)放出或吸收的熱量放熱反應(yīng)ΔH取負(fù)值，吸熱反應(yīng)ΔH取正值；ΔH的單位常用kJ/mol.2．書寫熱化學(xué)方程式的注意事項(xiàng)(1）ΔH只能寫在標(biāo)有反應(yīng)物和生成物狀態(tài)的化學(xué)方程式的右邊，并用“空格”或“分號(hào)"隔開。若為放熱反應(yīng)，ΔH為“－"；若為吸熱反應(yīng),ΔH為“＋".ΔH的單位是J/mol或kJ/mol.(2）由于ΔH與測(cè)定條件有關(guān)（壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的焓變影響很?。?，因此應(yīng)在ΔH后注明反應(yīng)溫度（若不注明，則表示在25℃下測(cè)定)，因?yàn)樵诓煌瑴囟认逻M(jìn)行同一反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)的焓變是不同的。（3）熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量，并不表示該物質(zhì)的分子數(shù)或原子數(shù)，因此化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)。(4)要在物質(zhì)的化學(xué)式后面用括號(hào)注明參加反應(yīng)的物質(zhì)的聚集狀態(tài)。一般用英文字母g、l和s分別表示物質(zhì)的氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài),溶液則用aq表示。(5）根據(jù)焓的性質(zhì)，若熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)加倍,則ΔH的數(shù)值也加倍；若反應(yīng)逆向進(jìn)行，則ΔH改變符號(hào)，但絕對(duì)值不變。（6)對(duì)于aA＋bB=cC＋dD這一反應(yīng)，ΔH單位中的“每摩爾”既不是指每摩爾A也不是指每摩爾B、C或D，而是指每摩爾反應(yīng)，即每摩爾“aA＋bB=cC＋dD"。因此,對(duì)于同一個(gè)反應(yīng),兩個(gè)熱化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)不同時(shí)，ΔH的值不同.當(dāng)反應(yīng)物、生成物的狀態(tài)不同時(shí)，ΔH的值也不同.例如：H2（g)＋eq\f(1,2）O2（g）=H2O(l）ΔH＝－285。8kJ/molH2（g)＋eq\f（1，2）O2(g)=H2O（g）ΔH＝－241。8kJ/mol2H2（g)＋O2(g)=2H2O（l）ΔH＝－571。6kJ/mol（7）對(duì)于可逆反應(yīng)，ΔH的值為其反應(yīng)物完全轉(zhuǎn)化為生成物時(shí)的量,例如2SO2(g)＋O2（g)2SO3（g)ΔH＝－QkJ/mol，ΔH表示的意義是2molSO2氣體和1molO2氣體完全反應(yīng)生成2molSO3氣體時(shí)放出的熱量為QkJ。但是2molSO2氣體和1molO2氣體在實(shí)際反應(yīng)時(shí)放出的熱量要小于QkJ，因?yàn)?molSO2氣體和1molO2氣體不可能完全轉(zhuǎn)化為SO3氣體.1．為什么熱化學(xué)方程式中要標(biāo)明各物質(zhì)的狀態(tài)？提示：先看兩個(gè)熱化學(xué)方程式：2H2(g）＋O2(g)=2H2O（l）ΔH＝－571。6kJ/mol2H2（g）＋O2(g)=2H2O（g)ΔH＝－483.6kJ/mol同樣是2molH2與1molO2反應(yīng)生成2molH2O,但生成H2O的狀態(tài)不同，反應(yīng)放出的熱量不同，由此可知，反應(yīng)放出(或吸收)熱量的多少與物質(zhì)的狀態(tài)密切相關(guān)，因此，必須標(biāo)明物質(zhì)的狀態(tài)才能完整地體現(xiàn)出熱化學(xué)方程式的意義.2．熱化學(xué)方程式與化學(xué)方程式之間有什么不同？提示：化學(xué)方程式熱化學(xué)方程式化學(xué)計(jì)量數(shù)是整數(shù)，既表示粒子個(gè)數(shù)，又表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量既可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)，只表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量狀態(tài)不需要標(biāo)明必須在化學(xué)式后標(biāo)明ΔH的正負(fù)及單位無必須標(biāo)明意義表明了化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)的變化既表明了化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)的變化，也表明了化學(xué)反應(yīng)中能量的變化遵循定律質(zhì)量守恒定律質(zhì)量守恒定律和能量守恒定律【例1】已知0.3mol的氣態(tài)高能燃料乙硼烷（B2H6)在O2中燃燒,生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水,放出649。5kJ的熱量，其熱化學(xué)方程式為：_______________________.又已知：H2O（l）=H2O(g)ΔH＝＋44kJ/mol，則11.2L（標(biāo)準(zhǔn)狀況)乙硼烷完全燃燒生成氣態(tài)水時(shí)放出的熱量是______kJ?！舅悸贩治觥繒鴮憻峄瘜W(xué)方程式時(shí)要牢記三點(diǎn)：①注明狀態(tài)，此點(diǎn)容易遺漏;②ΔH的符號(hào);③ΔH的數(shù)值，此點(diǎn)容易出現(xiàn)計(jì)算錯(cuò)誤，切記ΔH的數(shù)值要與方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)相對(duì)應(yīng)?！窘馕觥?molB2H6燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出的熱量為：649.5kJ×eq\f（1mol，0。3mol）＝2165kJ。因此1molB2H6燃燒，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：B2H6（g)＋3O2（g）=B2O3(s)＋3H2O(l)ΔH＝－2165kJ·mol－1。若上述反應(yīng)生成的3mol液態(tài)水全部變成氣態(tài)水，將吸收熱量：44kJ/mol×3mol＝132kJ,則1molB2H6完全燃燒生成氣態(tài)水放出的熱量為：2165kJ－132kJ＝2033kJ,則0。5molB2H6完全燃燒生成氣態(tài)水放出的熱量為:2033kJ/mol×0。5mol＝1016。5kJ?！敬鸢浮緽2H6(g）＋3O2(g）=B2O3(s）＋3H2O(l)ΔH＝－2165kJ/mol1016.525℃、101kPa時(shí)，1g氨完全分解為氮?dú)夂蜌錃猓?。72kJ的熱量.則下列熱化學(xué)方程式正確的是（C)A．N2（g）＋3H2（g）=2NH3(g）ΔH＝＋92。4kJ/molB．N2(g）＋3H2(g)=2NH3（g）ΔH＝＋46.2kJ/molC．NH3（g）=eq\f（1，2)N2(g）＋eq\f（3,2）H2（g)ΔH＝＋46。2kJ/molD．2NH3（g)=N2（g)＋3H2(g）ΔH＝－92.4kJ/mol解析:25℃、101kPa時(shí)，1gNH3完全分解為氮?dú)夂蜌錃?，吸?.72kJ的熱量，則1molNH3完全分解為氮?dú)夂蜌錃?需吸收2.72kJ/g×17g≈46。2kJ的熱量。反之，氮?dú)夂蜌錃夂铣?molNH3時(shí)放出的熱量為46。2kJ。探究點(diǎn)二正確理解中和熱中和熱的定義定義：在稀溶液中，酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O（l)時(shí)所釋放的熱量為中和熱。(1）定義中的“稀溶液”一般是指酸、堿的物質(zhì)的量濃度均小于或等于1mol/L的溶液,因?yàn)槿芤夯旌蠒r(shí)會(huì)產(chǎn)生溶解熱效應(yīng)而影響中和熱的測(cè)定。（2)中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、物質(zhì)的溶解熱、電解質(zhì)電離時(shí)吸熱所伴隨的熱效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)測(cè)得生成1mol水放出57。3kJ的熱量是指強(qiáng)酸、強(qiáng)堿在稀溶液中發(fā)生中和反應(yīng)時(shí)的中和熱，有弱酸或弱堿參加的中和反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)測(cè)出的中和熱數(shù)值一般低于57.3kJ，因?yàn)槿蹼娊赓|(zhì)反應(yīng)時(shí)會(huì)繼續(xù)電離，電離時(shí)要吸熱。(3)中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是H＋和OH－化合生成H2O,若反應(yīng)過程中有其他物質(zhì)生成，這部分反應(yīng)熱也不在中和熱內(nèi)。例如：若測(cè)定硫酸與Ba(OH)2溶液的反應(yīng)熱，則所測(cè)ΔH偏小，即中和熱數(shù)值大于57.3kJ/mol,這主要是因?yàn)锽a2＋和SOeq\o\al（2－,4）生成難溶物BaSO4也會(huì)放出熱量。（4)強(qiáng)酸與強(qiáng)堿反應(yīng)的中和熱的表示：H＋(aq)＋OH－(aq）=H2O（l)ΔH＝－57.3kJ/mol（5)中和熱是以生成1molH2O所放出的熱量來定義的，因此在書寫中和熱的熱化學(xué)方程式時(shí),就以生成1molH2O為標(biāo)準(zhǔn)來配平其余物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù).如：NaOH（aq)＋eq\f(1,2）H2SO4(aq）=eq\f（1,2）Na2SO4(aq)＋H2O(l）ΔH＝－57.3kJ/mol(6）中和熱與酸堿的用量無關(guān)中和熱以生成1molH2O為基準(zhǔn),因此當(dāng)改變酸、堿的用量時(shí)，反應(yīng)放出的熱量發(fā)生改變，但中和熱不會(huì)發(fā)生改變，它是一個(gè)定值,與酸、堿用量無關(guān).特別提醒：（1）利用強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液測(cè)出的中和熱才為57.3kJ/mol，因?yàn)闈馑崛芤汉蜐鈮A溶液在相互稀釋時(shí)會(huì)放熱，弱酸或弱堿在中和反應(yīng)中電離要吸收熱量,所以測(cè)出的中和熱往往不為57.3kJ/mol。(2）以生成1mol水為基準(zhǔn)。(3）測(cè)定中和熱的反應(yīng)不能生成沉淀［如Ba(OH)2＋H2SO4=BaSO4↓＋2H2O]。1．酸堿中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)可表示為：H＋＋OH－=H2O，能否用此表示所有中和反應(yīng)的離子方程式？提示：酸堿中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)不能與離子方程式意義中的“實(shí)質(zhì)”混同.根據(jù)離子方程式的書寫要求：將難電離或難溶于水的物質(zhì)以及氣體等用化學(xué)式表示，所以弱酸、弱堿參與中和反應(yīng)時(shí)應(yīng)寫成分子的形式。例如,醋酸和氫氧化鈉反應(yīng)的離子方程式就應(yīng)當(dāng)寫為:CH3COOH＋OH－=CH3COO－＋H2O，只有可溶性強(qiáng)酸與可溶性強(qiáng)堿反應(yīng)且沒有沉淀生成的離子方程式才可以用H＋＋OH－=H2O表示.2．是否所有酸與堿的中和熱都是相同的?提示:在稀溶液中，強(qiáng)酸和強(qiáng)堿完全電離，所以它們的反應(yīng)實(shí)質(zhì)就是H＋與OH－結(jié)合成H2O，每生成1mol水放出的熱量(中和熱)是相同的，均為57.3kJ/mol。但弱酸、弱堿在水溶液中不能完全電離，存在著電離平衡。弱酸或弱堿參與中和反應(yīng)的同時(shí)，伴隨著電離，電離過程要吸收熱量,此熱量就要由H＋與OH－結(jié)合成水分子放出的熱量來抵償，所以總的來說中和熱小于57。3kJ/mol.【例2】下列反應(yīng)中反應(yīng)熱的數(shù)值為－57.3kJ·mol－1的是（a、b、c、d均大于0）(）A．H2SO4(aq）＋2NaOH(aq）=Na2SO4(aq)＋2H2O(l）ΔH＝－akJ·mol－1B．H2SO4(aq）＋Ba(OH)2（aq)=BaSO4(aq)＋2H2O（l）ΔH＝－bkJ·mol－1C．HCl(aq)＋NH3·H2O（aq）=NH4Cl（aq）＋H2O（l）ΔH＝－ckJ·mol－1D．HCl（aq)＋NaOH（aq）=NaCl(aq)＋H2O（l)ΔH＝－dkJ·mol－1【解析】A項(xiàng)，生成的水的物質(zhì)的量為2mol，ΔH＝－57.3kJ/mol×2,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B項(xiàng)，產(chǎn)物BaSO4的狀態(tài)應(yīng)為固態(tài),且ΔH數(shù)值無法確定，B項(xiàng)錯(cuò)誤;C項(xiàng)，NH3·H2O是弱堿，中和時(shí)其電離吸熱，導(dǎo)致反應(yīng)熱不為－57。3kJ/mol，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)正確。【答案】D含1molBa(OH)2的稀溶液與足量稀鹽酸反應(yīng)，放出熱量114.6kJ。表示中和熱的熱化學(xué)方程式為(C)A．Ba(OH）2(aq)＋2HCl（aq）=BaCl2(aq)＋2H2O（l)ΔH＝＋114.6kJ/molB．Ba（OH）2（aq）＋2HCl(aq)=BaCl2(aq)＋2H2O(l）ΔH＝－114。6kJ/molC。eq\f(1,2)Ba(OH）2（aq）＋HCl（aq)=eq\f（1，2)BaCl2（aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ/molD。eq\f（1,2）Ba（OH）2（aq)＋HCl(aq)=eq\f（1，2）BaCl2(aq）＋H2O（l)ΔH＝＋57.3kJ/mol解析：解答本題首先要明確熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)為各物質(zhì)的物質(zhì)的量，可以為整數(shù),也可以為分?jǐn)?shù),然后根據(jù)生成一定量水所放出的熱量進(jìn)行分析和計(jì)算。1molBa(OH）2與足量稀鹽酸反應(yīng)生成2molH2O，共放出熱量114。6kJ，則生成1molH2O放出熱量57。3kJ，放熱反應(yīng)ΔH<0.注意反應(yīng)熱的數(shù)值、符號(hào)、單位。探究點(diǎn)三中和熱的測(cè)定1．實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)(1）作為量熱的儀器裝置，要隔熱、保溫,盡量減少熱量散失.①其保溫隔熱的效果一定要好，在兩燒杯之間的縫隙一定要塞滿泡沫塑料（或紙條）；②小燒杯杯口與大燒杯杯口相平；③泡沫塑料板上的兩個(gè)小孔要恰好使溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒通過。（2)溫度計(jì)的讀數(shù)要準(zhǔn)確。a。測(cè)量溫度時(shí),溫度計(jì)的水銀球部分要完全浸沒在溶液中;b.測(cè)量鹽酸的溫度后,要將溫度計(jì)上的酸沖洗干凈后再測(cè)量NaOH溶液的溫度;c。應(yīng)讀取混合液的最高溫度。（3)鹽酸和NaOH溶液的濃度、體積必須準(zhǔn)確。（4)酸堿混合時(shí)操作要快，并立即蓋好蓋板.(5）環(huán)形玻璃攪拌棒不能用鐵絲代替，若用鐵絲代替，會(huì)因鐵絲與酸反應(yīng)放出熱量，且鐵絲傳熱快使測(cè)定結(jié)果不準(zhǔn)確。（6）實(shí)驗(yàn)時(shí)也可選用濃度、體積都不相同的酸、堿溶液進(jìn)行反應(yīng)熱的測(cè)定，但應(yīng)以量小的為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，因?yàn)檫^量的酸、堿并不參與中和反應(yīng).（7）對(duì)于定量實(shí)驗(yàn)，均需重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟，取2～3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的平均值。(8)平行實(shí)驗(yàn)中獲得的數(shù)據(jù)Δt＝t2－t1應(yīng)很接近，若某個(gè)Δt與其他數(shù)據(jù)差別較大，必為錯(cuò)誤操作引起，應(yīng)舍棄.(9)對(duì)于定量實(shí)驗(yàn)，均存在實(shí)驗(yàn)誤差,需要對(duì)誤差進(jìn)行分析。本實(shí)驗(yàn)由于儀器的保溫、隔熱效果和操作方面的原因，產(chǎn)生的誤差會(huì)導(dǎo)致的結(jié)果一般是ΔH〉－57.3kJ/mol（即生成1molH2O所放出的熱量小于57。3kJ)。2．計(jì)算公式ΔH＝－eq\f(0.418t2－t1，0。025)kJ/mol3．誤差分析依據(jù)看實(shí)驗(yàn)中有哪些因素能造成（t2－t1）出現(xiàn)誤差。若（t2－t1)偏大，則｜ΔH｜偏大，若(t2－t1)偏小，則｜ΔH｜偏小。4．50mL0。50mol/L鹽酸與50mL0.55mol/LNaOH溶液反應(yīng)的誤差分析：引起誤差的實(shí)驗(yàn)操作t2－t1｜ΔH|保溫措施不好偏小偏小攪拌不充分偏小偏小所用酸、堿的濃度過大偏大偏大用同濃度的氨水代替NaOH溶液偏小偏小用同濃度的醋酸代替鹽酸偏小偏小用50mL0。50mol/LNaOH溶液偏小偏小量熱器中小燒杯杯口與大燒杯杯口不相平偏小偏小1．用溫度計(jì)測(cè)量酸的溫度后，溫度計(jì)上的酸為何要用水沖洗干凈？沖洗后的溶液能否倒入小燒杯？為什么?提示:因?yàn)樵摐囟扔?jì)還要用來測(cè)堿液的溫度，若不沖洗，溫度計(jì)上的酸會(huì)和堿發(fā)生中和反應(yīng)而使熱量散失，故要沖冼干凈；沖洗后的溶液不能倒入小燒杯，若倒入,會(huì)使總?cè)芤旱馁|(zhì)量增加，而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)誤差。2．酸、堿混合時(shí),為何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯而不能緩緩倒入？提示:因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是盡可能減少熱量的散失，若動(dòng)作遲緩，將會(huì)使熱量損失而使誤差增大。3．若改用100mL0。50mol·L－1的鹽酸和100mL0。55mol·L－1的NaOH溶液,所測(cè)中和熱的數(shù)值是否約為本實(shí)驗(yàn)結(jié)果的二倍(假定各步操作沒有失誤)?提示：否。因中和熱是指在稀溶液中強(qiáng)酸與強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時(shí)的反應(yīng)熱,其數(shù)值與反應(yīng)物的量的多少無關(guān),故所測(cè)結(jié)果應(yīng)基本和本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同(若所有操作都準(zhǔn)確無誤，且無熱量損失，則二者結(jié)果相同)?！纠?】在800mL的大燒杯中放入碎紙屑，把盛有50mL0.50mol·L－1鹽酸的200mL燒杯放到大燒杯中,兩只燒杯間填滿碎紙屑。用泡沫塑料板做成大燒杯蓋,通過蓋子插入一根玻璃攪拌棒（末端呈半圓環(huán)的玻璃棒）和一只溫度計(jì)，測(cè)定溶液的溫度。迅速往鹽酸中加入50mL0。55mol·L－1燒堿溶液,蓋好,攪拌溶液，觀察溫度的變化。當(dāng)溫度保持穩(wěn)定時(shí)，記錄讀數(shù),取出裝反應(yīng)液的燒杯，倒出溶液,清洗干凈,保持內(nèi)外杯壁干燥。重復(fù)進(jìn)行三次實(shí)驗(yàn).用這一實(shí)驗(yàn)可以粗略測(cè)定中和熱。（1)燒杯間填滿碎紙屑的作用是__________________________________________________。(2)要重復(fù)進(jìn)行三次實(shí)驗(yàn)的目的是__________________________________________________。（3）燒杯如果不蓋泡沫塑料板，所求得的中和熱數(shù)值將______(填“偏大"“偏小”或“無影響”）。（4）實(shí)驗(yàn)中若改用60mL0。50mol·L－1鹽酸和50mL0。55mol·L－1燒堿溶液進(jìn)行上述反應(yīng),與上述實(shí)驗(yàn)相比，所放出的熱量________（填“相等"或“不相等”)，所求中和熱________(填“相等”或“不相等”），理由是__________________________________________________。（5)三次平行操作測(cè)得數(shù)據(jù)中，起始時(shí)鹽酸與燒堿溶液溫度相同，而終止溫度與起始溫度之差（t2－t1)分別為①2。3℃，②2.4℃,③2.9℃,則最終代入計(jì)算式的溫度差的平均值為________℃?！舅悸贩治觥勘绢}綜合考查中和熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)中的儀器選取，誤差分析及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的取舍與處理等?！窘馕觥渴紫纫鞔_實(shí)驗(yàn)原理、“量熱器”的組成以及造成實(shí)驗(yàn)誤差的原因，然后按實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行分析和判斷。(1)碎紙條的作用是減少實(shí)驗(yàn)過程中的熱量損失.(2)重復(fù)實(shí)驗(yàn)的目的是減小實(shí)驗(yàn)誤差.（3)不蓋泡沫塑料板會(huì)損失部分熱量，故所測(cè)結(jié)果偏小。(4）由中和熱概念可知，中和熱是以生成1molH2O（l)為標(biāo)準(zhǔn)的，而與過量部分的酸、堿無關(guān)。（5)所測(cè)溫度2.9℃顯然是錯(cuò)誤的,代入計(jì)算式的溫度應(yīng)是①與②的平均值.【答案】（1）保溫、隔熱、減少實(shí)驗(yàn)過程中熱量的損失（2）減小實(shí)驗(yàn)過程中的誤差(3）偏?。?）不相等相等因?yàn)?0mL0。50mol·L－1鹽酸和50mL0。55mol·L－1NaOH溶液反應(yīng)能生成0。0275molH2O（l),而50mL0.50mol·L－1鹽酸與50mL0.55mol·L－1NaOH溶液反應(yīng)只能生成0.025molH2O（l），因此所放出的熱量不同。但中和熱是指在稀溶液中,酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O(l)時(shí)所放出的熱量，與酸、堿的用量無關(guān),因此所求中和熱相等（5）2.35某實(shí)驗(yàn)小組用0.50mol/LNaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液進(jìn)行中和熱的測(cè)定。Ⅰ。配制0.50mol/LNaOH溶液.(1)若實(shí)驗(yàn)中大約要使用245mLNaOH溶液，則至少需要稱量NaOH固體5.0g(2)從下表中選擇稱量NaOH固體所需要的儀器a、b、e(填序號(hào)）.Ⅱ.測(cè)定中和熱的實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示。(1）寫出稀硫酸和稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)表示中和熱的熱化學(xué)方程式（中和熱數(shù)值為57。3kJ/mol）：H＋（aq）＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57。3kJ/mol。（2）取50mLNaOH溶液和30mL硫酸溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表.①請(qǐng)?zhí)顚懴卤碇械目瞻?②近似認(rèn)為0.50mol/LNaOH溶液和0。50mol/L硫酸溶液的密度都是1g/cm3,中和后生成溶液的比熱容c＝4。18J/(g·℃)。則ΔH＝－53。5_kJ/mol(取小數(shù)點(diǎn)后一位）。③上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果的數(shù)值與57.3kJ/mol有偏差，產(chǎn)生偏差的原因可能是a、c、d（填字母)。a．實(shí)驗(yàn)裝置保溫、隔熱效果差b．在量取NaOH溶液體積時(shí)仰視讀數(shù)c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中d．用溫度計(jì)測(cè)定NaOH溶液起始溫度后直接測(cè)定H2SO4溶液的溫度解析:本題把反應(yīng)熱的測(cè)定與溶液的配制實(shí)驗(yàn)較好地融合在一起，更突出了教材實(shí)驗(yàn)的重要性，可以改進(jìn)、延伸或組合等。Ⅰ是配制一定濃度的氫氧化鈉溶液的計(jì)算與稱量操作中器材的選擇，考查了氫氧化鈉的腐蝕性。Ⅱ是考查實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理及誤差分析等問題.為了減少誤差一般采用至少重復(fù)實(shí)驗(yàn)2次求平均值的方法。1．現(xiàn)有如下3個(gè)熱化學(xué)方程式：①H2(g)＋eq\f(1,2）O2(g)=H2O(g）ΔH1＝－akJ·mol－1②H2(g）＋eq\f（1，2）O2(g)=H2O（l）ΔH2＝－bkJ·mol－1③2H2（g)＋O2(g）=2H2O（l）ΔH3＝－ckJ·mol－1關(guān)于它們的下列表述中，原因和結(jié)論都正確的是（A)A．H2的燃燒是放熱反應(yīng),則a、b、c均大于0B．方程式①和②中物質(zhì)的種類和化學(xué)計(jì)量數(shù)均相同，則a＝bC．方程式①和③中H2O的狀態(tài)和化學(xué)計(jì)量數(shù)不同，則c<2D．方程式③的化學(xué)計(jì)量數(shù)是②的2倍，則ΔH2〈ΔH3解析：物質(zhì)的燃燒反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，因此a、b、c均大于0，A正確；方程式①和②中物質(zhì)的種類和化學(xué)計(jì)量數(shù)均相同,但生成物的狀態(tài)不同,因此a≠b，B錯(cuò)誤；③的化學(xué)計(jì)量數(shù)是②的2倍，所以ΔH3＝2ΔH2，又因?yàn)闅鈶B(tài)水轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)水的過程為放熱過程，a、b、c均為正值,因此2b＝c>2a，C錯(cuò)誤；方程式③的化學(xué)計(jì)量數(shù)是②的2倍，因此c＝2b，又因?yàn)棣<0,所以ΔH2〉ΔH32．下列關(guān)于2C4H10(g）＋13O2(g)=8CO2(g)＋10H2O(l）ΔH＝－5800kJ·mol－1的敘述錯(cuò)誤的是（D)A．該反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH＝－5800kJ·mol－1，是放熱反應(yīng)B．該反應(yīng)的ΔH與各物質(zhì)的狀態(tài)有關(guān),與化學(xué)計(jì)量數(shù)也有關(guān)C．該熱化學(xué)方程式表示在25℃、101kPa下，2molC4H10氣體完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)水時(shí)放出熱量5800kJD．該反應(yīng)表明2mol丁烷燃燒時(shí)一定會(huì)放出5800kJ的熱量解析：由熱化學(xué)方程式表示的意義可知，A、B項(xiàng)正確;在熱化學(xué)方程式?jīng)]有標(biāo)明溫度、壓強(qiáng)的情況下，對(duì)應(yīng)的溫度、壓強(qiáng)為常溫、常壓,C項(xiàng)正確；2mol丁烷在常溫常壓下完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出的熱量才是5800kJ，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3．下列有關(guān)熱化學(xué)方程式的敘述正確的是（C）A．2H2（g)＋O2（g)=2H2O（g）ΔH＝＋483。6kJ/molB．已知C（石墨，s）=C(金剛石，s）ΔH〉0，則金剛石比石墨穩(wěn)定C．含20。0gNaOH的稀溶液與稀鹽酸完全中和，放出28。7kJ的熱量，則表示該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：NaOH(aq）＋HCl(aq）=NaCl（aq）＋H2O（l）ΔH＝－57。4kJ/molD．已知2C（s)＋2O2（g)=2CO2（g)ΔH12C（s）＋O2(g)=2CO(g）ΔH2，則ΔH1〉ΔH2解析:A中H2燃燒應(yīng)該是放熱反應(yīng)，ΔH小于0；B中ΔH〉0,為吸熱反應(yīng)，說明金剛石的總能量比石墨的高,石墨應(yīng)該比金剛石穩(wěn)定；D中CO還能繼續(xù)燃燒放熱，ΔH為負(fù)值,所以ΔH2應(yīng)大于ΔH1.4．化學(xué)反應(yīng)N2＋3H2=2NH3的能量變化如下圖所示，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是(A)A．N2（g)＋3H2（g)=2NH3(l）ΔH＝2（a－b－c)kJ/molB．N2(g)＋3H2(g)=2NH3（g)ΔH＝2（b－a)kJ/molC.eq\f(1,2）N2(g)＋eq\f（3,2)H2（g）=NH3（l)ΔH＝2(b＋c－a)kJ/molD.eq\f(1,2）N2(g）＋eq\f（3，2）H2(g)=NH3（g)ΔH＝2（a＋b）kJ/mol解析：由圖像可知：由eq\f（1,2）molN2（g）和eq\f（3，2）molH2（g）生成1molN和3molH，吸收akJ的能量，由1molN和3molH生成1molNH3(g)放出bkJ的能量，再由1molNH3(g)生成1molNH3（l)放出ckJ的能量，故該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：N2（g）＋3H2（g)=2NH3（g)ΔH＝2(a－b）kJ/mol或N2（g）＋3H2（g）=2NH3(l)ΔH＝2（a－b－c)kJ/mol，故A項(xiàng)正確。5．強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的熱效應(yīng)：H＋(aq)＋OH－（aq）=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1，分別向1L0.5mol·L－1的NaOH溶液中加入：①稀醋酸；②濃H2SO4；③稀硝酸,恰好完全反應(yīng)時(shí)的熱效應(yīng)分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3，它們的關(guān)系表示正確的是（B)A．ΔH1〉ΔH2〉ΔH3 B．ΔH2<ΔH3<ΔH1C．ΔH1＝ΔH2＝ΔH3 D．ΔH2〉ΔH3〉ΔH1解析：題中濃H2SO4稀釋放熱,稀醋酸、稀硝酸符合中和熱測(cè)定濃度要求，但醋酸是弱酸，電離時(shí)要吸熱.所以放出熱量大小順序：濃H2SO4>稀硝酸〉稀醋酸.對(duì)于放熱反應(yīng)，ΔH<0,即ΔH為負(fù)值，放熱越多，ΔH反而越小.6．下列酸與堿中和反應(yīng)熱化學(xué)方程式可用：H＋(aq）＋OH－（aq）=H2O（l）ΔH＝－57。3kJ·mol－1來表示的是(Q1,Q2,Q3，Q4都大于0)(C）A．CH3COOH（aq)＋NaOH（aq)=CH3COONa(aq)＋H2O（l)ΔH＝－Q1kJ·mol－1B.eq\f（1，2）H2SO4（濃)＋NaOH（aq)=eq\f（1，2）Na2SO4（aq)＋H2O（l）ΔH＝－Q2kJ·mol－1C．HNO3（aq)＋NaOH（aq)=NaNO3(aq)＋H2O（l）ΔH＝－Q3kJ·mol－1D。eq\f(1，3)H3PO4（aq）＋eq\f(1,2）Ba（OH）2(aq)=eq\f（