第4講1.2反應(yīng)熱的測量和計(jì)算-寒假班高二化學(xué)教材知識(shí)點(diǎn)精講練（滬科版2020）

第四講反應(yīng)熱的測量和計(jì)算知識(shí)梳理考點(diǎn)一、反應(yīng)熱的測量——用簡易熱量計(jì)測定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱1．實(shí)驗(yàn)原理在稀溶液中，強(qiáng)酸跟強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol液態(tài)水，這時(shí)的反應(yīng)熱叫做中和熱。H+(aq)+OH(aq)═H2O(l)；ΔH=57.3kJ·mol12．計(jì)算方法：Q=cmΔT其中Q—中和反應(yīng)放出的熱量，c—反應(yīng)混合液的比熱容，m—反應(yīng)混合液的質(zhì)量，ΔT—反應(yīng)前后溶液溫度的差值注意事項(xiàng)1．堿液稍過量的目的是確保鹽酸被完全中和。2．操作時(shí)動(dòng)作要快目的是盡量減少熱量的損失。3．熱量計(jì)的保溫效果盡可能好。4．如果實(shí)驗(yàn)中使用的較濃的酸或堿，會(huì)因溶解放熱而造成誤差；如果使用的是弱酸或弱堿，會(huì)因電離吸熱而造成誤差。1．用下列實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行相應(yīng)實(shí)驗(yàn)，能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖茿．用裝置甲定量測定化學(xué)反應(yīng)速率B．證明非金屬性：S>C>SiC．用裝置丙準(zhǔn)確測定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱D．用裝置丁驗(yàn)證FeCl3對(duì)H【答案】B【解析】A．定量測定二氧化錳做催化劑過氧化氫分解的化學(xué)反應(yīng)速率時(shí)，應(yīng)選用分液漏斗防止氣體逸出，同時(shí)還需要秒表測定相同時(shí)間內(nèi)生成氧氣的體積，則裝置甲不能達(dá)到定量測定化學(xué)反應(yīng)速率的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，故A錯(cuò)誤；B．稀硫酸與碳酸鈉固體反應(yīng)生成硫酸鈉、二氧化碳和水，反應(yīng)生成的二氧化碳與硅酸鈉溶液反應(yīng)生成碳酸氫鈉和硅酸沉淀，由強(qiáng)酸制弱酸可知，酸性的強(qiáng)弱順序?yàn)镠2SO4>H2CO3>H2SiO3，由元素的非金屬性越強(qiáng)，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)可知，元素非金屬性強(qiáng)弱順序?yàn)镾>C>Si，則裝置乙能達(dá)到證明三種元素非金屬性強(qiáng)弱的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，故B正確；C．鐵絲攪拌器會(huì)因?qū)嵩斐蔁崃可⑹?，?dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差較大，則裝置丙不能達(dá)到準(zhǔn)確測定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，故C錯(cuò)誤；D．溫度、催化劑均能加快反應(yīng)速率，由探究實(shí)驗(yàn)變量唯一化的原則可知，裝置丁不能達(dá)到驗(yàn)證氯化鐵對(duì)過氧化氫分解反應(yīng)有催化作用的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模蔇錯(cuò)誤；故選B。2．某學(xué)生通過測定反應(yīng)過程中所放出的熱量來計(jì)算中和反應(yīng)的反應(yīng)熱。下列說法正確的是A．所用實(shí)驗(yàn)裝置如上圖所示B．為減小實(shí)驗(yàn)誤差，將NaOH溶液分多次緩慢加入酸溶液中C．本實(shí)驗(yàn)中，讀取混合溶液不再變化的溫度為終止溫度D．測量鹽酸的溫度后，溫度計(jì)沒有沖洗干凈，去測NaOH溶液的溫度，會(huì)使測定反應(yīng)熱偏高【答案】D【解析】A．上圖裝置缺少環(huán)形玻璃攪拌器，故A錯(cuò)誤；B．為減小實(shí)驗(yàn)誤差，將NaOH溶液一次快速加入酸溶液中，減少熱量散失，故B錯(cuò)誤；C．本實(shí)驗(yàn)中，讀取混合溶液的最高溫度為終止溫度，故C錯(cuò)誤；D．測量鹽酸的溫度后，溫度計(jì)沒有沖洗干凈，去測NaOH溶液的溫度，使氫氧化鈉溶液的初始溫度偏高，反應(yīng)前后的溫差偏小，使測定反應(yīng)熱偏高，故D正確；選D。3．圖為中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定實(shí)驗(yàn)裝置，下列說法錯(cuò)誤的是A．使用玻璃攪拌器是為了使反應(yīng)更充分B．隔熱層的作用是減少熱量損失，減小實(shí)驗(yàn)誤差C．每完成一次實(shí)驗(yàn)只需要用溫度計(jì)測量兩次溫度即可D．實(shí)驗(yàn)中用等體積等濃度的氨水代替氫氧化鈉與鹽酸反應(yīng)，測得反應(yīng)熱的數(shù)值不同【答案】C【解析】A．玻璃攪拌器的作用是攪拌，讓反應(yīng)物充分反應(yīng)，故A正確；B．隔熱層的作用是減少熱量損失，減小實(shí)驗(yàn)誤差，故B正確；C．每完成一次實(shí)驗(yàn)需要用溫度計(jì)測酸和堿溶液的初始溫度，還需要測反應(yīng)后的最高溫度，故需要測量三次溫度，故C錯(cuò)誤；D．用等體積等濃度的氨水代替氫氧化鈉與鹽酸反應(yīng)，因NH3·H2O電離過程會(huì)吸熱，所以測得的數(shù)值不同，故D正確；故答案為：C。考點(diǎn)二、熱化學(xué)方程式熱化學(xué)方程式定義：表示化學(xué)反應(yīng)與熱效應(yīng)關(guān)系的方程式叫做熱化學(xué)方程式?；瘜W(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)與反應(yīng)進(jìn)行時(shí)的條件（恒壓還是恒容、溫度、壓力）有關(guān)，與物質(zhì)的狀態(tài)、晶體類型及物質(zhì)的量有關(guān)。2．有關(guān)“熱化學(xué)方程式”的書寫：⑴應(yīng)標(biāo)明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)（固、液、氣）和晶體類型。⑵應(yīng)標(biāo)明反應(yīng)熱的數(shù)值、單位、符號(hào)。⑶熱化學(xué)方程式中分子式前面的系數(shù)只表示物質(zhì)的量，不表示單個(gè)分子，因此系數(shù)可以是分?jǐn)?shù)，系數(shù)也可變，但反應(yīng)熱要與系數(shù)相對(duì)應(yīng)。⑷當(dāng)反應(yīng)逆向進(jìn)行時(shí)，反應(yīng)熱相等但符號(hào)相反。⑸兩個(gè)熱化學(xué)方程式等號(hào)兩邊可以相加或相減，而得到新的熱化學(xué)方程式。 例：已知25℃、101kPa下，石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式分別為： C(石墨)+O2(g)=CO2(g)?H=393.51kJC(金剛石)+O2(g)=CO2(g)?H=395.41kJ 據(jù)此推理所得到的下列結(jié)論中，正確的是A．金剛石的燃燒熱比石墨的燃燒熱小B．石墨晶體中碳碳鍵的強(qiáng)度小于金剛石C．石墨的能量比金剛石的能量高D．由石墨制備金剛石一定是吸熱反應(yīng)答案：BD書寫熱化學(xué)方程式時(shí)應(yīng)注意：（1）ΔH與物質(zhì)的聚集狀態(tài)有關(guān)，因?yàn)槲镔|(zhì)的聚集狀態(tài)變化時(shí)會(huì)發(fā)生焓變，故應(yīng)標(biāo)明物質(zhì)的聚集狀態(tài)。通常用英文字母s、l、g分別表示固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)，用aq表示水溶液，通常指稀溶液。（2）ΔH要注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)，一般不注明時(shí)，表示的反應(yīng)溫度為298K、壓強(qiáng)為100kPa。（3）ΔH的單位一般是kJ?·?mol1。在相同條件下正向反應(yīng)和逆向反應(yīng)的ΔH數(shù)值相同，符號(hào)相反。（4）ΔH的數(shù)值與化學(xué)方程式的書寫形式有關(guān)。4．SO2g與O2g反應(yīng)生成1molSO3氣體時(shí)放出的熱量為Q1kJ，若SOA．QB．表明1molSO2g與足量的O2g反應(yīng)生成C．存在熱化學(xué)方程式：2SOD．反應(yīng)2SO2g【答案】A【解析】A．同種物質(zhì)處于氣態(tài)時(shí)所具有的能量高于固態(tài)時(shí)所具有的能量，則Q1<QB．SO2g與O2g反應(yīng)生成1molSO3氣體時(shí)放出的熱量為Q1kJ，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，則1molSO2g與足量的OC．SO2g與O2g反應(yīng)生成1molSO3氣體時(shí)放出的熱量為QD．反應(yīng)2SO2g+O2答案選A。5．下列依據(jù)熱化學(xué)方程式得出的結(jié)論正確的是A．已知C金剛石,s=CB．已知N2g+OC．已知CH4g+2O2g=COD．已知NaOHaq+12H2【答案】C【解析】A．金剛石轉(zhuǎn)化為石墨為放熱反應(yīng)，說明金剛石的能量高于石墨，能量越低越穩(wěn)定，所以石墨比金剛石更穩(wěn)定，故A錯(cuò)誤；B．反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)的活化能大于逆反應(yīng)的活化能，故B錯(cuò)誤；C．燃燒熱是指1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時(shí)所放出的熱量，題中生成的水為氣態(tài)，生成的水為液態(tài)時(shí)放熱更多，故C正確；D．強(qiáng)酸和強(qiáng)堿生成1mol水時(shí)所放出的熱比弱酸強(qiáng)堿生成1mol水時(shí)所放出的熱要多，故D錯(cuò)誤；故答案為：C。6．下列依據(jù)熱化學(xué)方程式得出的結(jié)論中，正確的是A．已知N2g+3H2g?2NH3gB．已知C石墨,sC．在稀溶液中：H+aq+OH-aq=HD．已知Ss+O2g=SO2【答案】D【解析】A．氮?dú)夂蜌錃獾姆磻?yīng)為可逆反應(yīng)，則在一定條件下將2molN2和6molH2置于一密閉容器中充分反應(yīng)，放出的熱量小于B．已知C石墨,s=CC．醋酸為弱酸，電離吸熱，則含1molCH3COOH的溶液與含1molNH3D．S(s)→S(g)吸熱，等量的S(s)和S(g)完全燃燒，S(g)放熱多，由于反應(yīng)放熱，ΔH為負(fù)，所以ΔH2故選D。7．2022年11月29日，神舟十五號(hào)載人飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。11月30日，與神舟十四號(hào)航天員乘組在空間站勝利會(huì)師。(1)搭載神舟十五號(hào)載人飛船的長征二號(hào)F遙十五運(yùn)載火箭所用的燃料為偏二甲肼和四氧化二氮。已知：N2gN2HN2H4g和N(2)可通過制備氨來進(jìn)一步制取N2O4共價(jià)鍵HNN吸收的能量/436946391①1molN2g和3molH2g完全反應(yīng)為NH3g(填“吸收②事實(shí)上，將1molN2g和3(3)目前，大部分的載人航天器通過薩巴蒂爾循環(huán)實(shí)現(xiàn)元素的循環(huán)和能量的充分利用，其流程圖為：已知：25℃和101kPa時(shí)，①H2g②CH4g的燃燒熱③H2Og則薩巴蒂爾反應(yīng)：CO2g+4H2g【答案】(1)2(2)放出92該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，1molN2g和(3)164.9【解析】（1）①②目標(biāo)反應(yīng)為：③2N2H4g+N2O4g=3N（2）N2g+3H2g?2NH3gΔH，根據(jù)ΔH=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能，ΔH=946+3×436-6×391kJ（3）根據(jù)燃燒熱的定義可以得出①：H2g+12O2g=H2OlΔH=-285.8kJ?mol-1②8．在25℃、101kPa下，1g甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水時(shí)放熱22.68kJA．CH3OHB．2CH3C．2CH3D．2CH3【答案】D【解析】1g甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水時(shí)放熱22.68kJ，則32g甲醇即1mol甲醇燃燒放的熱量為725.76kJ，64g甲醇即2mol甲醇燃燒放的熱量為1451.52kJ，根據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫方法寫出為：CH3OH（l）+32O2（g）＝CO2（g）+2H2O（l）△H=—725.76kJ/mol或2CH3OH（l）+3O2（g）＝2CO2（g）+4H2O（l）△H=1451.52kJ·mol－1故選D。考點(diǎn)三、化學(xué)反應(yīng)焓變的計(jì)算蓋斯定律不管化學(xué)過程是一步完成或分為數(shù)步完成，只要起始反應(yīng)物和終點(diǎn)產(chǎn)物相同，這個(gè)總過程的熱效應(yīng)是相同的。已知H2O(g)=H2O(l)△H=—Q1kJ/molC2H5OH(g)=C2H5OH(l)△H=—Q2kJ/molC2H5OH(g)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(g)△H=—Q3kJ/mol 若使23g酒精液體完全燃燒，最后恢復(fù)到室溫，則放出的熱量為1.5Q1－0.5Q2＋0.5Q3化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)僅與反應(yīng)物的最初狀態(tài)及生成物的最終狀態(tài)有關(guān)，而與其中間步驟無關(guān)。換言之，一個(gè)反應(yīng)若能分解成兩步或更多步實(shí)現(xiàn)，則總反應(yīng)的ΔH等于各分步反應(yīng)的ΔH之和。2.蓋斯定律的應(yīng)用設(shè)計(jì)路徑法求反應(yīng)熱則ΔH＝ΔH1＋ΔH2=ΔH3+ΔH4+ΔH5。【理解應(yīng)用】已知H2(g)+EQ\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH=─285.8KJ/moL，可設(shè)計(jì)兩種途徑來完成。則ΔH=ΔH1＋ΔH2+ΔH4=ΔH3+ΔH4。利用加合法求反應(yīng)熱若一個(gè)化學(xué)方程式可由幾個(gè)化學(xué)方程式相加減而得到，則該化學(xué)反應(yīng)的焓變即為這幾個(gè)化學(xué)反應(yīng)焓變的代數(shù)和。運(yùn)算規(guī)則：根據(jù)目標(biāo)方程式，確定要保留的物質(zhì)和要消去的物質(zhì)，運(yùn)用加、減、乘、除四則運(yùn)算得到所求目標(biāo)方程式（調(diào)整位置和系數(shù)）。目標(biāo)物質(zhì)方程式數(shù)學(xué)運(yùn)算反應(yīng)熱小技巧調(diào)位置加減同時(shí)相加減將一個(gè)熱化學(xué)方程式顛倒時(shí)，ΔH的“＋”“－”隨之改變，但數(shù)值不變。調(diào)系數(shù)乘除某數(shù)同時(shí)相乘除某數(shù)【理解應(yīng)用】方程式反應(yīng)熱間的關(guān)系A(chǔ)eq\o(→,\s\up10(ΔH1))B、aAeq\o(→,\s\up10(ΔH2))aBΔH2＝aΔH1Ceq\o(→,\s\up10(ΔH3))D、Deq\o(→,\s\up10(ΔH4))CΔH4＝－ΔH32A+D=2B+CΔH5ΔH5＝2ΔH1+ΔH4＝2ΔH1－ΔH33.蓋斯定律的意義間接得到某些反應(yīng)的反應(yīng)熱。對(duì)于進(jìn)行得很慢的反應(yīng)、不容易直接發(fā)生的反應(yīng)、產(chǎn)品不純的反應(yīng)（有副反應(yīng)發(fā)生），測定其反應(yīng)熱比較困難，如果應(yīng)用蓋斯定律，就可以間接地把它們的反應(yīng)熱計(jì)算出來。【理解應(yīng)用】已知：Ⅰ.C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH1=－393.5kJ·mol－1，Ⅱ.CO(g)+EQ\f(1,2)O2(g)CO2(g)ΔH2=－283.0kJ·mol－1，求反應(yīng)Ⅲ.C(s)+EQ\f(1,2)O2(g)CO(g)的ΔH3。（1）請(qǐng)根據(jù)路徑法設(shè)計(jì)路徑并列式計(jì)算該反應(yīng)的ΔH3。反應(yīng)C(s)＋O2(g)=CO2(g)的途徑可設(shè)計(jì)如下：則ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－110.5kJ·mol－1。（2）請(qǐng)根據(jù)加合法列式算該反應(yīng)的ΔH3。Ⅲ式=式式3kJ·mol－1。4.反應(yīng)焓變的計(jì)算根據(jù)熱化學(xué)方程式熱化學(xué)方程式中反應(yīng)熱數(shù)值與各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比。例如，aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)ΔHabcd|ΔH|n(A)n(B)n(C)n(D)Q則eq\f(n(A),a)＝eq\f(n(B),b)＝eq\f(n(C),c)＝eq\f(n(D),d)＝eq\f(Q,|ΔH|)根據(jù)蓋斯定律，可以將兩個(gè)或兩個(gè)以上的熱化學(xué)方程式包括其ΔH相加或相減，得到一個(gè)新的熱化學(xué)方程式。9．同溫同壓下，下列各熱化學(xué)方程式中，ΔHA．2A(gC．2A(l【答案】A【解析】同物質(zhì)的量的物質(zhì)，氣態(tài)時(shí)的能量大于液態(tài)時(shí)的能量，A(g)的能量大于A(l)、B(g)的能量大于B(l)、C(g)的能量大于C(l)，所以2A(g)+B(g10．Ⅰ.甲醇既是重要的化工原料，又可作為燃料。利用CO與H2反應(yīng)合成甲醇，反應(yīng)過程中能量變化如圖所示：(1)請(qǐng)寫出CO與H2反應(yīng)合成甲醇的熱化學(xué)方程式(2)該反應(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如表所示，則CO中C≡O(shè)的鍵能為kJ?化學(xué)鍵HHCOHOCH

436343465413(3)圖中曲線Ⅰ和Ⅱ所對(duì)應(yīng)的反應(yīng)路徑，比較容易發(fā)生的是