1、专题1 化学反应与能量变化 第一单元 化学反应中的热效应 第2课时 反应热的测量与计算 能源的充分利用 目标与素养：1.了解定量测量反应热的基本原理和实验方法。(科学探究与创新意识)2.从能量守恒角度理解并掌握盖斯定律。(变化观念与平衡思想)3.理解标准燃烧热的概念，掌握有关燃烧热的计算。(变化观念与平衡思想)4.了解化学在解决能源危机中的重要作用。(科学态度与社会责任)自 主 预 习 探 新 知 一、反应热的测量1实验中用到的仪器和药品(1)实验仪器：简易量热计一、反应热的测量(2)实验药品：0.50 molL1的盐酸，0.50 molL1的NaOH溶液等。一、反应热的测量2实验步骤(1)用
2、量筒量取 50 mL 0.50 molL1 盐酸，倒入中，测量并记录盐酸的温度(t1)。(2)用另一量筒量取 50 mL 0.50 molL1 氢氧化钠溶液，测量并记录氢氧化钠溶液的温度(t2)。简易量热计一、反应热的测量(3)测量最高温度(t3)：将量筒中的氢氧化钠溶液迅速倒入盛有盐酸的简易量热计中，立即盖上盖板，用不断搅拌，观察温度计的温度变化，准确读出并记录反应体系的最高温度(t3)。环形玻璃搅拌棒一、反应热的测量3实验数据处理与计算Hcmt103nH2O kJmol1一、反应热的测量二、盖斯定律1内容：一个化学反应，不论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应是 的。2本质：化学反应的
3、焓变(H)仅与反应的 和反应的 有关，而与反应的途径无关。3应用：对于进行得很慢的反应，不容易直接发生的反应，产品不纯(即有副反应发生)的反应，测定这些反应的反应热有困难，如果应用 ，就可以 地把它们的反应热计算出来。完全相同起始状态最终状态盖斯定律间接三、能源的充分利用1能源(1)定义：能提供的自然资源。(2)分类 能量2标准燃烧热和热值(1)标准燃烧热：在的压强下，物质燃烧的叫做该物质的标准燃烧热。(2)热值：物质完全燃烧所放出的热量叫做该物质的热值。(3)完全燃烧的标准：C；H；N。三、能源的充分利用101 kPa1 mol完全反应热1 gN2(g)CO2(g)H2O(l)微点拨：标准燃
4、烧热是反应热的一种类型，标准燃烧热规定可燃物必须是1 mol，生成物必须是稳定产物。三、能源的充分利用1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)测定盐酸与氢氧化钠溶液反应的反应热时，应保证加入的盐酸与氢氧化钠溶液恰好完全反应。()(2)盖斯定律遵守能量守恒定律。()(3)利用盖斯定律可计算有副反应发生的反应的反应热。()(4)1 mol C燃烧生成CO时放出的热量就是C的标准燃烧热。()答案：(1)(2)(3)(4)2在进行中和热的测定中，下列操作错误的是()A反应前酸、碱溶液的温度要相同B测量溶液的温度计要一直插在溶液中C为了使反应均匀进行，可以向酸(碱)中分次加入碱(酸)D为了使反应
5、更完全，可以使酸或碱适当过量C 为减少实验过程中的热量散失，应把酸(或碱)一次倒入。3已知金刚石和石墨在氧气中燃烧的热化学方程式分别为C(金刚石，s)O2(g)=CO2(g)H395.41 kJmol1，C(石墨，s)O2(g)=CO2(g)H393.51 kJmol1。试写出金刚石转化成石墨的热化学方程式：_。解析：将题给两个热化学方程式依次标为和，根据盖斯定律由得：C(金刚石，s)=C(石墨，s)H1.9 kJmol1。答案：C(金刚石，s)=C(石墨，s)H1.9 kJmol1核 心 突 破 攻 重 难 认识燃烧热、中和热1.中和热的概念(1)中和热是指在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成
6、1 mol液态水所放出的热量。(2)理解时应注意强酸和强碱的稀溶液发生反应，其中和热是相等的，都约是57.3 kJmol1。H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1。强酸和弱碱或弱酸和强碱的稀溶液发生反应，中和热一般小于57.3 kJmol1，因为弱电解质的电离是吸热的。中和反应的实质是H和OH化合生成H2O。若反应过程中有其他物质生成(如生成不溶性物质、难电离物质等)，这部分反应热不在中和热之内。2燃烧热及表示燃烧热的热化学方程式(2)燃烧热是以1 mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写表示燃烧热的热化学方程式时，应以燃烧1 mol物质为标准来配平其余物质的化
7、学计量数，故在其热化学方程式中常出现分数。3燃烧热和中和热的比较燃烧热中和热 能量变化放热反应相同点H及其单位H0，单位均为kJmol1 反应物的量1 mol不一定为1 mol 生成物的量不确定生成水的量为1 mol 不同点表示方法燃烧热为a kJmol1或Ha kJmol1中和热为57.3 kJmol1或H57.3 kJmol1【例1】下列说法正确的是()A1 mol硫酸与1 mol Ba(OH)2完全中和所放出的热量为中和热B25、101 kPa时，1 mol S和2 mol S的标准燃烧热相等CCO是不稳定的氧化物，它能继续和氧气反应生成稳定的CO2，所以CO的燃烧反应一定是吸热反应D1
8、01 kPa时，1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的标准燃烧热B A项，1 mol H2SO4与1 mol Ba(OH)2反应生成2 mol H2O，同时还有BaSO4沉淀生成，不符合中和热的定义；B项，标准燃烧热与可燃物的物质的量无关；C项，CO的燃烧属于放热反应；D项，1 mol碳燃烧不一定生成1 mol CO2。1下列说法正确的是()A中和热一定是强酸跟强碱反应放出的热量B1 mol酸与1 mol碱完全反应放出的热量是中和热C在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O(l)时的反应热叫做中和热D表示强酸与强碱反应的中和热的热化学方程式为HOH=H2O H57.3 kJmol1C
9、中和热是指稀酸、稀碱反应生成1 mol液态H2O时放出的热量。225、101 kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的标准燃烧热依次是393.5 kJmol1、285.8 kJmol1、890.3 kJmol1、2 800 kJmol1，则下列热化学方程式正确的是()AC(s)12O2(g)=CO(g)H393.5 kJmol1B2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H571.6 kJmol1CCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJmol1D.12 C6H12O6(s)3O2(g)=3CO2(g)3H2O(l)H1 400 kJmol1D 根据标准燃烧热的定义，碳的燃
10、烧产物应是CO2；氢气燃烧是放热反应(H0)且生成液态水；25 时甲烷的燃烧产物是CO2(g)和H2O(l)。中和反应反应热测定实验1.中和反应反应热测量实验中的“三关”(1)隔热关装置保温、隔热效果好，减少热量的损失，使用简易量热计，其优点是保温效果好，也可在保温杯中进行。(2)测量关温度在测量过程中是重要的参数，测量时要又快又准。选择精密温度计，精确到0.1。测量溶液温度时，将温度计插在液体中央，使水银球处于溶液中央位置，温度计不要碰到容器壁或插在液面以上。温度计不能当搅拌棒用，用环形玻璃搅拌棒搅拌，使溶液迅速、充分混合。测量酸和碱溶液的温度时要稳定一会儿再读数，测量反应混合液的温度时要随
11、时读取温度值，记录最高温度。(3)酸、碱关注意酸碱的强弱和浓度。酸、碱浓溶液稀释过程中会放出热量，而弱酸、弱碱电离过程中需吸收热量。故通常中和反应反应热是指强酸、强碱在稀溶液中反应生成1 mol水的反应热。2中和热测定实验中产生误差的可能原因(1)量取溶液的体积有误差(测量结果是按50 mL的酸、碱进行计算的，若实际量取时大于50 mL或小于50 mL都会造成误差)。(2)温度计的读数有误。(3)实验过程中有液体洒在外面。(4)混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。(5)隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。(6)测了酸后的温度计未用水清洗便立即去测碱的温度，会使热量损失而引起
12、误差。【例2】某实验小组用50 mL 0.50 molL1 NaOH溶液和30 mL 0.50 molL1稀硫酸溶液进行中和反应的反应热的测定。测定稀硫酸和稀氢氧化钠反应中和热的实验装置如图所示。(1)写出该反应的热化学方程式(中和反应的反应热H57.3 kJmol1)：_。(2)实验数值结果与57.3 kJmol1相比偏小，产生偏差的原因可能是_(填字母)。a实验装置保温、隔热效果差b量取NaOH溶液的体积时仰视读数c分多次把NaOH溶液倒入盛有稀硫酸的小烧杯中d用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定稀硫酸溶液的温度解析：实验数值结果说明该实验过程中有热量损失，a项符合；b项仰视读数会导
13、致量取NaOH体积偏大，放出热量偏多，使中和热数值偏大，b错误；c项分多次倒入会导致有较多热量损失，符合条件；d项操作中温度计上的NaOH溶液会与稀硫酸发生中和反应，使稀硫酸的起始温度偏高，温度差偏小，符合条件。答案：(1)12 H2SO4(aq)NaOH(aq)=12 Na2SO4(aq)H2O(l)H57.3 kJmol1(2)acd3在测定中和热的实验中，下列说法正确的是()A使用环形玻璃棒是为了加快反应速率，减少实验误差B为了准确测定反应混合溶液的温度，实验中温度计水银球应与小烧杯底部接触C用0.5 molL1 NaOH溶液分别与0.5 molL1的盐酸、醋酸溶液反应，若所取的溶液体积
14、相等，则测得的中和热数值相同D在测定中和热实验中需要使用的仪器有天平、量筒、量热计、滴定管、温度计A A项中在中和热的测定中，使用环形玻璃棒搅拌，目的是使反应物混合均匀，加快反应，减小实验误差，A正确；B项中温度计水银球不能接触烧杯底部，B错；C项中CH3COOH为弱酸，电离吸热，故测得的中和热比用盐酸时数值小，C错；D项中仪器不需要天平、滴定管，D错。利用盖斯定律进行计算的两种方法1.加和法 2虚拟途径法(1)方法。先根据题意虚拟转化过程，然后根据盖斯定律列式求解，即可求得待求的反应热。(2)举例若反应物A变为生成物D，可以有两个途径：由A直接变成D，反应热为H。由A经过B变成C，再由C变成
15、D，每步的反应热分别为H1、H2、H3。如图所示：则有：HH1H2H3【例3】CH4-CO2催化重整反应为：CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)。已知：C(s)2H2(g)=CH4(g)H75 kJmol1C(s)O2(g)=CO2(g)H394 kJmol1C(s)12O2(g)=CO(g)H111 kJmol1该催化重整反应的H_kJmol1。解析：本题考查盖斯定律的应用。C(s)2H2(g)=CH4(g)H75 kJmol1 C(s)O2(g)=CO2(g)H394 kJmol1 C(s)12O2(g)=CO(g)H111 kJmol1 运用盖斯定律，2可得CH4(g)CO
16、2(g)=2CO(g)2H2(g)H(1112)(75)(394)kJmol1247 kJmol1。答案：247盖斯定律的解题模型 4已知：Fe2O3(s)32C(s)=32CO2(g)2Fe(s)H1234.1 kJmol1C(s)O2(g)=CO2(g)H2393.5 kJmol1则2Fe(s)32O2(g)=Fe2O3(s)的H是()A824.35 kJmol1B627.6 kJmol1C744.7 kJmol1D169.4 kJmol1A 根据盖斯定律知：将反应 32 得该反应，故H 32H2H1 32(393.5 kJmol1)234.1 kJmol1824.35 kJmol1。当
17、堂 达 标 提 素 养 1如图为“能源分类相关图”，四组能源选项中全部符合图中阴影部分的是()A煤炭、石油、潮汐能B水能、生物质能、天然气C太阳能、风能、沼气D地热能、海洋能、核能C 太阳能、风能、沼气这三种能源既是新能源、可再生能源，又是来自太阳的能源。2已知HCl和NaOH的稀溶液反应的中和热H57.3 kJmol1，则下列物质间发生反应时放出的热量与57.3 kJ最接近的是()A含0.5 mol Ca(OH)2的稀溶液与足量稀硫酸B含1 mol H2SO4的稀溶液与足量稀NaOH溶液C含1 mol CH3COOH的稀溶液与足量稀KOH溶液D含1 mol Ba(OH)2的稀溶液与含1 mo
18、l HCl的稀盐酸D HCl和NaOH的稀溶液反应的中和热是可溶性强酸与可溶性强碱生成可溶性盐和1 mol H2O所放出的热量。A.生成物CaSO4是微溶物，故A错误；B.含1 mol H2SO4的稀溶液与足量稀NaOH溶液生成2 mol H2O，故B错误；C.CH3COOH是弱酸，电离要吸热，故C错误；D.1 mol HCl和1 mol Ba(OH)2的稀溶液反应的中和热是可溶性强酸与可溶性强碱生成可溶性盐和1 mol H2O所放出的热量，故D正确。3下列有关热化学方程式的叙述，正确的是()A1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的标准燃烧热B由N2O4(g)2NO2(g)
19、Ha kJmol1(a0)，可知将1 mol N2O4(g)置于密闭容器中充分反应后吸收热量为a kJC由H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1，可知：含1 mol HCN的稀溶液与含1 mol NaOH的稀溶液混合，放出热量为57.3 kJD已知101 kPa时，2C(s)O2(g)=2CO(g)H221 kJmol1，则1 mol碳完全燃烧放出的热量大于110.5 kJD A.标准燃烧热指的是1 mol可燃物完全燃烧的反应热，应生成液态水，错误；B.N2O4(g)2NO2(g)Ha kJmol1(a0)，表明1 mol四氧化二氮完全反应生成2 mol二氧化氮时才吸收a
20、kJ的热量，但这是一个可逆反应，完全反应是不可能的，错误；C.一般来讲，H57.3 kJmol1是指稀的强酸与稀的强碱反应生成1 mol水的时候所放出的热量，但是HCN是弱电解质，电离的过程要吸收热量，因此含1 mol HCN的稀溶液与含1 mol NaOH的稀溶液混合，放出的热量要小于57.3 kJ，错误；D.碳完全燃烧时，生成的是二氧化碳，肯定比生成一氧化碳时放出的热量要多，正确。4在298 K、100 kPa时，已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H1Cl2(g)H2(g)=2HCl(g)H22Cl2(g)2H2O(g)=4HCl(g)O2(g)H3则H3与H1和H2间的关系正确
21、的是()AH32H2H1 BH3H1H2CH32H2H1DH3H2H1C 由盖斯定律可得，第三个热化学方程式(目标热化学方程式)可由2式式得到，故H32H2H1。5碘可用作心脏起搏器电源锂碘电池的材料。该电池反应为2Li(s)I2(s)=2LiI(s)H。已知：4Li(s)O2(g)=2Li2O(s)H1,4LiI(s)O2(g)=2I2(s)2Li2O(s)H2，则电池反应的H_。解析：给已知两个热化学方程式依次编号为、，观察可知2得锂碘电池反应的热化学方程式，根据盖斯定律可知，HH1H22。答案：H1H22点击右图进入 课 时 分 层 作 业 Thank you for watching!