1、第六章化学反应与能量转化第1节化学反应的热效应备考要点素养要求1.了解化学反应中能量转化的原因及常见的能量转化形式。2.了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。3.了解热化学方程式的含义,能正确书写热化学方程式。4.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。5.了解焓变(H)与反应热的含义。6.理解盖斯定律,并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。1.变化观念与平衡思想:认识化学变化的本质是有新物质生成,并伴有能量的转化;能多角度、动态地分析热化学反应方程式,运用热化学反应原理解决实际问题。2.证据推理与模型认知:通过分析、推理等方法
2、认识研究反应热的本质,建立盖斯定律模型。3.科学态度与社会责任:赞赏化学对社会发展的重大贡献,具有可持续发展意识和绿色化学观念,能对与化学有关的社会热点问题作出正确的价值判断。考点一焓变与反应热必备知识自主预诊知识梳理1.化学反应的实质与特征化学反应2.基本概念(1)焓变(H)。H=。单位 kJmol-1。(2)反应热。当化学反应在一定的温度下进行时,反应所的热量称为该反应在此温度下的热效应,简称反应热,通常用符号Q表示,反应吸热时Q取、反应放热时Q取。(3)焓变与反应热的关系。研究表明,在等压条件下进行的化学反应,如果反应中物质的能量变化没有与电能、光能等其他形式的能量发生转化,其反应热反应
3、的焓变。3.吸热反应与放热反应(1)化学反应中的能量变化。a表示断裂旧化学键的能量,也可以表示反应的。b表示生成新化学键的能量,也可以表示活化分子变成反应产物分子所的能量。c表示反应的,可通过计算焓变值求得。从化学键角度分析,焓变为反应物分子的化学键断裂时所吸收的总能量与反应产物分子的化学键形成时所释放的总能量之差,H=-(用上图中符号填空)。(2)常见放热反应和吸热反应。放热反应:可燃物的燃烧;酸碱中和反应;大多数化合反应;金属跟水或酸的反应;物质的缓慢氧化;原电池反应;铝热反应;少数分解反应(如H2O2分解)。吸热反应:大多数分解反应;盐类的水解;Ba(OH)28H2O与NH4Cl反应;碳
4、与水蒸气、CO2的反应等。自我诊断1.判断正误,正确的打“”,错误的打“”。(1)物质发生化学变化都伴有能量的变化。()(2)放热反应中,反应产物的总能量高于反应物的总能量。()(3)放热反应不需要加热就能反应,吸热反应不加热就不能反应。()(4)活化能越大,表明反应断裂旧化学键需要克服的能量越大。()(5)同温同压下,反应H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)在光照和点燃条件下的H不同。()(6)物质的物理变化过程中,也会有能量变化,但不属于吸热反应和放热反应。()(7)化石燃料属于可再生能源,对其过度开采不影响可持续发展。()2.已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.4
5、kJmol-1,若向一定体积密闭容器中加入1 mol N2和3 mol H2,充分反应后,放出热量(填“”“”或“=”)92.4 kJ,说明判断的理由。关键能力考向突破考向1焓变和反应热概念的理解及应用【典例1】(2020福建厦门期末)氢气燃烧生成水蒸气的能量变化如图所示。下列说法正确的是()H2O(g)A.燃烧时化学能全部转化为热能B.断开1 mol 氢氧键吸收930 kJ的能量C.相同条件下,1 mol氢原子的能量为E1,1 mol 氢分子的能量为E2,则2E10,反应吸热,HH2。()(5)已知:500 、30 MPa下,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.4 kJmol-
6、1;将1.5 mol H2和过量的N2在此条件下充分反应,放出热量46.2 kJ。()(6)C(石墨,s)C(金刚石,s)H0,说明石墨比金刚石稳定。()2.请你写出298 K、101 kPa时,下列反应的热化学方程式。(1)一定量N2(g)与一定量H2(g)反应生成2 mol NH3(g),放出92.4 kJ热量。(2)14 g N2(g)与适量的O2(g)反应生成NO(g),吸收34 kJ热量。(3)1 mol C8H18(l)在O2(g)中完全燃烧,生成CO2(g)和H2O(g),放出5 518 kJ热量。关键能力考向突破考向1热化学方程式的正误判断【典例1】(2020上海崇明模拟)固体
7、碳和水蒸气反应生成1 mol H2和1 mol CO,吸收131.3 kJ热量,该反应的热化学方程式是()A.C(s)+H2O(l)H2(g)+CO(g)H=-131.3 kJmol-1B.C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g)H=-131.3 kJmol-1C.C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g)H=+131.3 kJmol-1D.C(s)+H2O(l)H2(g)+CO(g)H=+131.3 kJmol-1对点演练1铁系氧化物材料在光催化、电致变色、气敏传感器以及光电化学器件中有着广泛的应用和诱人的前景。实验室中可利用FeCO3和O2为原料制备少量铁红,每生成160 g固体铁红
8、放出130 kJ的热量,则下列有关该反应的热化学方程式书写正确的是()A.4FeCO3(s)+O2(g)2Fe2O3(s)+4CO2(g)H=-130 kJmol-1B.4FeCO3(s)+O2(g)2Fe2O3(s)+4CO2(g)H=+260 kJmol-1C.4FeCO3(s)+O2(g)2Fe2O3(s)+4CO2(g)H=-260 kJmol-1D.4FeCO3(s)+O2(g)2Fe2O3(s)+4CO2(g)H=+130 kJmol-1方法技巧“五审”突破热化学方程式的正误判断考向2热化学方程式的书写【典例2】(1)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应的热化学方
9、程式如下:CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)H=+49.0 kJmol-1CH3OH(g)+12O2(g)CO2(g)+2H2(g)H=-192.9 kJmol-1又知H2O(g)H2O(l)H=-44 kJmol-1,则甲醇蒸气燃烧生成二氧化碳气体和液态水的热化学方程式为。(2)在微生物作用的条件下,NH4+经过两步反应被氧化成NO3-。这两步的能量变化如图:第二步反应是(填“放热”或“吸热”)反应。1 mol NH4+(aq)全部氧化成NO2-(aq)的热化学方程式为。对点演练2依据事实,写出下列反应的热化学方程式。(1)在25 ,101 kPa下,将1 mol N2
10、和3 mol H2充入一密闭容器中发生反应生成氨气,达到平衡时N2的转化率为25%,放出Q kJ的热量,写出N2与H2反应的热化学方程式。(2)在25 、101 kPa下,一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量Q kJ,其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀,则乙醇燃烧的热化学方程式为。(3)已知1 mol 单质Na在足量O2中燃烧,恢复至室温,放出255.5 kJ的热量,写出该反应的热化学方程式:。(4)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和H2,在25 、101 kPa下,已知每消耗3.8 g NaBH4(s)放热21.6 kJ,该反应的热化学
11、方程式为。易错警示书写热化学方程式的“四注意”(1)热化学方程式中需注明各物质的聚集状态,在方程式后面注明能量变化,吸热反应H0,放热反应H-57.3 kJmol-1。()(5)已知H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)H=-57.3 kJmol-1,则Ca(OH)2和HCl反应的反应热H=2(-57.3) kJmol-1。()(6)表示乙醇摩尔燃烧焓的热化学方程式为C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(g)H=-1 367.0 kJmol-1。()2.(1)已知甲烷的摩尔燃烧焓H=-a kJmol-1(a0),则表示甲烷摩尔燃烧焓的热化学方程式为。(2)16 g固体硫完
12、全燃烧生成二氧化硫气体时放出b kJ的热量,则表示硫摩尔燃烧焓的热化学方程式为。(3)11.2 L(标准状况)氢气燃烧生成液态水时放出142.9 kJ的热量,则表示氢气摩尔燃烧焓的热化学方程式为。关键能力考向突破考向1摩尔燃烧焓和中和热的理解【典例1】(2020辽宁抚顺六校期末)下列关于热化学反应的描述中正确的是()A.HCl和NaOH反应的中和热H=-57.3 kJmol-1,则1 mol 硫酸与足量氢氧化钡溶液反应放出热量为114.6 kJB.一定条件下,H2(g)的摩尔燃烧焓H=-285.8 kJmol-1,则该条件下2H2O(l)2H2(g)+O2(g)反应的H=+571.6 kJmo
13、l-1C.101 kPa时,2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=-Q kJmol-1,则H2的摩尔燃烧焓H=12Q kJmol-1D.500 、30 MPa下,将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-38.6 kJmol-1对点演练1(2020江西九江模拟)25 、101 kPa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热H=-57.3 kJmol-1,辛烷的摩尔燃烧焓H=-5 518 kJmol-1。下列热化学方程式书写正确的是()A.2H+(aq)+SO42-(
14、aq)+Ba2+(aq)+2OH-(aq)BaSO4(s)+2H2O(l)H=-57.3 kJmol-1B.KOH(aq)+12H2SO4(aq)12K2SO4(aq)+H2O(l)H=-57.3 kJmol-1C.C8H18(l)+252O2(g)8CO2(g)+9H2O(g)H=-5 518 kJmol-1D.2C8H18(g)+25O2(g)16CO2(g)+18H2O(l)H=-5 518 kJmol-1易错警示摩尔燃烧焓和中和热判断的注意事项(1)有关摩尔燃烧焓的判断,一看是否以1mol纯物质为标准,二看是否生成指定产物。特别注意:CCO不是完全燃烧;SO3不是S的燃烧产物;生成的水
15、是液态不能是气态。(2)有关中和热的判断,一看是否以生成1molH2O(l)为标准,二看酸碱的强弱和浓度,应充分考虑弱酸、弱碱电离吸热,浓的酸碱稀释放热等因素。考向2中和反应反应热测定的误差分析及实验数据处理【典例2】(2020广东深圳实验学校月考)用如图所示的装置进行中和反应反应热的测定实验,分别取50 mL 0.55 molL-1的NaOH溶液、50 mL 0.25 molL-1的硫酸溶液进行实验,回答下列问题:(1)从如图实验装置看,其中尚缺少的一种玻璃用品是,除此之外,装置中的一个明显错误是。(2)近似认为0.55 molL-1的NaOH溶液和0.25 molL-1的硫酸溶液的密度都是
16、1 gcm-3,中和后生成溶液的比热容c=4.18 J(g)-1,通过以下数据计算中和热H=(结果保留小数点后一位)。实验次数起始温度t1/终止温度t2/H2SO4溶液NaOH溶液平均值126.226.026.129.5227.027.427.232.3325.925.925.929.2426.426.226.329.8(3)若改用60 mL 0.25 molL-1的H2SO4溶液和50 mL 0.55 molL-1的NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量(填“相等”或“不相等”)。(4)上述实验数值结果与57.3 kJmol-1有偏差,产生偏差的原因可能是(填字母)。a.实验装置
17、保温、隔热效果差b.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸溶液的小烧杯中d.将以上四次实验测量温度均纳入计算平均值对点演练2在测定中和热的实验中,下列说法正确的是()A.使用环形玻璃搅拌棒是为了加快反应速率,减小实验误差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 molL-1NaOH溶液分别与0.5 molL-1的盐酸、醋酸溶液反应,若所取的溶液体积相等,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容量瓶、量筒、烧杯、温度计、环形玻璃搅拌棒易错警示中和热的测定实验中的注意事项(
18、1)实验所用的酸和碱溶液应当用稀溶液,否则会造成较大误差。(2)量取酸和碱时,应当分别使用不同的量筒量取。(3)使用同一温度计分别先后测量酸、碱及混合液的最高温度,测完一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干再测另一种溶液的温度。(4)取多次实验起始温度(t1)、终止温度(t2)的平均值代入公式计算,计算时应注意单位的统一。考点四盖斯定律反应热的计算必备知识自主预诊知识梳理1.盖斯定律(1)内容:一个化学反应,不管是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的。即化学反应的反应热只与反应体系的有关,而与无关。如:由反应物A生成产物B可以设计如下两条途径,则H、H1、H2的关系可以表示为。(2)应用:
19、根据盖斯定律书写热化学方程式:根据已知热化学方程式,运用数学计算转化为目标热化学方程式。根据盖斯定律计算反应热:转化关系反应热间的关系aAB、A1aBH1=ABH1=H=2.反应热大小的比较(1)看物质状态。物质的气、液、固三态转化时的能量变化如右:(2)看H的符号。比较反应热大小时不要只比较H绝对值的大小,还要考虑其符号。(3)看化学计量数。当反应物与反应产物的状态分别相同时,化学计量数越大,放热反应的H越小,吸热反应的H越大。(4)看反应的程度。对于可逆反应,参加反应的物质的量和状态分别相同时,反应的程度越大,热量变化越大。3.利用盖斯定律计算反应热(1)运用盖斯定律的技巧“三调一加”。一
20、调:根据目标热化学方程式,调整已知热化学方程式中反应物和生成物的左右位置,改写已知的热化学方程式。二调:根据改写的热化学方程式调整相应H的符号。三调:调整中间物质的化学计量数。一加:将调整好的热化学方程式及其H相加。(2)运用盖斯定律的三个注意事项。热化学方程式乘以某一个数时,焓变H也必须乘上该数。热化学方程式相加减时,物质之间相加减,焓变H也必须相加减。将一个热化学方程式颠倒时,H的“+”“-”随之改变,但绝对值不变。自我诊断1.判断正误,正确的打“”,错误的打“”。(1)一个反应一步完成或分几步完成,二者相比,经过的步骤越多,放出的热量越多。()(2)由H2(g)+12O2(g)H2O(g
21、)H=-a kJmol-1可知,1 g H2(g)燃烧生成H2O(g)放出的热量为a kJ。()(3)已知:C(s)+O2(g)CO2(g)H1;C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g)H2;H2(g)+12O2(g)H2O(g)H3;CO(g)+12O2(g)CO2(g)H4;则H1=H2+H3+H4。()(4)已知S(g)+O2(g)SO2(g)H10,S(s)+O2(g)SO2(g)H20,则H1E(HBr)298 kJmol-1B.表中最稳定的共价键是HFC.H2(g)2H(g)H=+436 kJmol-1D.H2(g)+F2(g)2HF(g)H=-25 kJmol-1归纳总结利用
22、键能计算反应热(1)熟记反应热H的基本计算公式。H=反应产物的总能量-反应物的总能量H=反应物的键能之和-反应产物的键能之和(2)规避两个易失分点旧化学键的断裂和新化学键的形成是同时进行的,缺少任何一个过程都不是化学变化。常见物质中的化学键数目:1mol物质CO2(CO)CH4(CH)P4(PP)SiO2(SiO)石墨(CC)金刚石(CC)Si(SiSi)S8(SS)化学键数2NA4NA6NA4NA1.5NA2NA2NA8NA考向3反应热大小的比较【典例3】(2020浙江7月选考,22)关于下列H的判断正确的是()CO32-(aq)+H+(aq)HCO3-(aq)H1CO32-(aq)+H2O
23、(l)HCO3-(aq)+OH-(aq)H2OH-(aq)+H+(aq)H2O(l)H3OH-(aq)+CH3COOH(aq)CH3COO-(aq)+H2O(l)H4A.H10H20B.H1H2C.H30D.H3H4对点演练3(2020浙江温州二模)室温下,CuSO4(s)和CuSO45H2O(s)溶于水及CuSO45H2O受热分解的能量变化如图所示,下列说法不正确的是()A.将CuSO45H2O(s)溶于水会使溶液温度降低B.将CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高C.H3H2D.H1=H2+H3规律方法利用物质状态,迅速比较反应热的大小的方法(1)若反应为放热反应,当反应物(物质的量相同)
24、状态相同、反应产物状态不同时,生成固体放热最多,生成气体放热最少。(2)若反应为放热反应,当反应物(物质的量相同)状态不同、反应产物状态相同时,固体反应放热最少,气体反应放热最多。(3)在比较反应热(H)的大小时,应带符号比较。对于放热反应,放出的热量越多,H反而越小。(4)同一物质,状态不同,对应反应的反应热也不同。如A(g)A(l)A(s)。(5)对于可逆反应,因反应不能进行完全,实际反应过程中放出或吸收的能量要小于热化学方程式中反应热的绝对值。网络构建核心速记1.物质能量与反应吸、放热之间的关系(1)E反应物E反应产物,放热反应,H0。(2)E反应物0。2.热化学方程式书写、判断的注意事
25、项(1)注意标明物质的聚集状态。(2)注意H的符号与单位。(3)注意H的数值与计量数是否对应。3.盖斯定律中的2个关系(1)总反应方程式=各步反应方程式之和(2)总反应的焓变=各步反应的焓变之和第六章化学反应与能量转化第1节化学反应的热效应考点一焓变与反应热必备知识自主预诊1.断裂形成物质能量热量2.(1)H(反应产物)-H(反应物)(2)释放或吸收正值负值(3)等于3.(1)吸收活化能放出放出反应热ab自我诊断1.答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2.答案E2,C错误;题给反应生成1mol水蒸气时的能量变化为930kJ-436kJ-249kJ=245kJ,D正确。对点演练1 C由
26、图可知1molC(s)与1molO2(g)的能量之和比1molCO2(g)的能量高393.5kJ,A项错误;反应2CO(g)+O2(g)2CO2(g)为放热反应,生成物的总能量小于反应物的总能量,B项错误;由图可知1molC(s)与0.5molO2(g)生成1molCO(g)放出热量为393.5kJ-282.9kJ=110.6kJ,且物质的量与热量成正比,焓变为负,则热化学方程式为2C(s)+O2(g)2CO(g)H=-221.2kJmol-1,C项正确;热值指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出热量,则CO的热值为282.9kJ28g10.1kJg-1,D项错误。典例2AD由图像可知,反应
27、物的总能量大于反应产物的总能量,该反应为放热反应,A项正确;由图知(CH3)3C+、Cl-的能量总和比(CH3)3CCl高,无法确定(CH3)3C+与(CH3)3CCl能量的相对大小,B项错误;第一步反应的活化能大,反应比较慢,C项错误;增大反应物的浓度或升高温度,反应速率一定加快,D项正确。对点演练2 B由图可知,在Li2SO4溶液中N2的相对能量较低,因此Li2SO4溶液利于MoS2对N2的活化,A正确;反应物、反应产物的能量不变,因此反应的焓变不变,与反应途径无关,B错误;根据图示可知,MoS2在Li2SO4溶液中将反应决速步(*N2*N2H)的能量大大降低,C正确;根据图可知,合成氨反
28、应是放热反应,D正确。考点二热化学方程式必备知识自主预诊1.释放或吸收的热量2.能量1 mol气态H2和0.5 mol气态O2反应生成1 mol 液态H2O时放出285.8 kJ的热量自我诊断1.答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)2.答案(1)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.4 kJmol-1(2)N2(g)+O2(g)2NO(g)H=+68 kJmol-1(3)C8H18(l)+252O2(g)8CO2(g)+9H2O(g)H=-5 518 kJmol-1关键能力考向突破典例1C固体碳和水蒸气反应生成1molH2和1molCO吸收131.3kJ的热量,因此该反应的热化
29、学方程式为C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g)H=+131.3kJmol-1。对点演练1 C160g铁红的物质的量为1mol,每生成160g固体铁红放出130kJ的热量,则生成2molFe2O3应放出260kJ的热量,所以该反应的热化学方程式为4FeCO3(s)+O2(g)2Fe2O3(s)+4CO2(g)H=-260kJmol-1,C项正确。典例2答案(1)CH3OH(g)+32O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H=-764.7 kJmol-1(2)放热NH4+(aq)+32O2(g)NO2-(aq)+2H+(aq)+H2O(l)H=-273 kJmol-1解析(1)依据盖斯定律
30、计算,由(3-2+2)得:CH3OH(g)+32O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H=3(-192.9kJmol-1)-249.0kJmol-1+(-44kJmol-1)2=-764.7kJmol-1。(2)由图可知,第二步反应反应物总能量高于反应产物总能量,是放热反应;第一步热化学反应方程式为NH4+(aq)+32O2(g)2H+(aq)+NO2-(aq)+H2O(l)H=-273kJmol-1,即为1molNH4+(aq)全部氧化成NO2-(aq)的热化学方程式。对点演练2答案(1)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-4Q kJmol-1(2)C2H5OH(l)+3O2(g)2
31、CO2(g)+3H2O(l)H=-2Q kJmol-1(3)2Na(s)+O2(g)Na2O2(s)H=-511 kJmol-1(4)NaBH4(s)+2H2O(l)NaBO2(s)+4H2(g)H=-216 kJmol-1考点三摩尔燃烧焓和中和热必备知识自主预诊1.101 kPa1 mol指定产物1 mol C(s)CO2(g)2.1 mol H2O(l)H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)H=-57.3 kJmol-14.(4)保温隔热,减少实验过程中的热量损失碱稍过量自我诊断1.答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)2.答案(1)CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l
32、)H=-a kJmol-1(2)S(s)+O2(g)SO2(g)H=-2b kJmol-1(3)H2(g)+12O2(g)H2O(l)H=-285.8 kJmol-1关键能力考向突破典例1B硫酸和氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀和水,所以此反应的反应热不是中和热,A错误;氢气的摩尔燃烧焓是指1mol氢气完全燃烧生成液态水时放出的热量,所以其逆反应的反应热的符号相反,且根据物质的量分析,该反应的H为+571.6kJmol-1,B正确;H2的摩尔燃烧焓必须是1molH2燃烧生成液态水时所放出的能量,C错误;N2和H2生成NH3的反应为可逆反应,0.5mol氮气不能完全反应,故D错误。对点演练1 BA项所
33、列热化学方程式中有两个错误,一是中和热是指反应生成1molH2O(l)时的反应热,二是当有BaSO4沉淀生成时,反应放出的热量会增加,生成1molH2O(l)时放出的热量大于57.3kJ;C项,摩尔燃烧焓是指1mol纯物质完全氧化生成指定的物质时的焓变,产物中的水应为液态水,错误;D项,当2mol辛烷完全燃烧时,放出的热量为11036kJ,且题给条件下辛烷应为液态,错误。典例2答案(1)环形玻璃搅拌棒未将小烧杯和大烧杯杯口保持相平(2)-56.8 kJmol-1(3)不相等(4)abcd解析(1)由量热计的构造可知该装置缺少的仪器是环形玻璃搅拌棒;为了减少热量的损失,大烧杯杯口与小烧杯杯口应该
34、相平、小烧杯杯口用硬纸板盖住。(2)第1次测定温度差为29.5-26.1=3.4,第2次测定的温度差为32.3-27.2=5.1,第3次测定的温度差为29.2-25.9=3.3,第4次测定的温度差为29.8-26.3=3.5,其中第2次的温度差误差较大,应该舍弃,其他3次温度差的平均值为3.4+3.3+3.53=3.4。50mL0.55molL-1氢氧化钠溶液与50mL0.25molL-1硫酸溶液进行中和反应,生成水的物质的量为0.05L0.50molL-1=0.025mol,溶液的质量为50mL1gmL-1+50mL1gmL-1=100g,温度变化的值为T=3.4,则生成0.025mol水放
35、出的热量为Q=mcT=100g4.18J(g)-13.4=1421.2J,即1.4212kJ,所以实验测得的中和热H=-1.4212kJ0.025mol-56.8kJmol-1。(3)反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,若改用60mL0.25molL-1的H2SO4溶液和50mL0.55molL-1的NaOH溶液进行反应,与题给实验相比,生成水的量增多,所放出的热量增加,因此与题中实验相比,所放出的热量不相等。(4)实验装置保温、隔热效果必须好,否则放出的热量偏小,a符合题意;用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度,酸、碱反应放热,测得H2SO4溶液的温度偏高,
36、温度差偏小,计算得出的热量偏小,b符合题意;尽量一次快速将NaOH溶液倒入盛有硫酸溶液的小烧杯中,不允许分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸溶液的小烧杯中,否则会导致较多热量散失,放出的热量偏小,c符合题意;根据以上分析可知将四次实验测量温度均纳入计算平均值会导致实验测得的结果出现较大偏差,d符合题意。对点演练2 A搅拌可加快反应速率,减小热量损耗带来的误差,A正确;实验中温度计水银球应插入液面以下,但不能与小烧杯底部接触,B项错误;HCl为强酸,醋酸为弱酸,弱酸电离要吸收能量,因此实验中测得的中和热数值不同,C项错误;在测定中和热实验中不需要容量瓶,D项错误。考点四盖斯定律反应热的计算必备知识自
37、主预诊1.(1)始态和终态反应的途径H=H1+H2(2)aH2-H2H1+H2自我诊断1.答案(1)(2)(3)(4)2.答案+226.7 kJmol-1解析将题给热化学方程式依次标号为、,利用盖斯定律,将2+12-12可得:2C(s,石墨)+H2(g)C2H2(g)H=+226.7kJmol-1。关键能力考向突破典例1答案(1)2V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s)H=-351 kJmol-1(2)-116(3)89.3(4)53.1解析(1)由图可知,V2O4(s)+2SO3(g)2VOSO4(s)H1=-399kJmol-1V2O4(s)+SO3(g)V2O5
38、(s)+SO2(g)H2=-24kJmol-1根据盖斯定律,-2得2V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s)H=H1-2H2=-399kJmol-1-(-24kJmol-1)2=-351kJmol-1。(2)由盖斯定律可得,4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)H=2H3+2H2+2H1=(-121kJmol-1)2+(-20kJmol-12)+(83kJmol-12)=-116kJmol-1。(3)依据盖斯定律,将+,可得所求反应的焓变。(4)将题给热化学方程式依次标为,由盖斯定律可知,将12-可得,N2O5(g)2NO2(g)+12O2(g)H=(
39、-4.4kJmol-1)12-(-55.3kJmol-1)=+53.1kJmol-1。对点演练1答案(1)2LiH(s)+O2(g)Li2O(s)+H2O(l)H=-702 kJmol-1(2)4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)H=-1 025.2 kJmol-1解析(1)根据题意分析,2LiH(s)2Li(s)+H2(g)H=+182kJmol-12Li(s)+12O2(g)Li2O(s)H=-598kJmol-1H2(g)+12O2(g)H2O(l)H=-286kJmol-1将上述三式相加可得,2LiH(s)+O2(g)Li2O(s)+H2O(l)H=-702kJmo
40、l-1。(2)将已知的两个热化学方程式从上到下依次标记为和,根据盖斯定律由5-4可得,4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)H=-1025.2kJmol-1。典例2D根据盖斯定律,由题给的两个热化学方程式可得:2H2O(g)2H2(g)+O2(g)H=+(2a+220)kJmol-1,则有4462kJmol-1-2436kJmol-1-496kJmol-1=(2a+220)kJmol-1,解得a=+130,故D正确。对点演练2 D依据溴原子半径大于氯原子小于碘原子,半径越大键能越小,结合图表中数据可知432kJmol-1E(HBr)298kJmol-1,A项正确;键能越大形成
41、的化学键越稳定,表中键能最大的是HF键,最稳定的共价键是HF,B项正确;氢气变化为氢原子,所吸收的热量等于氢气中断裂化学键需要的能量,H2(g)2H(g)H=+436kJmol-1,C项正确;依据H=反应物键能总和-反应产物键能总和计算判断,反应H2(g)+F2(g)2HF(g)的H=436kJmol-1+157kJmol-1-2568kJmol-1=-543kJmol-1,D项错误。典例3BCO32-与H+的反应为放热反应,H10,则H1H2,A项错误,B项正确;OH-(aq)与H+(aq)的反应会放出热量,H30,CH3COOH是弱酸,与OH-(aq)发生中和反应,也是放热反应,H40,但是H3H4,C、D项错误。对点演练3 D由图可知,CuSO45H2O(s)溶于水时吸收热量,会使溶液温度降低,A项正确;CuSO4(s)溶于水电离出Cu2+和SO42-时放出热量,溶液温度升高,B项正确;H20,则H3H2,C项正确;根据图示和盖斯定律可得,H1=H3-H2,D项错误。
