第39講　反應(yīng)熱的測定與計算2024年高考化學大一輪復習課件

新教材第七章化學反應(yīng)與能量第39講反應(yīng)熱的測定與計算復習目標1.了解中和反應(yīng)反應(yīng)熱測定的原理及操作。2.掌握蓋斯定律的內(nèi)容及意義，并能進行有關(guān)反應(yīng)熱的計算。內(nèi)容索引考點一

中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定考點二蓋斯定律及其應(yīng)用考點三反應(yīng)熱大小的比較專項突破歸納整合考點一

中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定稀溶液中,酸與堿反應(yīng)生成1mol液態(tài)H2O(l)時釋放的熱量.⑤若反應(yīng)過程中有其他物質(zhì)生成(沉淀、難電離物質(zhì)等)，這部分反應(yīng)熱不屬于中和熱。{如硫酸與氫氧化鋇的反應(yīng)}③特別地,強酸、強堿的稀溶液:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)①必須是稀溶液,如濃硫酸稀釋或NaOH固體溶解時放熱；②以生成1molH2O(l)為標準一般地，酸、堿濃度：C(H+)≤1mol/L或C(OH—)≤1mol/L△H=-57.3kJ/mol一.中和熱什么叫中和熱？歸納整合④中和熱不包括物質(zhì)溶解、電離、水合等過程的熱效應(yīng)→已知強酸與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的熱化學方程式為

H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)

ΔH＝－57.3kJ·mol－1，又知電解質(zhì)的電離是吸熱過程。向1L0.5mol·L－1的NaOH溶液中加入下列物質(zhì)：①稀醋酸；②濃硫酸；③稀硝酸，恰好完全反應(yīng)。則其焓變ΔH1、ΔH2、ΔH3的關(guān)系是(

)A.ΔH1>ΔH2>ΔH3

B.ΔH1<ΔH3<ΔH2C.ΔH1＝ΔH3>ΔH2

D.ΔH1>ΔH3>ΔH2D燃燒熱與中和熱的區(qū)別與聯(lián)系相同點燃燒熱中和熱能量變化ΔH不同點反應(yīng)物的量

生成物的量

反應(yīng)熱的含義

ΔH<0,單位kJ/mol放熱反應(yīng)1mol純物質(zhì)1mol

H2O(l)1mol純物質(zhì)完全燃燒生成指定產(chǎn)物時放出的熱量;不同的物質(zhì)，燃燒熱不同酸堿中和生成1molH2O時放出的熱量；特殊地，強酸強堿間的中和反應(yīng)生成可溶性鹽時中和熱相同,約為不限量(不限)歸納整合n為生成H2O的物質(zhì)的量。稀溶液的密度用1g·mL－1進行計算。1.測定原理二.中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定歸納整合用簡易量熱計測量鹽酸與NaOH溶液反應(yīng)前后的溫度差Δt。放熱Q＝

mcΔt=(m酸+m堿)·c·(t終—t始)比熱容:c＝×10－3

kJ·g－1·℃－1ΔH＝-使反應(yīng)物混合均勻,充分接觸(操作：上下移動)減少熱量的散失減少熱量的散失思考：該實驗中，玻璃攪拌器換成鐵制或者銅制的攪拌器行不行？測量反應(yīng)前后體系溫度反應(yīng)容器起保溫作用2.實驗裝置：不行量熱計二.中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定歸納整合另取一量筒，量取50mL氫氧化鈉，測溫并記錄；？量取50mL0.50mol·L－1鹽酸，倒入內(nèi)筒，蓋上杯蓋，測溫并記錄；洗凈溫度計并擦干，備用3.實驗步驟：①

測鹽酸溶液初始溫度：②

測氫氧化鈉溶液初始溫度：③

取兩次溫度的平均值記為反應(yīng)前體系溫度t1（1）反應(yīng)物溫度的測量（t1）（2）反應(yīng)后體系溫度的測量（t2）將酸堿溶液迅速混合，用玻璃攪拌器輕輕攪動溶液，準確讀取混合溶液的最高溫度，記為t2（3）重復以上步驟2-3次問題一：能否更換溫度計？不能，會存在儀器誤差問題二：能否測完酸后直接測量堿的溫度？不能，殘留的酸與堿反應(yīng)，造成酸堿消耗，熱量損失問題三：為什么堿的濃度稍大于酸？堿過量，保證酸完全反應(yīng)二.中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定歸納整合→求平均溫度差(t終－t始)→計算中和反應(yīng)反應(yīng)熱ΔH。4.數(shù)據(jù)處理溫度實驗次數(shù)起始溫度t1/℃終止溫度t2/℃溫度差平均值(t2－t1)/℃鹽酸NaOH平均值溫差平均值125.025.2____28.5________224.925.1____28.3____325.625.4____29.0____假設(shè)中和后溶液密度近似為1g/cm，中和后溶液的比熱容c＝4.18J/(g·℃)，則根據(jù)公式和實驗數(shù)據(jù)可計算出:該反應(yīng)放出的熱量

Q=mcΔt≈

kJ，則，生成

1molH2O時放出的熱量為

kJ。ΔH＝

－Q0.025kJ/mol(50+50)××10-3×4.數(shù)據(jù)處理溫度實驗次數(shù)起始溫度t1/℃終止溫度t2/℃溫度差平均值(t2－t1)/℃鹽酸NaOH平均值溫差平均值125.025.2____28.5________224.925.1____28.3____325.625.4________若有數(shù)據(jù)偏差太大，應(yīng)舍棄該數(shù)據(jù)深度思考(1)若用0.55mol·L－1KOH溶液代替，對結(jié)果會產(chǎn)生影響嗎？無影響。因為強酸強堿的稀溶液反應(yīng)生成1molH2O(l)時放出的熱量是相同的，與用KOH溶液還是NaOH溶液無關(guān)。(2)酸、堿混合時，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】減少熱量損失(3)用濃硫酸代替鹽酸對結(jié)果會產(chǎn)生什么影響？

用醋酸代替鹽酸對結(jié)果會產(chǎn)生什么影響？

用稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液測定，對結(jié)果會產(chǎn)生什么影響？濃硫酸稀釋放熱，數(shù)值偏大醋酸電離吸熱，數(shù)值偏小生成BaSO4沉淀，會多放出部分熱量，數(shù)值偏大深度思考歸納總結(jié)提高中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定準確度的措施①酸、堿溶液選用強酸、強堿的稀溶液；②為保證鹽酸被完全中和，堿的濃度應(yīng)稍大。①酸堿溶液混合要迅速，防止熱量散失②在測量反應(yīng)混合液的溫度時，記錄最高溫度值（1）原理方面：（2）操作方面：（3）儀器方面：①不可將溫度計當攪拌器使用；玻璃攪拌器應(yīng)上下移動。②應(yīng)使用玻璃攪拌器，不能用金屬質(zhì)攪拌器代替。友情提示對于定量實驗，均需重復實驗步驟，取2~3次實驗數(shù)據(jù)的平均值反應(yīng)熱測定實驗中，溫度數(shù)據(jù)至少要測量、記錄6次(一次實驗測3個數(shù)據(jù)，至少重復2次)選用數(shù)據(jù)進行計算時，相差太大的數(shù)據(jù)應(yīng)舍棄玻璃攪拌器僅在反應(yīng)熱測定這一實驗中出現(xiàn)和使用通過測定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計算中和熱?；卮鹣铝袉栴}：①從實驗裝置上看，圖中尚缺少的一種玻璃用品是

。②如果不蓋杯蓋，求得的中和熱數(shù)值

(填“偏大”“偏小”

“無影響”）。③實驗中改用60mL0.50mol/L鹽酸跟50mL0.55mol/LNaOH溶液進行反應(yīng)，與上述實驗相比，所放出的熱量

(填“相等”“不相等”)，所求中和熱

(填“相等”“不相等”)，簡述理由：

。④用相同濃度和體積的氨水代替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”“無影響”)若所用NaOH溶液因吸收CO2已少量變質(zhì)，則該NaOH溶液耗酸量

(填“改變”“不變”)，對中和熱的測定有無影響？玻璃攪拌器偏小不等相等

因為中和熱是指酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O所放出的能量，與酸堿的用量無關(guān)偏小不變有影響1.50mL0.50mol/L鹽酸與50mL0.55mol/LNaOH溶液在圖示的裝置中進行中和反應(yīng)。Ⅰ.配制0.50mol·L-1NaOH溶液(1)若實驗中大約要使用245mLNaOH溶液,至少需要稱量NaOH固體

g。

(2)從上圖中選擇稱量NaOH固體所需要的儀器是(填字母):

。

abe×0.50mol·L-1

×402.某實驗小組用0.50mol/LNaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液進行中和熱的測定。Ⅱ.測定稀硫酸和稀氫氧化鈉中和熱的實驗裝置如右圖所示。取50mLNaOH溶液和30mL硫酸溶液進行實驗,實驗數(shù)據(jù)如下表。溫度實驗次數(shù)起始溫度t1/℃終止溫度t2/℃溫度差平均值[(t2-t1)/℃H2SO4NaOH平均值126.226.026.130.1

227.027.427.231.1

325.925.925.931.8

426.426.226.330.4

②近似認為0.50mol·L-1NaOH溶液和0.50mol·L-1硫酸溶液的密度都是1g·cm-3,中和后生成溶液的比熱容c=4.18J·(g·℃)-1。則中和熱ΔH=

(取小數(shù)點后一位)。

KJ/mol若有數(shù)據(jù)偏差太大，應(yīng)舍棄該數(shù)據(jù)ΔH=-80×0.00418(t2—t1)KJ0.025mol=KJ/mol①請?zhí)顚懴卤碇械目瞻?③上述實驗數(shù)值(KJ/mol)結(jié)果與57.3kJ·mol-1有偏差,

產(chǎn)生偏差的原因可能是(填字母)

。

a.實驗裝置保溫、隔熱效果差b.量取NaOH溶液的體積時仰視讀數(shù)2SO4溶液的溫度acdⅡ.測定稀硫酸和稀氫氧化鈉中和熱的實驗裝置如右圖所示。取50mLNaOH溶液和30mL硫酸溶液進行實驗,實驗數(shù)據(jù)如下表。1.中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)，下列關(guān)于中和反應(yīng)反應(yīng)熱測定的說法錯誤的是A.等溫條件下，試管中進行的中和反應(yīng)，反應(yīng)體系向空氣中釋放的熱量

就是反應(yīng)的熱效應(yīng)B.測定中和反應(yīng)反應(yīng)熱時，需要快速的將兩種溶液混合C.測定中和反應(yīng)反應(yīng)熱時，最重要的是要保證實驗裝置的隔熱效果D.不同的酸堿反應(yīng)生成1mol液態(tài)水釋放的熱量可能不相同A若用的是弱酸或弱堿，其電離需吸收一部分熱量，D正確。關(guān)鍵能力專項突破環(huán)境快速混合，防止熱量散失2.某化學實驗小組用簡易量熱計(裝置如圖)測量中和反應(yīng)的反應(yīng)熱，實驗采用50mL0.5mol·L－1鹽酸與50mL0.55mol·L－1NaOH溶液反應(yīng)。下列說法錯誤的是A.采用稍過量的NaOH溶液是為了保證鹽酸完全被中和B.儀器a的作用是攪拌，減小測量誤差溶液應(yīng)迅速一次性倒入裝有鹽酸的內(nèi)筒中D.反應(yīng)前測完鹽酸溫度的溫度計應(yīng)立即插入

NaOH溶液中測量溫度D反應(yīng)前測完鹽酸溫度的溫度計應(yīng)洗凈、擦干后再插入NaOH溶液中測量溫度，D錯誤。專項突破歸納整合考點二蓋斯定律及其應(yīng)用一、蓋斯定律1.蓋斯定律的內(nèi)容:C(g)A(s)B(g)H2H1H3H2H1H3=+①不管化學反應(yīng)是一步完成或分幾步完成,其反應(yīng)熱是相同。②化學反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的

有關(guān)，而與

無關(guān)。？H2H1H3、有什么關(guān)系？、C(g)A(s)B(g)H2H1H3改：歸納整合始態(tài)和終態(tài)反應(yīng)的途徑ΔH1=-(ΔH2＋ΔH3)2.蓋斯定律的意義有些反應(yīng)進行得很慢；有些反應(yīng)不容易直接發(fā)生；有些反應(yīng)的產(chǎn)品不純（有副反應(yīng)發(fā)生）。這些都給測量反應(yīng)熱造成了困難，利用蓋斯定律可以間接地把它們的反應(yīng)熱計算出來歸納整合一、蓋斯定律3.應(yīng)用轉(zhuǎn)化關(guān)系反應(yīng)熱間的關(guān)系ΔH1＝______ΔH1＝______

ΔH＝__________aΔH2－ΔH2ΔH1＋ΔH2歸納整合一、蓋斯定律注意：ΔH要帶正負號進行計算“正逆”反應(yīng)的反應(yīng)熱效應(yīng)數(shù)值相等,符號相反1.依據(jù)圖示關(guān)系，下列說法不正確的是H2＞0B.1molS(g)完全燃燒釋放的能量小于2968kJH2＝ΔH1－ΔH3D.16gS(s)完全燃燒釋放的能量為1484kJB關(guān)鍵能力專項突破ΔH2＋ΔH3＝ΔH12.已知

(g)===(g)＋H2(g)

ΔH1＝＋100.3kJ·mol－1 ①H2(g)＋I2(g)=2HI(g)

ΔH2＝－11.0kJ·mol－1 ②對于反應(yīng)：

(g)＋I2(g)=(g)＋2HI(g)

ΔH3＝______kJ·mol－1。＋解析：根據(jù)蓋斯定律，將反應(yīng)①＋反應(yīng)②得到目標反應(yīng)，則ΔH3＝ΔH1＋ΔH2＝[＋＋(－11.0)]kJ·mol－1＝＋89.3kJ·mol－1。3.火箭的第一、二級發(fā)動機中，所用的燃料為偏二甲肼和N2O4，偏二甲肼可用肼來制備。用肼(N2H4)作燃料，N2O4作氧化劑，二者反應(yīng)生成氮氣和氣態(tài)水。已知：①N2(g)＋2O2(g)=N2O4(g)

ΔH＝＋10.7kJ·mol－1②N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g)

ΔH＝－543kJ·mol－1寫出氣態(tài)肼和N2O4反應(yīng)的熱化學方程式：_______________________。2N2H4(g)＋N2O4(g)=3N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－1096.7kJ·mol－12×②－①3.[2020·全國卷Ⅱ，28(1)①]乙烷在一定條件可發(fā)生如下反應(yīng)：C2H6(g)=C2H4(g)＋H2(g)

ΔH1，相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表所示：解析:先寫出三種氣體的燃燒熱的熱化學方程式，然后根據(jù)蓋斯定律計算物質(zhì)C2H6(g)C2H4(g)H2(g)燃燒熱ΔH/(kJ·mol－1)-1560-1411-286則ΔH1＝

kJ·mol－1。＋137真題演練①②③——③②①解題步驟與技巧①確定待求的反應(yīng)方程式；②找出待求方程式中各物質(zhì)出現(xiàn)在已知方程式的什么位置；③根據(jù)待求方程式中各物質(zhì)計量數(shù)和位置的需要，對已知方程式進行處理，或調(diào)整計量數(shù)，或調(diào)整反應(yīng)方向；④實施疊加并檢驗上述分析的正確與否。關(guān)

鍵：通過加、減、乘、除“四則運算式”導出目標方程式ΔH歸納整合專項突破歸納整合考點三反應(yīng)熱大小的比較反應(yīng)熱大小的比較1.同一反應(yīng),生成物狀態(tài)不同時如:2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)

H1

；2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)

H2因為氣體變液體會放熱，故:

H1

H22.

同一反應(yīng),反

應(yīng)

物

狀

態(tài)

不

同

時如：

S(g)+O2(g)=SO2(g)

H1

；S(s)+O2(g)=SO2(g)

H2

故:

H1

H2

<①

②物質(zhì)本身的內(nèi)能:

S(g)S(s)>∴放熱：反應(yīng)①反應(yīng)②><特別提醒：熱量比較比數(shù)值△H比較帶正負號比較S(g)+O2(g)SO2(g)能量反應(yīng)過程

H1

S(s)+O2(g)

H2

歸納整合已知鋁熱反應(yīng)為

，故ΔH<0，如:C(s)+O2(g)=CO2(g)

H1

；

C(s)+1/2O2(g)=CO(g)

H23.

兩個相

聯(lián)系的不同反應(yīng)比較可以設(shè)計成：C(s)——CO(g)———CO2(g)，故：

H1

H2

(1)

(2)①

②<歸納整合反應(yīng)熱大小的比較4.根據(jù)特殊反應(yīng)的焓變情況比較反應(yīng)焓變的大小①2Al(s)＋3/2O2(g)=Al2O3(s)

ΔH1②2Fe(s)＋3/2O2(g)=Fe2O3(s)

ΔH2由①－②可得2Al(s)＋Fe2O3(s)=2Fe(s)＋Al2O3(s)

ΔH＝ΔH1－ΔH2，放熱反應(yīng)ΔH1<ΔH2。下列有關(guān)判斷正確的是H2>0，ΔH3<0

H2<ΔH4H4<ΔH1＋ΔH2

H1>ΔH3C生成BaSO4沉淀，為放熱反應(yīng)，ΔH2<0NH3·H2O與強酸發(fā)生的中和反應(yīng)，為放熱反應(yīng)，ΔH3<0④除了生成沉淀放熱，還有中和反應(yīng)放熱，放出的熱量大于②，即ΔH4<ΔH2專項突破ΔH4＝2ΔH1＋ΔH2已知ΔH1<0,

故ΔH4<ΔH1＋ΔH2NH3·H2O電離需吸收能量,故ΔH3>ΔH1ΔH1<0④=2①+②2.室溫下，將1mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低，熱效應(yīng)為ΔH1，將1mol的CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高，熱效應(yīng)為ΔH2；CuSO4·5H2O受熱分解的化學方程式為CuSO4·5H2O(s)=CuSO4(s)＋5H2O(l)，熱效應(yīng)為ΔH3。下列判斷正確的是H2＞ΔH3

H1＜ΔH3H1＋ΔH3＝ΔH2

H1＋ΔH2＞ΔH3B膽礬溶于水時是吸熱過程③CuSO4?5H2O(s)=CuSO4(s)+5H2O(l)

ΔH3②CuSO4(s)=Cu2+(aq)+SO42-(aq)

ΔH2＜0①CuSO4·5H2O(s)=Cu2＋(aq)＋SO42-(aq)＋5H2O(l)

ΔH1＞0ΔH3＝ΔH1－ΔH2CuSO4(s)溶于水是放熱過程①-②=③ΔH3＞03.對于反應(yīng)a：C2H4(g)

C2H2(g)＋H2(g)，反應(yīng)b：2CH4(g)

C2H4(g)＋2H2(g)，當升高溫度時平衡都向右移動。①C(s)＋2H2(g)=CH4(g)

ΔH1；②2C(s)＋H2(g)=C2H2(g)ΔH2；③2C(s)＋2H2(g)=C2H4(g)

ΔH3。則①②③中ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小順序排列正確的是A.ΔH1>ΔH2>ΔH3

B.ΔH2>ΔH3>2ΔH1C.ΔH2>2ΔH1>ΔH3

D.ΔH3>ΔH2>ΔH1B對于反應(yīng)a、b，ΔHa>0、ΔHb>0。反應(yīng)a＝反應(yīng)②－反應(yīng)③，ΔHa＝ΔH2－ΔH3>0→ΔH2>ΔH3反應(yīng)b＝反應(yīng)③－2×反應(yīng)①，故ΔHb＝ΔH3－2ΔH1>0→ΔH3>2ΔH1真題演練1.(2020·北京，12)依據(jù)圖示關(guān)系，下列說法不正確的是A.石墨燃燒是放熱反應(yīng)B.1molC(石墨,s)和1molCO分別在足量O2中燃燒，全部轉(zhuǎn)化為CO2，前者放熱多C.C(石墨，s)＋CO2(g)=2CO(g)

ΔH＝ΔH1－ΔH2D.化學反應(yīng)的ΔH，只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，與反應(yīng)途徑無關(guān)C真題演練2.(2022·浙江1月選考，18)相關(guān)有機物分別與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成1mol環(huán)己烷()的能量變化如圖所示：下列推理不正確的是H1≈ΔH2，說明碳碳雙鍵加氫放出

的