高中化学苏教版 (2019)选择性必修1第一单元 化学反应的热效应导学案及答案

这是一份高中化学苏教版 (2019)选择性必修1第一单元 化学反应的热效应导学案及答案，共21页。

1．了解反应热(中和热)测定。
2．理解盖斯定律的内容，了解其在科学研究中的意义。
3．能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。
图说考点
基 础 知 识
[新知预习]
1．中和反应的反应热
(1)中和反应的反应热
在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成__________时的反应热(即所放出的热量)，叫中和反应的反应热。
(2)注意：①酸、碱溶液必须为稀溶液。②计量标准必须是生成________水。
(3)对于强酸和强碱的稀溶液反应，中和热基本上是相等的，表示为H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)
ΔH＝－57.3 kJ·ml－1。
2．中和热的测定
(1)实验原理
通过一定量的________溶液在反应前后温度的变化，计算反应放出的热量，由此求得中和反应的反应热。
(2)实验装置和实验用品
①实验装置：
②实验用品：简易量热计、量筒________个、0.50 ml/L盐酸、0.50 ml/L氢氧化钠溶液；
(3)测量步骤：
(4)数据记录与处理：
3.盖斯定律
(1)内容
不论化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热是________的(填“相同”或“不同”)。
(2)特点
①反应的热效应只与始态、终态有关，与________无关。
②反应热总值一定，如图表示始态到终态的反应热：
则ΔH＝________________＝__________________。
(3)应用
对于进行得很慢的反应，不容易直接发生的反应，有些产品不纯(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。
4．反应热的计算
(1)反应热计算的常用依据
①根据盖斯定律计算。
②根据热化学方程式计算。
③根据键能计算。
④根据燃烧热或中和反应的反应热的概念进行计算。
(2)应用实例
①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ/ml，
②CO(g)＋12O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－283.0 kJ/ml，
求C(s)＋12O2(g)===CO(g)的反应热ΔH。
根据盖斯定律，知：
ΔH1＝____________，
则：ΔH＝__________________。
[即时性自测]
1．在测定中和热的实验中，使用下列用品不是为了减小实验误差的是( )
A．碎泡沫塑料 B．环形玻璃搅拌棒
C．硬纸板 D．两个量筒
2．下列关于盖斯定律的说法不正确的是( )
A．不管反应是一步完成还是分几步完成，其反应热相同
B．反应热不仅与反应体系的始态和终态有关，还与反应的途径有关
C．有些反应的反应热不能直接测得，可通过盖斯定律间接计算得到
D．盖斯定律实质上是能量守恒定律的一种具体体现
3．S(单斜)和S(正交)是硫的两种同素异形体。已知：
①S(s，单斜)＋O2(g)===SO2(g)
ΔH1＝－297.16 kJ·ml－1
②S(s，正交)＋O2(g)===SO2(g)
ΔH2＝－296.83 kJ·ml－1
③S(s，单斜)===S(s，正交) ΔH3
下列说法正确的是( )
A．ΔH3＝＋0.33 kJ·ml－1
B．单斜硫转化为正交硫的反应是吸热反应
C．S(s，单斜)===S(s，正交) ΔH3＜0，正交硫比单斜硫稳定
D．S(s，单斜)===S(s，正交) ΔH3＞0，单斜硫比正交硫稳定
4．已知1 ml白磷完全转化为红磷放出29.2 kJ热量，下列两个反应：P4(白，s)＋5O2(g)===2P2O5(s) ΔH＝－Q1，4P(红，s)＋5O2(g)===2P2O5(s) ΔH＝－Q2，Q1与Q2的关系是( )
A．Q1＝Q2 B．Q1>Q2
C．Q15．已知键能：EH—H＝436 kJ·ml－1，ECl—Cl＝243 kJ·ml－1，EH—Cl＝431 kJ·ml－1，则热化学方程式H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－Q kJ·ml－1中Q等于( )
A．－183 B．183
C．－862 D．862
提升点一 中和热的测定
[例1] 某实验小组用50 mL 0.50 ml/L NaOH溶液和30 mL 0.50 ml/L硫酸溶液进行中和反应反应热的测定，实验数据如下表。
(1)请填写下表中的空白：
(2)近似认为0.50 ml/L NaOH溶液和0.50 ml/L硫酸溶液的密度都是1 g/cm3，中和后生成溶液的比热容c＝4.18 J/(g·℃)，则中和热ΔH＝________(取小数点后一位)。(3)上述实验数值结果与57.3 kJ/ml有偏差，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H2SO4溶液的温度
状元随笔 数据处理中的取舍：过大或过小的数据为错误数据要舍弃。
中和热测定中产生误差的原因：
1．保温措施不好；
2．搅拌不充分；
3．所用酸碱浓度过大。
[提升1] 50 mL 0.50 ml/L盐酸与50 mL 0.55 ml/L NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中放出的热量可计算中和反应的反应热。
请回答下列问题：
(1)从实验装置上看，图中缺少的一种玻璃仪器是________。
(2)外壳与内筒之间隔热层的目的是____________________。
(3)简易量热计如果不盖杯盖，所测得中和反应反应热数值的绝对值________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)
(4)实验中若改用60 mL 0.50 ml/L盐酸和50 mL 0.55 ml/L 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”)，所测得的中和反应反应热________(填“相等”或“不相等”)。
状元随笔 中和热测定时，为了保证酸(或碱)完全反应，应加入过量的碱(或酸)；酸和碱的用量多少会影响产生的热量多少，但不会影响中和热，因为中和热是以生成1 ml H2O为标准。
[关键能力]
中和反应的实质是H＋和OH－结合生成水，因而理解中和热时要注意以下几点：
(1)条件 稀溶液，因浓酸和浓碱稀释时会放出热量。
(2)反应物 酸与碱(在中学化学中，只讨论强酸和强碱反应的中和热)。
(3)生成物及其物质的量 1 ml H2O(l)
(4)表述 用文字叙述中和热时，不带“－”；用ΔH表示时，带上“－”。如强酸与强碱反应的中和热为57.3 kJ·ml－1或ΔH＝－57.3 kJ·ml－1。
状元随笔 中和反应中的酸碱均为强酸和强碱，且反应的离子方程式可写作“H＋＋OH－===H2O”的形式才符合。
提升点二 反应热大小的比较
[例2] 下列各组热化学方程式中，化学反应的ΔH前者大于后者的是( )
①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1
C(s)＋12O2(g)===CO(g) ΔH2
②S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH3
S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH4
③H2(g)＋12O2(g)===H2O(l) ΔH5
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH6
④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH7
CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s) ΔH8
A．仅① B．仅④
C．仅②③④ D．仅①②③
状元随笔 比较反应热大小的注意点
1．反应物和生成物的状态
2．ΔH的符号，不要只比较数值，还要考虑符号
3．参加反应的物质的量，量越多，对应的吸热或放热就越多
[提升2] 下列各选项中两个反应的反应热，其中ΔH1>ΔH2的是( )
A．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1；2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2
B．4P(g)＋5O2(g)===2P2O5(g) ΔH1；4P(s)＋5O2(g)===2P2O5(g) ΔH2
C．2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g) ΔH1；2SO3(g)⇌O2(g)＋2SO2(g) ΔH2
D.已知反应：C(金刚石，s)===C(石墨，s) ΔH<0。C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1；C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2
状元随笔 注意：比较两个热化学方程式中ΔH的大小时，比的是其代数值，要带符号进行比较；比较两个反应放出或吸收的热量多少时，比较的是其绝对值，去掉正、负号比较。
[关键能力]
比较ΔH要做到“五个注意”
在比较ΔH大小时，要包括所含的“＋”“－”。
1．注意不同反应的反应物和生成物的聚集状态是否相同。
2．注意不同热化学方程式中化学计量数不同对ΔH的影响。同一放热反应(吸热反应)，其他条件相同时，参与反应的反应物的物质的量越大，放出(吸收)的热量越多，ΔH的值越小(大)。
3．注意吸热反应的ΔH肯定比放热反应的大，吸热反应的ΔH>0，放热反应的ΔH<0。
4．注意物质的聚集状态
在同一反应中，反应物的聚集状态或生成物的聚集状态不同时，要考虑A(g) eq \(,\s\up14(放热),\s\d5(吸热)) A(l) eq \(,\s\up14(放热),\s\d5(吸热)) A(s)，或者从同一物质三种的聚集状态的能量比较[E(g)>E(l)>E(s)]，可知反应热大小亦不相同。
如S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1＝－a kJ·ml－1；
S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2＝－b kJ·ml－1
5．注意同素异形体
如C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－c kJ/ml；
C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－d kJ·ml－1
提升点三 盖斯定律的应用
[例3] 发射卫星时可用肼(N2H4)为燃料和二氧化氮(NO2)作氧化剂，两者反应生成氮气和气态水。已知：
N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g) ΔH＝＋67.7 kJ·ml－1 ①
N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－543 kJ·ml－1 ②
12H2(g)＋12F2(g)===HF(g) ΔH＝－269 kJ·ml－1 ③
H2(g)＋12O2(g)===H2O(g) ΔH＝－242 kJ·ml－1 ④
(1)肼和二氧化氮反应的热化学方程式为________________________________。
(2)有人认为若用氟气代替二氧化氮作氧化剂，反应释放的能量更大，试写出肼和氟气反应的热化学方程式：________________________________。
状元随笔 将所给的热化学方程式通过适当加、减或各系数相应倍数变化后再相加、减的方法得到所求的热化学方程式，焓变也作相应的变化。
[提升3] 根据下列叙述，回答有关问题：
(1)如图所示是由SO2生成SO3的反应过程中能量变化示意图，该反应的热化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
图中曲线b表示的是某条件下由SO2生成SO3反应过程中的能量变化，其所代表的热化学方程式与曲线a所代表的热化学方程式是否相同：________(填“是”或“否”)。
(2)已知下列热化学反应方程式：
①Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)
ΔH1＝－25 kJ·ml－1
②3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)
ΔH2＝－5 kJ·ml－1
③Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)
ΔH3＝＋19 kJ·ml－1
试写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学方程式：________________________________________________________________________。
(3)断开1 ml H—H键、1 ml N—H键、1 ml N≡N键需要的能量分别是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则1 ml N2完全反应生成NH3的反应热为____________，1 ml H2完全反应生成NH3所放出的热量为________(结果保留一位小数)。
状元随笔 该试题中涉及到三种常用的反应热的计算类型
1．反应物和生成物的能量变化图
2．盖斯定律计算
3．利用化学键键能计算
[关键能力]
1．应用盖斯定律计算反应热的两种方法：
(1)虚拟途径法
由A生成D可以有两个途径：①由A直接生成D，反应热为ΔH；②由A生成B，由B生成C，再由C生成D，每一步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，则各反应热之间的关系如图所示。
(2)加和法
状元随笔 盖斯定律的核心是：化学反应的反应热只取决于反应的始态和终态，与具体反应途径无关。
2．应用盖斯定律计算ΔH的一般步骤
1．关于中和反应反应热的测定实验，下列说法正确的是( )
A．为了使反应进行得更完全，可以使酸或碱适当过量
B．为了使反应均匀进行，可以向酸(碱)溶液中分几次加入碱(酸)溶液
C．中和反应反应热的测定结果与所用酸(碱)的种类无关
D．测完酸溶液的温度后，未冲洗温度计并擦干就直接测碱溶液的温度，会使测得的反应热数值的绝对值偏大
2．某同学用50 mL 0.50 ml·L－1的盐酸与50 mL 0.55 ml·L－1的NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应，通过测定反应过程中所放出的热量计算中和热。下列说法中正确的是( )
A．该实验过程中只需测三次温度
B．图中实验装置缺少玻璃搅拌器
C．烧杯间填满碎纸条的作用主要是固定小烧杯
D．若将盐酸的体积改为60 mL，理论上所求中和热不相等
3．工业上常用磷精矿[Ca5(PO4)3F]和硫酸反应制备磷酸，副产品为氟化氢。已知在一定条件下：
①CaO(s)＋H2SO4(l)===CaSO4(s)＋H2O(l) ΔH＝a kJ·ml－1
②5CaO(s)＋3H3PO4(l)＋HF(g)===Ca5(PO4)3F(s)＋5H2O(l) ΔH＝b kJ·ml－1
则该条件下利用上述反应制取294 g磷酸时放出(或吸收)的热量(kJ)为( )
A．5a－b B．5a＋b
C．a－b D．a＋b
4．已知下列热化学方程式：2Zn(s)＋O2(g)===2ZnO(s) ΔH1＝－702.2 kJ·ml－1；Hg(l)＋12O2(g)===HgO(s) ΔH2＝－90.7 kJ·ml－1。由此可知Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l) ΔH3中ΔH3的值是( )
A．－260.4 kJ·ml－1 B．－254.6 kJ·ml－1
C．－438.9 kJ·ml－1 D．－441.8 kJ·ml－1
5．键能是气态基态原子形成1 ml化学键释放的最低能量。键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可以用于计算化学反应的反应热。下表是一些化学键的键能：
根据键能数据计算每消耗1 ml CH4时，反应CH4(g)＋4F2(g)===CF4(g)＋4HF(g)的热效应为( )
A.放热1 940 kJ B．吸热1 940 kJ
C.放热485 kJ D．吸热485 kJ
6．已知：2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g) ΔH＝－196.6 kJ·ml－1，实验室测得4 ml SO2发生上述化学反应时放出314.3 kJ热量，参加反应的SO2的物质的量为( )
A.1.6 ml B．2.0 ml
C.3.2 ml D．3.6 ml
7．用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出废旧印刷电路板上的铜。已知：
Cu(s)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋H2(g)ΔH＝＋64.39 kJ·ml－1
2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g) ΔH＝－196.46 kJ·ml－1
H2(g)＋12O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.84 kJ·ml－1
在H2SO4溶液中，Cu与H2O2反应生成Cu2＋(aq)和H2O(l)的反应热ΔH等于( )
A.－417.91 kJ·ml－1 B．－319.68 kJ·ml－1
C.＋546.69 kJ·ml－1 D．－448.46 kJ·ml－1
8．“高铁、扫码支付、共享单车和网购”被称作中国的“新四大发明”。古代的四大发明分别是造纸术、印刷术、指南针、火药。
黑火药爆炸的热化学方程式为
S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)
ΔH＝x kJ·ml－1
已知：碳的燃烧热ΔH1＝a kJ·ml－1
S(s)＋2K(s)===K2S(s) ΔH2＝b kJ·ml－1
2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s)ΔH3＝c kJ·ml－1
则x为( )
A.3a＋b－c B．c－3a－b
C.a＋b－c D．c－a－b
9．已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ，且氧气中1 ml O===O键完全断裂时吸收热量495 kJ，水蒸气中1 ml H—O键形成时放出热量463 kJ，则氢气中1 ml H—H键断裂时吸收热量为( )
A.920 kJ B．557 kJ
C.436.5 kJ D．188 kJ
10．(1)下列三个反应在某密闭容器中进行：
反应①：Fe(s)＋CO2(g)===FeO(s)＋CO(g)ΔH1＝a kJ·ml－1
反应②：2CO(g)＋O2(g)===2CO2 (g)ΔH2＝b kJ·ml－1
反应③：2Fe(s)＋O2(g)===2FeO(s) ΔH3＝________ kJ·ml－1(用含a、b的代数式表示)。
(2)焦炭与CO、CO2、H2均是重要的化工原料，由CO2制备甲醇的过程可能涉及的反应如下：
反应Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝－49.58 kJ·ml－1
反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g)ΔH2＝＋41.19 kJ·ml－1
反应Ⅲ：CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH3
则反应Ⅲ的ΔH3＝________ kJ·ml－1。
(3)一种煤炭脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定下来，但产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，相关的热化学方程式如下：
①CaSO4(s)＋CO(g)⇌CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g)ΔH1＝＋210.5 kJ·ml－1
②14CaSO4(s)＋CO(g)⇌ 14CaS(s)＋CO2(g)ΔH2＝－47.3 kJ·ml－1
反应：CaO(s)＋3CO(g)＋SO2(g)⇌CaS(s)＋3CO2(g)的ΔH＝________ kJ·ml－1。
(4)已知：Al2O3(s)＋3C(s)===2Al(s)＋3CO(g)ΔH1＝＋1 344.1 kJ·ml－1
2AlCl3(g)===2Al(s)＋3Cl2(g)ΔH2＝＋1 169.2 kJ·ml－1
由于Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3和CO的热化学方程式为________________________________________________________________________。
11．利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下：
①用量筒量取50 mL 0.50 ml·L－1盐酸倒入小烧杯中，测出盐酸的温度，然后把温度计上的酸用水冲洗干净；②用另一量筒量取50 mL 0.55 ml·L－1NaOH溶液，并用同一温度计测出其温度；③将NaOH溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测得混合液最高温度。回答下列问题：
(1)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是________(填字母)。
A.用温度计小心搅拌
B.揭开硬纸片用玻璃棒搅拌
C.轻轻地振荡烧杯
D.用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动
(2)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm－3，又知中和反应后生成溶液的比热容c＝4.18 J·g－1·℃－1。为了计算中和热，某学生实验记录数据如下：
依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热ΔH＝________(结果保留一位小数)。
(3)________(填“能”或“不能”)用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸，理由是________________________________________________________________________
____________________。
练后感悟
反应热的计算方法
第2课时 反应热的测量与计算
基础知识
新知预习
1．(1)1 ml H2O (2)1 ml
2．(1)酸与碱 (2)2 (3)损失 误差 (4) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(t3－\f(t1＋t2,2))) ℃ － eq \f(C×Δt×10－3,0.025) kJ·ml－1
3．(1)相同 (2)途径 ΔH1＋ΔH2 ΔH3＋ΔH4＋ΔH5 (3)盖斯定律 间接
4．(2)ΔH＋ΔH2 ΔH1－ΔH2＝－393.5 kJ/ml－(－283.0 kJ/ml)＝－110.5 kJ/ml
即时性自测
1．解析：碎泡沫塑料起到保温效果，减少热量散失，从而减小实验误差，A项不符合题意；环形玻璃搅拌棒搅拌能加快反应速率，减少热量散失，从而减小实验误差，B项不符合题意；硬纸板覆盖于反应装置上起隔离作用，能减少热量散失，从而减小实验误差，C项不符合题意；两个量筒用来分别盛放和量取酸和碱，对实验误差无影响，因此不是为了减小实验误差，D项符合题意。
答案：D
2．答案：B
3．答案：C
4．答案：B
5．解析：依据化学反应的反应热＝反应物的总键能－生成物的总键能可得，ΔH＝－Q kJ·ml－1＝(436＋243－2×431) kJ·ml－1＝－183 kJ·ml－1，故Q＝183。
答案：B
技能素养
例1 解析：(1)由表中四组数据第2组偏差较大，舍去，可求得t2－t1的平均值为4.0 ℃。(2)根据Q＝(m1＋m2)×c×(t2－t1)＝80× 4.18×4.0×10－3 kJ＝1.337 6 kJ。又因30 mL 0.50 ml/L硫酸溶液中含有0.03 ml的H＋，所以跟0.025 ml的OH－发生中和反应，生成0.025 ml的水，放出热量为Q，所以中和热ΔH＝－ eq \f(Q,0.025 ml) ＝－ eq \f(1.337 6,0.025) kJ/ml＝－53.5 kJ/ml。(3)由于测得反应放出的热量明显小于57.3 kJ，故保温效果不好，a正确；量取NaOH溶液时，仰视NaOH溶液的体积增多，b不正确；分多次加入NaOH溶液也会使热量散失，要快速一次性加入液体，c正确；d项提前中和了一部分酸和碱，故使一部分热量散失，d正确。
答案：(1)4.0 (2)－53.5 kJ/ml (3)acd
提升1 解析：在测定中和反应反应热时，需使用环形玻璃搅拌棒搅拌，加快酸与碱的反应。实验中要尽可能减少热量损失，否则会使测得的中和反应反应热数值的绝对值偏小。实验中反应的酸和碱增多，放出的热量也增多，但测得的中和反应反应热不变，因为对于同一反应来说，中和反应反应热与所用酸、碱溶液的体积无关，根据公式|中和反应反应热|＝ eq \f(（m酸溶液＋m碱溶液）·c·（t2－t1）,n（H2O）) 可算出中和反应反应热。
答案：(1)环形玻璃搅拌棒 (2)减少实验过程中的热量损失 (3)偏小 (4)不相等 相等
例2 解析：碳与氧气反应放热，即ΔH1<0，ΔH2<0，CO再与O2作用时又放热，所以ΔH1<ΔH2；等物质的量的固态硫变为气态硫蒸气时吸收热量，故在与O2作用产生同样的SO2时，气态硫放出的热量多，即ΔH3>ΔH4；发生同样的燃烧反应，物质的量越多，放出的热量越多，故ΔH5>ΔH6；碳酸钙分解吸收热量，ΔH7>0，CaO与H2O反应放出热量，ΔH8<0，ΔH7>ΔH8。
答案：C
提升2 解析：气态水转化为液态水放出热量，故|ΔH2|>|ΔH1|，且这两个反应均为放热反应，ΔH为负值，所以ΔH1>ΔH2，A项正确；气态P比固态P的能量高，气态P燃烧放出的热量更多，故|ΔH2|<|ΔH1|，且这两个反应均为放热反应，所以ΔH2>ΔH1，B项错误；第一个反应为放热反应，第二个反应为吸热反应，故ΔH2>ΔH1，C项错误；金刚石的能量高，燃烧放出的热量多，故|ΔH2|<|ΔH1|，且这两个反应均为放热反应，所以ΔH1<ΔH2，D项错误。
答案：A
例3 解析：(1)结合盖斯定律：②×2－①便得反应2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)，其反应热ΔH＝(－543 kJ·ml－1)×2－(＋67.7 kJ·ml－1)＝－1 153.7 kJ·ml－1。
(2)结合盖斯定律知：②＋③×4－④×2得反应N2H4(g)＋2F2(g)===N2(g)＋4HF(g)，其反应热ΔH＝(－543 kJ·ml－1)＋(－269 kJ·ml－1)×4－(－242 kJ·ml－1)×2＝－1 135 kJ·ml－1。
答案：(1)2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1 153.7 kJ·ml－1
(2)N2H4(g)＋2F2(g)===N2(g)＋4HF(g) ΔH＝－1 135 kJ ·ml－1
提升3 解析：(1)由题图可知，该反应的热化学方程式为SO2(g)＋ eq \f(1,2) O2(g)⇌SO3(g) ΔH＝－99 kJ·ml－1。根据盖斯定律可知两曲线所代表的热化学方程式相同。(2)根据盖斯定律由(①×3－②－③×2)× eq \f(1,6) 可得CO(g)＋FeO(s)===Fe(s)＋CO2(g) ΔH＝[ΔH1×3－(ΔH2＋ΔH3×2)]× eq \f(1,6) ＝－18 kJ·ml－1。(3)由N2生成NH3的化学方程式为3H2＋N2 eq \(,\s\up14(高温、高压),\s\d5(催化剂)) 2NH3，1 ml N2完全反应生成NH3的反应热ΔH＝3×436 kJ·ml－1＋946 kJ·ml－1－2×3×391 kJ·ml－1＝－92 kJ·ml－1，1 ml H2完全反应生应NH3所放出的热量Q＝92 kJ÷3≈30.7 kJ。
答案：(1)SO2(g)＋ eq \f(1,2) O2(g)⇌SO3(g) ΔH＝－99 kJ·ml－1 是 (2)CO(g)＋FeO(s)===Fe(s)＋CO2(g) ΔH＝－18 kJ·ml－1 (3)－92 kJ·ml－1 30.7 kJ
形成性自评
1．解析：中和反应反应热测定实验中，为保证反应完全，可以使酸或碱适当过量，A项正确；分几次加入酸溶液或碱溶液，会导致部分热量散失，B项错误；中和反应反应热的测定结果与所用酸(碱)的种类有关，C项错误；测完酸溶液的温度计表面附着有酸，未冲洗温度计并擦干就直接测量碱溶液的温度，会导致测量的碱溶液温度偏高，从而使测得的温度差值偏小，测得的反应热数值的绝对值偏小，D项错误。
答案：A
2．解析：中和热实验应做三次平行实验，每次实验要测三次温度，故需要测 9次温度，A错误；根据题图可知，实验装置缺少玻璃搅拌器，B正确；烧杯间填满碎纸条的作用除固定小烧杯外，主要是保温，减少热量的损失，C错误；中和热是以生成1 ml H2O作为基准的，是固定值，若将盐酸的体积改为60 mL，生成水的量[n(H2O)]将增大，放出的热量(Q放)将增多，但所求中和热理论上不变，D错误。
答案：B
3．解析：分析题给两个热化学方程式，根据盖斯定律，由①×5－②可得Ca5(PO4)3F(s)＋5H2SO4(l)===5CaSO4(s)＋3H3PO4(l)＋HF(g)，则该反应的ΔH＝(5a－b) kJ·ml－1。294 g磷酸的物质的量为3 ml，故生成3 ml磷酸时放出(或吸收)的热量为(5a－b) kJ。
答案：A
4．解析：将题给两个热化学方程式依次编号为①②，根据盖斯定律，由①× eq \f(1,2) －②可得Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l)，则该反应的ΔH3＝(－702.2 kJ·ml－1)× eq \f(1,2) －(－90.7 kJ·ml－1)＝－260.4 kJ·ml－1。
答案：A
5．解析：由题给信息可知，ΔH＝断裂化学键所吸收的总能量－形成化学键所释放的总能量＝4×414 kJ·ml－1＋4×155 kJ·ml－1－4×489 kJ·ml－1－4×565 kJ·ml－1＝－1 940 kJ·ml－1。
答案：A
6．解析：SO2 ～ 热量
2 ml 196.6 kJ
n(SO2) 314.3 kJ
解得参加反应的SO2为3.2 ml。
答案：C
7．解析：将已知反应从上到下依次标记为①②③，则①＋②× eq \f(1,2) ＋③得Cu(s)＋H2O2(l)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋2H2O(l) ΔH＝－319.68 kJ·ml－1。
答案：B
8．答案：A
9．答案：C
10．解析：(1)分析反应①和②，根据盖斯定律，由①×2＋②可得2Fe(s)＋O2(g)===2FeO(s)，则有ΔH3＝2ΔH1＋ΔH2＝2a kJ·ml－1＋b kJ·ml－1＝(2a＋b) kJ·ml－1。
(2)分析反应Ⅰ、Ⅱ及Ⅲ，根据盖斯定律，由反应Ⅰ－Ⅱ可得CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g)，则有ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝(－49.58 kJ·ml－1)－(＋41.19 kJ·ml－1)＝－90.77 kJ·ml－1。
(3)根据盖斯定律，由②×4－①可得CaO(s)＋3CO(g)＋SO2(g)⇌CaS(s)＋3CO2(g)，则有ΔH＝4ΔH2－ΔH1＝(－47.3 kJ·ml－1)×4－(＋210.5 kJ·ml－1)＝－399.7 kJ·ml－1。
(4)根据盖斯定律，将第一个反应减去第二个反应可得该热化学反应方程式。
答案：(1)2a＋b (2)－90.77 (3)－399.7
(4)Al2O3(s)＋3C(s)＋3Cl2(g)===2AlCl3(g)＋3CO(g) ΔH＝＋174.9 kJ·ml－1
11．解析：(1)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作：用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动。
(2)取三次实验的平均值代入公式计算即可。
即：t1＝ eq \f(\f(20.1＋20.0,2)＋\f(20.2＋20.4,2)＋\f(20.6＋20.5,2),3)
＝20.3℃
t2＝ eq \f(23.2＋23.4＋24.6,3) ＝23.4℃
所以ΔH＝
－ eq \f(100 mL×1 g·mL－1×4.18 J·g－1·℃－1×10－3 kJ·J－1×（23.4－20.3）℃,0.025 ml)
≈－51.8 kJ·ml－1
(3)因为硫酸与Ba(OH)2溶液反应时生成BaSO4沉淀的生成热会影响反应的反应热，故不能用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸。
答案：(1)D (2)－51.8 kJ·ml－1 (3)不能 H2SO4与Ba(OH)2反应时生成BaSO4沉淀的生成热会影响反应的中和热盐酸的温度(t1)/℃
氢氧化钠溶液的温度(t2)/℃
反应体系的最高温度(t3)/℃
反应体系的温度变化Δt＝________
反应体系的比热容[C＝(VHCl·ρHCl＋VNaOH·ρNaOH)×4.18]/(J·℃－1)
反应热(生成0.025 ml H2O)：ΔH＝________
技 能 素 养
合作·探究·分享
温度
实验次数
起始温度t1/℃
终止温度
t2/℃
温度差平均值
(t2－t1)/℃
H2SO4
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
30.1
________
2
27.0
27.4
27.2
33.3
3
25.9
25.9
25.9
29.8
4
26.4
26.2
26.3
30.4
解题步骤
解题思路
第一步：观察
对比已知的反应与需要求ΔH的反应，找出需要消去的物质
第二步：思考
怎样消去这些物质，是相加还是相减或需要乘以某一个数后再相加减，此过程中要特别注意“剔除无关反应”
第三步：运算
将热化学方程式按第二步的思路进行运算，得出新的热化学方程式
第四步：计算
列出算式，代入数据计算
形成性自评
化学键
C—H
C—F
H—F
F—F
键能/(kJ·ml－1)
414
489
565
155
实验
序号
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
盐酸
氢氧化钠溶液
混合溶液
1
20.0
20.1
23.2
2
20.2
20.4
23.4
3
20.5
20.6
23.6
计算依据
计算方法
热化学
方程式
热化学方程式可以移项同时改变正负号，各项的化学计量数包括ΔH的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数
盖斯定律
根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减，得到一个新的热化学方程式
中和热
中和反应放出的热量＝n(H2O)×|ΔH|
化学键
的变化
ΔH＝反应物的化学键断裂所吸收的能量之和－生成物的化学键形成所放出的能量之和
反应物和生
成物的
总能量
ΔH＝E(生成物)－E(反应物)