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    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

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    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)
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