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【同步讲义】高中化学（苏教版2019）选修第一册--1.1.2 反应热的测量与计算 讲义
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第2课时 反应热的测量与计算
目标导航
课程标准
课标解读
1.了解中和热测定的原理、实验仪器、药品，实验过程与操作。
2．理解燃烧热和中和热的概念。
3．了解盖斯定律及其应用。
4．能进行反应焓变的简单计算，能运用反应焓变合理选择和利用化学反应。
1．能从宏观和微观相结合的视角分析与解决反应热的热效应，以及盖斯定律的认识问题。(宏观辨识与微观探析)
2．依据探究目的，设计探究方案，运用化学实验、调查等方法进行实验探究。(科学探究与创新意识)
3．通过应用盖斯定律和反应热的有关计算，形成具有节约资源、保护环境的可持续发展意识。(科学态度与社会责任)
知识精讲
知识点01 反应热的测量
1．实验原理
通过测定一定量的酸、 碱溶液在反应前后_______的变化，计算反应放出的热量，由此求得反应热。
2．实验装置（如图）
3．实验步骤
（1）用量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1盐酸，倒入简易量热计中，测量并记录______________（t1）。
（2）另取一量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1 NaOH溶液，测量并记录_____________________（t2）。
（3）将量筒中的氢氧化钠溶液_______盛有盐酸的简易量热计中，立即_______。用______________轻轻搅拌，并准确读出反应体系的_______（t3）。
4．实验数据处理
假设溶液的比热与水的比热_______，溶液的密度与水的密度_______，忽略量热计的_______。
①反应体系的温度变化：Δt=______________/(℃)
②反应体系的热容：C=_____________________/(J·℃-1)
③反应热ΔH= ______________/(kJ·mol-1)
5．反应热的测量实验要点
（1）使用隔热层（碎泡沫塑料或纸条）及杯盖——减少______________。
（2）量取反应物，测反应前温度——要用NaOH_______溶液、_______盐酸。
（3）混合反应物，测反应后温度——测反应后混合液的______________。
（4）重复实验_______次，减小系统误差。
【即学即练1】用50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.50mol/LNaOH溶液进行中和热测定实验，下列说法正确的是（ ）
A．在测定中和热的过程中，需要测定并记录温度2次
B．大烧杯上若不盖硬纸板，测得的中和热数值会偏小
C．用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行实验，测得的中和热数值会偏大
D．为防止液体溅出，酸碱混合时应将量筒中的溶液缓缓倒入烧杯中再慢慢搅拌
知识点02 盖斯定律
1．盖斯定律的内容
一个化学反应，无论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应_______。
应用盖斯定律，可以间接地把不易测定的_______计算出来。
2．盖斯定律的应用
利用已知反应焓变求未知反应焓变。
一个反应的化学方程式可由另外几个化学方程式相加减得到，则该化学反应的焓变也可以由几个化学反应焓变的_______而得到。
恒压条件下，化学反应的反应热仅与反应的____________和_________有关，而与反应的_______无关。如图所示：
ΔH＝____________________________。
【即学即练2】已知：
(1)Zn(s)＋O2(g)===ZnO(s) ΔH＝－348.3 kJ·mol－1
(2)2Ag(s)＋O2(g)===Ag2O(s) ΔH＝－31.0 kJ·mol－1
则Zn(s)＋Ag2O(s)===ZnO(s)＋2Ag(s)的ΔH等于__________。
能力拓展
考法01 化学反应反应热的测量
1．提高反应热准确度的措施
（1）实验中用温度计先后测量酸溶液、碱溶液及混合溶液的温度时，使用同一支温度计可减小实验误差，且测量完一种溶液后 ，温度计必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。温度计的水银球要完全浸入溶液中，且要稳定一段时间后再记下读数。
（2）反应物应一次性迅速加入，且避免有液体溅出。
（3）实验操作时动作要快，尽量减少热量的损失。
（4）重复实验3次，取3次实验数据的平均值。
2．导致反应热测定存在误差的原因
（1）量取溶液的体积不准确。
（2）温度计读数有误(如未读取到混合溶液的最高温度，就记为终止温度)。
（3）实验过程中有液体溅出。
（4）混合酸、碱溶液时，动作缓慢。
（5）隔热层隔热效果不好，实验过程中有热量损失。
（6）测过酸溶液的温度计未用水清洗便立即去测碱溶液的温度。
（7）溶液浓度不准确。
（8）没有进行重复实验。
3．问题讨论
（1）若使用浓硫酸或浓碱会对实验结果有什么影响？
浓硫酸或浓碱稀释时会放出热量，使最终温度偏高。
（2）使用弱酸或弱碱会对实验结果有什么影响？
弱酸或弱碱电离时吸热，使最终温度偏低。
（3）若分别使用0.25mol·L-1的盐酸和氢氧化钠溶液，测得的反应热的数值是否相同？
理论上相同，因为反应热与化学方程式中化学计量数相关，与实际反应的物质的物质的量无关。本实验中测得的反应热是生成1molH2O(l)时的反应热。
（4）若取用的溶液的体积较少，对实验结果有什么影响？
温度差变小，会造成系统误差增大。
【典例1】在进行中和反应反应热的测定中，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．为了使反应更完全，可以使酸或碱适当过量
考法02 对中和反应反应热的理解
1．中和反应的反应热
中和反应的反应热是指酸和碱在稀溶液中反应生成1mol1molH2O(l)时的反应热，不同的酸和碱反应，中和热并不相同。
强酸和强碱在稀溶液中发生中和反应时，1 mol H＋和1 mol OH－反应生成1 mol液态H2O，放出57.3 kJ的热量，表示为H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。
2．中和反应的反应热的实质
中和反应的反应热的实质是H+、OH-结合生成H2O。若反应过程中有其他物质生成(如生成沉淀或难电离的其他物质等)，这部分反应热不应计在中和热内。
如使用浓硫酸或浓碱反应时，浓硫酸或碱稀释要放出热量，放出的热量增加；如使用弱酸或弱碱反应时，弱酸或弱碱电离吸热，放出的热量减少。
【典例2】已知强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热化学方程式为H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，又知电解质的电离是吸热过程。向1 L 0.5 mol·L－1的NaOH溶液中加入下列物质：①稀醋酸；②浓硫酸；③稀硝酸，恰好完全反应。其焓变ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系是( )
A．ΔH1>ΔH2>ΔH3 B．ΔH1<ΔH3<ΔH2
C．ΔH1＝ΔH3>ΔH2 D．ΔH1>ΔH3>ΔH2
考法03 盖斯定律的应用
利用盖斯定律进行问题分析时，常用加合法和虚拟途径法。
1．加合法
将所给热化学方程式适当加减得到所求的热化学方程式，反应热也作相应的变化。
举例：已知：
①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1=-483.6 kJ·mol-1
②H2O(g)=H2O(l) ΔH2=-44.0 kJ·mol-1
写出H2(g)+O2(g)=H2O(l)的热化学方程式
根据盖斯定律：将①×1/2 +②便得出
ΔH=ΔH1×+ΔH2=(-483.6kJ·mol-1)×+(-44.0kJ·mol-1)=-285.8kJ·mol-1
所求热化学方程式为：H2(g)+ O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
2．虚拟途径法
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。
举例：若反应物A变为生成物D，可以有两个途径：
①由A直接变成D，反应热为ΔH；
②由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3。
则有：ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3
应用加合法计算反应热时应注意：
①热化学方程式如果相加(或相减)，则反应热就相应地相加(或相减)。
②反应热数值与各物质的化学计量数成正比：化学计量数乘以(或除以)某个数，则反应热就相应地乘以(或除以)这个数。
③可逆反应中，热化学方程式中的反应热是指反应按所给形式完全进行时的反应热；正、逆反应的反应热数值相等，符号相反。
【典例3】已知C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH
上述反应在O2供应充分时，可燃烧生成CO2；O2供应不充分时，虽可生成CO，但同时还部分生成CO2。因此该反应的ΔH无法直接测得。但是下述两个反应的ΔH却可以直接测得：
①)C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1
②CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－283.0 kJ·mol－1
根据盖斯定律，就可以计算出欲求反应的ΔH。
分析上述两个反应的关系，即知：ΔH＝________________。
则C(s)与O2(g)生成CO(g)的热化学方程式为____________________________________。
分层提分
题组A 基础过关练
1．在相同条件下，将1 mol C(s)分别按如下途径燃烧：①1 mol C(s)→1 mol CO2(g)；②1 mol C(s)→1 mol CO(g)，1 mol CO(g)→1 mol CO2(g)，放出的热量关系为( )
A．①>② B．①＝② C．①<② D．无法比较
2．已知H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－184.6 kJ·mol－1，则反应HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g)的ΔH为( )
A．＋184.6 kJ/mol B．－92.3 kJ/mol C．－369.2 kJ/mol D．＋92.3 kJ/mol
3．已知S(s)===S(g) ΔH1，S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2，则S(s)燃烧的热化学方程式为( )
A．S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝ΔH2－ΔH1
B．S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝ΔH1－ΔH2
C．S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝ΔH1＋ΔH2
D．1 mol S(s)燃烧生成1 mol SO2(g)放出的热量大于1 mol S(g)燃烧生成1 mol SO2(g)放出的热量
4．中和热是在稀溶液中，强酸、强碱发生中和反应生成1 mol液态水时放出的热量，中和热为57.3 kJ·mol－1。下列热化学方程式中正确的是( )
A．HNO3(aq)＋KOH(aq)===H2O(l)＋KNO3(aq) ΔH>－57.3 kJ·mol－1
B．HNO3(aq)＋NH3·H2O(aq)===H2O(l)＋NH4NO3(aq) ΔH<－57.3 kJ·mol－1
C．CH3COOH(aq)＋KOH(aq)===H2O(l)＋CH3COOK(aq) ΔH<－57.3 kJ·mol－1
D．CH3COOH(aq)＋NH3·H2O(aq)===H2O(l)＋CH3COONH4(aq) ΔH>－57.3 kJ·mol－1
5．已知热化学方程式：
C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1①
C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2②
C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH3＝1.9 kJ·mol－1③
下列说法正确的是( )
A．石墨转化成金刚石的反应是吸热反应
B．金刚石比石墨稳定
C．ΔH3＝ΔH1－ΔH2
D．ΔH1>ΔH2
6．已知：①2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221.0 kJ·mol－1
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ·mol－1
则制备水煤气的反应C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)的ΔH为( )
A．＋262.6 kJ·mol－1 B．－131.3 kJ·mol－1
C．－352.3 kJ·mol－1 D．＋131.3 kJ·mol－1
7．已知：①Zn(s)＋O2(g)===ZnO(s) ΔH1＝－348.3 kJ·mol－1
②2Ag(s)＋O2(g)===Ag2O(s) ΔH2＝－31.0 kJ·mol－1
则Zn(s)＋Ag2O(s)===ZnO(s)＋2Ag(s)的ΔH等于( )
A．－317.3 kJ·mol－1 B．－379.3 kJ·mol－1
C．－332.8 kJ·mol－1 D．317.3 kJ·mol－1
8．已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。回答有关中和反应的问题。
(1)用0.1 mol Ba(OH)2配成稀溶液与足量稀硝酸反应，能放出________kJ热量。
(2)如图装置中仪器A的名称是__________，作用是___________________；仪器B的名称是________，作用是____________________；碎泡沫塑料的作用是________________。
(3)若通过实验测定中和热的ΔH，其结果常常大于－57.3 kJ·mol－1，其原因可能是____________________________________。
(4)用相同浓度和体积的氨水(NH3·H2O)代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
9．已知：Na2CO3·10H2O(s)===Na2CO3(s)＋10H2O(g) ΔH1＝532.36 kJ·mol－1
Na2CO3·10H2O(s)===Na2CO3·H2O(s)＋9H2O(g) ΔH2＝473.63 kJ·mol－1
写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式：__________________________________。
10．发射卫星时可用肼(N2H4)为燃料，用二氧化氮为氧化剂，这两种物质反应生成氮气和水蒸气。已知：
①N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g) ΔH1＝＋67.7 kJ·mol－1
②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－534 kJ·mol－1
试计算1 mol肼和二氧化氮完全反应时放出的热量为__________kJ；写出肼与二氧化氮反应的热化学方程式_____________________________________________。
题组B 能力提升练
1．下列说法正确的是( )
A．任何酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O的过程中，能量变化均相同
B．同温同压下，H2 (g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同
C．已知：①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－a kJ·mol－1，②2H2(g)＋O2 (g)===2H2O(1) ΔH＝－b kJ·mol－1，则a>b
D．已知：①C(s，石墨)＋O2 (g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1，②C(s，金刚石)＋O2(g)===CO2 (g)
ΔH＝－395.0 kJ·mol－1，则C(s，石墨)===C(s，金刚石) ΔH＝＋1.5 kJ·mol－1
2．如下图所示，ΔH1＝－393.5 kJ/mol，ΔH2＝－395.4 kJ/mol，下列说法或表示式正确的是( )
A．C(s、石墨)===C(s、金刚石) ΔH＝＋1.9 kJ/mol
B．石墨和金刚石的转化是物理变化
C．金刚石的稳定性强于石墨
D．1 mol石墨的总键能比1 mol金刚石的总键能小1.9 kJ
3．已知热化学方程式：
H2O(g)===H2(g)＋O2(g) ΔH＝241.8 kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
当1 g液态水变为水蒸气时，其热量变化是( )
A．ΔH＝88 kJ·mol－1 B．ΔH＝2.44 kJ·mol－1
C．ΔH＝－4.98 kJ·mol－1 D．ΔH＝－44 kJ·mol－1
4．盖斯定律指出：化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关，而与具体反应进行的途径无关。物质 A 在一定条件下可发生一系列转化，由图判断下列关系错误的是( )
A．A→F，ΔH＝－ΔH6
B．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4 ＋ΔH5＋ΔH6＝1
C．C→F，|ΔH|＝|ΔH1＋ΔH2＋ΔH6|
D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝－ΔH4－ΔH5－ΔH6
5．丙烯是重要的有机化工原料。以丁烯和乙烯为原料反应生成丙烯的方法被称为“烯烃歧化法”，主要反应为C4H8(g)＋C2H4(g) 2C3H6(g)。
已知相关燃烧热数据：
①C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－1 411 kJ·mol－1
②C3H6＋O2===3CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－2 049 kJ·mol－1
③C4H8(g)＋6O2(g)===4CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－2 539 kJ·mol－1
下列说法不正确的是( )
A．消耗等物质的量的原料，反应③的放热最显著
B．放出相等的热量，反应①产生的CO2最少
C．“烯烃歧化“反应中消耗1 mol C4H8(g)，放热148 kJ
D．“烯烃歧化”反应中断键吸收的能量比成键放出的能量多
6．红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如下图所示(图中的ΔH表示生成1 mol产物的数据)。
根据下图回答下列问题：
(1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式是_____________________________________。
(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式是______________________________。
(3)P和Cl2分两步反应生成1 mol PCl5的ΔH3＝________，P和Cl2一步反应生成1 mol PCl5的ΔH4________ΔH3(填“大于”、“小于”或“等于”)。
题组C 培优拔尖练
1．25 ℃、101 kPa 下：
①2Na(s)＋1/2O2(g)===Na2O(s) ΔH1＝－414 kJ·mol－1
②2Na(s)＋O2(g)===Na2O2(s) ΔH2＝－511 kJ·mol－1
下列说法正确的是( )
A．①和②产物的阴阳离子个数比不相等
B．①和②生成等物质的量的产物，转移电子数不同
C．常温下Na与足量O2反应生成Na2O，随温度升高生成Na2O的速率逐渐加快
D．25 ℃、101 kPa 下，Na2O2(s)＋2Na(s)===2Na2O(s) ΔH＝－317 kJ/mol
2．在1200 ℃时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应：
H2S(g)+O2(g)===SO2(g)+H2O(g) ΔH1
2H2S(g)+SO2(g)===S2(g)+2H2O(g) ΔH2
H2S(g)+O2(g)===S(g)+H2O(g) ΔH3
2S(g)===S2(g) ΔH4
则ΔH4的正确表达式为( )
A．ΔH4=(ΔH1+ΔH2-3ΔH3) B．ΔH4=(3ΔH3-ΔH1-ΔH2)
C．ΔH4=(ΔH1+ΔH2-3ΔH3) D．ΔH4=(ΔH1-ΔH2-3ΔH3)
3．氢卤酸的能量关系如图所示：
下列说法正确的是( )
A．已知HF气体溶于水放热，则HF的ΔH1<0
B．相同条件下，HCl的ΔH2比HBr的小
C．在相同条件下，HCl的(ΔH3+ΔH4)比HI的大
D．一定条件下气态原子生成1 mol H—X键放出a kJ能量，则该条件下ΔH2=a kJ·mol-1
4．将V1 mL 1.00 mol/L HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所示(实验中始终保持V1＋V2＝50 mL)。下列叙述正确的是( )
A．做该实验时环境温度为22 ℃
B．该实验表明化学能可以转化为热能
C．NaOH溶液的浓度约为1.00 mol·L－1
D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应
第2课时 反应热的测量与计算
目标导航
课程标准
课标解读
1.了解中和热测定的原理、实验仪器、药品，实验过程与操作。
2．理解燃烧热和中和热的概念。
3．了解盖斯定律及其应用。
4．能进行反应焓变的简单计算，能运用反应焓变合理选择和利用化学反应。
1．能从宏观和微观相结合的视角分析与解决反应热的热效应，以及盖斯定律的认识问题。(宏观辨识与微观探析)
2．依据探究目的，设计探究方案，运用化学实验、调查等方法进行实验探究。(科学探究与创新意识)
3．通过应用盖斯定律和反应热的有关计算，形成具有节约资源、保护环境的可持续发展意识。(科学态度与社会责任)
知识精讲
知识点01 反应热的测量
1．实验原理
通过测定一定量的酸、 碱溶液在反应前后_______的变化，计算反应放出的热量，由此求得反应热。
2．实验装置（如图）
3．实验步骤
（1）用量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1盐酸，倒入简易量热计中，测量并记录______________（t1）。
（2）另取一量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1 NaOH溶液，测量并记录_____________________（t2）。
（3）将量筒中的氢氧化钠溶液_______盛有盐酸的简易量热计中，立即_______。用______________轻轻搅拌，并准确读出反应体系的_______（t3）。
4．实验数据处理
假设溶液的比热与水的比热_______，溶液的密度与水的密度_______，忽略量热计的_______。
①反应体系的温度变化：Δt=______________/(℃)
②反应体系的热容：C=_____________________/(J·℃-1)
③反应热ΔH= ______________/(kJ·mol-1)
5．反应热的测量实验要点
（1）使用隔热层（碎泡沫塑料或纸条）及杯盖——减少______________。
（2）量取反应物，测反应前温度——要用NaOH_______溶液、_______盐酸。
（3）混合反应物，测反应后温度——测反应后混合液的______________。
（4）重复实验_______次，减小系统误差。
【即学即练1】用50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.50mol/LNaOH溶液进行中和热测定实验，下列说法正确的是（ ）
A．在测定中和热的过程中，需要测定并记录温度2次
B．大烧杯上若不盖硬纸板，测得的中和热数值会偏小
C．用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行实验，测得的中和热数值会偏大
D．为防止液体溅出，酸碱混合时应将量筒中的溶液缓缓倒入烧杯中再慢慢搅拌
知识点02 盖斯定律
1．盖斯定律的内容
一个化学反应，无论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应_______。
应用盖斯定律，可以间接地把不易测定的_______计算出来。
2．盖斯定律的应用
利用已知反应焓变求未知反应焓变。
一个反应的化学方程式可由另外几个化学方程式相加减得到，则该化学反应的焓变也可以由几个化学反应焓变的_______而得到。
恒压条件下，化学反应的反应热仅与反应的____________和_________有关，而与反应的_______无关。如图所示：
ΔH＝____________________________。
【即学即练2】已知：
(1)Zn(s)＋O2(g)===ZnO(s) ΔH＝－348.3 kJ·mol－1
(2)2Ag(s)＋O2(g)===Ag2O(s) ΔH＝－31.0 kJ·mol－1
则Zn(s)＋Ag2O(s)===ZnO(s)＋2Ag(s)的ΔH等于__________。
能力拓展
考法01 化学反应反应热的测量
1．提高反应热准确度的措施
（1）实验中用温度计先后测量酸溶液、碱溶液及混合溶液的温度时，使用同一支温度计可减小实验误差，且测量完一种溶液后 ，温度计必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。温度计的水银球要完全浸入溶液中，且要稳定一段时间后再记下读数。
（2）反应物应一次性迅速加入，且避免有液体溅出。
（3）实验操作时动作要快，尽量减少热量的损失。
（4）重复实验3次，取3次实验数据的平均值。
2．导致反应热测定存在误差的原因
（1）量取溶液的体积不准确。
（2）温度计读数有误(如未读取到混合溶液的最高温度，就记为终止温度)。
（3）实验过程中有液体溅出。
（4）混合酸、碱溶液时，动作缓慢。
（5）隔热层隔热效果不好，实验过程中有热量损失。
（6）测过酸溶液的温度计未用水清洗便立即去测碱溶液的温度。
（7）溶液浓度不准确。
（8）没有进行重复实验。
3．问题讨论
（1）若使用浓硫酸或浓碱会对实验结果有什么影响？
浓硫酸或浓碱稀释时会放出热量，使最终温度偏高。
（2）使用弱酸或弱碱会对实验结果有什么影响？
弱酸或弱碱电离时吸热，使最终温度偏低。
（3）若分别使用0.25mol·L-1的盐酸和氢氧化钠溶液，测得的反应热的数值是否相同？
理论上相同，因为反应热与化学方程式中化学计量数相关，与实际反应的物质的物质的量无关。本实验中测得的反应热是生成1molH2O(l)时的反应热。
（4）若取用的溶液的体积较少，对实验结果有什么影响？
温度差变小，会造成系统误差增大。
【典例1】在进行中和反应反应热的测定中，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．为了使反应更完全，可以使酸或碱适当过量
考法02 对中和反应反应热的理解
1．中和反应的反应热
中和反应的反应热是指酸和碱在稀溶液中反应生成1mol1molH2O(l)时的反应热，不同的酸和碱反应，中和热并不相同。
强酸和强碱在稀溶液中发生中和反应时，1 mol H＋和1 mol OH－反应生成1 mol液态H2O，放出57.3 kJ的热量，表示为H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。
2．中和反应的反应热的实质
中和反应的反应热的实质是H+、OH-结合生成H2O。若反应过程中有其他物质生成(如生成沉淀或难电离的其他物质等)，这部分反应热不应计在中和热内。
如使用浓硫酸或浓碱反应时，浓硫酸或碱稀释要放出热量，放出的热量增加；如使用弱酸或弱碱反应时，弱酸或弱碱电离吸热，放出的热量减少。
【典例2】已知强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热化学方程式为H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，又知电解质的电离是吸热过程。向1 L 0.5 mol·L－1的NaOH溶液中加入下列物质：①稀醋酸；②浓硫酸；③稀硝酸，恰好完全反应。其焓变ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系是( )
A．ΔH1>ΔH2>ΔH3 B．ΔH1<ΔH3<ΔH2
C．ΔH1＝ΔH3>ΔH2 D．ΔH1>ΔH3>ΔH2
考法03 盖斯定律的应用
利用盖斯定律进行问题分析时，常用加合法和虚拟途径法。
1．加合法
将所给热化学方程式适当加减得到所求的热化学方程式，反应热也作相应的变化。
举例：已知：
①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1=-483.6 kJ·mol-1
②H2O(g)=H2O(l) ΔH2=-44.0 kJ·mol-1
写出H2(g)+O2(g)=H2O(l)的热化学方程式
根据盖斯定律：将①×1/2 +②便得出
ΔH=ΔH1×+ΔH2=(-483.6kJ·mol-1)×+(-44.0kJ·mol-1)=-285.8kJ·mol-1
所求热化学方程式为：H2(g)+ O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
2．虚拟途径法
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。
举例：若反应物A变为生成物D，可以有两个途径：
①由A直接变成D，反应热为ΔH；
②由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3。
则有：ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3
应用加合法计算反应热时应注意：
①热化学方程式如果相加(或相减)，则反应热就相应地相加(或相减)。
②反应热数值与各物质的化学计量数成正比：化学计量数乘以(或除以)某个数，则反应热就相应地乘以(或除以)这个数。
③可逆反应中，热化学方程式中的反应热是指反应按所给形式完全进行时的反应热；正、逆反应的反应热数值相等，符号相反。
【典例3】已知C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH
上述反应在O2供应充分时，可燃烧生成CO2；O2供应不充分时，虽可生成CO，但同时还部分生成CO2。因此该反应的ΔH无法直接测得。但是下述两个反应的ΔH却可以直接测得：
①)C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1
②CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－283.0 kJ·mol－1
根据盖斯定律，就可以计算出欲求反应的ΔH。
分析上述两个反应的关系，即知：ΔH＝________________。
则C(s)与O2(g)生成CO(g)的热化学方程式为____________________________________。
分层提分
题组A 基础过关练
1．在相同条件下，将1 mol C(s)分别按如下途径燃烧：①1 mol C(s)→1 mol CO2(g)；②1 mol C(s)→1 mol CO(g)，1 mol CO(g)→1 mol CO2(g)，放出的热量关系为( )
A．①>② B．①＝② C．①<② D．无法比较
2．已知H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－184.6 kJ·mol－1，则反应HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g)的ΔH为( )
A．＋184.6 kJ/mol B．－92.3 kJ/mol C．－369.2 kJ/mol D．＋92.3 kJ/mol
3．已知S(s)===S(g) ΔH1，S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2，则S(s)燃烧的热化学方程式为( )
A．S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝ΔH2－ΔH1
B．S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝ΔH1－ΔH2
C．S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝ΔH1＋ΔH2
D．1 mol S(s)燃烧生成1 mol SO2(g)放出的热量大于1 mol S(g)燃烧生成1 mol SO2(g)放出的热量
4．中和热是在稀溶液中，强酸、强碱发生中和反应生成1 mol液态水时放出的热量，中和热为57.3 kJ·mol－1。下列热化学方程式中正确的是( )
A．HNO3(aq)＋KOH(aq)===H2O(l)＋KNO3(aq) ΔH>－57.3 kJ·mol－1
B．HNO3(aq)＋NH3·H2O(aq)===H2O(l)＋NH4NO3(aq) ΔH<－57.3 kJ·mol－1
C．CH3COOH(aq)＋KOH(aq)===H2O(l)＋CH3COOK(aq) ΔH<－57.3 kJ·mol－1
D．CH3COOH(aq)＋NH3·H2O(aq)===H2O(l)＋CH3COONH4(aq) ΔH>－57.3 kJ·mol－1
5．已知热化学方程式：
C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1①
C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2②
C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH3＝1.9 kJ·mol－1③
下列说法正确的是( )
A．石墨转化成金刚石的反应是吸热反应
B．金刚石比石墨稳定
C．ΔH3＝ΔH1－ΔH2
D．ΔH1>ΔH2
6．已知：①2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221.0 kJ·mol－1
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ·mol－1
则制备水煤气的反应C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)的ΔH为( )
A．＋262.6 kJ·mol－1 B．－131.3 kJ·mol－1
C．－352.3 kJ·mol－1 D．＋131.3 kJ·mol－1
7．已知：①Zn(s)＋O2(g)===ZnO(s) ΔH1＝－348.3 kJ·mol－1
②2Ag(s)＋O2(g)===Ag2O(s) ΔH2＝－31.0 kJ·mol－1
则Zn(s)＋Ag2O(s)===ZnO(s)＋2Ag(s)的ΔH等于( )
A．－317.3 kJ·mol－1 B．－379.3 kJ·mol－1
C．－332.8 kJ·mol－1 D．317.3 kJ·mol－1
8．已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。回答有关中和反应的问题。
(1)用0.1 mol Ba(OH)2配成稀溶液与足量稀硝酸反应，能放出________kJ热量。
(2)如图装置中仪器A的名称是__________，作用是___________________；仪器B的名称是________，作用是____________________；碎泡沫塑料的作用是________________。
(3)若通过实验测定中和热的ΔH，其结果常常大于－57.3 kJ·mol－1，其原因可能是____________________________________。
(4)用相同浓度和体积的氨水(NH3·H2O)代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
9．已知：Na2CO3·10H2O(s)===Na2CO3(s)＋10H2O(g) ΔH1＝532.36 kJ·mol－1
Na2CO3·10H2O(s)===Na2CO3·H2O(s)＋9H2O(g) ΔH2＝473.63 kJ·mol－1
写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式：__________________________________。
10．发射卫星时可用肼(N2H4)为燃料，用二氧化氮为氧化剂，这两种物质反应生成氮气和水蒸气。已知：
①N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g) ΔH1＝＋67.7 kJ·mol－1
②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－534 kJ·mol－1
试计算1 mol肼和二氧化氮完全反应时放出的热量为__________kJ；写出肼与二氧化氮反应的热化学方程式_____________________________________________。
题组B 能力提升练
1．下列说法正确的是( )
A．任何酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O的过程中，能量变化均相同
B．同温同压下，H2 (g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同
C．已知：①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－a kJ·mol－1，②2H2(g)＋O2 (g)===2H2O(1) ΔH＝－b kJ·mol－1，则a>b
D．已知：①C(s，石墨)＋O2 (g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1，②C(s，金刚石)＋O2(g)===CO2 (g)
ΔH＝－395.0 kJ·mol－1，则C(s，石墨)===C(s，金刚石) ΔH＝＋1.5 kJ·mol－1
2．如下图所示，ΔH1＝－393.5 kJ/mol，ΔH2＝－395.4 kJ/mol，下列说法或表示式正确的是( )
A．C(s、石墨)===C(s、金刚石) ΔH＝＋1.9 kJ/mol
B．石墨和金刚石的转化是物理变化
C．金刚石的稳定性强于石墨
D．1 mol石墨的总键能比1 mol金刚石的总键能小1.9 kJ
3．已知热化学方程式：
H2O(g)===H2(g)＋O2(g) ΔH＝241.8 kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
当1 g液态水变为水蒸气时，其热量变化是( )
A．ΔH＝88 kJ·mol－1 B．ΔH＝2.44 kJ·mol－1
C．ΔH＝－4.98 kJ·mol－1 D．ΔH＝－44 kJ·mol－1
4．盖斯定律指出：化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关，而与具体反应进行的途径无关。物质 A 在一定条件下可发生一系列转化，由图判断下列关系错误的是( )
A．A→F，ΔH＝－ΔH6
B．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4 ＋ΔH5＋ΔH6＝1
C．C→F，|ΔH|＝|ΔH1＋ΔH2＋ΔH6|
D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝－ΔH4－ΔH5－ΔH6
5．丙烯是重要的有机化工原料。以丁烯和乙烯为原料反应生成丙烯的方法被称为“烯烃歧化法”，主要反应为C4H8(g)＋C2H4(g) 2C3H6(g)。
已知相关燃烧热数据：
①C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－1 411 kJ·mol－1
②C3H6＋O2===3CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－2 049 kJ·mol－1
③C4H8(g)＋6O2(g)===4CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－2 539 kJ·mol－1
下列说法不正确的是( )
A．消耗等物质的量的原料，反应③的放热最显著
B．放出相等的热量，反应①产生的CO2最少
C．“烯烃歧化“反应中消耗1 mol C4H8(g)，放热148 kJ
D．“烯烃歧化”反应中断键吸收的能量比成键放出的能量多
6．红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如下图所示(图中的ΔH表示生成1 mol产物的数据)。
根据下图回答下列问题：
(1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式是_____________________________________。
(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式是______________________________。
(3)P和Cl2分两步反应生成1 mol PCl5的ΔH3＝________，P和Cl2一步反应生成1 mol PCl5的ΔH4________ΔH3(填“大于”、“小于”或“等于”)。
题组C 培优拔尖练
1．25 ℃、101 kPa 下：
①2Na(s)＋1/2O2(g)===Na2O(s) ΔH1＝－414 kJ·mol－1
②2Na(s)＋O2(g)===Na2O2(s) ΔH2＝－511 kJ·mol－1
下列说法正确的是( )
A．①和②产物的阴阳离子个数比不相等
B．①和②生成等物质的量的产物，转移电子数不同
C．常温下Na与足量O2反应生成Na2O，随温度升高生成Na2O的速率逐渐加快
D．25 ℃、101 kPa 下，Na2O2(s)＋2Na(s)===2Na2O(s) ΔH＝－317 kJ/mol
2．在1200 ℃时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应：
H2S(g)+O2(g)===SO2(g)+H2O(g) ΔH1
2H2S(g)+SO2(g)===S2(g)+2H2O(g) ΔH2
H2S(g)+O2(g)===S(g)+H2O(g) ΔH3
2S(g)===S2(g) ΔH4
则ΔH4的正确表达式为( )
A．ΔH4=(ΔH1+ΔH2-3ΔH3) B．ΔH4=(3ΔH3-ΔH1-ΔH2)
C．ΔH4=(ΔH1+ΔH2-3ΔH3) D．ΔH4=(ΔH1-ΔH2-3ΔH3)
3．氢卤酸的能量关系如图所示：
下列说法正确的是( )
A．已知HF气体溶于水放热，则HF的ΔH1<0
B．相同条件下，HCl的ΔH2比HBr的小
C．在相同条件下，HCl的(ΔH3+ΔH4)比HI的大
D．一定条件下气态原子生成1 mol H—X键放出a kJ能量，则该条件下ΔH2=a kJ·mol-1
4．将V1 mL 1.00 mol/L HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所示(实验中始终保持V1＋V2＝50 mL)。下列叙述正确的是( )
A．做该实验时环境温度为22 ℃
B．该实验表明化学能可以转化为热能
C．NaOH溶液的浓度约为1.00 mol·L－1
D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应
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