新高考化学一轮复习精品学案 第7章 第39讲　反应热的测定与计算（含解析）

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考点一 中和反应反应热的测定
1．概念
在25 ℃和101 kPa下，在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成1 ml H2O(l)时所放出的热量。
2．测定原理
ΔH＝－eq \f(m酸＋m碱·c·t终－t始,n)
c＝4.18 J·g－1·℃－1＝4.18×10－3 kJ·g－1·℃－1；n为生成H2O的物质的量。稀溶液的密度用
1 g·mL－1进行计算。
3．装置图
4．实验步骤
①绝热装置组装→②量取一定体积酸、碱稀溶液→③测反应前酸、碱液温度→④混合酸、碱液测反应时最高温度→⑤重复2～3次实验→⑥求平均温度差(t终－t始)→⑦计算中和反应反应热ΔH。
思考 (1)在中和反应反应热的测定实验中，使用弱酸或弱碱会使测得的中和反应反应热数值________(填“偏高”“不变”或“偏低”)，其原因是______________________________。
答案 偏低 弱酸或弱碱在水溶液中部分电离，在反应过程中，分子会继续电离，而电离是吸热的过程
(2)有两组实验：①50 mL 0.50 ml·L－1盐酸和50 mL 0.55 ml·L－1NaOH溶液，②60 mL
0.50 ml·L－1盐酸和50 mL 0.55 ml·L－1NaOH溶液。实验①②反应放出的热量________(填“相等”或“不相等”，下同)，测得的中和反应反应热_______________________________，
原因是________________________________________________________________________。
答案 不相等 相等 中和反应反应热是以生成1 ml液态水为标准的，与反应物的用量无关
1．已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·ml－1，则H2SO4和Ba(OH)2反应的ΔH＝2×(－57.3) kJ·ml－1( )
2．在测定中和反应反应热的实验中，应把NaOH溶液分多次倒入( )
3．为测定反应H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)的ΔH，也可以选用0.1 ml·L－1NaHSO4溶液和
0.1 ml·L－1 NaOH溶液进行实验( )
4．实验时可用铜丝搅拌器代替玻璃搅拌器( )
答案 1.× 2.× 3.√ 4.×
1．中和反应是放热反应，下列关于中和反应反应热测定的说法错误的是( )
A．等温条件下，试管中进行的中和反应，反应体系向空气中释放的热量就是反应的热效应
B．测定中和反应反应热时，需要快速的将两种溶液混合
C．测定中和反应反应热时，最重要的是要保证实验装置的隔热效果
D．不同的酸碱反应生成1 ml液态水释放的热量可能不相同
答案 A
解析 等温条件下，试管中进行的中和反应，反应体系向环境中释放的热量就是反应的热效应，环境是指与体系相互影响的其他部分，如盛有溶液的试管和溶液之外的空气等，A错误；快速混合，防止热量散失，B正确；若用的是弱酸或弱碱，其电离需吸收一部分热量，D正确。
2．某化学实验小组用简易量热计(装置如图)测量中和反应的反应热，实验采用50 mL
0.5 ml·L－1盐酸与50 mL 0.55 ml·L－1 NaOH溶液反应。下列说法错误的是( )
A．采用稍过量的NaOH溶液是为了保证盐酸完全被中和
B．仪器a的作用是搅拌，减小测量误差
C．NaOH溶液应迅速一次性倒入装有盐酸的内筒中
D．反应前测完盐酸温度的温度计应立即插入NaOH溶液中测量温度
答案 D
解析 若分多次倒入则热量损失大，C正确；反应前测完盐酸温度的温度计应洗净、擦干后再插入NaOH溶液中测量温度，D错误。
考点二 盖斯定律及其应用
1．内容
一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成的，其反应热是相同的。即化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。
2．意义
间接计算某些反应的反应热。
3．应用
1．(2022·北京丰台模拟)依据图示关系，下列说法不正确的是( )
A．ΔH2＞0
B．1 ml S(g)完全燃烧释放的能量小于2 968 kJ
C．ΔH2＝ΔH1－ΔH3
D．16 g S(s)完全燃烧释放的能量为1 484 kJ
答案 B
解析 硫固体转化为硫蒸气的过程为吸热过程，A正确；硫蒸气的能量高于硫固体，B错误；由盖斯定律可知，焓变ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，则焓变ΔH2＝ΔH1－ΔH3，C正确；由图可知，16 g硫固体完全燃烧释放的能量为eq \f(16 g,32 g·ml－1)×2 968 kJ·ml－1＝1 484 kJ，D正确。
2．已知(g)===(g)＋H2(g) ΔH1＝＋100.3 kJ·ml－1①
H2(g)＋I2(g)===2HI(g) ΔH2＝－11.0 kJ·ml－1②
对于反应：(g)＋I2(g)===(g)＋2HI(g)
ΔH3＝________kJ·ml－1。
答案 ＋89.3
解析 根据盖斯定律，将反应①＋反应②得到目标反应，则ΔH3＝ΔH1＋ΔH2＝[＋100.3＋
(－11.0)]kJ·ml－1＝＋89.3 kJ·ml－1。
3．火箭的第一、二级发动机中，所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮，偏二甲肼可用肼来制备。用肼(N2H4)作燃料，四氧化二氮作氧化剂，二者反应生成氮气和气态水。已知：
①N2(g)＋2O2(g)===N2O4(g)
ΔH＝＋10.7 kJ·ml－1
②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－543 kJ·ml－1
写出气态肼和N2O4反应的热化学方程式：________________________________________
____________________________________________________________________________。
答案 2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－1 096.7 kJ·ml－1
解析 根据盖斯定律，由2×②－①得：
2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝2×(－543 kJ·ml－1)－(＋10.7 kJ·ml－1)＝－1 096.7 kJ·ml－1。
“三步”确定热化学方程式或ΔH
考点三 反应热大小的比较
1．根据反应物量的大小关系比较反应焓变的大小
①H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(g) ΔH1
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH2
反应②中H2的量更多，因此放热更多，|ΔH1|0
D．优良的催化剂降低了反应的活化能，并减小了ΔH3，节约了能源
答案 C
解析 根据图像可知总反应生成物的总能量大于反应物的总能量，因此为吸热反应，故ΔH3>0，反应Ⅰ也为吸热反应，故A、B错误，C正确；优良的催化剂降低了反应的活化能，但焓变不变，故D错误。
6．(2022·内蒙古包钢一中模拟)已知：①2Na(s)＋O2(g)===Na2O2(s) ΔH1＝－a kJ·ml－1；
②C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－b kJ·ml－1；
③2Na(s)＋C(石墨，s)＋eq \f(3,2)O2(g)===Na2CO3(s) ΔH3＝－c kJ·ml－1；
④CO2(g)＋Na2O2(s)===Na2CO3(s)＋eq \f(1,2)O2(g) ΔH4。
下列说法不正确的是( )
A．石墨的燃烧热ΔH＝－b kJ·ml－1
B．C(石墨，s)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO(g) ΔH>－b kJ·ml－1
C．反应④中，ΔH4＝(c－a－b) kJ·ml－1
D．若将反应①设计成原电池，则32 g O2在正极反应转移2 ml电子
答案 C
解析 由盖斯定律，③－②－①得④，ΔH4＝ (－c＋a＋b) kJ·ml－1，C说法错误。
7．Li/Li2O体系的能量循环如图所示。下列说法正确的是( )
A．ΔH3ΔH5
D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0
答案 C
解析 O2的气态分子变为气态原子，需要断裂分子中的化学键，因此要吸收能量，ΔH3>0，A项错误；物质含有的能量只与物质的始态与终态有关，与反应途径无关，根据物质转化关系可知，ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝ΔH6，B、D两项错误。
8．发射运载火箭使用的是以液氢为燃料、液氧为氧化剂的高能低温推进剂，已知：
①H2(g)===H2(l) ΔH1＝－0.92 kJ·ml－1
②O2(g)===O2(l) ΔH2＝－6.84 kJ·ml－1
下列说法正确的是( )
A．H2(g)与O2(g)反应生成H2O(g)放热483.6 kJ
B．氢气的燃烧热ΔH＝－241.8 kJ·ml－1
C．火箭中液氢燃烧的热化学方程式为2H2(l)＋O2(l)===2H2O(g) ΔH＝－474.92 kJ·ml－1
D．H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－88 kJ·ml－1
答案 C
解析 由题图可知，每2 ml H2(g)与1 ml O2(g)反应生成2 ml H2O(g)放热483.6 kJ，选项中未指明反应物的物质的量，故A错误；氢气的燃烧热ΔH＝－eq \f(483.6＋88,2) kJ·ml－1＝－285.8 kJ·
ml－1，故B错误；由盖斯定律可知，火箭中液氢燃烧的热化学方程式为2H2(l)＋O2(l)===2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ·ml－1－(－0.92×2－6.84)kJ·ml－1＝－474.92 kJ·ml－1，故C正确；由题图可知，H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44 kJ·ml－1，故D错误。
9．下列示意图表示正确的是( )
A．甲图表示反应CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋205.9 kJ·m1－1的能量变化
B．乙图表示碳的燃烧热
C．丙图表示实验的环境温度为20 ℃，将物质的量浓度相等、体积分别为V1、V2的H2SO4、NaOH溶液混合，混合液的最高温度随Veq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(NaOH))的变化(已知V1＋V2＝60 mL)
D．已知稳定性顺序：B