(苏教版)高中化学第1部分专题1第一单元第2课时反应热的测量与计算讲义(含解析)选修4

反应热的测量与计算1．反应热和焓变的关系是什么？提示：化学反应过程中，在反应物和生成物温度相同时，吸收或放出的热量称为反应热。

在恒温、恒压的条件下化学反应过程中吸收或释放的热量称为反应的焓变。

恒温、恒压条件下的反应热即为焓变。

2．焓变(ΔH)的大小与哪些因素有关？提示：ΔH大小与反应物、生成物的状态、反应物的性质和化学计量数等有关。

3．中和反应的本质是什么？该反应是放热反应，还是吸热反应？提示：反应本质是H＋＋OH－===H2O，该反应是放热反应。

4．测量温度的仪器是什么？提示：温度计[新知探究]探究1中和反应反应热测量的反应基础通常以盐酸与NaOH溶液反应为例测定中和反应的反应热。

探究2实验中用到的仪器和药品(1)实验仪器：(2)实验药品：0．5 mol·L－1的盐酸，0.5 mol·L－1的NaOH溶液和蒸馏水等。

探究3 测定的实验步骤(1)测量初始温度(t 1、t 2)和溶液体积(V HCl 、V NaOH )： ①用量筒量取50 mL 0.50 mol ·L－1盐酸，倒入简易量热计中，测量并记录盐酸的温度(t 1)。

②用另一量筒量取50 mL 0.50 mol ·L －1氢氧化钠溶液，测量并记录氢氧化钠溶液的温度(t 2)。

(2)测量最高温度(t 3)：将量筒中的氢氧化钠溶液迅速倒入盛有盐酸的简易量热计中，立即盖上盖板，用环形玻璃搅拌棒不断搅拌，观察温度计的温度变化，准确读出并记录反应体系的最高温度(t 3)。

探究4 实验数据处理与计算 ΔH ＝－c ·m ·Δt ×10－3n H 2OkJ ·mol －1。

探究5 中和反应反应热的特点(1)特点：HNO 3与NaOH 反应、盐酸与KOH 溶液反应生成1 mol 水的反应热是相同的。

(2)原因(用离子方程式表示)： H ＋(aq)＋OH －(aq)===H 2O(l)。

[必记结论]中和反应反应热测量实验中的“三关”(1)隔热关——装置保温、隔热效果好，减少热量的损失，使用简易量热计，其优点是保温效果好，也可在保温杯中进行。

(2)测量关——温度在测量过程中是重要的参数，测量时要又快又准。

①选择精密温度计，精确到0.1℃。

②测量溶液温度时，将温度计插在液体中央，使水银球处于溶液中央位置，温度计不要碰到容器壁或插在液面以上。

③温度计不能当搅拌棒用，用环形玻璃搅拌棒搅拌，使溶液迅速、充分混合。

④测量酸和碱溶液的温度时要稳定一会儿再读数，测量反应混合液的温度时要随时读取温度值，记录最高温度。

(3)酸、碱关——注意酸碱的强弱和浓度。

酸、碱浓溶液稀释过程中会放出热量，而弱酸、弱碱电离过程中需吸收热量。

故通常中和反应反应热是指强酸、强碱在稀溶液中反应生成1 mol水的反应热。

[成功体验]1.实验室用50 mL 1.0 mol·L－1盐酸跟50 mL 1.1 mol·L－1氢氧化钠溶液在如图装置中进行中和反应，并通过测定反应过程中所放出的热量来计算反应热。

试回答下列问题：(1)________(填“能”或“不能”)将环形玻璃搅拌棒改为环形金属(如铜)棒。

其原因是________________________________________________________________________。

(2)量热计上如不盖盖板，对求得反应热数值的影响是________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。

(3)如果改用60 mL 1.0 mol·L－1盐酸跟50 mL 1.1 mol·L－1氢氧化钠溶液进行反应，则与上述实验相比，所放热量________(填“增加”“减少”或“不变”)，理由是________________________________。

解析：反应热测定的关键是减少热量的散失，因此保温隔热非常重要，如在量热计上盖上盖板，使用环形玻璃搅拌棒而不使用环形金属(如铜)棒。

同时为保证其中一种反应物完全反应，常使另一种反应物稍过量；反应物的量多，放出的热相应增加。

答案：(1)不能金属易导热(2)偏低(3)增加后者生成0.055 mol的H2O，而前者只能生成0.050 mol的H2O[新知探究]探究1盖斯定律与反应热的特点(1)盖斯定律：化学反应不管是一步完成还是分几步完成，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)反应热的特点：化学反应的热效应只与始态、终态有关。

与过程无关，就像登山至山顶，不管选哪一条路走，山的海拔(图中的h)总是不变的。

即从途径角度理解下图。

探究2 应用盖斯定律计算反应热的两种方法 (1)虚拟路径法：如右表示始态到终态的反应热。

则ΔH ＝ΔH 1＋ΔH 2＝ΔH 3＋ΔH 4＋ΔH 5。

(2)热化学方程式加合法：运用所给方程式就可通过加减的方法得到新化学方程式。

如：求P 4(白磷，s)―→P(红磷，s)的热化学方程式。

已知：P 4(白磷，s)＋5O 2(g)===P 4O 10(s) ΔH 1① P(红磷，s)＋54O 2(g)===14P 4O 10(s) ΔH 2②即可用①－②×4得出白磷转化为红磷的化学方程式。

[成功体验]2．盖斯是热化学的奠基人，他于1840年提出盖斯定律，对这一定律的理解，以下说法不．正确的是( )A ．不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的B ．化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应途径无关C ．可以直接测量任意一反应的反应热D ．可以用已经精确测定的反应热效应来计算难于测量或不能测量的反应的热效应解析：选C A 、B 两项为盖斯定律的内容；D 项为盖斯定律的应用；某些化学反应无法直接测量其反应热，C 项错误。

3．(好题共享·选自人教版教材P 14·T 6)工业制氢气的一个重要反应是： CO(g)＋H 2O(g)===CO 2(g)＋H 2(g) 已知在25℃时：(1)C(石墨)＋12O 2(g)===CO(g)ΔH 1＝－111 kJ ·mol －1 (2)H 2(g)＋12O 2(g)===H 2O(g)ΔH 2＝－242 kJ ·mol －1 (3)C(石墨)＋O 2(g)===CO 2(g)ΔH 3＝－394 kJ ·mol －1试计算25℃时一氧化碳与水作用转化为氢气和二氧化碳反应的反应热。

解析：根据盖斯定律，(3)－(1)－(2)可得反应的热化学方程式，则反应热ΔH ＝ΔH 3－ΔH 1－ΔH 2＝－394 kJ ·mol －1＋242 kJ ·mol －1＋111 kJ ·mol －1＝－41 kJ ·mol －1。

答案：CO(g)＋H 2O(g)===CO 2(g)＋H 2(g)ΔH ＝－41 kJ ·mol －1[新知探究]探究1 标准燃烧热和热值 (1)标准燃烧热：①定义：101 kPa 下，1_mol 物质完全燃烧的反应热。

②表示意义：CH 4(g)＋2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(l)ΔH ＝－890.31 kJ ·mol －1，表示在101 kPa 条件下，1_mol CH 4完全燃烧生成CO 2(g)和H 2O(l)时放出的热量是890.31_kJ 。

(2)热值：1_g 物质完全燃烧的反应热。

(3)完全燃烧的标准：C →CO 2(g)，H →H 2O(l)，N →N 2(g)。

探究2 人类可利用的能源(1)能源是可以提供能量的自然资源，它是国民经济和社会发展的重要物质基础，我国目前使用的主要能源是化石燃料，但这是不可再生能源，最终会枯竭。

目前我们使用的能量的主要形式是电能和热能，热能主要通过燃烧煤、石油、天然气、植物秸秆等物质而获得。

因此，提高这些物质的燃烧效率对于节约能源十分重要。

(2)随着社会的发展，人类对能源的需要不断增大，开发新能源成为当前国际能源研究的重要课题。

目前，科学家们正在开发和研究太阳能、氢能、风能、地热能、潮汐能和生物质能等新能源。

新能源应具有资源丰富、可再生、无污染或少污染等特点。

[必记结论]1．能源的分类 (1)按来源分类：(2)(3)说明：①一次能源：指自然界原来已经存在的、不必改变其基本形态就可直接利用的能源； 二次能源：由一次能源经过加工转化成的能源。

②常规能源：目前技术上比较成熟并已经大规模生产和广泛利用的能源； 新能源：以新技术为基础，新近才利用或正在开发研究的能源。

③可再生能源：不会随本身的能量转换或者人类利用而日益减少，具有天然的自我恢复能力的能源； 不可再生能源：越用越少，不能再生的能源。

2．把握标准燃烧热的概念 (1)可燃物质的物质的量为1 mol 。

(2)物质完全燃烧：①C 对应产物应为CO 2，而非CO ； ②H 对应产物应为液态水，而非气态水； ③S 对应产物应为SO 2气体，而非SO 3。

[成功体验]4．下列热化学方程式中，ΔH 能正确表示物质的标准燃烧热的是( ) A ．CO(g)＋12O 2(g)===CO 2(g) ΔH ＝－283.0 kJ ·mol －1B ．C(s)＋12O 2(g)===CO(g) ΔH ＝－110.5 kJ ·mol －1C ．H 2(g)＋12O 2===H 2O(g) ΔH ＝－241.8 kJ ·mol －1D ．2C 8H 18(l)＋25O 2(g)===16CO 2(g)＋18H 2O(l) ΔH ＝－11 036 kJ ·mol －1解析：选A 碳完全燃烧应生成 CO 2，B 项错误；H 2应生成液态水，C 项错误；标准燃烧热是以1 mol 可燃物为基础的，D 项错误。

5．(好题共享·选自人教版教材P 10·T 6)私人汽车与公交车相比，前者的耗油量和排出的污染物均大约是后者的15，而后者载运的乘客量平均为50人，前者平均为2人。

请根据以上数据对这两种交通工具做出评价。

答案：从所给的数据可以算出私人汽车的人均耗油量和排出的污染物均是公交车的5倍，即从耗油量及排出的污染物的角度来看，在城市交通中应更多发展公交车，减少私人汽车的拥有量，以更好地节约能量、减小污染、保护环境。

———————————————[关键语句小结]————————————————1．中和反应反应热计算公式为：ΔH ＝－cm Δt ×10－3n H 2OkJ ·mol －1，其中c ＝4.18 J ·g －1·℃－1。