高中化学第一章热化学方程式中和热的测定第2课时学案 新人教版.docx

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高中化学第一章热化学方程式中和热的测定第2课时学案新人教版

热化学方程式中和热的测定

　1.了解热化学方程式的涵义并能正确书写热化学方程式。

　2.通过中和反应反应热的测定，初步学习测定化学反应反应热的实验方法。

　3.能正确分析测定反应热时误差产生的原因，并能采取适当措施减小误差。

　4.能熟练判断热化学方程式的正误。

知识点一　热化学方程式

阅读教材P3～P4，思考并填空。

1．概念

表示参加反应的物质的量与反应热的关系的化学方程式。

2．意义

热化学方程式既表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。

例如：

H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）　ΔH＝－285.8kJ·mol－1，表示在25℃、101kPa时，1_mol_H2与

_mol_O2完全反应生成1_mol液态水时放出的热量是285.8kJ。

3．书写原则

（1）热化学方程式的化学计量数只表示物质的量，不表示分子个数，可以用整数也可以用分数。

（2）必须注明物质的聚集状态、ΔH的“＋”或“－”和单位。

（3）对于相同反应，ΔH的数值必须与化学计量数相对应。

1．热化学方程式H2O（l）===H2（g）＋

O2（g）　ΔH＝＋285.8kJ/mol的意义：

_____________________________。

答案：

在25℃、101kPa时，1mol液态水完全分解生成1mol氢气和

mol氧气吸收的热量是285.8kJ

2．下列对H2（g）＋Cl2（g）===2HCl（g）　ΔH＝－184.6kJ·mol－1的叙述正确的是（　　）

A．1分子H2和Cl2反应，放出热量184.6kJ

B．H2（g）和Cl2（g）反应生成HCl（g），放出的热量为184.6kJ

C．在101kPa、25℃的条件下，1molH2（g）和1molCl2（g）完全反应生成2molHCl（g）放出的热量为184.6kJ

D．在101kPa、25℃的条件下，1molH2（g）和1molCl2（g）完全反应生成2molHCl（g）吸收的热量为184.6kJ

解析：

选C。

根据热化学方程式的意义知C项正确。

热化学方程式的书写

1．书写三步骤

——写出配平的化学方程式

⇓

——注明物质的聚集状态

⇓

——求算出ΔH的数值，并写出单位及符号

2．热化学方程式书写的注意事项

（1）标明物质的聚集状态：

方程式中每种物质的化学式后面用括号注明物质的聚集状态（g、l、s），不用标“↑”或“↓”，水溶液用aq表示。

（2）注明必要的反应条件：

焓变与温度和压强等测定条件有关，所以书写时必须在ΔH后指明反应的温度和压强（298K、101kPa时可不注明）。

（3）明确化学计量数的含义：

化学计量数只表示该物质的物质的量，不表示分子个数或原子个数，因此热化学方程式中化学计量数也可以是分数。

（4）ΔH的单位及符号：

ΔH的单位是J·mol－1或kJ·mol－1，ΔH只能写在化学方程式的右边，表示正向反应的焓变。

ΔH＜0表示为放热反应；ΔH＞0表示为吸热反应。

（5）同一反应中化学计量数与ΔH数值的对应关系：

化学方程式中各物质的化学计量数加倍，则ΔH的数值也加倍；若反应逆向进行，则ΔH改变符号，但绝对值不变。

　可逆反应的反应热

热化学方程式是表示反应已完成的量，而不管反应是否真正完成，如300℃时，氢气和碘蒸气反应的热化学方程式为H2（g）＋I2（g）

2HI（g）　ΔH＝－9.48kJ·mol－1，它不代表在300℃时，将1molH2（g）和1molI2（g）反应就有9.48kJ的热量放出，而是代表有2molHI（g）生成时，才有9.48kJ的热量放出。

　（2016·济南高二月考）下列热化学方程式书写正确的是（　　）

A．C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O

ΔH＝－1367.0kJ/mol

B．NaOH（aq）＋HCl（aq）===NaCl（aq）＋H2O（l）

ΔH＝＋57.3kJ/mol

C．S（s）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH＝－269.8kJ/mol

D．2NO（g）＋O2（g）===2NO2（g）　ΔH＝－116.2kJ

[解析]　A项未标明各物质的聚集状态；B项NaOH和HCl的反应为放热反应，ΔH<0；D项中ΔH的单位是“kJ/mol”而不是“kJ”。

[答案]　C

（1）请写出例1中B项正确的热化学方程式（用离子方程式表示）。

（2）请写出SO2（g）分解生成S（s）和O2（g）的热化学方程式。

答案：

（1）OH—（aq）＋H＋（aq）===H2O（l）

ΔH＝—57.3kJ/mol

（2）SO2（g）===S（s）＋O2（g）　ΔH＝＋269.8kJ/mol

“五查”法判断热化学方程式正误

（1）一查化学方程式是否书写正确。

（2）二查是否标明聚集状态：

固（s）、液（l）、气（g）、溶液（aq）。

（3）三查ΔH的“＋”“－”号是否与吸热、放热一致。

ΔH数值前有“＋”“－”号，放热反应的ΔH为“－”，吸热反应的ΔH为“＋”。

（4）四查ΔH的单位是否正确，要统一用“kJ/mol（或kJ·mol－1）”。

（5）五查ΔH的绝对值是否与热化学方程式的化学计量数相对应。

热化学方程式的正误判断

1．下列热化学方程式书写正确的是（　　）

A．2SO2＋O2

2SO3　ΔH＝－196.6kJ·mol－1

B．H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）

ΔH＝－285.8kJ·mol－1

C．2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＝－571.6kJ

D．C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH＝＋393.5kJ·mol－1

解析：

选B。

A中未注明各物质的聚集状态，C中ΔH的单位不正确，应为kJ·mol－1，D中反应是放热反应，ΔH＜0。

2．（2016·苏州中学检测）下列热化学方程式或叙述正确的是（　　）

A．1mol液态肼（N2H4）在足量氧气中完全燃烧生成水蒸气，放出642kJ热量：

N2H4（l）＋O2（g）===N2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝＋642kJ/mol

B．12g石墨转化为CO时，放出110.5kJ热量：

2C（石墨，s）＋O2（g）===2CO（g）　ΔH＝－110.5kJ/mol

C．已知：

H2（g）＋1/2O2（g）===H2O（l）　ΔH＝－286kJ/mol，则2H2O（l）===2H2（g）＋O2（g）　ΔH＝＋572kJ/mol

D．已知：

N2（g）＋3H2（g）

2NH3（g）　ΔH＝－92.4kJ/mol，则在一定条件下向密闭容器中充入0.5molN2（g）和1.5molH2（g）充分反应放出46.2kJ的热量

解析：

选C。

A项，放出热量，ΔH＜0，正确的热化学方程式为N2H4（l）＋O2（g）===N2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－642kJ/mol。

B项，2C（石墨，s）＋O2（g）===2CO（g）的ΔH应是2mol即24g石墨转化为CO时的反应热，即ΔH＝－221kJ/mol。

C项，根据热化学方程式的含义知，若化学方程式中各物质的化学计量数加倍，则ΔH数值也加倍；若反应逆向进行，则ΔH改变符号，但绝对值不变，据此可判断该项正确。

D项，N2（g）＋3H2（g）

2NH3（g）　ΔH＝－92.4kJ/mol表示1molN2（g）与3molH2（g）完全反应生成2molNH3（g）时放出92.4kJ的热量，但合成氨反应是可逆反应，0.5molN2（g）与1.5molH2（g）充分反应后生成的NH3（g）的物质的量小于1mol，故放出的热量小于46.2kJ。

热化学方程式的书写

3．（2016·长春高二质检）下图是NO2（g）和CO（g）反应生成CO2（g）和1molNO（g）过程中能量变化示意图，请写出NO2（g）和CO（g）反应的热化学方程式：

_____________________________。

答案：

NO2（g）＋CO（g）===NO（g）＋CO2（g）

ΔH＝－234kJ·mol－1

4．

（1）0.3mol的气态高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧气中燃烧，生成固态的三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ热量，其热化学方程式为

_____________________________。

（2）已知：

H2O（l）===H2O（g）　ΔH＝＋44kJ·mol－1，则11.2L（标准状况）乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是________kJ。

解析：

（1）先写出乙硼烷在氧气中燃烧的化学方程式：

B2H6＋3O2===B2O3＋3H2O，由题意得：

1molB2H6（g）燃烧生成B2O3（s）和H2O（l）放出的热量为

×1mol＝2165kJ，故符合题意的热化学方程式为B2H6（g）＋3O2（g）===B2O3（s）＋3H2O（l）　ΔH＝－2165kJ·mol－1。

（2）标准状况下11.2L乙硼烷为0.5mol，生成1.5molH2O（l），放出热量为2165×

kJ＝1082.5kJ，1.5molH2O（l）转化为1.5molH2O（g）吸收的热量为44×1.5kJ＝66kJ，则0.5mol乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是（1082.5－66）kJ＝1016.5kJ。

答案：

（1）B2H6（g）＋3O2（g）===B2O3（s）＋3H2O（l）

ΔH＝－2165kJ·mol－1

（2）1016.5

知识点二　中和热的测定

阅读教材P4～P6，思考并填空。

1．中和热

在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1_mol_H2O所释放的热量称为中和热。

2．实验原理

通过测定一定量的酸碱溶液在反应前后温度的变化，计算反应放出的热量，由此求得中和热。

3．实验装置和用品

（1）实验装置

（2）实验用品：

大烧杯（500mL）、小烧杯（100mL）、温度计、量筒（50mL）两个、碎泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个小孔）、环形玻璃搅拌棒、0.50mol/L盐酸、0.55mol/LNaOH溶液。

4．测量步骤

—减少热量损失

　　　⇓

—用稀NaOH溶液，稀盐酸

　　　⇓

—测反应后混合液的最高温度

　　　⇓

—减少实验误差

5．数据处理

ΔH＝－

kJ·mol－1

其中（m1＋m2）表示溶液质量（单位：

g），c为比热容，c＝4.18J·（g·℃）－1。

用50mL0.50mol·L－1的盐酸与50mL0.55mol·L－1的氢氧化钠溶液在如图所示的装置中

进行中和反应，测定反应过程中所放出的热量并计算每生成1mol液态水时放出的热量。

完成下列问题：

（1）烧杯间填满____________，作用是________________________________________________________________________

_____________________________。

（2）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的生成1mol液态水时放出热量的数值________（填“偏大”“偏小”或“无影响”，下同）。

（3）用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的生成1mol液态水时放出热量的数值会____________。

解析：

（1）烧杯间填满碎泡沫塑料，作用是减少实验过程中的热量损失。

（2）不盖硬纸板会损失部分热量，故所测得结果偏小。

（3）由于弱酸或弱碱参加的中和反应在放出热量的同时，还有弱酸或弱碱的电离吸热，所以用氨水代替NaOH溶液反应测得的数值偏小。

答案：

（1）碎泡沫塑料　减少实验中的热量损失　

（2）偏小　（3）偏小

1．测定中和热时，中和反应的对象为酸、碱的稀溶液。

这是因为浓酸和浓碱相互混合因稀释会放出热量。

2．强酸与强碱发生中和反应生成可溶性盐的热化学方程式为H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ/mol；中和热与参加反应的强酸、强碱的种类、用量无关。

3．弱酸或弱碱在溶液中不能完全电离，随着反应的进行，继续电离并吸收热量，所以它们反应生成1molH2O的反应热数值小于57.3kJ/mol。

例如：

同样的方法测定氨水与盐酸、NaOH溶液与醋酸的反应热，所测ΔH＞－57.3kJ/mol。

4．若测定硫酸与Ba（OH）2溶液的反应热，则所测ΔH偏小，其数值大于57.3kJ/mol，这主要是因为Ba2＋和SO

生成难溶物BaSO4也会放出热量。

　50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH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可计算中和热，回答下列问题：

（1）从实验装置上看，图中缺少的一种玻璃用品是__________________________。

（2）实验中改用60mL0.50mol/L盐酸与60mL0.55mol/LNaOH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”），所求得的中和热________（填“相等”或“不相等”），简述理由：

_____________________________。

（3）实验中改用6.94mL15mol/L硫酸溶液跟60mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所求中和热________（填“相等”或“不相等”），简述理由：

_____________________________。

（4）若三次平行操作测得数据中起始时盐酸与烧碱溶液平均温度相同，而终止温度与起始温度差（t2－t1）分别为①2.3℃、②2.4℃、③2.9℃，则最终代入计算式的温差平均值为________℃。

[解析]　

（1）测定过程中要用环形玻璃搅拌棒搅拌使NaOH与HCl充分反应。

（2）放出的热量与参加反应的NaOH、HCl的量有关，参加反应的物质用量越多，放出的热量越多，但酸碱中和反应的中和热指生成1molH2O（l）时放出的热量，所以为定值。

第（4）问涉及了定量实验中数据处理的常识，一般来说，定量实验需要平行操作多次，取测量值的平均值代入计算以减小误差，但还应注意如果某个测量值与平均值相差较大，则可能在取得该值的操作中存在较严重的失误，应舍去，故此问所给的③2.9℃应舍去。

[答案]　

（1）环形玻璃搅拌棒　

（2）不相等　相等　中和热是指酸与碱发生中和反应生成1molH2O（l）时所放出的热量，与酸碱用量无关　（3）不相等　浓硫酸稀释时会放出热量　（4）2.35

　盐酸与NaOH溶液发生酸碱中和反应，生成1molH2O与生成2molH2O时放出的热量是否相等？

中和热是否相等？

答案：

放出的热量不相等，中和热相等。

（1）实验中改变酸碱用量时，反应放出的热量发生改变，误认为中和热也发生改变。

因为中和热是酸碱发生中和反应生成1molH2O的反应热，故中和热与酸碱用量无关。

（2）误认为中和热的数值57.3kJ/mol是针对所有酸碱反应。

57.3kJ/mol是稀的强酸和强碱反应生成可溶性盐和水时的中和热。

中和热的概念

1．下列说法正确的是（　　）

A．中和热一定是强酸跟强碱反应放出的热量

B．1mol酸与1mol碱完全反应放出的热量是中和热

C．在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1molH2O（l）时的反应热叫做中和热

D．表示中和热的离子方程式为H＋＋OH－===H2O　ΔH＝－57.3kJ·mol－1

解析：

选C。

中和热是指稀酸、稀碱反应生成1mol液态H2O时放出的热量。

2．强酸和强碱在稀溶液中反应的热化学方程式可表示为

H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ·mol－1

已知：

CH3COOH（aq）＋NaOH（aq）===CH3COONa（aq）＋H2O（l）　ΔH＝－Q1kJ·mol－1

HNO3（aq）＋NaOH（aq）===NaNO3（aq）＋H2O（l）　ΔH＝－Q2kJ·mol－1

CH3COOH（aq）＋NH3·H2O（aq）===CH3COONH4（aq）＋H2O（l）　ΔH＝－Q3kJ·mol－1

上述均是在溶液中进行的反应，Q1、Q2、Q3的关系正确的是（　　）

A．Q1＝Q2＝Q3＝57.3　　B．Q1＞Q2＞Q3＞57.3

C．Q3＜Q1＜Q2＝57.3D．无法确定

解析：

选C。

因为醋酸、一水合氨为弱电解质，随着中和反应的进行，醋酸、一水合氨发生电离。

电离过程为吸热过程，故弱酸、弱碱反应放出的热量<弱酸、强碱反应放出的热量<强酸、强碱反应放出的热量。

中和热的测定

3．下列说法中正确的是（　　）

A．中和热的测定实验中需要用到的主要玻璃仪器有：

两个大小相同的烧杯、两个大小相同的量筒、温度计、环形玻璃搅拌棒

B．可以用保温杯代替烧杯做有关中和热测定的实验

C．在测定中和热的实验中，至少需要测定并记录3次温度

D．测定中和热的实验中，若所使用的NaOH的物质的量稍大于HCl，则会导致所测得的中和热数值偏高

解析：

选B。

为了防止散热，在中和热测定的实验中应选用一大一小两个烧杯，小烧杯和大烧杯之间应用泡沫塑料隔开，A项错误。

从防止散热的效果看，保温杯完全可以代替烧杯，而且防止散热效果更好，B项正确。

在测定中和热的实验中，需测定稀盐酸、稀NaOH溶液的温度以及反应后混合液的最高温度，即一次实验需要测定并记录3次温度，但对于定量实验，需进行重复实验，C项错误。

在中和热测定的过程中为了提高实验的准确度，在实验中通常使一种物质稍过量，D项错误。

4．实验室利用如图装置进行中和热的测定。

请回答下列问题：

（1）该图中有两处实验用品未画出，它们是__________、________________。

（2）如用0.5mol/L的盐酸与NaOH固体进行实验，则实验中测得的中和热绝对值将________（填“偏大”“偏小”或“不变”），原因是_____________________________。

解析：

（1）由装置图可知，装置缺少搅拌用的环形玻璃搅拌棒和保温使用的泡沫塑料板或硬纸板。

（2）因为氢氧化钠固体溶于水要放热，则该实验测出的中和热绝对值偏大。

答案：

（1）环形玻璃搅拌棒　泡沫塑料板（或硬纸板）

（2）偏大　氢氧化钠固体溶于水放热

重难易错提炼

1.热化学方程式具有宏观意义，不具有微观意义，因为它与ΔH相对应。

可逆反应中“ΔH”表示的是完全反应时对应的焓变值，且正、逆反应的ΔH数值相等，符号相反。

2.一个数值

强酸、强碱在稀溶液中发生中和反应生成1mol水，放出57.3kJ的热量。

3.一个公式

中和热的计算公式：

ΔH＝－

kJ/mol[其中c＝4.18J/（g·℃）]。

课后达标检测

[基础巩固]

1．下列说法正确的是（　　）

A．等质量的白磷蒸气和白磷固体分别完全燃烧，后者放出的热量多

B．人类日常利用的煤、天然气、石油等的能量，归根到底是由太阳能转变来的

C．任何酸与碱发生中和反应生成1molH2O的过程中，能量变化均相同

D．H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ/mol也能表示稀醋酸与稀NaOH溶液反应的中和热

解析：

选B。

A.前者放出的热量多，错误；B．人类日常利用的煤、天然气、石油等的能量，归根到底是由古代的动物、植物等经过漫长的历史时期形成的，因此是太阳能转变来的，正确；C.只有在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应生成1molH2O时，能量变化才相同，错误；D．H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ/mol表示可溶性的强酸与强碱反应产生可溶性盐和1mol水时放出的热量，由于醋酸是弱酸，因此该反应不能表示稀醋酸与稀NaOH溶液反应的中和热，错误。

2．（2016·温州十校联合体月考）热化学方程式C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g）　ΔH＝＋131.3kJ/mol表示（　　）

A．碳和水反应吸收131.3kJ能量

B．1mol碳和1mol水反应生成1mol一氧化碳和1mol氢气并吸收131.3kJ热量

C．1mol固态碳和1mol水蒸气反应生成1mol一氧化碳气体和1mol氢气，吸收热量131.3kJ

D．1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.3kJ

解析：

选C。

依据反应热的概念，反应热表示按照热化学方程式中化学计量数的物质的量反应时，吸收或放出的热量，单位是kJ/mol，该热化学方程式表示：

1mol固态碳和1mol水蒸气反应生成1mol一氧化碳气体和1mol氢气，吸收131.3kJ的热量。

特别要指明水的状态。

3．（2016·杭州六校联考）在做中和热测定实验时，应使用的仪器是（　　）

①量筒　②托盘天平　③烧杯　④容量瓶　⑤冷凝管　⑥温度计　⑦酒精灯

A．①③⑥　　　　　　　　　　B．②③⑤

C．①②③⑥D．全部

解析：

选A。

中和热测定实验中，需用温度计测定溶液温度，需用量筒量取一定量的酸、碱溶液，需用烧杯盛放反应液及碎泡沫塑料，故选A。

4．实验表明，在一定条件下，乙烯和水的反应可表示为C2H4（g）＋H2O（g）===C2H5OH（g）　ΔH＝－45.8kJ·mol－1。

则下列说法中正确的是（　　）

A．实验中，乙烯的用量不会影响该反应的焓变（ΔH）

B．该反应中0.5molH2O（l）完全反应放出的热量为22.9kJ　

C．1molC2H5OH（g）具有的能量大于1molC2H4（g）和1molH2O（g）所具有的能量和

D．1molC2H4（g）和1molH2O（g）中化学键的总键能大于1molC2H5OH（g）中化学键的总键能

解析：

选A。

该反应中0.5molH2O（g）完全反应放出的热量为22.9kJ，B项错；放热反应，反应物总能量大于生成物总能量，生成物的总键能大于反应物的总键能，C、D项错。

5．（2016·福州八县联考）下列中和反应的热化学方程式可用H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ·mol－1来表示的是（　　）

A．CH3COOH（aq）＋NaOH（aq）===CH3COONa（aq）＋H2O（l）　ΔH＝－Q1kJ·mol－1

B．

H2SO4（浓，aq）＋NaOH（aq）===

Na2SO4（aq）＋H2O（l）　ΔH＝－Q2kJ·mol－1

C．HNO3（aq）＋NaOH（aq）===NaNO3（aq）＋H2O（l）　ΔH＝－Q3kJ·mol－1

D．H2SO4（aq）＋Ba（OH）2（aq）===BaSO4（s）＋2H2O（l）ΔH＝－Q4kJ·mol－1

解析：

选C。

CH3COOH是弱电解质，电离过程会吸热，故A错误；浓H2SO4稀释时要放热，故B错误；H2SO4和Ba（OH）2反应过程中除了氢离子和氧氧根离子反应放热，硫酸钡沉淀的生成也伴随有热量变化，故D错误。

6．下列热化学方程式书写不正确的是（　　）

A．1/2H2（g）＋1/2Cl2（g）===HCl（g）ΔH＝－