2020届浙江学考一轮复习考点精讲通用版考点30反应热的测定与计算学案

2020届浙江学考一轮复习考点精讲通用版考点30反应热的测定与计算学案

考点30　反应热的测定与计算 知识条目 必考要求 加试要求 ‎1.中和热的测定 b ‎2.盖斯定律及其简单计算 b 一、中和热 ‎1．概念 在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1_mol_H2O(l)时的反应热。‎ ‎2．表示方法 强酸、强碱稀溶液中和热可用H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1(热化学方程式)来表示。‎ ‎3．中和热的测定 ‎(一)原理：ΔH＝ c为体系的比热容，指单位质量的物质温度升高1_℃所吸收的能量，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。‎ ‎(二)实验装置 二、盖斯定律 ‎1．实质 不管化学反应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。‎ 则有ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5。‎ ‎2．意义 对于那些进行很慢和难以测量的反应，可通过盖斯定律计算出该反应的反应热。‎ ‎3．应用 根据盖斯定律，通过计算反应热，可以书写新的热化学方程式；比较反应热的大小，判断物质的稳定性(同素异形体稳定性比较)。运用盖斯定律分析解题的关键：设计出合理的反应过程，利用热化学方程式进行适当的加减等“运算”。‎ 根据盖斯定律计算ΔH的步骤和方法 ‎(一)计算步骤 ‎(二)计算方法 ‎【例1】　根据Ca(OH)2/CaO体系的能量循环图：‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．ΔH5＞0 B．ΔH1＋ΔH2＝0‎ C．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5 D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0‎ ‎【解析】　510 ℃的H2O(g)变成25 ℃的H2O(l)为放热过程，即ΔH5＜0，A项错误；两反应所处的温度不同，ΔH1＋ΔH2≠0，B项错误；结合图示可知ΔH3≠ΔH5＋ΔH4，C项错误；结合图示和盖斯定律可知ΔH1＋ΔH4＋ΔH5＝－ΔH3－ΔH2，即ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0，D项正确。‎ ‎【答案】　D ‎【提炼】　由盖斯定律可知：反应热的大小与反应的途径无关；热化学方程式具有加合性，可以进行加、减、乘、除四则运算得到新的热化学方程式或反应热。‎ ‎【例2】　下列热化学方程式正确的是(　　)‎ A．25 ℃、101 kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJ·mol－1，硫酸溶液与氢氧化钾溶液反应的热化学方程式为H2SO4(aq)＋2KOH(aq)===K2SO4(aq)＋2H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1‎ B．500 ℃、30 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，其热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－38.6 kJ·mol－1‎ C．已知在120 ℃、101 kPa下，1 g H2燃烧生成水蒸气放出121 kJ热量，其热化学方程式为H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－242 kJ·mol－1‎ D．标准状况下，22.4 L甲烷完全燃烧放出890.3 kJ热量，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1‎ ‎【解析】　A．在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1 mol水时的反应热叫作中和热，如果生成2 mol水，则应放热114.6 kJ，故A错误；B.氨的合成为可逆反应，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ时生成的氨气少于1 mol，故反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的反应热ΔH＞－38.6 kJ·mol－1，故B错误；C.1 g H2燃烧生成水蒸气放出121 kJ热量，即1 mol H2燃烧放热242 kJ，故其热化学方程式为H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－242 kJ·mol－1，所以C选项正确；D.标准状况下，生成的水为液态，故D错误。‎ ‎【答案】　C ‎【提炼】　正确理解中和热的概念及热化学方程式的书写注意点，热化学方程式中的反应热是表示反应完成时的热量变化。由于ΔH与反应完成时物质的物质的量有关，所以化学计量数与ΔH成正比。‎ ‎【例3】　工业上常用磷精矿[Ca5(PO4)3F]和硫酸反应制备磷酸。已知25 ℃，101 kPa时：‎ ‎①CaO(s)＋H2SO4(l)===CaSO4(s)＋H2O(l)　ΔH＝－271 kJ·mol－1‎ ‎②5CaO(s)＋3H3PO4(l)＋HF(g)===Ca5(PO4)3F(s)＋5H2O(l)　ΔH＝－937 kJ·mol－1‎ 则Ca5(PO4)3F和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式是________________________________________________________________________。‎ ‎【解析】　先写出目标反应：Ca5(PO4)3F(s)＋5H2SO4(l)===5CaSO4(s)＋HF(g)＋3H3PO4(l)，根据盖斯定律，该反应可由反应①×5－②获得，ΔH＝－271 kJ·mol－1×5－(－937 ‎ kJ·mol－1)＝－418 kJ·mol－1。‎ ‎【答案】　Ca5(PO4)3F(s)＋5H2SO4(l)===5CaSO4(s)＋HF(g)＋3H3PO4(l)　ΔH＝－418 kJ·mol－1‎ ‎【提炼】　应用盖斯定律书写热化学方程式，特别是计算反应热时要注意：(1)热化学方程式同乘以某一个数时，反应热数值也必须乘上该数；(2)热化学方程式相加减时，同种物质之间可相加相减，反应热也随之相加减(带符号)。‎ ‎【例4】　强酸和强碱的稀溶液的中和热可表示为：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)；ΔH＝－57.3 kJ/mol。‎ 已知：CH3COOH(aq)＋NaOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l)；ΔH＝－Q1 kJ/mol ‎1/2H2SO4(浓)＋NaOH(aq)===1/2Na2SO4(aq)＋H2O(l)；ΔH＝－Q2 kJ/mol HNO3(aq)＋NaOH(aq)===NaNO3(aq)＋H2O(l)；ΔH＝－Q3 kJ/mol 则Q1、Q2、Q3的关系正确的是(　　)‎ A．Q3＞Q2＞Q1 B．Q1＞Q3＞Q2 C．Q1＝Q2＝Q3 D．Q2＞Q3＞Q1‎ ‎【解析】　ΔH＝－57.3 kJ/mol表示的是强酸与强碱的稀溶液的中和热Q3＝57.3；CH3COOH与NaOH中和反应时放热，但由于醋酸的不断电离会吸收热量，因此最终放出的热量Q1比57.3少；浓硫酸与NaOH溶液中和的同时也在被稀释，因此放出的热还包含溶解放出的热，Q2＞57.3。‎ ‎【答案】　D ‎【提炼】　中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离时的热效应、沉淀的生成热。因此生成等量的水时，强酸和强碱的稀溶液比弱酸和强碱(或弱碱和强酸，或弱酸和弱碱)的稀溶液反应放出的热量多。‎ ‎【例5】　‎ ‎50 mL 0.50 mol·L－1盐酸与50 mL 0.55 mol·L－1NaOH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。试回答下列问题：‎ ‎(1)从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃仪器是________。‎ ‎(2)大小烧杯间填满碎纸条的作用是________________________________________________________________________。‎ ‎(3)大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值将________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。结合日常生活的实际该实验在________中进行效果更好。‎ ‎(4)实验中改用60 mL 0.50 mol·L－1盐酸与50 mL 0.55 mol·L－1NaOH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”)，所求中和热__________(填“相等”或“不相等”)，简述理由________________________________________________________________________。‎ ‎【解析】　中和热是在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O(l)时所放出的热量，强酸与强碱反应的实质是H＋＋OH－===H2O，计算出来的中和热是相同的。‎ ‎【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　保温杯　(4)不相等　相等　因中和热是指在稀溶液中酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O(l)时所放出的热量，与酸碱的用量无关 ‎【提炼】　要掌握实验操作要点：①量热计保温效果要好；②酸碱溶液的浓度要小；③酸碱一方要过量；④操作迅速准确，减少热量损失；⑤及时准确记录数据。‎