2024年高考化学一轮复习　第37讲　反应热的测量与计算 学案（含答案）

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考点一 反应热的测量 标准燃烧热 能源
1．中和反应反应热及其测量
(1)中和反应反应热
在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成____________时所放出的热量。
(2)测定原理
ΔH＝－eq \f(C×ΔT×10－3,0.025) kJ·ml－1
C＝VHCl·ρHCl＋VNaOH·ρNaOH)×4.18 J·℃－1。
(3)装置如图
(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________________________________。
(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____________________________。
2．标准燃烧热
(1)标准燃烧热与热值的比较
(2)对完全燃烧的理解
3.燃料的选择 能源
(1)燃料的选择原则
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(首先： ,其次： ,其他： 等))
(2)能源及利用
1．煤油是可再生能源( )
2．H2燃烧过程中热能转化为化学能( )
3．化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能( )
4．开发利用各种新能源，减少对化石燃料的依赖，可以降低空气中PM2.5的含量( )
5．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)( )
一、中和反应反应热测定实验
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
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
二、标准燃烧热 能源利用
3．据某网报道，欧洲一集团公司拟在太空建立巨大的集光装置，把太阳光变成激光用于分解海水制氢，其反应可表示为2H2Oeq \(=====,\s\up7(TiO2),\s\d5(激光))2H2↑＋O2↑。有下列几种说法：①水分解反应是放热反应；②若用生成的氢气与空气中多余的二氧化碳反应生成甲醇储存起来，可改善生存条件；③使用氢气作燃料有助于控制温室效应；④氢气是一级能源。其中叙述正确的是( )
A．①② B．③④
C．②③ D．①②③④
4．燃料的热值是指单位质量某种燃料完全燃烧放出的热量，其常用单位为kJ·kg－1。已知下列物质的标准燃烧热(25 ℃、101 kPa)：
据上表数据回答下列问题：
(1)试写出表示辛烷标准燃烧热的热化学方程式：_________________________________。
(2)CH4的热值约为________(保留3位有效数字)。
(3)上表所列燃料的热值最大的是____(填化学式)。
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____________有关，而与____________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
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。
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：_________________________________________。
“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|ΔH3；反应b＝反应③－2×反应①，故ΔHb＝ΔH3－2ΔH1>0，推知ΔH3>2ΔH1。]
真题演练 明确考向
1．C
2．A [2ΔH1≈ΔH2，说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比，但不能是存在相互作用的两个碳碳双键，故A错误；ΔH2＜ΔH3，即单双键交替的物质能量低，更稳定，说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用，有利于物质稳定，故B正确；3ΔH1＜ΔH4，说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键，故C正确；ΔH3－ΔH1＜0，ΔH4－ΔH3＞0，说明苯分子具有特殊稳定性，故D正确。]
3．2V2O5(s)＋2SO2(g)===2VOSO4(s)＋V2O4(s)
ΔH＝－351 kJ·ml－1
解析 据图写出热化学方程式：①V2O4(s)＋2SO3(g)===2VOSO4(s) ΔH1＝－399 kJ·ml－1；②V2O4(s)＋SO3(g)===V2O5(s)＋SO2(g) ΔH2＝－24 kJ·ml－1，根据盖斯定律由①－②×2可得：2V2O5(s)＋2SO2(g)===2VOSO4(s)＋V2O4(s)
ΔH＝ΔH1－2ΔH2＝(－399 kJ·ml－1)－(－24 kJ·ml－1)×2＝－351 kJ·ml－1。
4．(E1－E2)＋ΔH＋(E3－E4)
解析 设反应过程中第一步的产物为M，第二步的产物为N，则X→M的ΔH1＝E1－E2，M→N的ΔH2＝ΔH，N→Y的ΔH3＝E3－E4，根据盖斯定律可知，X(g)→Y(g)的焓变为ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝(E1－E2)＋ΔH＋(E3－E4)。
5．(2)①657.1 kJ·ml－1 ②反应Ⅰ和反应Ⅱ的ΔH＞0，高温下反应的平衡常数大(反应正向进行程度大)，CO2的消耗量大，反应Ⅲ的ΔH＜0，高温下反应的平衡常数小(反应正向进行程度小)，CO2的生成量小
解析 (2)①依据盖斯定律可知反应Ⅰ×3－反应Ⅱ×2即得到反应3CH4(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)===4CO(g)＋8H2(g) ΔH＝657.1 kJ·ml－1。
标准燃烧热
热值
研究条件
101 kPa
含义
______________的反应热
____________的反应热
意义
衡量燃料燃烧时放出热量的多少
燃烧元素
C
H
S
N
稳定产物及状态
CO2(g)
H2O(l)
SO2(g)
N2(g)
燃料
H2
CO
CH4
C8H18(辛烷)
标准燃烧热/(kJ·ml－1)
－285.8
－283.0
－890.3
－5 518
转化关系
反应热间的关系
aAeq \(――→,\s\up7(ΔH1))B；Aeq \(――→,\s\up7(ΔH2))eq \f(1,a)B
ΔH1＝__________
Aeq \(,\s\up7(ΔH1),\s\d5(ΔH2))B
ΔH1＝__________
ΔH＝__________