高中化学沪科技版（2020）选择性必修1反应热的测量优秀课时训练

这是一份高中化学沪科技版（2020）选择性必修1反应热的测量优秀课时训练，文件包含121反应热的测量和热化学方程式学生版沪科版2020选择性必修第一册docx、121反应热的测量和热化学方程式教师版沪科版2020选择性必修第一册docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共26页， 欢迎下载使用。
1.2.1 反应热的测量和热化学方程式

【教师】同学们，这是“一瓶500 mL的水，由20℃升至30℃，从环境
吸收了多少热？（已知：水的比热容c=4.18 J/(g·℃)”
【学生】计算：Q = cmΔT =4.18 J/(g·℃)×500 g×(30℃-20℃)=20900 J
（设计目的：为中和热的测定作好知识铺垫。）
【教师】我们知道，酸碱的中和反应是放热反应，要测出反应放出的热量，根据刚才的计算，你认为需要测定哪些数据？
【学生】（讨论）
【教师】当我们把热量测出后，要使用化学语言表示出来，就需要热化学方程式。这节课我们学习的主要内容就是：《反应热的测量和热化学方程式》（板书）。

学习聚焦


知识精讲

知识点01 反应热的测量——用简易热量计测定中和反应的反应热
1．实验原理
在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成 1 mol液态水 ，这时的反应热叫做中和热。
H+(aq)+OH-(aq)═H2O(l)；ΔH=-57.3 kJ·mol-1
2．计算方法：Q = cmΔT
其中 Q—中和反应放出的热量，c—反应混合液的比热容，
m—反应混合液的质量，ΔT—反应前后溶液温度的差值

注意事项
1．碱液稍过量的目的是确保盐酸被完全中和。
2．操作时动作要快目的是尽量减少热量的损失。
3．热量计的保温效果尽可能好。
4．如果实验中使用的较浓的酸或碱，会因溶解放热而造成误差；如果使用的是弱酸或弱碱，会因电离吸热而造成误差。
【即学即练1】50 mL 0.50 mol·L－1盐酸与50 mL 0.55 mol·L－1NaOH溶液在如上题图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）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。
（2）实验中改用60 m L 0.50 mol·L－1盐酸与 50 m L 0.55 mol·L－1 NaOH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__________________________________________。
（3）用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会________；用50 mL 0.5 mol·L－1 NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会______。(均填“偏大”、“偏小”或“无影响”)
【答案】（1）偏小　保温杯　
（2）不相等　相等　因中和热是在稀溶液中，1 mol H＋和1 mol OH－发生中和反应生成1 mol H2O时所放出的热量，与酸碱的用量无关　
（3）偏小　偏小
【解析】第（3）小题，若用氨水代替NaOH溶液，由于氨水是弱碱，电离时会吸热，将使测得的结果偏小。若用50 mL 0.5 mol·L－1 NaOH溶液，则酸碱的物质的量相等，理论上对中和热测量应没有影响，但实验中不可能完全绝热，一定会有热量的损失，测得的结果也会偏小。
知识点02 热化学方程式
1．概念
能表示参加反应的物质的量和反应热的关系的化学方程式叫做热化学方程式。
2．表示意义
（1）热化学方程式不仅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。
（2）热化学方程式中物质的化学计量数，表示实际参加反应的反应物的物质的量和实际生成的生成物的物质的量。
（3）热化学方程式中的反应热与反应物、生成物的物质的量相对应。
【即学即练2】热化学方程式C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝131.3 kJ·mol－1表示
A．碳和水反应吸收131.3 kJ能量
B．1 mol碳和1 mol水反应生成1 mol一氧化碳和1 mol氢气并吸收131.3 kJ热量
C．1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.3 kJ
D．1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol一氧化碳气体和1 mol氢气并吸收131.3 kJ热量
【答案】D
【解析】热化学方程式各物质的化学计量数为物质的量，ΔH＞0为吸热反应，ΔH＜0为放热反应。

常见考法
常见考法一 中和热的测量
【例1】测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验装置如下图所示．

（1）写出该反应的中和热的热化学方程式（中和热数值为57.3 kJ·mol-1）：___________；
（2）装置图中碎泡沫塑料所起作用为：___________________；
（3）①取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验，实验数据如下表．请填写下表中的空白：
温度
实验次数
起始温度T1/℃
终止温度T2/℃
温度差平均值(T2－T1)/℃
H2SO4
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
30.1
________
2
27.0
27.4
27.2
33.3
3
25.9
25.9
25.9
29.8
4
26.4
26.2
26.3
30.4
②若上述实验所测中和热数值偏小，产生偏差的原因可能是___________________
a．实验装置保温、隔热效果差
b．量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
【答案】（1）H2SO4(aq)＋2NaOH(aq)= Na2SO4(aq)＋2H2O(l) ΔH＝－114.6 kJ·mol-1
（2）保温、隔热，防止热量损失
（3）4.0 a、c、d
必杀技
1．根据Q = cmΔT，实验中需准确测定m和ΔT；
2．误差分析：实验所测得的数据若不是为57.3 kJ·mol-1，则产生误差可能的原因是：
（1）量取溶液的体积有误差(测量结果是按50 mL的酸、碱进行计算，若实际量取时，多于50 mL或小于50mL都会造成误差)．
（2）温度计的读数有误．
（3）实验过程中有液体洒在外面．
（4）混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差．
（5）隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差．
（6）测了酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的温度，致使热量损失而引起误差．
【同步练习1】在实验室进行中和热测定实验，下列有关叙述错误的是
A．大小烧杯之间塞满碎泡沫，目的是减少热量损失
B．测量终止温度时，应当记录混合溶液的最高温度
C．为了使酸碱充分反应，应当缓慢分次倒入NaOH溶液并搅拌
D．可用塑料材质的环形搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒
【答案】C
【解析】如果药品缓慢分次倒入，则会在操作过程中有热量损失，造成实验误差。

常见考法二 热化学方程式的书写
【例2】请结合题中数据，写出对应的热化学方程式。
（1）16 g CH3OH(l)与适量O2反应，生成CO2(g)和H2O(l)，放出683.4 kJ热量。
（2）N2(g)和H2(g)反应生成2 mol NH3(g)，放出92.2 kJ热量。
（3）在上题的基础上，完成NH3(g)=1/2 N2(g) + 3/2 H2 (g) 的热化学方程式。
（4）稀溶液中，1 mol H2SO4与NaOH完全反应时，放出114.6 kJ热量，写出表示中和热的热化学方程式。
（5）a g C(s)与足量O2反应生成CO2气体时，放出b kJ热量____。
【答案】（1）CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH= −1366.8 kJ·mol−1
（2）N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH= −92.2 kJ·mol−1
（3）NH3(g) =1/2N2(g)+3/2H2(g) ΔH= 46.1 kJ·mol−1
（4）1/2H2SO4(aq)+NaOH(aq)=1/2Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH= −57.3 kJ·mol−1
（5） C(s)+O2(g)= CO2(g) ΔH= −12b/a kJ·mol−1
必杀技
书写热化学方程式时应注意：
（1）ΔH与物质的聚集状态有关，因为物质的聚集状态变化时会发生焓变，故应标明物质的聚集状态。通常用英文字母 s、l、g分别表示固态、液态和气态，用 aq 表示水溶液，通常指稀溶液。
（2）ΔH要注明反应的温度和压强，一般不注明时， 表示的反应温度为 298 K、压强为 100 kPa。
（3）ΔH的单位一般是 kJ · mol-1。在相同条件下正向反应和逆向反应的ΔH数值相同，符号相反。
（4）ΔH的数值与化学方程式的书写形式有关。
【同步练习2】已知在1×105 Pa、298 K条件下，2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ热量，下列热化学方程式正确的是
A．H2O(g)===H2(g)＋O2(g) ΔH＝242 kJ·mol－1
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－484 kJ·mol－1
C．H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝242 kJ·mol－1
D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝484 kJ·mol－1
【答案】A
【解析】选项A是正确的。选项B，如果生成的H2O为液态，放热会大于484 kJ·mol－1，B错。选项C和D，ΔH应为负值。答案为A。

常见考法三 涉及反应热的混合物计算
【例3】已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890 kJ·mol－1
现有H2与CH4的混合气体112 L(标准状况)，使其完全燃烧生成CO2和H2O(l)，若实验测得反应放热3 695 kJ，则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是
A．1∶1 B．1∶3 C．1∶4 D．2∶3
【答案】B
【解析】设原混合气体中H2与CH4的物质的量分别为x mol和y mol，根据题干中的两个条件可列出二元一次方程，解出即可。
必杀技
把反应的焓变当作生成物中的一项，按常规的化学方程式计算即可。
【同步练习3】已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283 kJ·mol－1
某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.76 kJ热量，同时生成3.6 g液态水，则原混合气体中H2和CO的物质的量分别为______________。
【答案】0.2 mol、0.2 mol
【解析】设H2与CO的物质的量分别为x mol和y mol，列出二元一次方程即可求解。

分层提分

题组A 基础过关练
1．下列说法正确的是
A．书写热化学方程式时，只要在化学方程式的右端写上热量的符号和数值即可
B．凡是在加热或点燃条件下进行的反应都是吸热反应
C．表明反应所放出或吸收热量的化学方程式叫做热化学方程式
D．氢气在氧气中燃烧的热化学方程式是：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－483.6 kJ
【答案】C
【解析】选项A，热化学方程式还应注明各物质的聚集状态，A错。选项B，放热反应有时在点燃或加热时才能发生，B错，选项C正确。选项D，ΔH的单位错误，D错。答案为C。
2．对于一个特定反应的焓变(ΔH)，下列说法错误的是
A．与反应方程式的书写有关
B．与反应物和生成物的能量有关
C．与反应物和生成物的化学键有关
D．与是否使用催化剂有关
【答案】D
【解析】焓变取决于反应物与生成物的相对能量的大小，它等于反应物中化学键断裂时吸收的总能量与生成物中化学键形成时放出的总能量的差，与化学方程式中各物质的化学计量数成正比；与是否使用催化剂无关。
3．下列说法或表示法正确的是
A．氢气与氧气反应生成等量的水蒸气和液态水，前者放出热量多
B．需要加热的反应说明它是吸热反应
C．在稀溶液中：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，若将含0.5 mol H2SO4的稀硫酸与含1 mol NaOH的稀溶液混合，放出的热量等于57.3 kJ
D．1 mol S完全燃烧放热297.3 kJ，热化学方程式为S＋O2===SO2　ΔH＝－297.3 kJ·mol－1
【答案】C
【解析】选项A，水蒸气的能量比液态水的能量高，生成水蒸气放出的热量少，A错。选项B，有些放热反应也需要加热，B错。选项C，稀硫酸和氢氧化钠反应生成1 mol H2O，放出的热量是中和热，C正确；选项D，热化学方程式应该注明物质的状态，D错误。答案为C
4．1 g火箭燃料N2H4燃烧，生成N2和H2O(g)，同时放出16.7 kJ的热量，表示该反应的热化学方程式正确的是
A．N2H4＋O2===N2＋2H2O ΔH＝－534.4 kJ·mol－1
B．N2H4＋O2===N2＋2H2O ΔH＝－1068.8 kJ·mol－1
C．N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－534.4 kJ·mol－1
D．N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋H2O(g) ΔH＝267.2 kJ·mol－1
【答案】C
【解析】1 g N2H4(g)燃烧放出16.7 kJ热量，则1 mol(32 g)N2H4(g)燃烧放出热量534.4 kJ，根据书写热化学方程式的要求知C正确。
5．强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应为H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。分别向1 L 0.5 mol·L－1的NaOH溶液中加入①浓硫酸、②稀硫酸、③稀盐酸，恰好完全反应的热效应分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，下列关系正确的是
A．ΔH1>ΔH2>ΔH3 B．ΔH1Q1>Q3 C．Q1＝Q2＝Q3 D．Q2＝Q3>Q1
【答案】A
【解析】CH3COOH是弱酸，电离会吸热，则Q1最小。浓硫酸稀释时会放热，则Q2最大。答案为A。
15．已知中和热的数值是57.3 kJ·mol－1。下列反应物混合时，产生的热量等于57.3 kJ的是
A．1 mol·L-1稀HCl(aq)和1 mol·L-1稀NaOH(aq)
B．500 mL 2.0 mol·L-1的HCl(aq)和500 mL 2.1 mol·L-1的NaOH(aq)
C．500 mL 2.0 mol·L-1的CH3COOH(aq)和500 mL 2.0 mol·L-1的NaOH(aq)
D．1 mol·L-1稀CH3COOH(aq)和1 mol·L-1稀NaOH(aq)
【答案】B
【解析】选项A，只知道酸和碱的浓度，但是不知道溶液的体积，无法确定生成水的量的多少，也无法确定放热多少，A错。选项B，500 mL 2.0 mol·L-1的HCl(aq)的物质的量为1 mol，NaOH(aq)过量，HCl(aq)完全反应，反应生成的水的物质的量是1 mol，放出的热量是为57.3 kJ，B正确。选项C，醋酸是弱酸，弱酸电离吸热，放出的热量小于57.3 kJ，C错。选项D，只知道酸和碱的浓度，但是不知道溶液的体积，无法确定生成水的量的多少，也无法确定放热多少，并且醋酸是弱酸，弱酸电离吸热，D错。答案为B。
16．下列有关热化学方程式书写及对应表述均正确的是
A．H2(g)+F2(g) = 2HF(g) ΔΗ= -270 kJ·mol−1，则相同条件下，2 mol HF（g）的能量大于1 mol氢气和1 mol氟单质的能量之和
B．密闭容器中，9.6 g硫粉与11.2 g铁粉混合加热充分反应，放出19.12 kJ热量，则
Fe(s)+S(s) = FeS(s) ΔΗ= -95.6 kJ·mol−1
C．已知1 mol氢气完全燃烧生成液态水所放出的热量为285.5 kJ，则水分解的热化学方程式：
2H2O(l) = 2H2(g)+O2(g) ΔΗ= 285.5 kJ·mol−1
D．已知：4P(红磷,s) = P4(白磷,s) ΔΗ= 17 kJ·mol−1，则P(红磷,s)转化为P4(白磷,s)不需要加热就可以实现
【答案】B
【解析】选项A，该反应为放热反应，则相同条件下，2 mol HF（g）的能量小于1mol氢气和1mol氟单质的能量之和，A错。选项B，密闭容器中，9.6 g硫粉的物质的量为0.3 mol，11.2 g铁粉的物质的量为0.2 mol，混合加热生成硫化亚铁时，硫过量，放出19.12 kJ热量，所以1 mol铁反应放出的热量95.6 kJ，B正确。选项C，已知1 mol氢气完全燃烧生成液态水所放出的热量为285.5 kJ，则水分解的热化学方程式：2H2O(l) = 2H2(g)+O2(g) ΔΗ= 571 kJ·mol−1，C错。选项D，4P(红磷,s) = P4(白磷,s) ΔΗ= 17 kJ·mol−1，为吸热反应，不加热是难以实现的，D错。答案为B。
17．为了测定酸碱反应的反应热，计算时至少需要的数据是
①酸的浓度和体积 ②碱的浓度和体积 ③比热容 ④反应后溶液的质量
⑤反应前后溶液温度变化 ⑥操作所需的时间
A．①②③⑤ B．①③④⑥ C．③④⑤⑥ D．全部
【答案】A
【解析】由反应热的计算公式ΔH=可知，酸碱反应的中和热计算时，至少需要的数据有：比热容c，酸的浓度和体积、碱的浓度和体积，反应前后温度变化ΔT，然后计算出反应后溶液的质量、生成水的物质的量，故选A。
18．切开的金属Na暴露在空气中，其变化过程如图所示：
……―→
反应Ⅰ的反应过程与能量变化的关系如图所示，请回答下列问题：

(1)反应Ⅰ是________反应(填“放热”或“吸热”)，判断依_____________________。
(2)1 mol Na(s)被氧化成 mol Na2O(s)的热化学方程式是_______________________。
【答案】(1)放热　反应物的总能量大于生成物的总能量
(2)Na(s)＋O2(g)===Na2O(s) ΔH＝－207 kJ·mol－1
【解析】(1)由题图可知，反应物的总能量比生成物的总能量高，故反应Ⅰ是放热反应。(2)由题给数据可得2 mol Na(s)被氧化成1 mol Na2O(s)时放出的热量是414 kJ，所以1 mol Na(s)被氧化成 mol Na2O(s)时放出的热量是207 kJ，则热化学方程式是Na(s)＋O2(g)===Na2O(s)　ΔH＝－207 kJ·mol－1。

题组C 培优拔尖练
19．在36 g碳不完全燃烧所得气体中，CO占体积，CO2占体积，且C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－110.5 kJ·mol－1；CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283 kJ·mol－1。与这些碳完全燃烧相比，损失的热量是(　　)
A．172.5 kJ B．1149 kJ
C．283 kJ D．566 kJ
【答案】C
【解析】36 g碳的物质的量为3 mol，所以生成物中含有1 mol CO、2 mol CO2。损失的热量即1 mol CO完全燃烧生成CO2时放出的热量，即283 kJ。
20．运用中和反应反应热的测定方法，即保温、隔热的条件下，向盛有20 mL 2.08 mol·L－1 NaOH溶液的试管中分五次加入1～5 mL未知浓度的H2SO4溶液(边加边振荡，每次加入1 mL)后，测得溶液的温度分别是1.4 ℃、2.5 ℃、4.2 ℃、5.2 ℃、5.18 ℃，则该硫酸溶液的物质的量浓度约是
A．20.8 mol·L－1 B．6.9 mol·L－1
C．5.2 mol·L－1 D．4.16 mol·L－1
【答案】C
【解析】依据反应后溶液的温度分别是1.4 ℃、2.5 ℃、4.2 ℃、5.2 ℃、5.18 ℃，可知加入4 mL硫酸时放出的热量最多，这时酸碱恰好中和，依据方程式即可计算求解。
21．在常温常压时，充分燃烧一定量的丁烷(C4H10)气体，放出热量Q kJ(Q＞0)，将生成的二氧化碳全部通入足量NaOH溶液中，发生的反应为CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O，共消耗了4 mol·L－1的NaOH溶液200 mL。则此条件下，下列热化学方程式正确的是
A．C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l) ΔH＝－Q kJ·mol－1
B．C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l) ΔH＝－10Q kJ·mol－1
C．C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l) ΔH＝10Q kJ·mol－1
D．C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l) ΔH＝－10Q kJ
【答案】B
【解析】利用方程式计算可知NaOH溶液吸收的CO2为0.4 mol，即C4H10(g)燃烧，每产生0.4 mol CO2，放出热量Q kJ，利用热化学方程式书写规则，只有B正确。
22. 碳是形成化合物种类最多的元素。请回答下列问题：
（1）有机物M经过太阳光光照可转化成N，转化过程如下：

则M、N相比，较稳定的是______。
（2）已知CH3OH(l) 的燃烧热为726.5 kJ·mol－1，
CH3OH(l)+1/2O2(g) = CO2(g)+2H2(g) ΔH＝－ a kJ·mol－1，则a 726.5（填“>”“