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2019-2020年高考化学一轮复习 课时21 反应热 盖斯定律考点过关反应热与热化学方程式【基础梳理】1. 反应热在一定温度下，当一个化学反应进行时，反应释放或吸收的热量称为此反应在该温度下的反应热。反应热用符号H表示，单位一般采用。放热反应H0，吸热反应H0。(1)反应热的大小与参加反应的物质的多少有关，也与参加反应的物质状态和生成物状态有关，而与反应的途径。(2)反应热的分析与计算从物质的能量角度分析反应热化学反应伴有能量变化H=E(的总能量)-E(的总能量)从键能的角度分析反应热注意:计算物质中键的个数时，不能忽略物质的结构。如:1 mol晶体硅中含2 mol SiSi键;1 mol SiO2中含4 mol SiO键。2. 热化学方程式表示反应所放出或吸收热量的化学方程式，叫做热化学方程式。热化学方程式的书写要注意以下几点:(1)H只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边。(2)绝大多数H是在25 、101325 Pa下测定的，书写热化学方程式时可不注明温度和压强。(3)注意热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子或原子数。因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。(4)注意反应物和产物的聚集状态不同，反应热数值以及符号都可能不同。因此，必须注明物质的聚集状态(s、l、g)才能完整地体现出热化学方程式的意义。热化学方程式中不用“”和“”。(5)注意热化学方程式是表示反应已完成的数量。H与反应完成物质的量有关，所以热化学方程式中化学式前面的化学计量数必须与H相对应。如果化学计量数加倍，则H也要加倍。H2(g)+O2(g)H2O(l) H=-285.8 kJmol-12H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=kJmol-1 (6)反应的可逆性:当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。不论化学反应是否可逆，热化学方程式中的H都表示反应进行到底(完全转化)时的反应热。如2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H=-197 kJmol-1，是指 2 mol SO2(g)与1 mol O2(g)放于一密闭容器中完全转化为2 mol SO3时放出的热量。若在相同的温度和压强时，向容器中加2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)，一定条件下反应达平衡时，放出的热量要197 kJ。微课1吸热反应和放热反应的比较类型比较吸热反应放热反应定 义吸收热量的化学反应放出热量的化学反应表示方法H 0HQ1。(2)同一反应，反应物状态不同时，如:S(g)+O2(g)SO2(g)+Q1S(s)+O2(g)SO2(g)+Q2因为S(s) S(g)需吸收热量，所以Q1Q2。(3)两个有联系的不同反应相比，如:C(s)+O2(g)CO2(g)+Q1C(s)+O2(g)CO(g)+Q2因为Q1是1 mol C完全燃烧放出的热量，而Q2是1 mol C不完全燃烧放出的热量，所以Q1Q2。燃烧热、中和热、盖斯定律【基础梳理】1. 燃烧热(1)概念:在101 kPa压强下，物质燃烧时的热效应叫该物质的燃烧热。注意:物质完全燃烧是指物质中的碳元素全部转化为，氢元素转化为，氮元素全部转化为，硫元素全部转化为。1mol碳燃烧生成CO时放出的热不是燃烧热，因为CO不稳定可继续燃烧生成CO2。如: C(s)+O2(g)CO(g)H=-110.5 kJmol-1C(s)+O2(g)CO2(g)H=-393.5 kJmol-1C的燃烧热为kJmol-1。(2)燃烧热的热化学方程式:燃烧热是以1 mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写它的热化学方程式时，应以燃烧1 mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数。如:C8H18(l)+O2(g)8CO2(g)+9H2O(l)H=-5 518 kJmol-1C8H18的燃烧热为kJmol-1。2. 中和热(1)概念:在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成H2O(l)，这时的反应热叫中和热。(2)中和热的表示:H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)H=-57.3 kJmol-1(3)理解中和热时应注意的几点条件:稀溶液(一般是指溶质的物质的量浓度均小于或等于1 molL-1)。57.3 kJmol-1 是指强酸与强碱反应生成1 mol水时的中和热。限定的量是指生成1 mol H2O(l)，因此书写热化学方程式时，其他物质的化学计量数可用分数表示。中和反应是放热反应，中和热的H为负值。如:NaOH(aq)+H2SO4(aq)Na2SO4(aq)+H2O(l)H =-57.3 kJmol-13. 盖斯定律对于一个化学反应，无论是完成，还是完成，其反应的焓变是的。微课2实验:中和热的测定1. 测定原理H=-c=4.18 Jg-1-1=4.1810-3 kJg-1-1;n为生成H2O的物质的量。稀溶液的密度用1 gmL-1进行计算。2. 装置如右图:3. 注意事项. 碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是保温、隔热，减少热量损失。. 为保证酸、碱完全中和，常采用碱稍稍过量(0.5 molL-1HCl、0.55 molL-1NaOH溶液等体积混合)。. 实验时不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是铜丝导热性好，比用环形玻璃搅拌棒误差大。4. 问题设计. 该实验小组做了三次实验，每次取溶液各50 mL，并记录如下原始数据。实验序号起始温度T1/终止温度T2/温差(T2-T1)/盐酸NaOH溶液平均值125.025.025.028.23.2224.924.924.928.33.4325.025.025.028.33.3已知盐酸、NaOH溶液密度近似为1.00 gmL-1，中和后混合液的比热容c=4.1810-3 kJg-1-1，则该反应的中和热H=-55.176 kJmol-1。. 若用等浓度的醋酸与NaOH溶液反应，则测得的中和热会偏小，其原因是醋酸电离要吸热。. 在中和热测定实验中存在用水洗涤温度计上的盐酸的步骤，若无此操作步骤，则测得的中和热偏小。【典型例题】一、 燃烧热、中和热 已知反应:在25 、101 kPa时，2C(s)+O2(g)2CO(g)H=-221 kJmol-1稀溶液中，H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) H=-57.3 kJmol-1下列结论正确的是 ()A. 碳的燃烧热大于110.5 kJmol-1B. 的反应热为221 kJmol-1C. 稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热 H=+57.3 kJmol-1D. 稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出57.3 kJ 热量答案A解析1 mol C不完全燃烧生成CO放出热量=110.5 kJ，1 mol C完全燃烧生成CO2放出热量大于110.5 kJ，即C的燃烧热大于110.5 kJmol-1;反应的反应热为-221 kJmol-1;稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热H=-57.3 kJmol-1;醋酸是弱酸，与NaOH溶液发生中和反应生成1 mol水时放出的热量小于57.3 kJ。 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 kJmol-1，辛烷的燃烧热为5 518 kJmol-1。下列热化学方程式书写正确的是 ()A. 2H+(aq)+S(aq)+Ba2+(aq)+2OH-(aq)BaSO4(s)+2H2O(l)H=-57.3 kJmol-1B. KOH(aq)+H2SO4(aq)K2SO4(aq)+H2O(l) H=-57.3 kJmol-1C. C8H18(l)+O2(g)8CO2(g)+9H2O(g) H=-5 518 kJmol-1D. 2C8H18(g)+25O2(g)16CO2(g)+18H2O(l) H=-5 518 kJmol-1答案B解析A项，生成的是2 mol H2O及BaSO4沉淀;C项，应生成液态水;D项，辛烷应为1 mol。二、 盖斯定律已知:Cu(s)+2H+(aq)Cu2+(aq)+H2(g)H12H2O2(l)2H2O(l)+O2(g)H22H2(g)+O2(g)2H2O(l)H3则反应Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)Cu2+(aq)+2H2O(l)的H是 ()A. H=H1+H2+H3B. H=H1+H2-H3C. H=H1+2H2+2H3D. H=2H1+H2+H3答案A解析根据盖斯定律可得出关系式。 (1)已知下列反应的热化学方程式为C(s)+O2(g)CO2(g)H1=-393.5 kJmol-1CH3COOH(l)+2O2(g)2CO2(g)+2H2O(l)H2=-870.3 kJmol-12H2(g)+O2(g)2H2O(l)H3=-571.6 kJmol-1请计算:2C(s)+2H2(g)+O2(g)CH3COOH(l)H4=。(2)已知:H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) H1=-57.3 kJmol-1CH3COOH(aq)H+(aq)+CH3COO-(aq) H2=+1.3 kJmol-1写出稀醋酸与稀烧碱溶液反应的热化学方程式: 。答案(1)-488.3 kJmol-1(2)CH3COOH(aq)+OH-(aq)H2O(l)+CH3COO-(aq)H=-56.0 kJmol-1解析(1)由盖斯定律可知，总式=2+-。(2)已知:H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)H1=-57.3 kJmol-1，CH3COOH(aq)H+(aq)+CH3COO-(aq)H2=+1.3 kJmol-1，则利用盖斯定律将+得:CH3COOH(aq)+OH-(aq)H2O(l)+CH3COO-(aq)H=-56.0 kJmol-1。题组训练：1. 乙醇汽油是被广泛使用的新型清洁燃料，工业生产乙醇的一种反应原理为2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g)H1已知:H2O(l)H2O(g)H2CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H3以CO2(g)与H2(g)为原料也可合成乙醇，其热化学方程式如下:2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(l)H=。答案H1-3H2-2H32. 减少污染、保护环境是全世界最热门的课题。为了减少空气中SO2的排放，常采取的措施有:(1)将煤转化为清洁气体燃料。已知:H2(g)+O2(g)H2O(g) H1=-241.8 kJmol-1C(s)+O2(g)CO(g) H2=-110.5 kJmol-1则焦炭与水蒸气反应生成CO的热化学方程式为。(2)洗涤含SO2的烟气，以下物质可作洗涤剂的是(填字母)。a. Ca(OH)2b. CaCl2 c. Na2CO3d. NaHSO3答案(1)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)H=+131.3 kJmol-1(2)ac解析(1)已知:H2(g)+O2(g)H2O(g)H1=-241.8 kJmol-1C(s)+O2(g)CO(g)H2=-110.5 kJmol-1据盖斯定律:-得C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) H=+131.3 kJmol-1。(2)Ca(OH)2和Na2CO3都能与SO2反应。3. “低碳生活”不再只是一种理想，更是一种值得期待的新的生活方式。甲烷燃烧放出大量的热，可作为能源用于人类的生产和生活。已知:2CH4(g)+3O2(g)2CO(g)+4H2O(l)H1=-1 214 kJmol-12CO(g)+O2(g)2CO2(g) H2=-566 kJmol-1则表示甲烷燃烧热的热化学方程式为 。答案CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H1=-890 kJmol-1解析+后，再两边除以2得到甲烷燃烧热的热化学方程式。4. 碳酸甲乙酯(CH3OCOOC2H5)是一种理想的锂电池有机电解液，生成碳酸甲乙酯的原理为C2H5OCOOC2H5(g)+CH3OCOOCH3(g) 2CH3OCOOC2H5(g)H1已知:CH3OCOOCH3(g)+C2H5OH(g) CH3OCOOC2H5(g)+CH3OH(g)H2CH3OCOOC2H5(g)+C2H5OH(g) C2H5OCOOC2H5(g)+CH3OH(g)H3H1=(用H2和H3表示)。答案H2-H35. 工业上用NH3消除NO污染。在一定条件下，已知每还原1 mol NO，放出热量120 kJ，请完成下列热化学方程式:NO(g)+NH3(g)N2(g)+(g)H=。答案6NO(g)+4NH3(g)5N2(g)+6H2O(g)H=-720 kJmol-1解析根据转移电子数守恒配平6NO(g)+4NH3(g)5N2(g)+6H2O(g)。每还原1 mol NO，放出热量120 kJ，那么还原6 mol NO放出热量120 kJmol-16 mol=720 kJ。三、 中和热测定 某实验小组用0.50 molL-1 NaOH溶液和0.50 molL-1 H2SO4溶液进行中和热的测定。. 配制0.50 molL-1 NaOH溶液(1)若实验中大约要使用245 mL NaOH溶液，则至少需要称量NaOH固体g。(2)从下图中选择称量NaOH固体所需要的仪器(填字母)。名称托盘天平(带砝码)小烧杯坩埚钳玻璃棒药匙量筒仪器序号abcdef. 测定中和热的实验装置如下图所示:(1)写出稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应表示中和热的热化学方程式(中和热数值为57.3 kJmol-1): 。(2)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸进行实验，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/平均温度差(T2-T1)/H2SO4NaOH平均值126.226.026.130.1227.027.427.233.3325.925.925.929.8426.426.226.330.4近似认为0.50 molL-1 NaOH溶液和0.50 molL-1 H2SO4溶液的密度都是1 gcm-3，中和后生成的溶液的比热容 c=4.18 Jg-1-1。则中和热H=(取小数点后一位)。上述实验结果的数值与57.3 kJmol-1有偏差，产生偏差的原因可能是(填字母)。a. 实验装置保温、隔热效果差b. 在量取NaOH溶液的体积时仰视读数c. 分多次把NaOH溶液倒入盛有稀硫酸的小烧杯中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)5.0(2)abe. (1)H2SO4(aq)+NaOH(aq)Na2SO4(aq)+H2O(l)H=-57.3 kJmol-1(2)4.0-53.5 kJmol-1acd解析. (1)根据中和热定义和热化学方程式的书写原则可得:H2SO4(aq)+NaOH(aq)Na2SO4(aq)+H2O(l)H=-57.3 kJmol-1。(2)1、2、3、4次实验的温度差分别为4.0 、6.1 、3.9 、4.1 ，与其他三组数据相比，6.1 较大，应舍去，其余三次温度差的平均值为4.0 。0.50 molL-1 H2SO4(aq)和0.50 molL-1 NaOH(aq)的密度为1 gcm-3，故m(H2SO4)=(H2SO4)V(H2SO4)=1 gmL-130 mL=30 g，m(NaOH)=(NaOH)V(NaOH)=1 gmL-150 mL=50 g。中和后生成的溶液为稀溶液，其比热容c=4.18 Jg-1-1，由此可以计算出30 mL H2SO4(aq)和50 mL NaOH(aq)发生反应时放出的热量Q放=m(NaOH)+m(H2SO4)c(T2-T1)，中和热为生成1 mol H2O(l)时放出的热量，H=-10-3 kJmol-1=-53.5 kJmol-1。