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(共36张PPT)
第30讲 反应热的测定及计算
【课标指引】
1.了解中和反应反应热测定的原理及操作。
2.掌握盖斯定律的内容及意义,并能进行有关反应热的计算。
考点一　中和反应反应热及测定
考点二　盖斯定律及应用
目录索引
素养发展进阶
考点一　中和反应反应热及测定
必备知识 梳理
1.中和反应反应热
在25 ℃和101 kPa下,在稀溶液中,强酸的稀溶液和强碱的稀溶液发生中和反应生成________________时,放出________的热量。
1 mol H2O(l)
57.3 kJ
2.中和反应反应热的测定　
(1)测定原理:通过简易量热计测定体系在反应前后的________变化,再利用有关物质的比热容来计算反应热。
(2)实验装置
具有保温性,减少热量的散失
(3)实验步骤
测量并记录反应前体系的________温度为t1 ℃,测量并记录反应后体系的________温度为t2 ℃,重复上述步骤两次。
温度
平均
最高
【应用示例】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绝对值________(填“偏高”“不变”或“偏低”),其原因是___________________________________________________________。
偏低
弱酸或弱碱在水溶液中部分电离,在反应过程中,分子会继续电离,而电离是吸热的过程
关键能力 提升
例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 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液反应。下列说法错误的是(　　)

简易量热计示意图
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
D
解析 若分多次倒入则热量损失大,C正确;反应前测完盐酸温度的温度计应洗净、擦干后再插入NaOH溶液中测量温度,D错误。
[对点训练] 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 mol液态水释放的热量可能不相同
A
解析 等温条件下,试管中进行的中和反应,反应体系向环境中释放的热量就是反应的热效应,环境是指与体系相互影响的其他部分,如盛有溶液的试管和溶液之外的空气等,A错误;快速混合,防止热量散失,B正确;若用的是弱酸或弱碱,其电离需吸收一部分热量,D正确。
考点二　盖斯定律及应用
必备知识 梳理
1.盖斯定律的内容
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________的,这就是盖斯定律。
2.盖斯定律的理解
盖斯定律表明,在一定条件下,化学反应的反应热只与反应体系的________和________有关,而与反应进行的________无关。

则有:ΔH=________=________________。
相同
始态
终态
途径
ΔH1+ΔH2
ΔH3+ΔH4+ΔH5
3.盖斯定律的应用
根据盖斯定律,可以利用已知反应的反应热来计算未知反应的反应热。
aΔH2
-ΔH2
ΔH1+ΔH2
【应用示例】碳酰肼类化合物[Mn(L)3](ClO4)2是种优良的含能材料,可作为火箭推进剂的组分,其相关反应的能量变化如图所示,已知ΔH2=-299 kJ·mol-1,则ΔH1为_____________。
-1 703 kJ·mol-1
解析 由盖斯定律可知,
ΔH1=2ΔH2+ΔH3-ΔH4=2×(-299 kJ·mol-1)+(-1 018 kJ·mol-1)-(+87 kJ·mol-1)
=-1 703 kJ·mol-1。
关键能力 提升
考向1 盖斯定律的理解及应用
例1(1)(2023·全国甲卷,28节选)已知下列反应的热化学方程式:
①3O2(g)═2O3(g)　ΔH1=+285 kJ·mol-1
②2CH4(g)+O2(g)═2CH3OH(l)　ΔH2=-329 kJ·mol-1
反应③CH4(g)+O3(g)═CH3OH(l)+O2(g)的ΔH3=________ kJ·mol-1。
-307
(2)(2023·全国乙卷,28节选)已知下列热化学方程式:
FeSO4·7H2O(s)═FeSO4(s)+7H2O(g)　ΔH1=a kJ·mol-1
FeSO4·4H2O(s)═FeSO4(s)+4H2O(g)　ΔH2=b kJ·mol-1
FeSO4·H2O(s)═FeSO4(s)+H2O(g)　ΔH3=c kJ·mol-1
则FeSO4·7H2O(s)+FeSO4·H2O(s)═2(FeSO4·4H2O)(s)的ΔH=________ kJ·mol-1。
a+c-2b
解析 将题给热化学方程式依次编号为①②③,根据盖斯定律,
由①+③-②×2可得目标反应,故该反应的焓变ΔH=(a+c-2b) kJ·mol-1。
一定条件下,反应Ⅰ、Ⅱ的焓变分别为ΔH1、ΔH2,则该条件下水气变换反应的焓变ΔH=________(用含ΔH1、ΔH2的代数式表示)。
ΔH2-ΔH1
解析 根据盖斯定律,将反应Ⅱ减去反应Ⅰ可得水气变换反应:CO+H2O CO2+H2,故该反应的ΔH=ΔH2-ΔH1。
归纳总结
利用盖斯定律计算反应热的两种方法
(1)虚拟路径法:根据题意虚拟物质的转化过程,然后根据盖斯定律列式求解,即可求出目标反应的反应热。
(2)方程加和法:分析题给热化学方程式,并进行适当加减得到目标热化学方程式,反应热也一并作相应的加减运算,思维流程如下:
[对点训练1] (1)(2022·湖北卷,19节选)
-911.9
+89.3
解析 (1)根据盖斯定律,①+②+2×③可得反应CaO(s)+2Al(s)+7H2O(l)═ Ca2+(aq)+2[Al(OH)4]-(aq)+3H2(g),
则ΔH4=ΔH1+ΔH2+2ΔH3=(-65.17 kJ·mol-1)+(-16.73 kJ·mol-1)+2×(-415.0 kJ·mol-1)=-911.9 kJ·mol-1。
(2)根据盖斯定律,将反应①+反应②得到目标反应,则ΔH3=ΔH1+ΔH2=[+100.3+(-11.0)] kJ·mol-1=+89.3 kJ·mol-1。
考向2 反应热的大小比较
例2(2022·浙江1月选考卷)相关有机物分别与氢气发生加成反应生成1 mol环己烷( )的能量变化如图所示:
下列推理不正确的是(　　)
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
B.ΔH2<ΔH3,说明单双键交替的两个碳碳双键之间存在相互作用,有利于物质稳定
C.3ΔH1<ΔH4,说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键
D.ΔH3-ΔH1<0,ΔH4-ΔH3>0,说明苯分子具有特殊稳定性
A
解析 2ΔH1≈ΔH2<ΔH3,因此不能说碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比,A错误;ΔH2<ΔH3,说明单双键交替的物质能量低,更稳定,从而说明单双键交替的两个碳碳双键之间存在相互作用,有利于物质稳定, 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,C正确; ΔH3-ΔH1<0,ΔH4-ΔH3>0,说明苯分子具有特殊稳定性,D正确。
[对点训练2] (2024·广东广州模拟)下列各组热化学方程式中,ΔH的比较正确的是(　　)
A.ΔH1<ΔH2 B.ΔH3<ΔH4
C.ΔH5<ΔH6 D.ΔH7>ΔH8
A
思维建模
反应热大小比较的依据
素养发展进阶
进阶1 练易错·避陷阱
1.分别向1 L 0.5 mol·L-1的Ba(OH)2溶液中加入①浓硫酸、②稀硫酸、③稀硝酸,恰好完全反应时的热效应分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,下列关系正确的是
(　　)
A.ΔH1>ΔH2>ΔH3 B.ΔH1<ΔH2<ΔH3
C.ΔH1>ΔH2=ΔH3 D.ΔH1=ΔH2<ΔH3
B
解析 混合时浓硫酸在被稀释的过程中放热;浓、稀硫酸在与Ba(OH)2反应时还会形成BaSO4沉淀,Ba2+、 之间形成化学键的过程中也会放出热量。因放热反应的ΔH取负值,故ΔH1<ΔH2<ΔH3。
2.已知:H2O(g)═H2O(l)　ΔH1
C6H12O6(g)═C6H12O6(s)　ΔH2
C6H12O6(s)+6O2(g)═6H2O(g)+6CO2(g)　ΔH3
C6H12O6(g)+6O2(g)═6H2O(l)+6CO2(g)　ΔH4
下列说法正确的是(　　)
A.ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<ΔH4 B.6ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4=0
C.-6ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4=0 D.-6ΔH1+ΔH2-ΔH3+ΔH4=0
B
解析 由气态物质转化成液态物质或固态物质均放出热量,ΔH1<0,ΔH2<0,气态C6H12O6燃烧生成液态水比固态C6H12O6燃烧生成气态水放出热量多,所以ΔH3>ΔH4,A项错误;根据盖斯定律得ΔH4=6ΔH1+ΔH2+ΔH3,B项正确,C、D项错误。
进阶2 练热点·提素能
3.(2023·广东江门检测)已知:
①3C(s)+Al2O3(s)+N2(g)═2AlN(s)+3CO(g)　ΔH1=+1 026 kJ·mol-1
②2C(s)+O2(g)═2CO(g)　ΔH2=-221 kJ·mol-1
③2Al(s)+N2(g)═2AlN(s)　ΔH3=-318 kJ·mol-1
则反应2Al2O3(s)═4Al(s)+3O2(g)的ΔH等于(　　)
A.+753 kJ·mol-1 B.-753 kJ·mol-1
C.+3 351 kJ·mol-1 D.-3 351 kJ·mol-1
C
解析 由盖斯定律可知,将2×①-3×②-2×③得2Al2O3(s)═4Al(s)+3O2(g),则该反应的反应热ΔH=+1 026 kJ·mol-1×2-(-221 kJ·mol-1)×3-(-318 kJ·mol-1) ×2=+3 351 kJ·mol-1,综上所述,答案为C。
4.(1)以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下:
则ΔH3=________ kJ·mol-1。
+40.9
解析 根据反应Ⅰ-Ⅱ=Ⅲ,
则ΔH3=ΔH1-ΔH2=-49.5 kJ·mol-1-(-90.4 kJ·mol-1)=+40.9 kJ·mol-1。
(2)二氧化碳催化加氢制甲醇,有利于减少温室气体二氧化碳。
二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g),该反应一般认为通过如下步骤来实现:
①CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g)　ΔH1=+41 kJ·mol-1
②CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)　ΔH2=-90 kJ·mol-1
总反应的ΔH=________ kJ·mol-1。
-49
解析 二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g),该反应一般认为通过如下步骤来实现:①CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g)　ΔH1=+41 kJ·mol-1,
②CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)　ΔH2=-90 kJ·mol-1。
根据盖斯定律可知,①+②可得二氧化碳加氢制甲醇的总反应为CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)　
ΔH=(+41 kJ·mol-1)+(-90 kJ·mol-1)=-49 kJ·mol-1。
进阶3 研真题·明考向
5.(1)(2023·湖南卷,16节选)已知下列反应的热化学方程式:
+118
解析 根据盖斯定律,反应④可由①-②-③得到,
故ΔH4=ΔH1-ΔH2-ΔH3=(-4 386.9+4 263.1+241.8) kJ·mol-1=+118 kJ·mol-1。
(2)(2022·全国乙卷,28节选)已知下列反应的热化学方程式:
①2H2S(g)+3O2(g)═2SO2(g)+2H2O(g)　ΔH1=-1 036 kJ·mol-1
②4H2S(g)+2SO2(g)═3S2(g)+4H2O(g)　ΔH2=+94 kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)　ΔH3=-484 kJ·mol-1
计算H2S热分解反应④2H2S(g)═S2(g)+2H2(g)的ΔH4=　　　 kJ·mol-1。
+170

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