1.“摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。吸食时将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动即会制冷。该化学物质是　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　(　　 )

A.氯化钠　　 B.固体硝酸铵　　 C.固体氢氧化钠　　 D.生石灰

答案：B

4．实战演练

　　 化学反应中反应热的大小与反应物、生成物的种类、量及聚集状态有关，与反应途径无关。根据能量守恒定律，无论反应是一步完成还是几步完成，只要反应的起始状态和终了状态确定，反应热就是个定值，这就是著名的盖斯定律。

3．例题精讲

[例1]已知在25℃，101kPa下，lgC₈H₁₈(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40kJ热量。表示上述反应的热化学方程式正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　 (　　 )

A.C₈H₁₈(1)+22.5O₂(g)＝8CO₂(g)+9H₂O(g)；△H＝－48.40kJ·mol^－1

B.C₈H₁₈(1)+22.5O₂(g)＝8CO₂(g)+9H₂O(1)；△H＝－5518kJ·mol^－1

C.C₈H₁₈(1)+22.5O₂(g)＝8CO₂(g)+9H₂O(1)；△H＝+5518kJ·mol^－1

　 D.C₈H₁₈(1)+22.5O₂(g)＝8CO₂(g)+9H₂O(1)；△H＝－48.40kJ·mol^－1

[解析]根据题目条件，生成的水为液态，所以A错，1gC₈H₁₈燃烧后放出热量48.40kJ，故1molC₈H₁₈完全燃烧放出热量5518kJ，放热用“-”表示，故C错。

[答案]B

[评析]热化学方程式的书写较难，书写时不能忽视反应物、生成物的状态，要注意系数与反应物的关系。

[关键词]反应热及热化学方程式的书写

[例2]在同温同压下，下列各组热化学方程式中Q₂＞Q₁的是　　　　　　 (　　 )

　　 A.2H₂(g)+O₂(g)＝2H₂O(g)；△H＝－Q₁；　 2H₂(g)+O₂(g)＝2H₂O(l)；△H＝－Q₂

　　 B.S(g)+O₂(g)＝SO₂(g)；△H＝－Q₁；　　　 S(s)+O₂(g)＝SO₂(g)；△H＝－Q₂

　　 C.C(s)+1/2O₂(g)＝CO(g)；△H＝－Q₁；　　 C(s)+O₂(g)＝CO₂(g)；△H＝－Q₂

　　 D.H₂(g)+Cl₂(g)＝2HCl(g)；△H＝－Q₁；　 1/2H₂(g)+1/2Cl₂(g)＝HCl(g)；△H＝－Q₂。

[解析]A中，由于气态水转变为液态水要放出热量，所以生成液态水比生成气态水放出的热量要多，即Q₂＞Q₁；B中，由于固态硫转变为气态硫要吸收热量，所以气态硫燃烧放出的热量比固态硫燃烧放出的热量多，即Q₁＞Q₂；C中，生成CO放热，因氧气过量会与CO反应也放出热量，所以Q₂＞Q₁，D中Q₁=2Q₂。

[答案]AC

[评析]反应放出或吸收热量的多少，跟反应物和生成物的聚集状态有密切关系。

[关键词]反应热及热化学方程式的书写

[例3]炽热的炉膛内有反应：C(s)+O₂(g)＝CO₂(g)；△H＝－392kJ/mol，往炉膛内通入水蒸气时，有如下反应：C(s)+H₂O(g)＝CO(g)+H₂(g)；△H＝+131kJ/mol，CO(g)+1/2O₂(g)＝CO₂(g)；△H＝－282kJ/mol，H₂(g)+1/2O₂(g)＝H₂O(g)；△H＝－241kJ/mol，由以上反应推断往炽热的炉膛内通入水蒸气时　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (　　 )

　　 A.不能节省燃料，但能使炉火瞬间更旺　　　　 B.虽不能使炉火瞬间更旺，但可以节省燃料

　　 C.既能使炉火瞬间更旺，又能节省燃料　　　　 D.既不能使炉火瞬间更旺，又不能节省燃料

[解析]本题应从两个方面考虑，一是能否使炉火瞬间更旺，由于往炉膛内通入水蒸气时，有如下反应发生：C(s)+H₂O(g)＝CO(g)+H₂(g)，生成的CO和H₂都是可燃性气体，故能使炉火瞬间更旺。二是能否节省燃料，根据盖斯定律，C(s)+H₂O(g)＝CO(g)+H₂(g)；△H＝+131kJ/mol，CO(g)+1/2O₂(g)＝CO₂(g)；△H＝－282kJ/mol，H₂(g)+1/2O₂(g)＝H₂O(g)；△H＝－241kJ/mol，三个方程加合在一起即得总反应式C(s)+O₂(g)＝CO₂(g)；△H＝－392kJ/mol，故与相同量的炭燃烧放出的热量相同，因此不能节省原料。

[答案]A

[评析]要熟练掌握运用盖斯定律进行热量的计算。

[关键词]反应热及热化学方程式的书写/碳族元素

[例4]已知胆矾溶于水时，溶液温度降低。在室温下将1mol无水硫酸铜制成溶液时，放出热量为Q₁kJ，而胆矾分解的热化学方程式是CuSO₄·5H₂O(s)＝CuSO₄(s)+5H₂O(l)；△H＝+Q₂kJ/mol，则Q₁与Q₂的关系是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (　　 )

　　 A.Q₁＞Q₂　　 B.Q₁＜Q₂　　 C.Q₁＝Q₂　　 D.无法确定

[解析]由已知得CuSO₄·5H₂O(s)＝Cu²⁺(aq)+SO₄^2-(aq)+5H₂O(l)；△H＝+Q(Q＞0)……①，

　　　　　　　　　　　　　　　 CuSO₄(s)＝Cu²⁺(aq)+SO₄^2-(aq)；△H＝-Q₁……②，

　　　　　　　　　　　 ①-②得CuSO₄·5H₂O(s)＝CuSO₄(s)+5H₂O(l)；△H＝Q₁+Q，根据盖斯定律：Q₁+Q=Q₂，故D正确。

[答案]D

[评析]解此类题目常把题给信息转化为热化学方程，然后根据盖斯定律可得出正确的结论。

[关键词]反应热及热化学方程式的书写/氧族元素

[例5]已知有amolC和bmolO₂(a＞2b)，充分反应后，将得到的可燃性物质提取后再次燃烧，充分反应。可燃性物质燃烧放出的热量有p%被mg、0℃的水吸收，使之沸腾。若已知1molC燃烧成CO₂放出的热量为qJ，试求1molC燃烧成CO所放出的热量约为多少？(c=4.2×10³J/kg·℃)

[解析]根据题意可知，可燃性物质燃烧后放出热量为：

　　 。又知：

　　 所以amolC和bmolO₂(a＞2b)反应后，其可燃性物质的量为(a-2b)molC和2bmolCO。若设1molCO燃烧成CO₂放出的热量为xJ，则可得出关系式：

　　 解得：

　　 若设所求1molC燃烧成CO放出的热量为yJ，则由下列热化学方程式：

　　 　　①

　　 　　②

　　 　　③

　　 就不难发现：①式＝③式－②式，即为题目所求。故可推知：

[答案](aqp-4.2×10⁴m)/2bpJ

[评析]本题是一道物理、化学相互交叉渗透的综合计算题，难度大。因此，解决这类问题的关键在于分析题意，挖掘题中隐含着的重要信息(即热化学方程式有加合性)，弄清该题中所涉及的两个过程，即物理过程与化学过程，并求出联系这两个过程的纽带--热量(Q)。然后正确运用所学物理、化学的有关基础知识，则题中的问题便可迎刃而解。

[关键词]反应热及热化学方程式的书写/碳族元素

[例6]接触法制硫酸的流程可表示如下：

问：(1)热交换器在制硫酸的过程中有何重要作用？

(2)若以T₁、T₂、T₃、T₄分别表示进出热交换器的气体温度，且T₁＝80℃，T₃＝600℃、T₄＝250℃，求进入接触室后的SO₂、O₂混合气体的温度T₂(设进、出热交换器的气体的平均比热均为0.8kJ/(kg•℃))。

(3)假定每天进入接触室的混合气体为20t，问与不用热交换器相比较每年至少可节省多少吨含碳80%的优质煤？(已知煤的供热效率为20%，C(s)+O₂(g)=CO₂(g)；ΔH=-393kJ/mol)

[解析](1)由沸腾炉导出的SO₂、O₂等气体的温度经除尘、去杂、洗涤等工艺处理后已大幅度下降，通过热交换器后气体的温度又得以提高，这有利于后续反应(即由SO₂合成SO₃)的进行。SO₂的氧化反应是放热反应，从接触室导出的SO₃等气体的温度已高达600℃以上，难以被浓硫酸吸收。通过热交换器后SO₃的温度下降了，这有利于提高浓硫酸对它的吸收效率。总而言之，热交换器在制H₂SO₄的过程中具有增效节能的作用。

(2)经过热交换器后，SO₂、O₂吸收的热量＝cm₁(T₂-80℃)，SO₃放出的热量＝cm₂(600℃-250℃)。根据物理学原理及质量守恒定律可知，Q(吸)＝Q(放)，m₁＝m₂，故cm₁(T₂-80℃)＝cm₂(600℃-250℃)，即T₂＝430℃。

　　 (3)若不使用热交换器，欲使80℃的SO₂、O₂预热到430℃，每年需提供的热量为20×10³kg×365×0.8kJ/(kg•℃)×(430℃-80℃)=2.04×10⁹kJ，每千克优质煤供给的有效热量为5240kJ/kg，使用热交换器后每年可节约优质煤的质量为：2.04×10⁹kJ/(5240kJ/kg)=389.3t。

[答案](1)增效节能　　 (2)T₂＝430℃　　 (3)389.3t

[评析]本题主要运用公式Q=cmΔt考查化学反应中热效应的计算。

[关键词]反应热及热化学方程式的书写/氧族元素

2、要想提高中和热测定的准确性，实验时应注意的问题

　　 (1)作为量热器的仪器装置，其保温隔热的效果一定要好。因此可用保温杯来做。如果按教材中的方法做，一定要使小烧杯杯口与大烧杯杯口相平，这样可以减少热量损失。

　　 (2)盐酸和氢氧化钠溶液的浓度的配制须准确，且氢氧化钠溶液的浓度须稍大于盐酸的浓度。为使测得的中和热更准确，所用盐酸和氢氧化钠溶液的浓度宜小不宜大。

　　 (3)温度计的水银球部分要完全浸没在溶液中，而且要稳定一段时间后再读数，以提高所测温度的精度。

　　 (4)实验操作时动作要快，以尽量减少热量的散失。

　　 (5)为了减少实验误差，重复实验2~3次，数据取平均值。

1、测定前的准备工作

　　 (1)选择精密温度计(精确到0.1⁰C)，并进行校对(本实验温度要求精确到0.1⁰C)。

　　 (2)使用温度计要轻拿轻声放。刚刚测量高温的温度计不可立即用水冲洗，以免破裂。

　　 (3)测量溶液的温度应将温度计悬挂起来，使水银球处于溶液中间，不要靠在烧杯壁上或插到烧杯底部。不可将温度计当搅拌棒使用。

2、书写热化学方程式的一般步骤

　　 (1)依据有关信息写出注明聚集状态的化学方程式，并配平。

　　 (2)根据化学方程式中各物质的化学计量数计算相应的反应热的数值。

　　 (3)如果为放热反应ΔH为负值，如果为吸热反应则ΔH为正值。并写在第一步所得方程式的后面，中间用“；”隔开。

　　 (4)如果题目另有要求，如反应燃料燃烧热的热化学方程式和有关中和热的热化学方程式，可将热化学方程式的化学计量数变换成分数。

1、书写热反应方程式应注意的问题：

　　 (1)由于反应热的数值与反应的温度和压强有关，因此必须注明，不注明的是指101kPa和25℃时的数据。

　　 (2)物质的聚集状态不同，反应热的数值不同，因此要注明物质的聚集状态。

　　 (3)热化学方程式中的化学计量数为相应物质的物质的量，它可以是整数，也可以是分数。

3、中和热：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1molH₂O，这时的反应热叫做中和热。中学阶段主要讨论强酸和强碱的反应。

　　 1、化学反应过程中放出或吸收的热量，通常叫做反应热。反应热用符号ΔH表示，单位一般采用kJ/mol。当ΔH为负值为放热反应；当ΔH为正值为吸热反应。测量反应热的仪器叫做量热计。

2、燃烧热：在101kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，叫做该物质的燃烧热。

12.(2010·山东青岛一检)如图11所示，质量M＝20 kg的木楔

ABC静置于粗糙水平地面上，动摩擦因数μ＝0.04.在木楔倾角

θ＝30°的斜面上，有一质量m＝1.0 kg的物块由静止开始沿斜面

下滑．当物块滑行的距离x＝2.8 m时，它的速度v＝2.8 m/s，在　　　　　　 图11

这一过程中木楔没有动，重力加速度取g＝10 m/s².求：

(1)地面对木楔的摩擦力的大小和方向．

(2)地面对木楔的支持力的大小．

解析　(1)由匀加速运动的公式v²＝2ax

得物块沿斜面下滑的加速度为

a＝＝ m/s²＝1.4 m/s²

由于a<gsin=5 m/s²，可知物块受到摩擦力的作用．

分析物块受力，它受三个力，如图所示．对于沿斜面

的方向和垂直于斜面的方向，应用牛顿第二定律有

mgsin-F_f1=ma

mgcos-F_N1=0

分析木楔受力，它受五个力作用，如下图所示．

对于水平方向，由牛顿第二定律有

F_f2+F_f1′cos-F_N1′sin=0

由此可解得地面作用于木楔的摩擦力，又因F_f1′=F_f1

F_N1′=F_N1

所以F_f2=F_N1′sin-F_f1′cos

=mgcossin-(mgsin-ma)cos=macos

故F_f2=1×1.4×N=1.21 N

此力的方向与图中所设的一致(由C指向B的方向)．

(2)对于木楔在竖直方向，由平衡条件得

F_N2-Mg-F_N1′cos-F_f1′sin=0

故：F_N2=Mg+F_N1′cos+F_f1′sin

=Mg+mgcoscos+(mgsin-ma)sin

=(M+m)g-masin

=(20+1)×10 N-1×1.4×N=209.3 N

答案　(1)1.21 N，方向由C指向B　(2)209.3 N