高二化学反应热的测量和计算

高二化学反应热的测量和高二化学反应热的测量和计算计算化学反应中的化学反应中的热效应热效应化学反应的焓变化学反应的焓变反应热的测量与计算反应热的测量与计算能源的充分利用能源的充分利用反应热的测量与计算反应热的测量与计算盖斯定律盖斯定律燃烧热燃烧热热值热值第一单元第一单元问题讨论：问题讨论：前面我们已经学习了热化学方程式的有关知前面我们已经学习了热化学方程式的有关知识，在热化学方程式中提供了反应热的数据，识，在热化学方程式中提供了反应热的数据，那么，这些数据是通过什么途径获得的呢？那么，这些数据是通过什么途径获得的呢？1 1、实验直接测定、实验直接测定2 2、计算获得、计算获得根据公式根据公式H=EH=E反应物总键能反应物总键能-E-E生成物总键能计算生成物总键能计算活动与探究活动与探究请大家阅读请大家阅读P6的活动与探究的活动与探究 在在稀溶液稀溶液中，酸跟碱发生中，酸跟碱发生中和中和反应而生成反应而生成1mol1molH H2 20 0，这时的反应热叫做，这时的反应热叫做中和热中和热.思考：mol H2SO4 与 2 mol NaOH 完全反应 放出114.6 KJ 的热量，此反应的中和热 为114.6 KJ/mol。对吗？答：不对，不是生成1 mol 水，中和热是57.3 KJ/mol活动与探究活动与探究1、请大家观察简易量、请大家观察简易量热计的构造，分析一下，热计的构造，分析一下，量热计直接测定的数据是量热计直接测定的数据是什么？是焓变的数值吗？什么？是焓变的数值吗？是体系（溶液）温度的变化是体系（溶液）温度的变化2 2、根据体系温度变化可以求得什么物理量？、根据体系温度变化可以求得什么物理量？可以求得反应吸收或放出的热量可以求得反应吸收或放出的热量Q=m ctQ Q:中和反应放出的热量。中和反应放出的热量。m m：反应混合液的质量。：反应混合液的质量。c c：反应混合液的比热容。：反应混合液的比热容。t t：反应前后溶液温度的差值。：反应前后溶液温度的差值。活动与探究活动与探究3 3、酸、碱反应时，我们用的是它的稀溶液，它酸、碱反应时，我们用的是它的稀溶液，它们的质量应怎样得到？们的质量应怎样得到？量出它们的体积，再乘以它们的密度即可。量出它们的体积，再乘以它们的密度即可。Q=（V酸酸酸酸V碱碱碱碱）c（t2t1）Q=cmt H=-Q/n已知已知 V酸酸=V碱碱=50 mL。c酸酸=c碱碱=0.50 mol/L。酸酸=碱碱=1 g/cm3 c=4.18 J/（g）请把以上数据代入式请把以上数据代入式,得出得出Q的表示式。的表示式。Q=0.418（t2t1）kJ 本实验中，我们所用一元酸、一元碱的体积均为本实验中，我们所用一元酸、一元碱的体积均为50mL,它它们的浓度均为们的浓度均为0.50mol/L。由于是稀溶液，且为了计算简便，。由于是稀溶液，且为了计算简便，我们近似地认为，所用酸、碱溶液的密度均为我们近似地认为，所用酸、碱溶液的密度均为1g/cm3，且中，且中和后所得溶液的比热容为和后所得溶液的比热容为4.18J/（g)4 4、式表示的是中和热吗？为什么？式表示的是中和热吗？为什么？H=0.418（t2t1）0.025kJ/mol24.5022.0025.0025.0022.4025.2026.5025.6028.4524.7522.2025.101.753.403.35强酸、强碱反应强酸、强碱反应:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)H=56.43kJ/moL活动与探究活动与探究请算出中和热 H=思考:如果用同样的方法测定氢氧化钾溶液与盐酸反应、氢氧化钠溶液与硝酸反应的中和热，请预测其中和热是否相同答：相同。反应的实质强酸、强碱反应强酸、强碱反应:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)H=57.3kJ/moL57.3讨论：讨论：要想提高中和热测定的准确性，实验时应注意什么？要想提高中和热测定的准确性，实验时应注意什么？1、应注意实验过程中的隔热保温效果。、应注意实验过程中的隔热保温效果。2、用、用0.1分刻度的温度计，读数时要估读分刻度的温度计，读数时要估读到小数点后第二位。到小数点后第二位。3、盐酸与氢氧化钠溶液浓度的配置准确，、盐酸与氢氧化钠溶液浓度的配置准确，且浓度不宜过大，氢氧化钠溶液浓度要稍大于且浓度不宜过大，氢氧化钠溶液浓度要稍大于盐酸的浓度，或者盐酸的浓度要稍大于氢氧化盐酸的浓度，或者盐酸的浓度要稍大于氢氧化钠溶液浓度。钠溶液浓度。4、操作动作要迅速。、操作动作要迅速。3、温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗后的溶液温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗后的溶液能否倒入小烧杯？为什么？能否倒入小烧杯？为什么？因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗，温因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗，温度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失，故要度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失，故要冲洗干净；冲洗后的溶液不能倒入小烧杯，若倒入，冲洗干净；冲洗后的溶液不能倒入小烧杯，若倒入，会使总溶液的质量增加，而导致实验结果误差。会使总溶液的质量增加，而导致实验结果误差。4 4、实验中所用、实验中所用HClHCl和和NaOHNaOH的物质的量比为的物质的量比为11,11,但在实际操作过但在实际操作过程中往往会取程中往往会取0.55mol/L0.55mol/L的的NaOHNaOH，你知道为什么吗？，你知道为什么吗？HCl过量行吗？过量行吗？为了保证为了保证0.50mol/L的盐酸完全被的盐酸完全被NaOH中和，中和，采用采用0.55mol/LNaOH溶液，使碱稍稍过量。若使溶液，使碱稍稍过量。若使盐酸过量，亦可。盐酸过量，亦可。讨论下列问题 2.本实验中若把本实验中若把50mL0.50mol/L的盐酸改为的盐酸改为50mL0.50mol/L醋酸，所测结果是否会有所变化？醋酸，所测结果是否会有所变化？为什么？为什么？答案：会有所变化。因为醋酸为弱电解质，其电答案：会有所变化。因为醋酸为弱电解质，其电离时要吸热，故将使测得数值偏小。离时要吸热，故将使测得数值偏小。1.若改用若改用100mL0.50mol/L的盐酸和的盐酸和100mL0.55mol/L的的NaOH溶液，所测中和热的数值是否约为本溶液，所测中和热的数值是否约为本实验结果的二倍（假定各步操作没有失误）？实验结果的二倍（假定各步操作没有失误）？答案：否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生答案：否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成成1molH2O时放出的热量，其数值与反应物的量时放出的热量，其数值与反应物的量的多少无关，故所测结果应基本和本次实验结果的多少无关，故所测结果应基本和本次实验结果相同（若所有操作都准确无误，且无热量损失，相同（若所有操作都准确无误，且无热量损失，则二者结果相同）。则二者结果相同）。【课堂练习】：【课堂练习】：50 mL 0.50 molL盐酸与盐酸与50 mL 0.55 molL NaOH溶液在如右图溶液在如右图所示的装置中进行中和反应。通过测反应过程中所放出来的热量可所示的装置中进行中和反应。通过测反应过程中所放出来的热量可计算中和计算中和 热。热。回答下列问题：回答下列问题：(1)从实验装置上看，图中缺少的一种玻璃用品是从实验装置上看，图中缺少的一种玻璃用品是 。(2)烧杯间填满碎纸条的作用是烧杯间填满碎纸条的作用是 。(3)大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值 (填填“偏大偏大”、“偏小偏小”或或“无无 影响影响”)(4)实验中改用实验中改用60 mL050 molL盐酸跟盐酸跟50 mL 055 molL NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量 ，(填填“相等相等”或或“不相等不相等”)。(5)用相同浓度和体积的氨水代替用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会中和热的数值会 ；用；用50 mL 050 mol/L NaOH溶液进行上溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会述实验，测得的中和热的数值会 。(均填均填“偏大偏大”、“偏小偏小”或或“无影响无影响”)环形玻璃搅拌棒环形玻璃搅拌棒 防止热量损失防止热量损失偏小偏小不相等不相等偏小偏小偏小偏小中和热的“数值”是中和热的绝对值，取正数。只问中和热多少时才取负数问题讨论：问题讨论：是不是任一反应的反应热均能直接测出是不是任一反应的反应热均能直接测出?如何测出这个反应的反应热如何测出这个反应的反应热：C(s)+1/2OC(s)+1/2O2 2(g)=CO(g)(g)=CO(g)；H H1 1=?=?COCO(g)(g)+1/2O+1/2O2(g)2(g)=CO=CO2(g)2(g)H H2 2=-283.0kJ/mol=-283.0kJ/molC(s)+OC(s)+O2 2(g)=CO(g)=CO2(g)2(g)H H3 3=-393.5kJ/mol=-393.5kJ/molC(s)+1/2O2(g)=CO(g)H1？CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)H2-283.0 kJ/molC(s)+O2(g)=CO2(g)H3-393.5 kJ/mol+)H1+H2=H3 H1=H3 H2 =-393.5 kJ/mol(-283.0 kJ/mol)=-110.5 kJ/mol 不管化学反应是一步完成或不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。分几步完成，其反应热是相同的。化学反应的焓变（化学反应的焓变（H H）只）只与反应体系的始态和终态有关，与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。而与反应的途径无关。如何理解盖斯定律？HH、H H1 1、H H2 2之之间有何关系？间有何关系？H=H=H H1 1+H H2 2BHACH1H22、计算、计算（1）若一个反应的焓变）若一个反应的焓变H=a kJkJmolmol 1 1，则其逆反，则其逆反 应的焓变应的焓变H=-a kJkJmolmol 1 1（2 2）若一个化学反应方程式可由另外几个反应）若一个化学反应方程式可由另外几个反应 的化学方程式相加减而得到，则该反应的的化学方程式相加减而得到，则该反应的 焓变亦可以由这几个反应的焓变相加减而焓变亦可以由这几个反应的焓变相加减而 得到。得到。1.1.已知：已知：.C(.C(石墨，石墨，s)+Os)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)H(g)H1 1=-=-393.5kJ/mol393.5kJ/mol.C(.C(金刚石，金刚石，s)+Os)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)H(g)H2 2=-=-395.0kJ/mol395.0kJ/mol写出石墨变成金刚石的热化学方程式写出石墨变成金刚石的热化学方程式(25,101kPa(25,101kPa时时).).解：解：-得：C(C(石墨，石墨，s)=C(s)=C(金刚石，金刚石，s)H=+1.5kJ/mols)H=+1.5kJ/mol【课堂练习】：【课堂练习】：2.2.某次发射火箭，用某次发射火箭，用N N2 2H H4 4（肼）在（肼）在NONO2 2中燃烧，生成中燃烧，生成N N2 2、液、液态态H H2 2O.O.已知：已知：N N2 2(g)+2O(g)+2O2 2(g)=2NO(g)=2NO2 2(g)H(g)H1 1=+67.2kJ/mol =+67.2kJ/mol N N2 2H H4 4(g)+O(g)+O2 2(g)=N(g)=N2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l)HO(l)H2 2=-534kJ/mol=-534kJ/mol 假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应的热化学方假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应的热化学方程式程式.2 N2 N2 2H H4 4(g)+2NO(g)+2NO2 2(g)=3N(g)=3N2 2(g)+4H(g)+4H2 2O(l)H=-1135.2kJ/molO(l)H=-1135.2kJ/mol 结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！21