反应热的测量和计算(公开课)

1、专题专题1化学反应与能量变化化学反应与能量变化 第一单元第一单元 化学反应中的热效应化学反应中的热效应 1.2 1.2 反应热的测量和计算反应热的测量和计算 2021-7-132021-7-13 版权归中学化学资料网所有版权归中学化学资料网所有 4、已知键能、已知键能: NN 946KJ/mol, H-H 436KJ/mol, H-N 391KJ/mol，写出合成氨反应的热化学方程式。，写出合成氨反应的热化学方程式。 1、氢气在氯气中燃烧生成、氢气在氯气中燃烧生成1摩氯化氢气体，放出摩氯化氢气体，放出 92.3kJ的热量的热量 课前检测：课前检测： 写出下列反应的热化学方程式写出下列反应的热化

2、学方程式(25,101kPa时时). 2、氢氧化钠溶液与硫酸溶液反应生成、氢氧化钠溶液与硫酸溶液反应生成2摩液态水，摩液态水， 放出放出114.6KJ的热量的热量 3、1摩石墨转化为金刚石固体需吸收摩石墨转化为金刚石固体需吸收1.5KJ的热量的热量 交流与讨论 在前面的热化学方程式中提供了几个反在前面的热化学方程式中提供了几个反 应热的数据，那么，这些数据是通过什么途应热的数据，那么，这些数据是通过什么途 径获得的呢？径获得的呢？ 计算获得计算获得实验测得实验测得 量热计量热计一、反应热的测定一、反应热的测定 1、实验仪器：实验仪器： 1、实验仪器：实验仪器： 简易量热计简易量热计 思考思考:

3、 1 1、量热计直接测得的数据是焓变的、量热计直接测得的数据是焓变的 数值吗？数值吗？ 不是，是体系温度的变化不是，是体系温度的变化 2 2、根据体系温度变化可以求得什、根据体系温度变化可以求得什 么物理量？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 = c m t Q=c m t Q:反应放出的热量。反应放出的热量。 m:反应混合液的质量。反应混合液的质量。 c：反应混合液的比热容。：反应混合液的比热容。 t：反应前后：反应前后最大的温度差最大的温度差 2、实验原理：、实验原理： 我们如何得我们如何得 到上述数据到上述数据 呢？呢？ 观看实验演示观看实验演示 温

4、度温度 实验次数实验次数 起始温度起始温度t t1 1/ 终止温度终止温度 t t2 2/ 温度差温度差 (t(t2 2-t-t1 1)/)/ HClHClNaOHNaOH平均值平均值 1 1 2 2 3 3 20.00 20.00 21.00 20.00 20.40 21.20 23.45 23.50 23.35 20.00 20.20 21.10 3.45 3.30 2.25 请算出该反应的请算出该反应的Q 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50 mL,它它 们的浓度均为们的浓度均为0.50 mol/L。由于是稀溶液，且为了计算简便，。由于

5、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1 g/cm3，且，且 中和后所得溶液的比热容为中和后所得溶液的比热容为 4.18 J/（g) 在在稀稀溶液中溶液中,强酸与强碱强酸与强碱发生中和反应而生发生中和反应而生 成成1mol 液态水液态水时的反应热叫做时的反应热叫做中和热中和热. Q =1.4kJH = 1.4kJ/mol H（中） （中） = 1.440 kJ/mol = - 56 kJ/mol 强酸、强碱反应强酸、强碱反应: H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l); H= - 57.3kJ/moL H+(aq)+ OH

6、-(aq)= H2O(l) H= - 1.4kJ/moL 40 1 40 1 40 1 H+(aq)+ OH-(aq)= H2O(l) H= - 56kJ/moL 问题探究问题探究 有人建议用有人建议用50mL0.55mol/LNaOH50mL0.55mol/LNaOH进行上述进行上述 实验，测得的中和热数值会更加准确。实验，测得的中和热数值会更加准确。 为什么？为什么？ 可以保证盐酸完全反应。可以保证盐酸完全反应。 使测得的热量更加准确。使测得的热量更加准确。 如果按照同样的方法和同样数据测定盐如果按照同样的方法和同样数据测定盐 酸和氢氧化钾或硝酸和氢氧化钠溶液的酸和氢氧化钾或硝酸和氢氧化钠

7、溶液的 反应热，结果所得到的反应热数值基本反应热，结果所得到的反应热数值基本 相同，为什么？相同，为什么？ 【注意】中和热测定时，溶液的浓度宜【注意】中和热测定时，溶液的浓度宜 不不 宜宜 ，中和热的热化学方程式书写时，中和热的热化学方程式书写时H2O 的系数必须为的系数必须为 ，用文字叙述时用，用文字叙述时用 值，值， 但用但用H叙述时必须用叙述时必须用 值。值。 小小 大大 1正正 负负 例如：例如：HCl(aq)+NaOH (aq)=NaCl(aq)+H2O(l) = -57.3 kJ/mol 文字叙述：该反应的中和热为文字叙述：该反应的中和热为 ， H为为 。 H 57.3 kJ/mo

8、l - 57.3 kJ/mol 如何测出反应如何测出反应的反应热的反应热： C(s)+1/2OC(s)+1/2O2 2(g)=CO(g) (g)=CO(g) ；HH1 1=?=? COCO(g) (g)+1/2O +1/2O2(g) 2(g)= CO = CO2(g) 2(g) H H2 2=-283.0kJ/mol=-283.0kJ/mol C(s)+OC(s)+O2 2(g)=CO(g)=CO2(g) 2(g) H H3 3=-393.5kJ/mol=-393.5kJ/mol + + = = HH1 1 =H =H3 3- H- H2 2 =-393.5kJ/mol+ 283.0kJ/mo

9、l =-393.5kJ/mol+ 283.0kJ/mol =-110.5kJ/mol =-110.5kJ/mol 应用了什么规律？应用了什么规律？ HH1 1 + H + H2 2 =H =H3 3 一个化学反应一个化学反应，无论是一步完成，无论是一步完成， 还是分几步完成，其还是分几步完成，其总的热效应是完全总的热效应是完全 相同的相同的。即：。即：焓变（焓变（HH）只与始末状态）只与始末状态 有关，而与反应的途径无关有关，而与反应的途径无关。 二、间接计算二、间接计算 如何理解盖斯定律？ H=HH=H1 1+H+H2 2 B H A C H1 H2 H H = -HH = -H 1、根据下

10、列反应的焓变、根据下列反应的焓变,计算计算C(石墨石墨)与与 H2(g)反应生成反应生成1molC2H2(g)的焓变的焓变: C(石墨石墨)+O2(g)=CO2(g) H=-393.5KJ/mol 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=-571.6KJ/mol 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=- 2599.2KJ/mol 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、 液态液态H H2 2O O。已知：。已知： N N2 2(g)+2O(g)+2O2 2(g)=2

11、NO(g)=2NO2 2(g)(g)H 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) O(l) H 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 方程式方程式。 2N 2N2 2H H4 4(g)+2NO(g)+2NO2 2(g)=3N(g)=3N2 2(g)+4H(g)+4H2 2O(l)O(l) H=-1135.2kJ/molH=-1135.2kJ/mol 有

12、些化学反应进行很慢或不易直接发生，有些化学反应进行很慢或不易直接发生， 很难直接测得这些反应的反应热，可通过盖很难直接测得这些反应的反应热，可通过盖 斯定律获得它们的反应热数据。斯定律获得它们的反应热数据。 关键：关键：目标方程式的目标方程式的“四则运算式四则运算式”的导出。的导出。 方法：写出目标方程式确定方法：写出目标方程式确定“过渡物质过渡物质”（要消去的物质）（要消去的物质） 然后用然后用消元法消元法逐一消去逐一消去“过渡物质过渡物质”，导出，导出“四则运算式四则运算式”。 注意：注意： 1、计量数计量数的变化与的变化与反应热反应热数值的变化要对应数值的变化要对应 2、反应、反应方向发

13、生改变方向发生改变反应热的反应热的符号也要改变符号也要改变 1、同素异形体相互转化但反应热相当小而且转同素异形体相互转化但反应热相当小而且转 化速率慢，有时还很不完全，测定反应热很困化速率慢，有时还很不完全，测定反应热很困 难。现在可根据盖斯提出的观点难。现在可根据盖斯提出的观点“不管化学反不管化学反 应是一步完成或分几步完成，这个总过程的热应是一步完成或分几步完成，这个总过程的热 效应是相同的效应是相同的”。已知：。已知： P4(s、白磷白磷)+5O2(g)=P4O10(s)； = -2983.2 kJ/molH1 P(s、红磷、红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)； = -73

14、8.5 kJ/molH2 试写出白磷转化为红磷的热化学方程式试写出白磷转化为红磷的热化学方程式 _。 P4(s、白磷白磷)=4 P(s、红磷红磷)； = -29.2 kJ/mol H 2.已知胆矾溶于水时溶液温度降低已知胆矾溶于水时溶液温度降低,室温下室温下 将将1mol无水硫酸铜制成溶液时放出热量为无水硫酸铜制成溶液时放出热量为 Q1kJ,又知胆矾分解的热化学方程式为又知胆矾分解的热化学方程式为 H=+Q2kJ/mol,则则Q1与与Q2的关系为的关系为 (A)Q1Q2 (C)Q1=Q2 (D)无法确定无法确定 3.已知已知 2C（S）+ O2（g）=2CO（g） H=-221.0kJ/mol

15、kJ/mol ， 2H2（g）+O2（g）=2H2O（g ） H=-483.6kJ/molkJ/mol 则制备水煤气的反应则制备水煤气的反应C(S)+H2O(g)=CO(g)+H2 (g) 的的H为为( ) A、+262.6kJ/molkJ/mol B、-131.3kJ/molkJ/mol C、-352. kJ/molkJ/mol D、+131.3kJ/molkJ/mol D 4.按照盖斯定律，结合下述反应方程式，回答问题，按照盖斯定律，结合下述反应方程式，回答问题， 已知：已知： (1)NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) H1=-176kJ/mol (2)NH3(g)+H2O(l)=NH3 H2O(aq) H2=-35.1k