反应热的测定和计算

1、反应热的测量与计算反应热的测量与计算*专题专题1 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 化学反应的热效应化学反应的热效应一、中和反应反应热的测量一、中和反应反应热的测量实验原理和步骤实验原理和步骤. .1.1.中和热的定义：中和热的定义： 在在稀溶液稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成中，酸跟碱发生中和反应而生成1molH1molH2 20 0，这时的反应热叫做中和热，这时的反应热叫做中和热. .(1)用一个量筒量取用一个量筒量取50 mL 0.50 mol/L盐酸，倒入盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记录小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记录,然然后把温度计

2、上的酸用水冲洗干净后把温度计上的酸用水冲洗干净。温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗后的溶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？液能否倒入小烧杯？为什么？ 因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗，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，温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，故要冲洗干净；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，而导致实验结若倒入，会使总溶液的质量增加，而导致实验结果误差。果误差。2.2.实验步骤：实验步骤：(2)用另一个量筒量取用另

3、一个量筒量取50 mL 0.50 mol/L NaOH溶溶液，并用温度计测量液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记录。溶液的温度，记录。把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯。溶液一次倒入小烧杯。.酸、碱混合时，为何要把量筒中的酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOHNaOH溶液一次倒溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？入小烧杯而不能缓缓倒入？.因为本实验的关键是测反应的反应热，若动因为本实验的关键是测反应的反应热，若动作迟缓，将会使热量损失而使误差增大。作迟缓，将会使热量损失而使误差增大。(3)

4、(3)用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的读取混合溶液的最高温度最高温度，记为终止温度，记，记为终止温度，记入下表。入下表。 实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒？实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒？为什么？为什么？不能。因为铜丝易导热，使热量损失较大不能。因为铜丝易导热，使热量损失较大(4)重复实验三次，取测量所得数据的平均值作重复实验三次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。为计算依据。 3.3.测量装置4.4.实验原理：实验原理： 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

5、50 mLmL, ,它们的浓度均为它们的浓度均为0.50 mol/L0.50 mol/L。由于是稀溶液，且为了。由于是稀溶液，且为了计算简便，我们近似地认为，所用酸、碱溶液的密度均计算简便，我们近似地认为，所用酸、碱溶液的密度均为为1 g/cm1 g/cm3 3，且中和后所得溶液的比热容为，且中和后所得溶液的比热容为 4.18 J/4.18 J/（g)g)因为反应热是有正负的，中和反应是放热因为反应热是有正负的，中和反应是放热反应反应，故其故其H H为为“”。中和热是稀的酸、碱中和生成。中和热是稀的酸、碱中和生成 1 mol1 mol水的反应热，而水的反应热，而50 mL 0.50 mol/L

6、50 mL 0.50 mol/L的盐酸与的盐酸与50 mL 50 mL 0.50mol/L 0.50mol/L 氢氧化钠反应后生成的水只有氢氧化钠反应后生成的水只有0.025 mol0.025 mol。盐酸温度盐酸温度(t1)/氢氧化钠溶液温度氢氧化钠溶液温度(t2)/ 反应体系最高温度反应体系最高温度(t3)/反应体系的温度变化反应体系的温度变化(t)= t3- / (t1+ t2)2反应体系的热容反应体系的热容 C=（V酸酸酸酸V碱碱 碱碱）4.18 /J 中和反应的反应热中和反应的反应热H= - C t10-30.025KJmol-1简易测定方法简易测定方法: 大烧杯（大烧杯（500 m

7、L）、小烧杯（）、小烧杯（100 mL） 温度计、量筒（温度计、量筒（50 mL）两个、泡沫塑料）两个、泡沫塑料 或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个小孔）、小孔）、环形玻璃搅拌棒环形玻璃搅拌棒。0.50 mol/L 盐酸、盐酸、0.50 mol/L NaOH溶液溶液实验步骤：实验步骤： 在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用泡沫塑料板料（或纸条），大烧杯上用泡沫塑

8、料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，如下图所示。通过，如下图所示。答案：杯口相平，可使盖板把杯口尽量答案：杯口相平，可使盖板把杯口尽量盖严，从而减少热量损失；填碎纸条的盖严，从而减少热量损失；填碎纸条的作用是为了达到保温隔热、减少实验过作用是为了达到保温隔热、减少实验过程中热量损失的目的。若换用隔热、密程中热量损失的目的。若换用隔热、密封性能更好的装置（如保温杯）会使实封性能更好的装置（如保温杯）会使实验结果更准确。验结果更准确。大、小烧杯放置时，为何要使两杯口相平？大、小烧杯放置时，

9、为何要使两杯口相平？填碎纸条的作用是什么？对此装置，你有填碎纸条的作用是什么？对此装置，你有何更好的建议？何更好的建议？ 有人建议用有人建议用50mL0.55mol/LNaOH50mL0.55mol/LNaOH进进行上述实验，测得的中和热数值会更加行上述实验，测得的中和热数值会更加准确。为什么？准确。为什么？ 可以保证盐酸完全反应。使测得的热可以保证盐酸完全反应。使测得的热量更加准确。量更加准确。讨论讨论1.本实验中若把本实验中若把50 mL 0.50 mol/L的盐酸改为的盐酸改为50 mL 0.50 mol/L醋酸，所测结果是否会有所变化？为什么？醋酸，所测结果是否会有所变化？为什么？答案

10、：会有所变化。因为醋酸为弱电解质，其电离时要答案：会有所变化。因为醋酸为弱电解质，其电离时要 吸热，故将使测得结果偏小。吸热，故将使测得结果偏小。2.若改用若改用100 mL 0.50 mol/L100 mL 0.50 mol/L的盐酸和的盐酸和100 mL 0.55 mol/L100 mL 0.55 mol/L的的NaOHNaOH溶液，所测中和热的数值是否约为本实验结果的二溶液，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）？倍（假定各步操作没有失误）？答案：答案：否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成1 1 mol Hmol H2 2

11、O O时放出的热量，其数值与反应物的量的多少无时放出的热量，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相同（若所有操关，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，则二者结果相同）。作都准确无误，且无热量损失，则二者结果相同）。概念辨析概念辨析若将若将1L1mol/LNaOH1L1mol/LNaOH溶液中加入稀醋酸、溶液中加入稀醋酸、稀稀硫酸、稀硝酸，恰好完全反应时的热硫酸、稀硝酸，恰好完全反应时的热效应分别为效应分别为H H1 1、H H2 2 、H H3 3 ；则三者；则三者的大小的大小关系为关系为 。H H1 1 H H3 3 = = H H

12、2 2 中和热：在稀溶液中，酸和碱发生中和反应生中和热：在稀溶液中，酸和碱发生中和反应生 成成1mol水时所放出的热量水时所放出的热量在稀溶液中在稀溶液中,强酸与强碱的反应中和热都是强酸与强碱的反应中和热都是57.3 kJmol-1H+(aq)+ OH- (aq) H2O (l) H= -57.3 kJmol-1 由于电离过程是吸热的由于电离过程是吸热的,而弱酸、弱碱都较难电而弱酸、弱碱都较难电离，所以，离，所以，强酸与弱碱、强碱与弱酸、弱酸与弱碱强酸与弱碱、强碱与弱酸、弱酸与弱碱反应生成反应生成1mol水时所放出的热量都小于水时所放出的热量都小于57.3 kJ。二、盖斯定律二、盖斯定律盖斯定

13、律表明：一个化学反应的焓变仅与反应盖斯定律表明：一个化学反应的焓变仅与反应的起始状态和反应的最终状态有关，而与反应的起始状态和反应的最终状态有关，而与反应的途径无关。的途径无关。第第7页例题页例题1 1、概念：一个化学反应，不论是一步完成，还、概念：一个化学反应，不论是一步完成，还是是 分步完成，其总的热效应是完全相同的。分步完成，其总的热效应是完全相同的。2、计算、计算（1）若一个反应的焓变）若一个反应的焓变H=a kJmolkJmol 1 1，则其逆反，则其逆反 应的焓变应的焓变H=-a kJmolkJmol 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

14、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。第第8页的问题解决页的问题解决1、你所了解的传统能源有哪些？新能源又有哪些？、你所了解的传统能源有哪些？新能源又有哪些？传统能源；煤、石油、天然气、热力、电力等传统能源；煤、石油、天然气、热力、电力等新能源：太阳能、核能、风能、生物质能、地新能源：太阳能、核能、风能、生物质能、地 热能、海洋能、氢能、天然气水合物热能、海洋能、氢能、天然气水合物 等等能能源源2、能源又可以分为一级能源和二、能源又可以分为一级能源和二级级能源。

15、一能源。一级级能能源是指直接取自自然界，没有加工转换的各种能量源是指直接取自自然界，没有加工转换的各种能量 和资源；二和资源；二级级能源是指由一能源是指由一级级能源经过加工转换能源经过加工转换 后得到的能源。根据这种分类法，请将上面提到后得到的能源。根据这种分类法，请将上面提到 的能源重新分类？的能源重新分类？一一级级能源能源：煤、石油、天然气、太阳能、煤、石油、天然气、太阳能、天然气水天然气水合物合物 、风能、生物质能、地热能、海洋能风能、生物质能、地热能、海洋能二二级级能源：氢能、电力能源：氢能、电力、核能、核能能能源源思考：在许多场合将煤块直接燃烧，这种燃烧方式思考：在许多场合将煤块直接

16、燃烧，这种燃烧方式 存在什么缺陷？存在什么缺陷？采用这种方式燃烧煤，煤与空气的接触面积不够，采用这种方式燃烧煤，煤与空气的接触面积不够，内部煤的燃烧效率偏低，浪费了能源。另外，直接内部煤的燃烧效率偏低，浪费了能源。另外，直接燃烧煤会使其中的硫转化为二氧化硫，引起大气的燃烧煤会使其中的硫转化为二氧化硫，引起大气的污染。污染。有哪些可以提高煤的燃烧效率的方法吗？有哪些可以提高煤的燃烧效率的方法吗？目前常用的方法主要有三种：目前常用的方法主要有三种：（1）将煤制成蜂窝状，以增加与空气的接触面积）将煤制成蜂窝状，以增加与空气的接触面积（2）通过一定的方法将煤转化为液体燃料（如甲醇）通过一定的方法将煤转

17、化为液体燃料（如甲醇）（3）通过一定的方法将煤转化为气体燃料（如煤气）通过一定的方法将煤转化为气体燃料（如煤气）完成第完成第9页的页的“交流与讨论交流与讨论”，提出你的观点。，提出你的观点。242 2、标准燃烧热：在标准燃烧热：在101KPa时，时，1mol物物 质完全燃烧的反应热质完全燃烧的反应热3 3、1g1g物质完全燃烧的反应热叫做该物质的物质完全燃烧的反应热叫做该物质的 热值热值4 4、物质完全燃烧是指物质中含有的氮元素物质完全燃烧是指物质中含有的氮元素 转化为转化为N N2 2(g),(g), 氢元素转化为氢元素转化为H H2 2O(l),O(l),碳元素碳元素 转化转化COCO2

18、2(g),(g),硫元素转化硫元素转化SOSO2 2(g)(g) 练习：练习：1 1同温同压下同温同压下, ,下列各组热化学方程式中下列各组热化学方程式中Q Q2 2Q Q 1 1的是的是 A A 2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)(g)2H2H2 2O(g)O(g)， H H1 1 = - Q= - Q 1 1kJmolkJmol-1-1； 2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)(g)2H2H2 2O(l)O(l)，H H2 2 = - Q = - Q 2 2kJmolkJmol-1-1；B B S(g)+OS(g)+O2 2(g)(g)SOSO2 2(g)(g)， H H1 1 = - Q= - Q 1 1kJmolkJmol-1-1； S(s)+OS(s)+O2 2(g)(g)SOSO2 2(g)(g)， H H2 2 = - Q = - Q 2 2kJmolkJmol-1-1；C C C(s)+ OC(s)+ O2 2(g)(g)CO(g)CO(g)， H H1 1 = - Q= - Q 1 1kJmolkJmol-1-1； C(s)+OC(s)+O2 2(g)(g)COCO2 2(g)(g)， H H2 2 = - Q = - Q 2 2kJmolkJmol-1-1；D D H H2 2(g)+Cl(g)+