2017 2018高中化学苏教版选修4专题1第一单元第3课时反应热的测量与计算课件31张

1、专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化 第第3课时课时 反应热的测量与计算反应热的测量与计算 1掌握中和热的测量及计算方法。掌握中和热的测量及计算方法。 2.理解盖斯定律的含义理解盖斯定律的含义,能利用盖斯定律进行反应热的计算。能利用盖斯定律进行反应热的计算。 1写出等浓度、等体积的稀盐酸与稀写出等浓度、等体积的稀盐酸与稀NaOH溶液反应的离子溶液反应的离子H OH =H2O ，此反应过程中，此反应过程中，_放出放出 热量。热量。 方程式：方程式：_2 已知热化学方程式：已知热化学方程式：N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g) H534 kJ/mol。 放热放热 填填“放

2、热放热”或或“吸热吸热”)反应，反应，(1)该反应是该反应是_ (判断的依据是判断的依据是 H0 。 _(2)当反应过程中的能量变化为当反应过程中的能量变化为2 136 kJ时，时， 参加反应的参加反应的N2H4(g)4 为为_ mol。 一、反应热的测量一、反应热的测量 1原理原理 中和反应的反应热中和反应的反应热 Hcm t。 (1) c：反应溶液的比热容，指单位质量的某种物质温度升高：反应溶液的比热容，指单位质量的某种物质温度升高 1 所吸收的热量。所吸收的热量。 _温度差温度差 。 (2)t：反应后与反应前的：反应后与反应前的_2仪器仪器量热计量热计 二、盖斯定律二、盖斯定律 1内容内

3、容 始态和终态始态和终态 有关，与反应的途有关，与反应的途化学反应的焓变只与反应的化学反应的焓变只与反应的_径无关。一个化学反应无论是一步完成还是分几步完成，其径无关。一个化学反应无论是一步完成还是分几步完成，其热效应热效应 是完全相同的。如图所示：是完全相同的。如图所示： 总的总的_ H3 H4 H5 。 H1 H2 或或 H _ H _ 2科学意义科学意义 对于无法或较难通过实验测得反应焓变的反应，可应用盖斯对于无法或较难通过实验测得反应焓变的反应，可应用盖斯定律计算求得。定律计算求得。 3应用应用 若一个化学方程式可由几个化学方程式相加减而得到若一个化学方程式可由几个化学方程式相加减而得

4、到 ,则该化则该化学反应的焓变也可由这几个化学反应的焓变相加减而得到。学反应的焓变也可由这几个化学反应的焓变相加减而得到。 1.实验室进行中和热的测定的实验装置如图所示，下列所用实验室进行中和热的测定的实验装置如图所示，下列所用的仪器和试剂正确的一组是的仪器和试剂正确的一组是( ) 中和热的测定中和热的测定 A0.50 molL1盐酸、盐酸、0.50 molL1 NaOH溶液、溶液、100 mL量量筒筒1个个 B0.50 molL1盐酸、盐酸、0.50 molL1 NaOH溶液、溶液、100 mL量量筒筒2个个 C0.50 molL1盐酸、盐酸、0.55 molL1 NaOH溶液、溶液、50

5、mL量量筒筒1个个 D0.50 molL1盐酸、盐酸、0.55 molL1 NaOH溶液、溶液、50 mL量量筒筒2个个 解析：选解析：选 D。中和热的测定实验中。中和热的测定实验中，要使碱稍过量要使碱稍过量，以便以便H反应完全；量筒要反应完全；量筒要2个个，分别量取酸液和碱液。分别量取酸液和碱液。 2在在298 K、101 kPa时，已知：时，已知： 2H2O(g)=O2(g)2H2(g) H1 Cl2(g)H2(g)=2HCl(g) H2 2Cl2(g)2H2O(g)=4HCl(g)O2(g) H3 则则 H3与与 H1和和 H2间的关系正确的是间的关系正确的是( ) AH3 H12 H2

6、 CH3 H12 H2 B H3 H1 H2 DH3 H1 H2 解析：选解析：选 A。令。令2H2O(g)=O2(g)2H2(g) H1 Cl2(g)H2(g)=2HCl(g) H2 2Cl2(g)2H2O(g)=4HCl(g)O2(g) H3 根据盖斯定律，将反应反应根据盖斯定律，将反应反应2即可求得反应，因此即可求得反应，因此有有 H3 H12 H2，故，故A项正确。项正确。 中和热及其实验测定中和热及其实验测定 感悟导引感悟导引 1判断下列说法是否正确：判断下列说法是否正确： (1)酸与碱反应过程中放出的热量是中和热。酸与碱反应过程中放出的热量是中和热。( ) (2)测定中和热时，只要

7、选择强酸、强碱的稀溶液，即可确保测定中和热时，只要选择强酸、强碱的稀溶液，即可确保实验成功。实验成功。( ) (3)测定中和热时，碱稍过量的原因是使酸完全反应。测定中和热时，碱稍过量的原因是使酸完全反应。( ) 1中和热的概念中和热的概念 (1)中和热是指在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成中和热是指在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol 液态水所放出的热量。液态水所放出的热量。 (2)理解时应注意理解时应注意 稀溶液是指溶液浓度小，酸或碱都完全电离的状态。稀溶液是指溶液浓度小，酸或碱都完全电离的状态。 中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电中和热不包括离子在水溶液中

8、的生成热、物质的溶解热、电解质电离的吸热所伴随的热效应。解质电离的吸热所伴随的热效应。 中和反应的实质是中和反应的实质是H和和OH结合生成结合生成H2O，若反应过程中，若反应过程中有其他物质生成，这部分反应热也不在中和热内。有其他物质生成，这部分反应热也不在中和热内。 (3)表示方法表示方法 1H (aq)OH (aq)=H2O(l) H57.3 kJmol 2中和热测定实验中的三个关键问题中和热测定实验中的三个关键问题 (1)保温保温 用大小两只烧杯代替简易装置测中和热时，要求小烧杯与大用大小两只烧杯代替简易装置测中和热时，要求小烧杯与大烧杯之间填满碎泡沫塑料，小烧杯杯口与大烧杯杯口要相平烧

9、杯之间填满碎泡沫塑料，小烧杯杯口与大烧杯杯口要相平,大烧杯杯口的泡沫塑料板或硬纸板要盖严，盖板上的两孔正大烧杯杯口的泡沫塑料板或硬纸板要盖严，盖板上的两孔正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过。倒入好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过。倒入NaOH溶液要迅速溶液要迅速,尽可能减少实验过程中热量的散失。尽可能减少实验过程中热量的散失。 (2)准确准确 配制的盐酸和氢氧化钠溶液的浓度要准确。配制的盐酸和氢氧化钠溶液的浓度要准确。NaOH溶液最好溶液最好是新制的，因久置的是新制的，因久置的NaOH溶液可能变质，导致测定的中和溶液可能变质，导致测定的中和热有误差。量取溶液的体积要准确。反应前的温度和反应后热有误差

10、。量取溶液的体积要准确。反应前的温度和反应后的最高温度读数要准确。的最高温度读数要准确。 (3)误差分析误差分析 本实验产生误差的可能原因有：本实验产生误差的可能原因有： 量取溶液的体积不准确。量取溶液的体积不准确。 温度计的读数有误。温度计的读数有误。 实验过程中有液体溅在外面。实验过程中有液体溅在外面。 混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。 隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。 测过盐酸后的温度计未用水清洗便立即去测碱的温度，致测过盐酸后的温度计未用水清洗便立即去测碱的温度，致使

11、热量损失而引起误差。使热量损失而引起误差。 溶液浓度不准确。溶液浓度不准确。 没有做重复实验，求平均值。没有做重复实验，求平均值。 50 mL 0.50 mol/L盐酸与盐酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液在如图所示的装置中进行溶液在如图所示的装置中进行 中和反应中和反应,通过测定反应过程中所放出的热通过测定反应过程中所放出的热 量可计算中和热。回答下列问题：量可计算中和热。回答下列问题： (1)从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是环形玻璃搅拌棒环形玻璃搅拌棒 _。 (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减少实验过

12、程中热量的损失减少实验过程中热量的损失 _。 偏小偏小 填填“(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_(偏大偏大” 、“ 偏小偏小” 或或“ 无影响无影响”)。 (4)实验中改用实验中改用60 mL 0.50 mol/L盐酸跟盐酸跟50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所求中和热的值溶液进行反应，与上述实验相比，所求中和热的值相等相等 填填“相等相等”或或“不相等不相等”)，简述理由：，简述理由： _(因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O(l)所放所放_出的热量，

13、与酸碱的用量无关，有一者稍过量即可出的热量，与酸碱的用量无关，有一者稍过量即可 _。 解析解析 (1)据中和热测定中简易量热计构造可知，还缺少环据中和热测定中简易量热计构造可知，还缺少环形玻璃搅拌棒。形玻璃搅拌棒。 (2)碎纸条的作用是减少实验过程中热量的损失，使实验测定碎纸条的作用是减少实验过程中热量的损失，使实验测定的中和热误差更小。的中和热误差更小。 (3)大烧杯上无硬纸板，在实验过程中就会有热量损失，从而大烧杯上无硬纸板，在实验过程中就会有热量损失，从而使温度计测得的温度偏低，使中和热数值偏小。使温度计测得的温度偏低，使中和热数值偏小。 (4)原原溶溶液液中中NaOH和和HCl生生成成

14、的的H2O的的物物质质的的量量：0.050 L0.50 mol/L0.025 mol，现溶液中和完全后生成，现溶液中和完全后生成H2O的物的物质的量：质的量：0.050 L0.55 mol/L0.027 5 mol。后者生成的水多。后者生成的水多了，因而放出的热量也增多了，但所测定中和热是相同的，了，因而放出的热量也增多了，但所测定中和热是相同的，因为中和热是指生成因为中和热是指生成1 mol H2O时所放出的热量，与生成水的时所放出的热量，与生成水的多少无关。多少无关。 上述实验中若用相同浓度和体积的氨水代替上述实验中若用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行溶液进行偏小偏小 实验，测得的

15、中和热数值会实验，测得的中和热数值会_；若用；若用50 mL 0.5 mol/L的的NaOH溶溶液液进进行行实实验验，测测得得的的中中和和热热的的数数值值会会偏小偏小 填填“偏大偏大”、“偏小偏小”或或“无影响无影响”)。 _(解析：若用氨水代替解析：若用氨水代替NaOH溶液溶液，NH3H2O的电离会吸收部的电离会吸收部分热量分热量，使测得的中和热的数值偏小；若用使测得的中和热的数值偏小；若用50 mL 0.5 mol/L的的NaOH溶液进行实验溶液进行实验 ，可能会导致盐酸未完全反应可能会导致盐酸未完全反应 ，故测故测得的中和热数值偏小。得的中和热数值偏小。 运用盖斯定律解题的常用方法运用盖

16、斯定律解题的常用方法 感悟导引感悟导引 2已知：已知：2C(s)O2(g)=2CO(g) H221.0 kJmol ；2H2(g)O2(g)=2H2O(g) H483.6 kJmol 。制备水。制备水煤煤气气(制水煤气制水煤气 反应的产反应的产 物应为物应为CO和和H2)的反应的反应C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)的的 H为为( D ) A262.6 kJmol C352.3 kJmol 1111B131.3 kJmol D131.3 kJmol 111热化学方程式的叠加法热化学方程式的叠加法 热化学方程式与数学上的方程式相似，可以移项并同时改变热化学方程式与数学上的方程式相似，可以

17、移项并同时改变正负号，各项的化学计量数包括正负号，各项的化学计量数包括 H的数值可以同时扩大或的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数；几个热化学方程式可以叠加或相减，对应缩小相同的倍数；几个热化学方程式可以叠加或相减，对应的反应热进行相应的运算得到一个新的热化学方程式。的反应热进行相应的运算得到一个新的热化学方程式。 (1)反应热数值与各物质的化学计量数成正比，因此热化学方反应热数值与各物质的化学计量数成正比，因此热化学方程式中各物质的化学计量数改变时，其反应热数值需同时做程式中各物质的化学计量数改变时，其反应热数值需同时做相同倍数的改变。相同倍数的改变。 (2)热化学方程式相加减时，同种物质相加

18、减，反应热也随之热化学方程式相加减时，同种物质相加减，反应热也随之相加减。相加减。 (3)正、逆反应的反应热数值相等，符号相反。正、逆反应的反应热数值相等，符号相反。 2虚拟路径法虚拟路径法 此法可以求算无法测量的反应的反应热，如在理论上计算石此法可以求算无法测量的反应的反应热，如在理论上计算石墨生成墨生成CO时的热效应，可以设计如下路线：时的热效应，可以设计如下路线： 实验中不能直接测出由石墨和氢气反应生成甲烷的实验中不能直接测出由石墨和氢气反应生成甲烷的 H， 但但可测出下面几个反应的热效应：可测出下面几个反应的热效应： CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H1890.3

19、 kJmol C(石墨石墨)O2(g)=CO2(g) H2393.5 kJmol H2(g)1/2O2(g)=H2O(l) H3285.8 kJmol 根据盖斯定律求反应根据盖斯定律求反应C(石墨石墨)2H2(g)=CH4(g) 的的 H4。 111解析解析 方法一：因为反应式和之间有以下关系：方法一：因为反应式和之间有以下关系：2。 所以所以 H4 H22 H3 H1 393.52(285.8)(890.3) 74.8(kJmol1) 方法二：也可以设计一个途径，使反应物经过一些中间步骤方法二：也可以设计一个途径，使反应物经过一些中间步骤最后回到产物：最后回到产物： 可见，可见， H4 H2

20、2 H3 H174.8 kJmol1。 答案答案 H474.8 kJmol1 名师指津名师指津 应用盖斯定律进行简单计算时应用盖斯定律进行简单计算时 ，关键在于设计关键在于设计反应过程反应过程，同时要注意：同时要注意： (1)当热化学方程式乘以或除以某数时当热化学方程式乘以或除以某数时 ，H也相应乘以或除也相应乘以或除以某数。以某数。 (2)当热化学方程式进行加减运算时当热化学方程式进行加减运算时 ，H也同样要进行加减也同样要进行加减运算运算，且要带且要带“”或或“”符号符号，即把即把H看做一个整体进看做一个整体进行运算。行运算。 (3)通过盖斯定律计算比较反应热的大小时通过盖斯定律计算比较反应热的大小时，同样要把同样要把H看做看做一个整体。一个整体。 (4)在设计的反应过程中常会遇到同一物质固、液、气三态的在设计的反应过程中常会遇到同一物质固、液、气三态的相互转化相互转化，物质的状态由物质的状态由“固固液液气气”变化时变化时 ，会吸热；会吸热；反之会放热。反之会放热。 (5)当设计的反应逆向进行时当设计的反应逆向进行时 ，其反应热与正向的反应热数值其反应热与正向的反应热数值相等相等，符号相反。