高二化学反应热的测量与计算.ppt

反应热的测量与计算反应热的测量与计算 专题1 第一单元 化学反应中 的热效应 2课时 【交流与讨论】 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? 量热计 【实 验 原 理】 公式一: Q=Cmt 公式二: H=Qn C为比热容,为定值。 m为质量,可以测定。 n为物质的量。 H+(aq)+OH(aq)=H2O(l)； = -57.3 kJ/molH 在稀溶液中，酸和碱发生中和反应而 生成1mol水时放出的热量。 研究条件：稀溶液 反应物：酸与碱 生成物及其物质的量：1mol 注：强酸与弱碱反应，强碱与弱酸、弱酸和弱 碱反应生成1molH2O放出的热小于57.3KJ/mol 一、中和热： 二、中和热的测定 实验药品： 50 mL0.50 mol/L的盐酸 50 mL0.50 mol/L的氢氧 化钠溶液 实验仪器：简易量热计 【活动与探究】 简易量热计 (3)实验步骤： 1.组装量热器 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。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（或硬纸板）作盖板，在板 中间开两个小孔，正好使温度计 和环形玻璃搅拌棒通过，如上图 所示。 用一个量筒最取50 mL 0.50 mol/L盐酸， 倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的 温度，记入下表。然后把温度计上的酸 用水冲洗干净。 2 药品取用 用另一个量筒量取50 mL 0.50 mol/L NaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液 的温度，记入下表。 把量筒中的NaOH溶液迅速倒入量热计（ 注意不要洒到外面）。立即盖上盖板,用环 形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取 混合溶液的最高温度，记为终止温度，记 入表中。 3 酸碱混合 4 重复以上实验两次 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反应 热，请预测其反应热是否相同。 假设溶液的比热与水的比热相等， 溶液的密度与水的密度相等，忽略量 热计的比热，根据溶液温度升高的数 值，计算中和反应的反应热并写出该 反应的热化学方程式。 1、如何利用上述温度变化的数据求 出反应放出的热量呢？ 5 数据处理 Q =mCt Q:中和反应放出的热量。 m：反应混合液的质量。 C：反应混合液的比热容。 t：反应前后溶液温度的差值。 我们如何得到上述数据呢？ m的质量为所用酸、碱的质量和，测出参 加反应的酸、碱质量相加即可；C需要 查阅，t可用温度计测出反应前后的温 度相减得到。 5 数据处理 问酸、碱反应时，我们用的是 它的稀溶液，它们的质量应怎样得 到？ 量出它们的体积，再乘以它们的密 度即可。 Q =（V酸酸V碱碱）C（t2t1） 5 数据处理 本实验中，我们所用一元酸、一元碱的体 积均为50 mL,它 们的浓度分别为0.50 mol/L和0.55 mol/L。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1 g/cm3，且中和后所得 溶液的比热容为 4.18 J/（g) 5 数据处理 式表示的是不是该反应的反应热？是中 和热吗？为什么？ 已知 V酸=V碱=50 mL。 C酸=0.50 mol/L c碱=0.55 mol/L。 酸=碱=1 g/cm3 C=4.18 J/（g） 请把以上数据代入式,得出Q的表示式。 其中热量的单位用kJ。得出结果。 Q = 0.418（t2t1）kJ 5 数据处理 式不是该反应的反应热，因为反应热 是有正负的，中和反应放热，故其H为 “”。 中和热是稀的酸、碱中和生成 1 mol水 的反应热，而50 mL 0.50 mol/L的盐酸与 50 mL 0.55 mol/L 氢氧化钠反应后生成 的水只有0.025 mol，故式表示的也不 是中和热。 5 数据处理 问题该反应的中和热应怎样表示呢？ H= 0.418 （t2t1） 0.025 kJ/mol 中和热 5 数据处理 议一议 你所测得的数据是否为57.4 kJ/mol， 若不是，分析产生误差的原因 6 数据分析： 1.量取溶液的体积有误差 2药品的选用不当引起的误差 3实验过程中有液体洒在外面。 4.混合酸、碱溶液时，动作缓慢， 导致实验误差 5.隔热操作不到位，致使实验过程 中热量损失而导致误差 6.测了酸后的温度计未用水清洗而便 立即去测碱的温度，致使热量损失 而引起误差。 【问题探究】 1、大、小烧杯放置时，为何要使两杯 口相平？填碎纸条的作用是什么？ 减少热量损失 2、酸、碱混合时，为何要把量筒中的 NaOH溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓 倒入？ 减少热量损失 【问题探究】 3、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？ 不能。因为铜丝易导热，使热量损 失较大 【问题探究】 4、有人建议用50mL0.55mol/LNaOH 进行上述实验，测得的中和热数值会 更加准确。为什么？ 可以保证盐酸完全反应。 使测得的热量更加准确。 【问题探究】 5、判断下列实验操作对中和热测定的数 值有如何影响？填变大变小或者不变。 大烧杯上没有盖硬纸板 用相同浓度和体积的氨水代替NaOH 溶液进行实验 用相同浓度和体积的醋酸代替稀盐酸 溶液进行实验 实验中改用60 mL 0.50 mol/L盐酸跟50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液进行实验 变小 变小 变小 不变 【问题探究】 1、为了减小误差。某同学在实验中两 次测定中和热。第一次是用50 mL 0.50 mol/L的盐酸和50 mL 0.50 mol/L氢氧化 钠，第二次是用100 mL 0.50 mol/L的盐 酸和100 mL 0.50mol/L的NaOH溶液。 请你预测该同学两次测得的中和热结果 （相等或者不相等）。 【概念辨析】 相等 2、若将1L1mol/LNaOH溶液中加入稀 醋酸、浓硫酸、稀硝酸，恰好完全反 应时的热效应分别为H1、H2 、 H3 ；则三者的大小关系为 。 H1H3H2 燃烧热：1g可燃物完全燃烧生成最 稳定的氧化物所释放的热量。 【概念辨析】 不管化学反应是分一步 完成或分几步完成，其反应 热是相同的。 化学反应的反应热只与 反应体系的始态和终态有关 ，而与反应的途径无关。 如何理解盖斯定律？ H、H1、H2之 间有何关系？ H=H1+H2 B H A C H1 H2 如何测出这个反应的反应热： C(s)+1/2O2(g) = CO(g) H1=? C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H1=? CO(g)+1/2O2(g)= CO2(g) H2=283.0kJ/mol C(s)+O2(g)=CO2(g) H3=393.5kJ/mol + = ， 则 H1 + H2 =H3 H1 =H3 H2 = - 393.5kJ/mol + 283.0kJ/mol = - 110.5kJ/mol 若多步化学反应相加可得到新的 化学反应，则新反应的反应热即为上 述多步反应的反应热之和。 【总结规律】 注意： 1、计量数的变化与反应热数值的变化要对应 2、反应方向发生改变反应热的符号也要改变 总结思考： 在用方程式叠加计算反应热时要注意 哪些问题？ 根据下列反应的焓变,计算C(石墨)与H2(g)反应生成 1molC2H2(g)的焓变: C(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 ( (4 +4 + ) 2) 2 得到得到2C(2C(石墨石墨)(s)+H)(s)+H 2 2 (g) =C(g) =C 2 2H H2 2 (g)(g) H H=(=(H H 1 1 4 + 4 + H H 2 2 H H 3 3 ) 2) 2 =+226.8KJ/mol 你知道神六的火箭燃料是什么吗？ 例2、某次发射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃烧 ，生成