吉林省延边二中高中化学竞赛辅导 中和反应反应热的测量课件.ppt

三 中和反应反应热的测量 1 中和热 在稀溶液中 酸跟碱发生中和反应生成1molh20时的反应热 注意 条件一 稀溶液若是浓溶液 则在中和时还要考虑溶液的稀释 此时除发生中和反应外 稀释过程也要放出热量 影响中和热的数值 相关概念 条件二 酸碱中和 答 若是强酸跟弱碱或弱酸跟强碱发生中和反应 中和热将小于57 3kj mol 因为 1 弱电解质反应时会不断电离 电离时要吸热 2 生成的盐会水解 水解也要吸热 强酸与强碱稀溶液 反应生成1mol水时的中和热 57 3kj mol 若是强酸跟弱碱或弱酸跟强碱发生中和反应 中和热也是 57 3kj mol吗 为什么 条件三 生成1mol水 限定的量是指生成1mol水 因此书写体现中和热的热化学方程式时 其它物质的化学计量数可用分数表示 总结 中和反应都是放热反应 所以表达中和热时的 h均为负值 naoh aq 1 2h2so4 aq 1 2na2so4 aq h2o l h 57 3kj mol 例 已知h aq oh aq h2o l h 57 3kj mol 求下列中和反应中放出的热量 1 用20gnaoh配稀溶液跟足量稀盐酸反应放出kj的热量 2 用28gkoh配稀溶液跟足量稀硝酸反应 放出kj的热量 有关中和热的计算 28 65 28 65 实验步骤 1 组装仪器 2 量取盐酸并测量温度 3次 3 量取氢氧化钠并测量温度 3次 4 迅速混合搅拌并读取最高温度 5 数据处理 实验 中和反应反应热的测定 a 取三次测量所得数据的平均值作为计算依据 思考 如果某一次实验的数据与另外两次实验的数据差异明显 怎么办 b 计算反应热 h q n cm t n 三 实验步骤数据处理 交流与讨论 实验成功的关键是什么 防止热量的散失 为了达到此目的 实验过程中采取了哪些措施 双层烧杯 碎泡沫塑料 盖板 思考 中和热的准确值是 57 3kj mol 分析上述实验结果偏小的可能原因 1 塑料泡沫隔热效果差2 混合后搅拌不充分3 混合后过早读数4 混合时溶液外溅 思考 若将hcl改用h2so4 将naoh改用ba oh 2 结果如何 讨论 想提高中和热测量的准确性 实验时应注意什么 1 作为量热器的仪器装置 其保温隔热效果一定要好 2 操作时动作要快 尽量减少热量散失 3 宜用0 1分刻度的温度计 且测量时尽可能读准 并估读到小数点后第二位 温度计的水银球部分要完全浸入溶液中 且要稳定一段时间再记下读数 5 实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配制要准确 浓度宜小不宜大 4 药品用量不宜太少 重复多次 取平均值 6 为了保证盐酸完全被naoh中和 使碱稍稍过量 因为过量的碱并不参加中和反应 课堂练习 试回答下列中和热测定的有关问题 1 实验桌上备有烧杯 大 小两个烧杯 泡沫塑料 泡沫塑料板 环形玻璃搅拌棒 0 50mol l 1盐酸 0 55mol l 1naoh溶液 尚缺少的实验用品是 2 实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒 其原因是 温度计 量筒 两个 不能 铜丝易导热 使实验过程中热量损失较大 3 实验时所用盐酸及naoh溶液的体积均为50ml 各溶液密度为1g cm3 生成溶液的比热容c 4 18j g 实验起始温度为t1 终止温度为t2 试推断中和热的计算式 h 16 72 t2 t1 kj mol 第二节燃烧热能源 单位 kj mol 一 燃烧热 1 定义 101kpa时 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量 叫做该物质的燃烧热 注意 研究的条件 101kpa 可燃物以1mol作为标准 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol该反应的反应热为 燃烧热为 571 6kj mol 285 8kj mol 物质燃烧都是放热反应 所以表达物质燃烧时的 h均为负值 完全燃烧生成稳定的氧化物 即生成物不能继续燃烧 如h2s的生成so2 而不是生成s c生成co2 而不是co h2生成h2o l 而不是h2o g 燃烧热是特殊条件下的反应热 思考 如25 101kpa时 甲烷的燃烧热为890 31kj mol 它的含义是 写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式 ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o l h 890 31kj mol 2 表示燃烧热的热化学方程式 可燃物系数必为1 3 有关燃烧热的计算 例1 在101kpa时 1molch4完全燃烧生成co2和液态h2o 放出890 3kj的热量 ch4的燃烧热是多少 1000lch4 标准状况 燃烧后所产生的热量是多少 h 890 3kj mol q 3 97x104kj 例2 10g硫磺在氧气中完全燃烧生成气态so2 放出的热量能使500gh2o温度由18 升至62 4 则硫磺的燃烧热为 热化学方程式为 已知每克水温度每升高1 所需热量为4 18j 297kj mol 1 s s o2 g so2 g h 297kj mol 1 练习 下列式子能表示相应物质的燃烧热的是a ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o g h 890 31kj molb 2c s o2 g 2co g h 224 0kj molc c s o2 g co2 g h 395 0kj mold c2h5oh l 3o2 g 2co2 g 3h2o l h 1366 8kj mol cd 小结 燃烧热和中和热的区别与联系 1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量 不同反应物 燃烧热不同 生成1mol水时放出的热量 强酸与强碱的中和热约为 57 3kj mol 燃烧热 中和热 相同点 不同点 能量变化 h 标准 含义 放热反应 h 0 单位 kj mol 1mol可燃物 生成1mol水 第三节化学反应热的计算 1 已知在25 101kpa下 1gc8h18 辛烷 燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48 40kj热量 表示上述反应的热化学方程式正确的是 a c8h18 l 25 2o2 g 8co2 g 9h2o g h 48 40kj mol 1b c8h18 l 25 2o2 g 8co2 g 9h2o l h 5518kj mol 1c c8h18 l 25 2o2 g 8co2 g 9h2o l h 5518kj mol 1d c8h18 l 25 2o2 g 8co2 g 9h2o l h 48 40kj mol 1 b 温故知新 h2 g 1 2o2 g h2o l 285 8kj mol h 规律 正逆反应的反应热效应数值相等符号相反 学与思 规律 同一个反应 当两个化学方程式计量数不同时 h的值不同 h的数值与计量数成正比 2 298k 101kpa时 合成氨反应的热化学方程式n2 g 3h2 g 2nh3 g h 92 38kj mol 在该温度下 取1moln2 g 和3molh2 g 放在一密闭容器中 在催化剂存在进行反应 测得反应放出的热量总是少于92 38kj 其原因是什么 该反应是可逆反应 在密闭容器中进行 该反应将达到平衡状态 1moln2 g 和3molh2 g 不能完全反应生成2molnh3 g 因而放出的热量总小于92 38kj 温故知新 3 在同温同压下 下列各组热化学方程式中q2 q1的是 a h2 g cl2 g 2hcl g h q11 2h2 g 1 2cl2 g hcl g h q2b c s 1 2o2 g co g h q1c s o2 g co2 g h q2c 2h2 g o2 g 2h2o l h q12h2 g o2 g 2h2o g h q2d s g o2 g so2 g h q1s s o2 g so2 g h q2 b 温故知新 4 已知下列热化学方程式 2h2 g o2 g 2h2o g h 483 6kj molh2 g 1 2o2 g h2o g h 241 8kj molh2 g 1 2o2 g h2o i h 285 8kj mol则氢气的燃烧热为 a 438 6kj molb 241 8kj molc 285 8kj mold 无法确定 c 1 提出问题在化学科学研究中 常常需要知道物质在发生化学反应时的反应热 但有些反应的反应热很难直接测得 我们怎样才能获得它们的反应热数据呢 如何得到c s 1 2o2 g co g 的反应热 能直接测定吗 为什么 若不能直接测 怎么办 3 解决问题c s 1 2o2 g co g h3 2 分析问题c s o2 g co2 g h1 1 co g 1 2o2 g co2 g h2 2 c s 1 2o2 g co g h3 co g 1 2o2 g co2 g h2 283 0kj mol c s o2 g co2 g h1 393 5kj mol h2 h3 h1 h3 h1 h2 393 5kj mol 283 0kj mol 110 5kj mol co g c s co2 g 直观化 盖斯定律 课本p111 内容 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 即 化学反应的反应热只与反应的始末状态有关 而与具体的反应进行的途径无关 2 应用 可间接求算某反应的反应热 盖斯定律直观化 h h1 h2 能举出生活中或化学反应中的实例吗 1802年8月8日生于瑞士日内瓦市一位画家家庭1825年毕业于多尔帕特大学医学系 并取得医学博士学位 1826年弃医专攻化学1828年由于在化学上的卓越贡献被选为圣彼得堡科学院院士1830年专门从事化学热效应测定方法的改进 曾改进拉瓦锡和拉普拉斯的冰量热计 从而较准确地测定了化学反应中的热量 gormainhenrihess 1836年经过许多次实验 他总结出一条规律 在任何化学反应过程中的热量 不论该反应是一步完成的还是分步进行的 其总热量变化是相同的 1860年以热的加和性守恒定律形式发表 这就是举世闻名的盖斯定律 盖斯定律是断定能量守恒的先驱 也是化学热力学的基础 当一个不能直接发生的反应要求反应热时 便可以用分步法测定反应热并加和起来而间接求得 故而我们常称盖斯是热化学的奠基人 a b 请思考 由起点a到终点b有多少条途径 从不同途径由a点到b点的位移有什么关系 h2 0 h1 0 s 始态 l 终态 h1 h2 0 h2 g 1 2o2 g h2o g h1 241 8kj mol 下列数据 h1表示燃烧热吗 判断 那么 h2的燃烧热 h究竟是多少 如何计算 已知 h2o g h2o l h2 44kj mol h2 g 1 2o2 g h2o g h1 241 8kj mol h2o g h2o l h2 44kj mol h2 g 1 2o2 g h2o l h h1 h2 285 8kj mol 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 测定反应热很困难 现在可根据盖斯提出的观点 不管化学反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 已知 试写出白磷转化为红磷的热化学方程式 例1 例2 写出石墨变成金刚石的热化学方程式 25 101kpa时 说明 1 可以在书中查找需要的数据 2 并告诉大家你设计的理由 用一用盖斯定律 石墨能直接变成金刚石吗 先思考 之后小组讨论汇报 科学探索 查燃烧热表知 c 石墨 s o2 g co2 g h1 393 5kj mol c 金刚石 s o2 g co2 g h2 395 0kj mol 所以 得 c 石墨 s c 金刚石 s h 1 5kj mol 观察该热化学方程式 回答 金刚石能自动变成石墨吗 需要什么条件 例3 已知下列各反应的焓变ca s c s 石墨 3 2o2 g caco3 s h 1206 8kj molca s 1 2o2 g cao s h 635 1kj molc s 石墨 o2 g co2 g h 393 5kj mol试求caco3 s cao s co2 g 的焓变 178 2kj mol 你知道神六的火箭燃料是什么吗 练习 某次发射火箭 用n2h4 肼 在no2中燃烧 生成n2 液态h2o 已知 n2 g 2o2 g 2no2 g h1 67 2kj moln2h4 g o2 g n2 g 2h2o l h2 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程式 2n2h4 g 2no2 g 3n2 g 4h2o l h 1135 2kj mol 2x 练习 已知 co g 1 2o2 g co2 g h1 283 2kj mol h2 g 1 2o2 g h2o l h2 285 8kj mol c2h5oh l 3o2 g 2co2 g 3h2o l h3 1370kj