高中化学 第1章 化学反应与能量 第1节 化学反应与能量的变化（第2课时）热化学方程式 中和热的测定课件 新人教版选修4.ppt

第一章 化学反应与能量 第一节化学反应与能量的变化 第2课时热化学方程式中和热的测定 新课情境呈现 课前新知预习 一 热化学方程式1 定义表示参加反应的 与 的关系的化学方程式 2 意义热化学方程式中既表明了化学反应中的 变化 也表明了化学反应中的 变化 3 热化学方程式的书写原则热化学方程式中各物质前的化学计量数只表示物质的量 不表示 因此 它可以是 数 也可以是 数 对于相同物质参加的化学反应 当化学计量数不同时 其 h 物质的量 反应热 物质 能量 分子个数 整 分 不同 二 中和热1 定义在 溶液中 酸与碱发生中和反应生成 时的反应热叫做中和热 注意 酸 碱溶液必须为稀溶液 计量标准必须是生成 水 对于强酸和强碱的稀溶液反应 中和热基本上是相等的 表示为 h aq oh aq h2o l h 57 3kj mol 1 稀 1molh2o 1mol 2 中和热的测定 1 实验用品 温度计 环形玻璃搅拌棒 0 50 0 55 2 实验步骤 设计装置如图 用一个量筒量取50ml0 50mol l 1盐酸 倒入小烧杯中 并用温度计测量盐酸的温度 记入下表 并将温度计上的酸用水冲洗干净 用另一个量筒量取50ml0 55mol l 1naoh溶液 并用温度计测量naoh溶液的温度 记入下表 把套有盖板的 和 放入小烧杯的盐酸中 并把量筒中的naoh溶液一次倒入小烧杯 注意不要洒到外面 盖好盖板 用 轻轻搅动溶液 测量混合溶液的 记入下表 重复步骤 三次 温度计 环形玻璃搅拌棒 环形玻璃搅拌棒 最高温度 3 数据记录及处理 数据记录表 4 计算反应热 以三次测量所得数据的 为计算依据 为了计算方便 盐酸和naoh溶液的密度近似为1g cm 3 忽略实验装置的比热容 平均值 预习自我检测 解析 1 2 3 考查中和热概念 稀溶液 1molh2o 可溶性盐 4 反应热描述的是反应物完全反应时放出的热量 所以 h的数值应大于38 6 c 解析 a 热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量 不表示微粒数 故a错误 b 热化学方程式中 如果没有注明温度和压强 则表示在25 101kpa下测得的数据 故b错误 c 书写热化学方程式时 不仅要写明反应热的符号和数值 还要注明各物质的聚集状态 故c正确 d 大多数化合反应是放热反应 大多数分解反应是吸热反应 故d错误 解析 该热化学方程式表示 1mol固态碳和1mol水蒸气反应生成1mol一氧化碳气体和1mol氢气 吸收131 3kj的热量 特别要指明水的状态 c b 解析 a项 碎泡沫塑料可以保温 减少热量散失 a项正确 b项 环形玻璃搅拌棒上下移动 使溶液混合均匀 b项正确 c项 加碱溶液时 为了防止热量散失 应快速完成 c项错误 d项 测量酸的温度后温度计若不水洗 再测量碱的温度时 酸与碱发生反应减少了反应物的量 影响中和热的测定 d项正确 c 课堂探究研析 1 书写步骤 1 写出反应物 生成物的化学式 标明各物质的状态 2 依据已知确定各物质的化学计量数 在生成物右侧写出 h 焓变 的数值 单位及正 负号 知识点1热化学方程式 2 注意事项 1 注意 h的数值 单位及正 负号 h只能写在热化学方程式的右边 且中间留空格 若为放热反应 h为 若为吸热反应 h为 h的单位一般为kj mol或kj mol 1 关于 h的单位 kj mol 1 并不是指每摩尔具体物质反应时伴随的能量变化是多少千焦 而是指给定形式的具体反应以各物质的化学计量数来计量其物质的量时伴随的能量变化 2 注意测定条件反应热 h与测定条件 温度 压强等 有关 因此书写热化学方程式时应注意 h的测定条件 绝大多数 h是在25 101kpa下测定的 可不注明温度和压强 3 注意物质的聚集状态反应物和产物的聚集状态不同 反应热 h也不同 因此 书写热化学方程式必须注明物质的聚集状态 气体用 g 液体用 l 固体用 s 溶液用 aq 热化学方程式中不用标 和 4 注意化学计量数热化学方程式中的化学计量数只代表物质的量 不表示分子数 因此 可为整数 也可为分数 由于 h与反应完成的物质的量有关 所以方程式中化学式前面的化学计量数必须与 h相对应 如果化学计量数加倍 则 h也要加倍 当反应逆向进行时 其反应热与正反应的反应热数值相等 符号相反 c2h5oh l 3o2 g 2co2 g 3h2o l h 1366 8kj mol c 石墨 s h2o g co g h2 g h 131 3kj mol c 规律方法 1 审题时一定注意各物理量的单位 如明确1gh2与1molh2的含义是不同的 2 一个反应正向反应的焓变与逆向反应的焓变绝对值相等 符号相反 像下面两个热化学方程式 知道其中的一个即可推导出另一个 h2 g cl2 g 2hcl g h 184 6kj mol 12hcl g h2 g cl2 g h 184 6kj mol 1 3 判断热化学方程式正误的 五审 一审焓变的 放热反应的 h为 吸热反应的 h为 二审焓变的单位 h的单位一般为kj mol 1 易错写成kj或mol 有时会漏写 三审物质聚集状态 物质的状态必须正确 常用s l g aq分别表示固态 液态 气态 溶液 特别注意水溶液中 溶剂水为液态 l 溶质或溶质离子标为溶液 aq 四审焓变的数值 h的数值与化学计量数必须相对应 如果化学计量数加倍 则 h也要加倍 如果反应为逆反应 则焓变绝对值不变 符号相反 五审是否符合概念要求 如表示中和热的热化学方程式等 1 中和热 1 定义在稀溶液中 强酸和强碱发生中和反应生成1molh2o时所释放的热量 称为中和反应的反应热 即中和热 知识点2中和热及其测定 2 注意 酸 碱的稀溶液 指酸 碱的物质的量浓度均小于或等于1mol l 1的溶液 生成1molh2o 注意以生成1molh2o为标准来配平其余物质的化学计量数 3 中和热的表示 强酸和强碱在稀溶液中发生中和反应时 1molh 和1moloh 反应生成1molh2o 放出57 3kj的热量 表示为 h aq oh aq h2o l h 57 3kj mol 1 2 反应热的测量某些化学反应的反应热可以用实验方法测定 用来测定反应热的仪器称为 量热器 测量操作是 将反应器置于充满水的绝热容器中 当反应放热时 其热量即传入水中 根据水的质量 比热和水温的变化求出反应所放出的热量 下面具体研究课本关于中和热的测定 实验用品仪器 大烧杯 500ml 小烧杯 100ml 温度计 量筒 50ml 两个 泡沫塑料或纸条 泡沫塑料板或硬纸板 中心有两个小孔 环形玻璃搅拌棒 试剂 0 50mol l 1盐酸 0 55mol l 1naoh溶液 实验方案 1 组装量热装置 大 小烧杯杯口相平 大 小烧杯间填满碎泡沫塑料 确保装置保温 隔热 减少热量散失 2 测量初始温度t1 用一量筒量取50ml0 50mol l 1盐酸 倒入小烧杯中并测量其温度 用另一量筒量取50ml0 55mol l 1naoh溶液并测量其温度 求两温度平均值作为t1 3 测量终止温度t2 把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中 把量筒中的naoh溶液一次性倒入小烧杯 用环形玻璃拌棒轻轻搅动溶液并测出终止温度t2 注意事项 1 试剂方面 从酸碱的强弱 浓度及量的多少方面考虑 酸碱溶液应当用强酸 强碱的稀溶液 测定中和热时不能用弱酸或弱碱 因弱酸或弱碱在水溶液中不能完全电离 若改用弱酸或弱碱 它们电离时要吸收一部分热量 使所得中和热数值偏小 测定中和热不能用浓酸或浓碱 因浓酸或浓碱溶于水时一般都要放热 使所得中和热数值偏大 为保证0 5mol l 1盐酸全部反应 实验中使用0 55mol l 1的naoh溶液 稍过量 2 仪器方面 从环形玻璃搅拌棒及温度计方面考虑 不能用铁丝代替环形玻璃搅拌棒 因为铁丝能消耗酸且易传热 会引起实验误差 实验中用温度计先后测量酸 碱及混合液的温度时 要使用同一支温度计 可减小实验误差 且测定一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干 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 3 操作方面 从配好的酸碱溶液及操作方面考虑 实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷却至室温 才能使用 操作时动作要快 尽量减少热量的散失 1 从实验装置上看 图中尚缺少的一种玻璃仪器是 2 烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是 3 大烧杯上如不盖硬纸板 求得的中和热数值将 填 偏大 偏小 或 无影响 4 实验中改用60ml0 50mol l盐酸跟50ml0 55mol lnaoh溶液进行反应 与上述实验相比 所放出的热量 填 相等 或 不相等 所求得的中和热 填 相等 或 不相等 简述理由 环形玻璃搅拌棒 减少实验过程中的热量损失 偏小 不相等 相等 因为中和热是指稀的强酸跟强碱发生中和反应生成1molh2o所放出的能量 与酸碱的用量无关 5 实验中改用6 94ml15mol l硫酸溶液跟60ml0 55mol lnaoh溶液进行反应 与上述实验 4 相比 所求中和热 填 相等 或 不相等 简述理由 6 若三次平行操作测得数据中起始时盐酸与烧碱溶液平均温度相同 而终止温度与起始温度差 t2 t1 分别为 2 3 2 4 2 9 则最终代入计算式的温度差的平均值为 不相等 浓硫酸稀释时会放出热量 2 35 解析 测定过程中要充分搅拌以使naoh与hcl充分反应 在测定溶液温度时要有保温措施 否则会造成较大的误差 放出的热量与参加反应的naoh hcl的量有关 参加反应的物质用量越多 放出的热量越多 但酸碱中和反应的中和热指生成1molh2o时放出的热量 所以为定值 第 6 问涉及定量实验中数据处理的常识 一般来说 定量实验总要平行操作多次 取测量值的平均值代入计算以减小误差 但还应注意如果某个测量值与其他值相差较大 则可能在取得该值的操作中存在较严重的失误 应舍去 故此问所给的 2 9 应舍去 1 写出该反应的热化学方程式 中和热为57 3kj mol 2 取50mlnaoh溶液和30ml硫酸溶液进行实验 实验数据如下表 请填写下表中的空白 近似认为0 50mol lnaoh溶液和0 50mol l硫酸溶液的密度都是1g cm3 中和后生成溶液的比热容c 4 18j g 则中和热 h 取小数点后一位 4 0 53 5kj mol 3 上述实验数值结果与 57 3kj mol有偏差 产生偏差的原因可能是 填字母 a 实验装置保温 隔热效果差b 量取naoh溶液的体积时仰视读数c 分多次把naoh溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中d 用温度计测定naoh溶液起始温度后直接测定h2so4溶液的温度 a c d 解析 1 表示中和热的化学方程式时要注意生成水的物质的量是1mol 2 先计算生成水的物质的量为0 025mol 第2次实验 t2 t1 值较其他实验误差较大 舍去 用其他三组实组数据计算 t2 t1 的平均值为4 0 计算得 h 53 5kj mol 3 分析偏差原因即分析 偏低 的原因 a c直接造成了热量损失 符合要求 b的结果是量取的naoh溶液偏多 是造成 偏高 的原因 不符合要求 d使t1偏高 则 t2 t1 偏低 符合要求 学科核心素养 反应热与化学键键能的关系已知 破坏1mol物质的化学键时所消耗的能量与相同条件下形成1mol该物质的化学键时所放出的能量相等 放出的热量越多 物质本身具有的能量越低 分子越稳定 下表中的数据是破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量 kj 探究课题 1 下列物质本身具有的能量高低 h2 cl2 br2 i2 2 下列氢化物的稳定性 hcl hbr hi 3 x2 h2 2hx x代表cl br i 反应的热效应 4 相同条件下 x2 x代表cl br i 分别与氢气反应 消耗等物质的量的氢气时的热效应 5 若无表中的数据 你能正确回答出问题 4 吗 探究过程 1 物质化学键键能越大 越稳定 物质本身具有的能量越低 由表中数据看出h2中h h键键能最大 所以 能量最低 2 同样分析hcl