2020高中化学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教案新人教版.docx

第2课时热化学方程式中和热的测定明确学习目标1.了解热化学方程式的含义。2.掌握热化学方程式的书写。3.通过中和反应反应热的测定，初步学习测定反应热的实验方法。一、热化学方程式1概念表示参加反应的物质的物质的量和反应热的关系的化学方程式。2意义(1)热化学方程式既表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。(2)热化学方程式H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1，表示在25 、101 kPa时，1 mol H2与 mol O2完全反应生成液态水时放出的热量是285.8 kJ。3书写原则(1)热化学方程式的化学计量数只表示物质的量，不表示分子个数，可以用整数也可以用分数。(2)必须注明物质的聚集状态、H的“、”和单位。(3)对于相同反应，H的数值必须与化学计量数对应。二、中和热的测定1中和热(1)概念：在稀溶液中，酸和碱发生中和反应生成1mol水所放出的热量。(2)强酸与强碱稀溶液反应的热化学方程式：H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3kJmol1。2中和热的测定(1)实验原理通过一定量的酸、碱溶液在反应前后温度的变化，计算反应放出的热量，由此求得中和热。(2)实验装置和用品实验装置实验用品大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL)、温度计、量筒(50 mL)两个、碎泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有两个小孔)、环形玻璃搅拌棒、0.50 molL1盐酸、0.55 molL1 NaOH溶液。(3)测量步骤(4)数据处理H kJmol1其中(m1m2)表示溶液质量，c为比热容，c4.18 J(g)1。1热化学方程式与普通化学方程式有何区别？提示：物质的状态和条件标注不同热化学方程式要注明物质的聚集状态，等号上方不标注条件，而普通化学方程式中不需注明所有物质的状态，但一定要注明条件能量表示不同在热化学方程式的右端要注明焓变，而普通化学方程式不需注明化学计量数不同热化学方程式中的化学计量数可以是整数，也可以是分数，而普通化学方程式中的化学计量数只能是整数意义不同热化学方程式不仅表明了化学反应中物质的变化，也表明了化学反应中能量的变化，而普通化学方程式只表明了化学反应中的物质变化2热化学方程式为什么要注明物质的聚集状态？提示：反应过程中能量变化：HH生成物H反应物。物质的聚集状态不同，物质所具有的能量就不同，因此，必须注明物质的聚集状态。3不能用铜质搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒原因是什么？若用醋酸代替盐酸进行中和热的测量，放出的热量会减小还是增大？提示：因为铜质搅拌棒导热太快，会造成一些热量散失，引起误差；醋酸是弱电解质，电离吸收热量，因此测量反应放出的热量会减小。4为什么用0.55 molL1 NaOH溶液，不用0.50 molL1的NaOH溶液？提示：实验过程中碱稍稍过量，保证0.50 molL1的盐酸完全被NaOH中和。一、书写热化学方程式应注意的事项1要在物质的化学式后面用括号注明各物质的聚集状态。一般用英文字母g、l和s分别表示气态、液态和固态，水溶液中的溶质则用aq表示。2H的单位是kJmol1。3根据焓的性质，对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其H也不同。若化学方程式中各物质的化学计量数加倍，则H的数值也加倍，单位不变。4热化学方程式中不用“”“”；“=”上不用标明反应条件。5必须标明H的符号，放热反应H为“”，吸热反应H为“”，正负号不可省略。即时练1已知充分燃烧a g乙炔(C2H2)气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水，并放出b kJ热量，则乙炔燃烧的热化学方程式书写正确的是()A2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)H4b kJ/molBC2H2(g)O2(g)=2CO2(g)H2O(l)H2b kJ/molC2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)H2b kJ/molD2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)Hb kJ/mol答案A解析由原子守恒可知，“生成1 mol二氧化碳气体”时参加反应的乙炔的物质的量为0.5 mol，即0.5 mol C2H2完全燃烧生成液态的水和二氧化碳气体时放出b kJ 的热量，则2 mol C2H2参加反应时，H应为4b kJ/mol；B项中应为H2b kJ/mol；综上知选项A正确。2写出下列反应的热化学方程式：(1)1 mol C2H5OH(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出1366.8 kJ热量：_。(2)1 mol C(石墨)与适量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)，吸收131.3 kJ热量：_。(3)1.7 g NH3(g)发生催化氧化反应生成气态产物，放出22.67 kJ的热量：_。答案(1)C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H1366.8 kJmol1(2)C(石墨，s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.3 kJmol1(3)NH3(g)O2(g)=NO(g)H2O(g)H226.7 kJmol1解析根据反应物的物质的量及放出或吸收的热量，要写出热化学方程式，关键是要确定与方程式中的化学计量数相对应的H。(3)1.7 g NH3的物质的量为0.1 mol，则1 mol NH3完全反应放出的热量为226.7 kJ。那么相应的热化学方程式为NH3(g)O2(g)=NO(g)H2O(g)H226.7 kJmol1。规律方法热化学方程式正误判断的方法“五看法”二、中和热的测定步骤和注意事项1实验步骤(1)组装量热计：大小烧杯口要相平，烧杯间要填满隔热材料。(2)往小烧杯中加入50 mL 0.50 molL1的盐酸，并用温度计测量盐酸的温度。(3)用量筒量取50 mL 0.55 molL1的NaOH溶液，并测量温度。(4)将NaOH溶液迅速倒入小烧杯中，盖好盖板，并用环形玻璃搅拌棒充分搅拌，读取混合液的最高温度。(5)再重复实验两次并把记录的数据填入下表空格中(6)中和热的计算H kJmol1。2注意事项(1)实验中要用强酸、强碱的稀溶液(0.10.5 molL1)。(2)操作时动作要快，尽量减少热量的损失，使用绝热装置，避免热量散发到反应体系外。(3)测量盐酸的温度后，要将温度计上的酸冲洗干净后，再测量NaOH溶液的温度，避免酸、碱在温度计的表面反应放热而影响测量结果。(4)读取中和反应的温度(t2)是反应混合液的最高温度。(5)强酸与强碱溶液中和热H57.3 kJmol1，与强酸、强碱的用量无关。即时练3为了测定酸碱中和反应的反应热，计算时至少需要的数据是()酸溶液的浓度和体积碱溶液的浓度和体积比热容反应后溶液的质量生成水的物质的量反应前后温度的变化操作所需的时间A BC D全部答案C解析根据计算公式H103 kJmol1可知，C项正确。4. 50 mL 0.50 molL1盐酸与50 mL 0.55 molL1 NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。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：(1)实验时用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液的方法是_，不能用金属搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是_。(2)理论上稀的强酸溶液与强碱溶液反应生成1 mol水时放出57.3 kJ的热量，写出表示稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应的中和热的热化学方程式：_。(3)大烧杯上有硬纸板，上面有两个小孔，两个小孔不能开得过大，其原因是_。反应需要测量温度，每次测量温度后都必须采取的操作是_。答案(1)上下轻轻搅动金属传热快，热量损失大(2)NaOH(aq)H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)H2O(l)H57.3 kJmol1(3)减少热量损失用水将温度计冲洗干净解析(1)环形玻璃搅拌棒上下移动搅拌的面积大，范围广，使反应物混合均匀，保证溶液上下温度一致；金属具有导热性，使反应热损失，还可能与溶液反应。规律方法中和热测定实验中产生误差的原因(1)装置方面：装置的隔热保温效果不好，造成实验过程中热量损失而引起误差。(2)操作方面(3)读数方面本课归纳总结1.热化学方程式书写“三步骤”(1)写出配平的化学方程式。(2)注明物质的聚集状态。(3)注明反应热的正、负号、数值和单位。2中和热测定1已知热化学方程式2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H1571.6 kJmol1，则关于热化学方程式2H2O(l)=2H2(g) O2(g)H2？的说法正确的是()A热化学方程式中化学计量数即可表示分子个数又可表示物质的量B该反应H2大于零C该反应H2571.6 kJmol1D该反应与上述反应属于可逆反应答案B解析该反应中化学计量数只表示物质的量，不表示微粒数，故A错误；由题意知2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H2571.6 kJmol1，该反应H大于零，故B正确，C错误；可逆反应是指相同条件下，正、逆反应同时进行的反应，氢气燃烧和水分解反应条件不同，不是可逆反应，故D错误。20.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和液态水时放出445 kJ的热量，则下列热化学方程式中正确的是()A2CH4(g)4O2(g)=2CO2(g)4H2O(l)H890 kJmol1BCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890 kJmol1CCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890 kJmol1DCH4(g) O2(g)=CO2(g)H2O(l)H890 kJmol1答案C解析根据信息，1 mol甲烷完全燃烧放出的热量为445/0.5 kJ890 kJ，此反应是放热反应，即H0，CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890 kJmol1，故C正确。3下列热化学方程式书写正确的是()AC(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJ/molB2SO2O2=2SO3H196.6 kJ/molCH2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJ/molD2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJ答案C解析A项，碳燃烧的反应是放热反应，应为C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1，错误；B项，反应的热化学方程式为2SO2(g)O2(g)=2SO3(g)H196.6 kJmol1，错误；C项正确；D项，反应的热化学方程式为2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1，错误。41 g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2，需吸收10.94 kJ热量，此反应的热化学方程式为()ACH2O=COH2H131.3 kJmol1BC(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H10.94 kJmol1CC(s)H2O(l)=CO(g)H2(g)H131.3 kJmol1DC(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.3 kJmol1答案D解析由1 g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2，需吸收10.94 kJ热量，则1 mol碳与水蒸气反应，吸收10.94 kJ12131.28 kJ，则此反应的热化学方程式为C(s)H2O(g)= CO(g)H2(g)H131.28 kJmol1，故选D。5充分燃烧一定量的丁烷生成CO2和液态水，放热Q kJ，经测定生成的CO2恰好被100 mL 5 molL1的KOH溶液吸收生成KHCO3，则热化学方程式：C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(l)的H为()A16Q kJmol1 B16Q kJmol1C8Q kJmol1 D8Q kJmol1答案C解析n(KOH)0.1 L5 molL10.5 mol，则由CO2KOHKHCO3可知，n(CO2)0.5 mol，生成0.5 mol CO2时放出的热量为Q kJ，据反应方程式C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(l)可知生成4 mol CO2时放出的热量为8Q kJ，故选C。6肼(N2H4)又称联氨，在常温下是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。已知在101 kPa时，1 g N2H4在氧气中完全燃烧生成氮气和H2O(l)，放出19.5 kJ热量(25 时)，表示N2H4燃烧的热化学