高中化学：反应热的测量与计算 课件 苏教版选修4.ppt

反应热的测量与计算 已知键能 n n946kj mol h h436kj mol h n391kj mol 写出合成氨反应的热化学方程式 知识回顾 反应热的测定与计算 几个相关概念间的关系燃烧热 在101kpa时 1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量 反应热 中和热 燃烧热 中和反应反应热的测量 1 实验原理和步骤 1 中和热的定义 在稀溶液中 酸跟碱发生中和反应而生成1molh20 这时的反应热叫做中和热 活动与探究 大烧杯 500ml 小烧杯 100ml 温度计 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 观察简易量热计的构造 思考 1 量热计直接测得的数据是什么 是焓变的数值吗 是体系温度的变化 2 根据体系温度变化可以求得什么物理量 可以求得反应吸收或放出的热量 q mc t 2 实验步骤 用量筒量取50ml0 50mol l的盐酸 测其温度 倒入量热计 另用量筒量取50ml0 50mol lnaoh溶液 测其温度 并缓缓地倾入量热计中 边加边用玻璃棒搅拌 观察反应中溶液温度的变化过程 作好记录并进行数据处理 所需仪器与试剂 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 0 50mol l盐酸 0 50mol lnaoh溶液 q mc t 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 比热容 单位质量的物质升高1 所需吸收的热量 t 反应前后溶液温度的差值 实验原理 q v酸 酸 v碱 碱 c t2 t1 本实验中 我们所用一元酸 一元碱的体积均为50ml 它们的浓度均为0 50mol 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1g cm3 且中和后所得溶液的比热容为4 18j 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 t2 t1 kj 思考 式表示的是不是该反应的反应热 是中和热吗 为什么 q v酸 酸 v碱 碱 c t2 t1 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1mol水的反应热 而50ml0 50mol l的盐酸与50ml0 50mol l氢氧化钠反应后生成的水只有0 025mol 故 式表示的也不是中和热 问题 该反应的中和热应怎样表示呢 简易测定方法 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 0 50mol l盐酸 0 50mol lnaoh溶液 实验步骤 1 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 如下图所示 中和热的测定 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 对此装置 你有何更好的建议 答案 两杯口相平 可使盖板把杯口尽量盖严 从而减少热量损失 填碎纸条的作用是为了达到保温隔热 减少实验过程中热量损失的目的 若换用隔热 密封性能更好的装置 如保温杯 会使实验结果更准确 2 用一个量筒最取50ml0 50mol l盐酸 倒入小烧杯中 并用温度计测量盐酸的温度 记录 然后把温度计上的酸用水冲洗干净 温度计上的酸为何要用水冲洗干净 冲洗后的溶液能否倒入小烧杯 为什么 因为该温度计还要用来测碱液的温度 若不冲洗 温度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失 故要冲洗干净 冲洗后的溶液不能倒入小烧杯 若倒入 会使总溶液的质量增加 而导致实验结果误差 3 用另一个量筒量取50ml0 50mol lnaoh溶液 并用温度计测量naoh溶液的温度 记录 把温度计和环形玻璃搅拌棒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 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 因为本实验的关键是测反应的反应热 若动作迟缓 将会使热量损失而使误差增大 4 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 记入下表 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 5 重复实验三次 取测量所得数据的平均值作为计算依据 不能 因为铜丝易导热 使热量损失较大 次数 1 2 3 起始温度t c 终止温度 温度差 t c t c 盐酸 氢氧化钠 平均值 24 5 25 0 22 0 22 4 25 0 25 4 24 75 22 2 25 2 26 5 25 4 28 2 1 75 3 2 3 0 强酸 强碱反应 h aq oh aq h2o l h 57 3kj mol 议一议 为何所测得的数据不是57 3kj mol 分析产生误差的原因 可能的原因有 1 量取溶液的体积有误差 测量结果是按50ml的酸 碱进行计算 若实际量取时 多于50ml或小于50ml都会造成误差 2 温度计的读数有误 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 误差分析 概念辨析 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 h1 h3 h2 练习 50ml0 50mol l盐酸与50ml0 55mol l的naoh溶液在图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 从实验装置上看 图中缺少的一种玻璃用品是 2 烧杯间填满碎纸条的作用是 3 大烧杯上如不盖硬纸板 求得的中和热数值 填 偏大 偏小 无影响 环形玻璃搅拌棒 减少实验过程中的热量损失 偏小 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 不相等 所求中和热 填 相等 不相等 简述理由 不等 相等 因为中和热是指酸跟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 用相同浓度和体积的氨水代替naoh溶液进行上述实验 测得的中和热的数值会 用50ml0 50mol lnaoh溶液进行上述实验 测得的中和热的数值会 均填 偏大 偏小 无影响 偏小 偏小 讨论 是不是任一反应的反应热均能直接测出 如何测出这个反应的反应热 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 应用了什么规律 盖斯定律 不管化学反应是一步完成或分几步完成 其反应热是相同的 化学反应的焓变 h 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 因为有些反应进行得很慢 有些反应不容易直接发生 有些反应的产品不纯 有副反应发生 这给测定反应热造成了困难 此时如果应用盖斯定律 就可以间接地把它们的反应