人教版选修4 化学反应与能量的变化 第2课时 热化学方程式 中和反应反应热的测定 学案.doc

第2课时热化学方程式中和反应反应热的测定1了解热化学方程式的含义并能正确书写热化学方程式。(重点)2通过中和反应反应热的测定，初步学习测定化学反应热的实验方法。3能正确分析测定反应热时产生误差的原因，并能采取适当措施减小误差。热 化 学 方 程 式基础初探教材整理1概念能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。2特点(与化学方程式比较)(1)指明了反应时的温度和压强，若在25_、101_kpa时进行的反应，可不注明。 (2)在化学方程式右边注明h的“”、“”数值和单位。(3)所有反应物和生成物都用括号注明它们在反应时的状态。常用s、l、g、aq分别表示固体、液体、气体和溶液。(4)化学计量数只表示物质的量，不表示微粒个数。(5)化学计量数和反应热数值可以同时增大或减小相同倍数。3意义热化学方程式不仅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。4实例h2(g)o2(g)=h2o(l)h285.8 kj/mol，表示在25 、101 kpa,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。探究升华思考探究已知有下列化学方程式：h2i22hih2(g)i2(g)2hi(g)h14.9 kjmol1h2cl22hclh2(g)cl2(g)=2hcl(g)h184.6 kjmol1h2(g)cl2(g)=hcl(g)h92.3 kjmol1h2(g)o2(g)=h2o(g)h241.8 kjmol1h2(g)o2(g)=h2o(l)h285.8 kjmol1问题思考：(1)以上7个化学方程式，哪些不属于热化学方程式？化学方程式中的g、l等代表什么意思？固(态)体和溶液如何表示？【提示】、不是热化学方程式。方程式中的g表示气体，l表示液体，固体和溶液分别用s和aq表示。(2)在热化学方程式中，方程式的h与其他的有什么不同？把1 mol的h2和1 mol i2在该温度和压强下放入密闭容器中充分反应，最终放出的热量是14.9 kj吗？【提示】方程式中标明了温度和压强，其它热化学方程式中未标注，说明是在常温常压下。因为h2与i2反应是可逆反应，所以该温度和压强下反应，最终放出的热量小于14.9 kj。(3)方程式中的代表什么意义？如果是2 mol h2和2 mol cl2完全反应，则h为多少？【提示】代表物质的量，若2 mol h2和2 mol cl2完全反应，则h92.3 kjmol14369.2 kjmol1。 认知升华1普通化学方程式与热化学方程式的区别化学方程式热化学方程式化学计量数是整数，既表示微粒个数又表示该物质的物质的量既可以是整数，又可以是分数，只表示该物质的物质的量物质的状态不要求注明必须在化学式后注明h无有，与物质的量有关，单位kj/mol，必须注明正负号反应条件要注明可以不注明温度和压强不注明要注明，但是h是在25 、101 kpa下测定的，可不注明意义表明了化学反应中的物质变化不仅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.判断热化学方程式正误的“五审”题组冲关题组1热化学方程式的正误判断1下列热化学方程式书写正确的是()a2so2o22so3h196.6 kj/molbn2(g)2o2(g)=2no2(g)h67.7 kj/molcc(s)o2(g)=co2(g)h393.5 kj/moldh2o(l)=h2(g)1/2o2(g)h285.8 kj/mol【解析】a项，未注明反应物，生成物的聚集状态，故错；b项，化学方程式书写错误，应为n2(g)o2(g)=2no(g)，故错；c项，c与o2反应为放热反应，h0，故错。【答案】d2由氢气和氧气反应生成1 mol水蒸气放出241.8 kj的热量，1 g水蒸气转化为液态水放出2.45 kj的热量，则下列热化学方程式书写正确的是()ah2(g)o2(g)=h2o(l)h285.9 kjmol1bh2(g)o2(g)=h2o(l)h241.8 kjmol1ch2(g)o2(g)=h2o(l)h285.9 kjmol1dh2(g)o2(g)=h2o(g)h241.8 kjmol1【解析】1 g h2o(g)转化为h2o(l)放出2.45 kj热量，则1 mol h2o(g)转化为h2o(l)放出2.4518 kj44.1 kj热量，故h2(g)与o2(g)反应生成1 mol h2o(l)放出285.9 kj的热量，即热化学方程式为h2(g)o2(g)=h2o(l)h285.9 kjmol1。【答案】a3化学反应n23h22nh3的能量变化如图所示，该反应的热化学方程式是() 【导学号：29910004】an2(g)3h2(g)2nh3(l)h2(abc)kjmol1bn2(g)3h2(g)2nh3(g)h2(ba)kjmol1c.n2(g)h2(g)nh3(l)h(bca)kjmol1d.n2(g)h2(g)nh3(g)h(ab)kjmol1【解析】理解a、b、c的含义及符号。a为mol n2(g)和 mol h2(g)分解为1 mol n(g)和3 mol h(g)吸收的能量，b为1 mol nh3(g)分解成1 mol n(g)和3 mol h(g)吸收的能量，c为1 mol nh3(l)nh3(g)吸收的能量。合成氨反应热包括吸收的热量与放出热量的相对大小，若生成1 mol nh3(g)：h(ab)kjmol1，若生成1 mol nh3(l)：h(abc)kjmol1。【答案】a题组2热化学方程式的书写4写出下列反应的热化学方程式。(1)16 g ch4(g)与适量o2(g)反应生成co2(g)和h2o(l)，放出890.3 kj热量_ _。(2)已知拆开1 mol hh键，1 mol nh键，1 mol nn键分别需要的能量是436 kj、391 kj、946 kj，则n2(g)与h2(g)反应生成nh3(g)的热化学方程式为_。(3)0.3 mol 的气态高能燃料乙硼烷(b2h6)在氧气中燃烧，生成固态的三氧化二硼和液态水，放出649.5 kj热量，其热化学方程式为_。【解析】(1)由化学方程式为ch42o2=co22h2o可得热化学方程式。(2)化学方程式为n23h22nh3，h(94643633916)kjmol1。(3)化学方程式为b2h63o2=b2o33h2o，则1 mol b2h6(g)完全燃烧放出2 165 kj热量。【答案】(1)ch4(g)2o2(g)=co2(g)2h2o(l)h890.3 kjmol1(2)n2(g)3h2(g)2nh3(g)h92 kjmol1(3)b2h6(g)3o2(g)=b2o3(s)3h2o(l)h2 165 kjmol15(1)如图是1 mol no2(g)和1 mol co(g)反应生成co2(g)和no(g)过程中能量变化示意图，请写出no2(g)和co(g)反应的热化学方程式：_。(2)汽车发动机工作时会引发n2和o2反应，其能量变化示意图如下：写出该反应的热化学方程式：_。【解析】(1)反应的化学方程式为no2co=co2no,1 mol no2(g)反应时的反应热he1e2134 kjmol1368 kjmol1234 kjmol1。(2)反应的化学方程式为n2o22no,1 mol n2(g)参加反应时的h945 kjmol1498 kjmol12(630 kjmol1)183 kjmol1。【答案】(1)no2(g)co(g)=co2(g)no(g)h234 kjmol1(2)n2(g)o2(g)=2no(g)h183 kjmol1【方法规律】书写热化学方程式的“五步”中 和 反 应 反 应 热 的 测 定基础初探教材整理1中和反应反应热在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应生成1_mol_h2o(l)时的反应热。表示为h(aq)oh(aq)=h2o(l)h57.3 kjmol1。2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。3实验仪器装置(1)将下列实验装置中各仪器(或物品)的名称填在横线上。(2)实验过程中，还需要的其他仪器有两个50_ml量筒。4测量步骤(1)初始温度(t1)的测量用一量筒量取50 ml 0.50 moll1盐酸，倒入小烧杯中并测量其温度；用另一量筒量取50 ml 0.55 moll1 naoh溶液并测量其温度，取两温度平均值为t1。(2)终止温度(t2)的测量把套有盖板的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中，盖好盖板。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，记录终止温度为t2。(3)重复实验操作三次，记录每次的实验数据，取其平均值作为计算依据。5数据处理h kj/mol其中c4.18 j/(g)探究升华思考探究甲同学用50 ml 0.50 moll1的盐酸与50 ml 0.55 moll1的koh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计算中和反应的反应热。结论：h(aq)oh(aq)=h2o(l)h57.3 kjmol1。问题思考：(1)实验装置中在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料的目的是什么？【提示】目的是保温、隔热，减少实验过程中热量的损失。(2)装置中的环形玻璃搅拌棒能否用金属(不与酸、碱反应)质环形搅拌棒代替？为什么？【提示】不能。原因是金属质环形搅拌棒易导热，造成实验过程中热量损失。(3)实验中为何使用0.55 mol/l koh溶液与0.50 mol/l盐酸反应，而不是选用0.50 mol/l koh溶液？【提示】碱过量的目的是保证盐酸完全反应。(4)能否用浓硫酸代替盐酸？对结果会产生什么影响？【提示】不能。浓硫酸溶解于水时放热，所测h偏小，即h57.3 kjmol1。(6)乙同学将甲同学实验装置进行了改进，如图所示：简易量热计简易量热计分析一下改进后的装置比甲同学的装置有何优点？【提示】改进装置保温绝热效果更好，实验结果误差小。认知升华1中和反应反应热测定原理的理解(1)中和反应的对象为酸、碱的稀溶液。这是因为浓酸和浓碱相互混合时因稀释会放出热量。(2)强酸与强碱发生中和反应生成可溶性盐的热化学方程式为h(aq)oh(aq)=h2o(l)h57.3 kjmol1；中和热与参加反应的强酸、强碱的种类、用量无关。(3)弱酸或弱碱在溶液中不能完全电离，随着反应的进行，继续电离并吸收热量，所以它们的中和热数值小于57.3 kjmol1。例如：利用同样的方法测定氨水与盐酸、naoh溶液与醋酸的反应热，则所测h57.3 kjmol1，即中和热数值小于57.3 kjmol1。(4)若测定硫酸与ba(oh)2溶液的反应热，则所测h偏小，即中和热数值大于57.3 kjmol1，这主要是因为ba2和so生成难溶物baso4也会放出热量。2中和反应反应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)读数方面题组冲关题组1中和反应反应热的概念及应用1已知：h(aq)oh(aq)=h2o(l)h57.3 kjmol1。下列反应中能放出57.3 kj热量的是()a1 l 1 moll1的稀h2so4与足量naoh溶液反应b稀盐酸与氨水反应生成1 mol h2oc稀盐酸与稀ba(oh)2溶液反应生成1 mol 水d稀naoh溶液与95%浓硫酸反应生成1 mol 水【解析】a项，生成2 mol h2o(l)，放出114.6 kj热量；b项，氨水为弱碱溶液，nh3h2o电离吸热，故放出热量小于57.3 kj；d项，浓h2so4溶于水放热，故放出的热量大于57.3 kj。【答案】c2含ba(oh)2 1 mol的稀溶液与足量稀盐酸反应，放出114.6 kj的热量，表示该反应中和热的热化学方程式正确的是()aba(oh)2(aq)2hcl(aq)=bacl2(aq)2h2o(l)h114.6 kjmol1bba(oh)2(aq)2hcl(aq)=bacl2(aq)2h2o(l)h114.6 kjmol1c.ba(oh)2(aq)hcl(aq)=bacl2(aq)h2o(l)h57.3 kjmol1d.ba(oh)2(aq)hcl(aq)=bacl2(aq)h2o(l)h57.3 kjmol1【解析】中和反应反应热指稀的强碱溶液和稀的强酸溶液发生中和反应生成1 mol h2o(l)时的反应热，故排除a、b两项；中和反应为放热反应，hq2q357.3cq3q1h2h3bh2h1h3h2【解析】放出热量大小关系为：57.3 kj，故h大小关系为：，即h1h3h2。【答案】d5已知：ch4(g)2o2(g)=co2(g)2h2o(l)hq1 kjmol12h2(g)o2(g)=2h2o(g)hq2 kjmol12h2(g)o2(g)=2h2o(l)hq3 kjmol1常温下，取体积比为41的甲烷和氢气的混合气体11.2 l(已折合成标准状况)，经完全燃烧后恢复至常温，则放出的热量为()a0.4 q10.05 q3b0.4 q10.05 q2c0.4 q10.1 q3d0.4 q10.1 q2 【解析】n(混)0.5 mol，n(ch4)0.5 mol0.4 mol，n(h2)0.5 mol 0.1 mol，0.4 mol ch4完全燃烧放出热量0.4 q1 kj，0.1 mol h2完全燃烧生成h2o(l)放出0.05 q3 kj热量。【答案】a6利用下图装置测定中和反应反应热的实验步骤如下：用量筒量取50 ml 0.25 moll1硫酸倒入小烧杯中，测出硫酸温度；用另一量筒量取50 ml 0.55 moll1 naoh溶液，并用另一温度计测出其温度；将naoh溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测出混合液最高温度。回答下列问题：(1)写出稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应表示中和反应反应热的热化学方程式(中和热数值为57.3 kjmol1)。_。(2)倒入naoh溶液的正确操作是_(填序号)。沿玻璃棒缓慢倒入 分三次少量倒入一次迅速倒入(3)使硫酸与naoh溶液混合均匀的正确操作是_(填字母标号)。a用温度计小心搅拌b揭开硬纸片用玻璃棒搅拌c轻轻地振荡烧杯d用套在温度计上的环形玻璃棒轻轻地搅动(4)实验数据如下表：请填写下表中的空白：温度实验次数起始温度t1终止温度t2/温度差平均值(t2t1)h2so4naoh平均值126.226.026.129.5_227.027.427.232.3325.925.925.929.2426.426.226.329.8近似认为0.55 mol/l naoh溶液和0.25 mol/l硫酸溶液的密度都是1 g/cm3，中和后生成溶液的比热容c4.18 j/(g)。则中和热h_(取小数点后一位)。上述实验数值结果与57.3 kj/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【解析】(4)起始温度平均值为26.1，终止温度平均值为29.5，故温度差平均值(t2t1)为29.526.13.4。h56.8 kj/mol。【答案】(1)1/2h2so4(aq)naoh(aq)=1/2na2so4(aq)h2o(l)h57.3 kjmol