反应热的测量和计算(公开课)

化学反应与能量变化 第一单元化学反应中的热效应 1 2反应热的测量和计算 2020年3月22日星期日 1 4 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 1 氢气在氯气中燃烧生成1摩氯化氢气体 放出92 3kJ的热量 课前检测 写出下列反应的热化学方程式 25 101kPa时 2 氢氧化钠溶液与硫酸溶液反应生成2摩液态水 放出114 6KJ的热量 3 1摩石墨转化为金刚石固体需吸收1 5KJ的热量 2 交流与讨论 在前面的热化学方程式中提供了几个反应热的数据 那么 这些数据是通过什么途径获得的呢 计算获得 实验测得 3 量热计 一 反应热的测定 1 实验仪器 4 1 实验仪器 简易量热计 5 思考 1 量热计直接测得的数据是焓变的数值吗 不是 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 cm t 6 Q c m tQ 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 t 反应前后最大的温度差 2 实验原理 我们如何得到上述数据呢 观看实验演示 7 20 00 20 00 21 00 20 00 20 40 21 20 23 45 23 50 23 35 20 00 20 20 21 10 3 45 3 30 2 25 请算出该反应的Q 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 8 在稀溶液中 强酸与强碱发生中和反应而生成1mol液态水时的反应热叫做中和热 Q 1 4kJ H 1 4kJ mol H 中 1 4 40kJ mol 56kJ mol 强酸 强碱反应 H aq OH aq H2O l H 57 3kJ moL H aq OH aq H2O l H 56kJ moL 9 问题探究 有人建议用50mL0 55mol LNaOH进行上述实验 测得的中和热数值会更加准确 为什么 可以保证盐酸完全反应 使测得的热量更加准确 如果按照同样的方法和同样数据测定盐酸和氢氧化钾或硝酸和氢氧化钠溶液的反应热 结果所得到的反应热数值基本相同 为什么 10 注意 中和热测定时 溶液的浓度宜不宜 中和热的热化学方程式书写时H2O的系数必须为 用文字叙述时用值 但用 H叙述时必须用值 小 大 1 正 负 例如 HCl aq NaOH aq NaCl aq H2O l 57 3kJ mol文字叙述 该反应的中和热为 H为 57 3kJ mol 57 3kJ mol 11 如何测出反应 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 H1 H3 H2 393 5kJ mol 283 0kJ mol 110 5kJ mol 应用了什么规律 H1 H2 H3 12 一个化学反应 无论是一步完成 还是分几步完成 其总的热效应是完全相同的 即 焓变 H 只与始末状态有关 而与反应的途径无关 二 间接计算 盖斯定律 如何理解盖斯定律 H H1 H2 H H 13 1 根据下列反应的焓变 计算C 石墨 与H2 g 反应生成1molC2H2 g 的焓变 C 石墨 O2 g CO2 g H 393 5KJ mol2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6KJ mol2C2H2 g 5O2 g 4CO2 g 2H2O l H 2599 2KJ mol 问题解决 14 2 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 问题解决 15 有些化学反应进行很慢或不易直接发生 很难直接测得这些反应的反应热 可通过盖斯定律获得它们的反应热数据 关键 目标方程式的 四则运算式 的导出 方法 写出目标方程式确定 过渡物质 要消去的物质 然后用消元法逐一消去 过渡物质 导出 四则运算式 注意 1 计量数的变化与反应热数值的变化要对应2 反应方向发生改变反应热的符号也要改变 盖斯定律的应用 16 1 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 P4 s 白磷 5O2 g P4O10 s 2983 2kJ mol P s 红磷 5 4O2 g 1 4P4O10 s 738 5kJ mol 试写出白磷转化为红磷的热化学方程式 跟踪训练 17 2 已知胆矾溶于水时溶液温度降低 室温下将1mol无水硫酸铜制成溶液时放出热量为Q1kJ 又知胆矾分解的热化学方程式为 H Q2kJ mol 则Q1与Q2的关系为 A Q1Q2 C Q1 Q2 D 无法确定 跟踪训练 18 3 已知 2C S O2 g 2CO g H 221 0kJ mol 2H2 g O2 g 2H2O g H 483 6kJ mol则制备水煤气的反应C S H2O g CO g H2 g 的 H为 A 262 6kJ molB 131 3kJ molC 352 kJ molD 131 3kJ mol D 跟踪训练 19 4 按照盖斯定律 结合下述反应方程式 回答问题 已知 1 NH3 g HCl g NH4Cl s H1 176kJ mol 2 NH3 g H2O l NH3 H2O aq H2 35 1kJ mol 3 HCl g H2O l HCl aq H3 72 3kJ mol 4 N