第一单元化学反应中的热效应

反应热的测量与计算,第一单元化学反应中的热效应,反应热的测定与计算,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,中和热在稀溶液中,酸与碱中和反应时生成1molH2O,这时的反应热叫中和热.,(2).测定原理(测量计算)药品:50ml0.50molL的HCl+50ml0.50molL的NaOH方法:通过先测量稀的强酸与强碱发生中和反应的反应热,然后计算酸碱反应的中和热.H(aq)+OH(aq)=H2O0.025mol0.025mol0.025mol测定值H11mol中和热H=?,+,-,Q=mctQ: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。t：反应前后溶液温度的差值。,我们如何得到上述数据呢？,m的质量为所用酸、碱的质量和，测出参加反应的酸、碱质量相加即可；c需要查阅，t可用温度计测出反应前后的温度相减得到。,问酸、碱反应时，我们用的是它的稀溶液，它们的质量应怎样得到？,量出它们的体积，再乘以它们的密度即可。,(3),计算公式:H=H1kJ/mol=Cmt10-3kJ/mol0.0250.025t:温度的变化,C:热容(一定量物质升高1所需吸收的热量),Q=（V酸酸V碱碱）c（t2t1）,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、0.55mol/LNaOH溶液,实验室测定反应热的简易装置的注意事项:,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，记入下表。,3.用另一个量筒量取50mL0.55mol/LNaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。,.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.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（注意不要洒到外面）。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。,实验中所用HCl和NaOH的物质的量比为何不是11而是NaOH过量？若用HCl过量行吗？,为了保证0.50mol/L的盐酸完全被NaOH中和，采用0.55mol/LNaOH溶液，使碱稍稍过量。若使盐酸过量，亦可。,5.重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。,讨论下列问题,1.本实验中若把50mL0.50mol/L的盐酸改为50mL0.50mol/L醋酸，所测结果是否会有所变化？为什么？2.若改用100mL0.50mol/L的盐酸和100mL0.55mol/L的NaOH溶液，所测中和热的数值是否约为本实验结果的二倍（假定各步操作没有失误）？,答案：1.会有所变化。因为醋酸为弱电解质，其电离时要吸热，故将使测得结果偏小。2.否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成1molH2O时放出的热量，其数值与反应物的量的多少无关，故所测结果应基本和本次实验结果相同（若所有操作都准确无误，且无热量损失，则二者结果相同）。,练习50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/L-1NaOH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，图中尚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”）。（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：。（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”）,环形玻璃搅拌棒,减少实验过程中的热量损失,偏小,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,偏小,偏小,如何测定C(s)+1/2O2(g)=CO(g)的反应热H1,有关热化学方程式的计算盖斯定律,已知CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)H2=-283.0kJ/molC(s)+O2(g)=CO2(g)H3=-393.5kJ/mol,解析：+=，则H1+H2=H3所以，H1=H3-H2=-393.5kJ/mol+283.0kJ/mol=-110.5kJ/mol,求C(s)+1/2O2(g)=CO(g)H1=?,一盖斯定律：,1.盖斯定律的内容:不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热是相同.换句话说,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。,HH1+H2,2.盖斯定律直观化,CO(g),C(s),CO2(g),实例1,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+H2=H3,H1=H3H2=-393.5kJ/mol(-283.0kJ/mol)=-110.5kJ/mol,若多步化学反应相加可得到新的化学反应，则新反应的反应热即为上述多步反应的反应热之和。,总结规律：,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,总结思考：在用方程式叠加计算反应热时要注意哪些问题？,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。,2盖斯定律的应用,例1、已知：H2O(g)=H2O(l)H2=-44kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)H1=-241.8kJ/mol那么，H2的燃烧热H是多少？H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)H=？kJ/mol,H=H1+H2=-285.8kJ/mol,例2、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。,例3、已知下列热化学方程式:2Zn(s)+O2(g)=2ZnO(s)H1=-702.2kJ/mol2Hg(l)+O2(g)=2HgO(s)H2=-181.4kJ/mol由此可知Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l)的H值是？,H=0.5(),H1,H2,=260.4kJ/mol,【例题4】已知CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)H1=283.0kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)H2=285.8kJ/molC2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)H3=-1370kJ/mol试计算2CO(g)4H2(g)=H2O(l)C2H5OH(l)的H,【解】：根据盖斯定律，反应不论是一步完成还是分几步完成，其反应热效应都是相同的。下面就看看反应能不能由三个反应通过加减乘除组合而成，也就是说，看看反应能不能分成几步完成。2+4-=所以，HH12H24H3283.22285.841370339.2kJ/mol,二、能源的分类,按形成和来源分类,来自太阳辐射的能量,来自地球内部的能量,来自月球、太阳对地球的引力能量,太阳能、煤、石油、天然气、生物能、风能,地热、核能,潮汐能,按利用状况分类,常规能源,新能源,水能、天然气、煤炭、石油、生物能,太阳能、风能、地热能、海洋能、核裂变