学年高中化学专题1第1单元第2课时反应热的测量与计算能源的充分利用课件苏教版选修4

1、第第2课时课时反应热的测量与计算能源的充分利用反应热的测量与计算能源的充分利用 1同一化学反应的反应热受哪些因素的影响？同一化学反应的反应热受哪些因素的影响？【答案【答案】同一化学反应的反应热与参加反应的物质的物质同一化学反应的反应热与参加反应的物质的物质的量、物质的聚集状态、反应条件有关。的量、物质的聚集状态、反应条件有关。2你是怎样理解化学反应中的能量变化的？你是怎样理解化学反应中的能量变化的？【答案【答案】化学反应在生成新物质的同时，还伴随着能量的化学反应在生成新物质的同时，还伴随着能量的变化，而能量的变化通常表现为热量的变化。许多化学反应有变化，而能量的变化通常表现为热量的变化。许多化

2、学反应有放热现象，如可燃物的燃烧、铝与盐酸的反应等；也有的化学放热现象，如可燃物的燃烧、铝与盐酸的反应等；也有的化学反应有吸热现象，如反应有吸热现象，如CaCO3、KMnO4等的分解。等的分解。1知道盖斯定律的内容。能用盖斯定律进行有关反应热知道盖斯定律的内容。能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。的简单计算。2通过有关反应热计算的学习过程，掌握有关反应热计通过有关反应热计算的学习过程，掌握有关反应热计算的方法和技巧，以进一步提高计算能力。算的方法和技巧，以进一步提高计算能力。3掌握并理解燃烧热的概念。掌握并理解燃烧热的概念。4了解我国的能源状况，树立能源开发和利用新能源的了解我国的能源状况，

3、树立能源开发和利用新能源的意识。意识。反应热的测量反应热的测量(1)原理：中和反应的反应热原理：中和反应的反应热Hcmt。c：为体系的比热容，指单位质量的物质温度升高：为体系的比热容，指单位质量的物质温度升高_所需吸收的能量。所需吸收的能量。t：反应后与反应前的：反应后与反应前的_。笃学一笃学一反应热的测量反应热的测量1 温度差温度差(2)仪器仪器量热计量热计测定反应前后溶液的温度测定反应前后溶液的温度使反应充分进行，体系的温度均匀使反应充分进行，体系的温度均匀保温作用保温作用反应容器反应容器1.内容内容一个化学反应，无论是一步完成，还是分几步完成，其总一个化学反应，无论是一步完成，还是分几步

4、完成，其总的热效应的热效应_。即化学反应的焓变只与反应的。即化学反应的焓变只与反应的_和和_有关，而与反应的有关，而与反应的_无关。无关。笃学二笃学二盖斯定律盖斯定律完全相同完全相同始态始态终态终态途径途径2理解理解途径角度途径角度始态始态终态终态反应热反应热放热放热吸热吸热1.概念概念_时，时，_纯物质纯物质_燃烧生成燃烧生成_的氧的氧化物时所放出的热量。化物时所放出的热量。2表达形式表达形式(1)符号：符号：H为为_(填填“”或或“”)或或H_0。(2)单位：单位：_。笃学三笃学三标准燃烧热标准燃烧热101 kPa1 mol完全完全稳定稳定3解释解释完全燃烧生成稳定的氧化物是指：完全燃烧生

5、成稳定的氧化物是指：C_，H2_，N_。4意义意义例如：例如：C的标准燃烧热为的标准燃烧热为393.5 kJmol1，表示在，表示在_时，时，_C完全燃烧生成完全燃烧生成_时放出时放出393.5 kJ的热量。的热量。CO2(g)H2O(l)N2(g)101 kPa1 molCO2【慎思【慎思2】 相同质量的相同质量的H2分别与分别与O2完全反应时生成液态水完全反应时生成液态水和气态水，哪一个放出的热量多？和气态水，哪一个放出的热量多？【答案【答案】设设H2O(g)=H2O(l)放出的热量为放出的热量为Q，比较两者，比较两者放出热量多少时可根据盖斯定律设计成如下图过程：放出热量多少时可根据盖斯定

6、律设计成如下图过程：因为因为Q1Q2Q，所以，所以Q1Q2。因此，生成液态水放出。因此，生成液态水放出的热量多。的热量多。【答案【答案】D中和热中和热(1)概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O时的反应热时的反应热(即所放出的热量即所放出的热量)。(2)强酸、强碱稀溶液中和热的表示方法：强酸、强碱稀溶液中和热的表示方法：H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1。中和热及其测定注意事项中和热及其测定注意事项(3)理解时应注意理解时应注意稀溶液是指溶液浓度小，酸或碱都完全电离的状态。稀溶液是指溶液浓度小，酸或碱都完全电

7、离的状态。中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离的吸热所伴随的热效应。热、电解质电离的吸热所伴随的热效应。中和反应的实质是中和反应的实质是H和和OH结合生成结合生成H2O，若反应过，若反应过程中有其他物质生成，这部分反应热也不在中和热内。程中有其他物质生成，这部分反应热也不在中和热内。【例【例1】某实验小组设计用某实验小组设计用50 mL 0.5 molL1盐酸跟盐酸跟50 mL 0.55 molL1 NaOH溶液在如右图装置中进行中和反应以溶液在如右图装置中进行中和反应以测定中和热。请回答下列问题：测定中和热。请回答下列问题

8、：(1)若因反应中有放热现象而造成少量盐酸在反应中挥若因反应中有放热现象而造成少量盐酸在反应中挥发，则测得的中和热数值发，则测得的中和热数值_(填填“偏大偏大”“”“偏小偏小”或或“不变不变”)。(2)实验中若改用实验中若改用60 mL 0.50 molL1盐酸与盐酸与50 mL 0.55 molL1氢氧化钠溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的氢氧化钠溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量热量_(填填“相等相等”或或“不相等不相等”，下同，下同)，所求的中和，所求的中和热热_，理由是，理由是_。(3)该实验小组做了三次实验，每次取溶液该实验小组做了三次实验，每次取溶液50 mL，并记录，

9、并记录原始数据如下：原始数据如下：实验实验序号序号起始温度起始温度(t1)/终止温终止温度度(t2)/温差温差(t2t1)/盐酸盐酸NaOH溶液溶液平均值平均值125.124.925.031.66.6225.125.125.131.86.7325.125.125.131.96.8已知盐酸、已知盐酸、NaOH溶液的密度近似为溶液的密度近似为1 gcm3，中和后混，中和后混合液的比热容合液的比热容c4.18 J(g)1，则该反应的中和热，则该反应的中和热H_。解析解析中和热测定实验主要注意如何防止或减少热量的散中和热测定实验主要注意如何防止或减少热量的散失，还要注意中和热的定义及中和热的计算。失，

10、还要注意中和热的定义及中和热的计算。答案答案(1)偏小偏小(2)不相等相等不相等相等60 mL 0.50 molL1 盐酸和盐酸和50 mL 0.55 molL1NaOH溶液反应能生成溶液反应能生成0.027 5 mol H2O，而，而50 mL 0.50 molL1盐酸与盐酸与50 mL 0.55 molL1NaOH溶液反应只能溶液反应只能生成生成0.025 mol H2O，因此所放出的热量不同。但中和热是指，因此所放出的热量不同。但中和热是指酸与碱发生中和反应生成酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时所放出的热量，与酸、时所放出的热量，与酸、碱的用量无关，因此所求中和热相等碱的用量无关

11、，因此所求中和热相等(3)56.01 kJmol1中和热的测定应注意以下几点：中和热的测定应注意以下几点：(1)酸碱溶液应当用强酸、强碱的稀溶液酸碱溶液应当用强酸、强碱的稀溶液(0.1 0.5 mol/L)。测定中和热不能用浓酸或浓碱，因浓酸或浓碱溶于水一测定中和热不能用浓酸或浓碱，因浓酸或浓碱溶于水一般都要放热。般都要放热。测定中和热时不能用弱酸或弱碱，因弱酸或弱碱在水溶测定中和热时不能用弱酸或弱碱，因弱酸或弱碱在水溶液中不能完全电离，若改用弱酸或弱碱，它们电离时要吸收一液中不能完全电离，若改用弱酸或弱碱，它们电离时要吸收一部分热量。部分热量。(2)要使用同一温度计。要使用同一温度计。分别先

12、后测量酸、碱及混合液的温度时，测定一种溶液后分别先后测量酸、碱及混合液的温度时，测定一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。温度计的水银球部分要完全必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。温度计的水银球部分要完全浸入溶液中，且要稳定一段时间再记下读数。浸入溶液中，且要稳定一段时间再记下读数。(3)实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷却实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷却至室温，才能使用。至室温，才能使用。(4)操作时动作要快，尽量减少热量的散失。操作时动作要快，尽量减少热量的散失。(5)实验时可使一种反应物稍过量，以保证另一反应物完实验时可使一种反应物稍过量，以保证另一反应物完全反应，

13、生成全反应，生成1 mol H2O。但在计算时，应取二者中量小的一。但在计算时，应取二者中量小的一种，因为过量的酸或碱并不参与中和反应。种，因为过量的酸或碱并不参与中和反应。(6)重复实验三次，取其平均值，以减小误差。重复实验三次，取其平均值，以减小误差。【体验【体验1】实验室利用如右下图装置进行中和热的测定，实验室利用如右下图装置进行中和热的测定，请回答下列问题：请回答下列问题：(1)该图中有两处的仪器未画出，它们是该图中有两处的仪器未画出，它们是_、_。(2)在操作正确的前提下，提高中和热测定准确性的关键在操作正确的前提下，提高中和热测定准确性的关键是是 _。(3)做一次完整的中和热测定实

14、验，温度计需使用做一次完整的中和热测定实验，温度计需使用_次。次。(4)把温度为把温度为13 ，浓度为，浓度为1.0 molL1的酸溶液和的酸溶液和1.1 molL1的碱溶液各的碱溶液各50 mL混合混合(溶液密度均为溶液密度均为1 gmL1，生，生成溶液的比热容成溶液的比热容c4.184 Jg11)，轻轻搅拌，测得酸碱，轻轻搅拌，测得酸碱混合液的温度变化数据如下：混合液的温度变化数据如下：【答案【答案】(1)环形玻璃搅拌棒烧杯上方的泡沫塑料盖环形玻璃搅拌棒烧杯上方的泡沫塑料盖(2)提高装置的保温效果提高装置的保温效果(3)3(4)56.9 kJmol152.7 kJmol1NH3H2O是弱碱

15、，一部分电离，发生电离时要吸热，是弱碱，一部分电离，发生电离时要吸热，中和时放热较少中和时放热较少【解析【解析】本题重点考查中和热测定基本步骤和数据处理。本题重点考查中和热测定基本步骤和数据处理。运用盖斯定律解题常用的方法运用盖斯定律解题常用的方法2加合法加合法加合法即运用所给热化学方程式通过加减的方法得到新的加合法即运用所给热化学方程式通过加减的方法得到新的热化学方程式的方法。热化学方程式的方法。(1)热化学方程式同乘以某一个数时，反应热数值也必须热化学方程式同乘以某一个数时，反应热数值也必须乘上该数。乘上该数。(2)热化学方程式相加减时，同种物质之间可相加减，反热化学方程式相加减时，同种物

16、质之间可相加减，反应热也随之相加减。应热也随之相加减。(3)将一个热化学方程式颠倒时，将一个热化学方程式颠倒时，H的的“”或或“”号号必须随之改变。必须随之改变。(4)解题的一般步骤是：首先确定待求的方程式，然后观解题的一般步骤是：首先确定待求的方程式，然后观察待求方程式中的各物质在已知方程式中的位置，最后根据未察待求方程式中的各物质在已知方程式中的位置，最后根据未知方程式中各物质的化学计量数和位置的需要对已知方程式进知方程式中各物质的化学计量数和位置的需要对已知方程式进行处理行处理(包括调整化学计量数或调整反应方向，然后把各方程包括调整化学计量数或调整反应方向，然后把各方程式叠加并检验式叠加

17、并检验)。【例【例2】在在298 K、100 kPa时，已知：时，已知：2H2O(g)=O2(g)2H2 (g)H1Cl2 (g)H2 (g)=2HCl(g)H22Cl2 (g)2H2O(g)=4HCl(g)O2(g)H3则则H3与与H1和和H2间的关系正确的是间的关系正确的是()AH3H12H2BH3H1H2CH3H12H2DH3H1H2解析解析第三个方程式可由第二个方程式乘以第三个方程式可由第二个方程式乘以2与第一个方与第一个方程式相加得到，由盖斯定律可知程式相加得到，由盖斯定律可知H3H12H2。答案答案A应用盖斯定律进行热化学方程式相加应用盖斯定律进行热化学方程式相加(或减或减)时，做

18、到：时，做到：(1)左侧左侧(即反应物即反应物)加加(或减或减)左侧；左侧；(2)右侧右侧(即生成物即生成物)加加(或减或减)右侧；右侧；(3)在此过程中已知化学方程式要扩大或缩小相应的倍数在此过程中已知化学方程式要扩大或缩小相应的倍数以消去中间产物；以消去中间产物；(4)据化学方程式的变化确定反应热的变化。据化学方程式的变化确定反应热的变化。【体验【体验2】已知金刚石和石墨分别在氧气中完全燃烧的热已知金刚石和石墨分别在氧气中完全燃烧的热化学方程式为化学方程式为C(金刚石，金刚石，s)O2(g)=CO2(g)H1395.41 kJmol1；C(石墨，石墨，s)O2(g)=CO2(g)H2393

19、.51 kJmol1，则金刚石转化为石墨时的热化学方程式为，则金刚石转化为石墨时的热化学方程式为_。由此看来更稳定的碳的同素异形体为。由此看来更稳定的碳的同素异形体为_。【答案【答案】C(金刚石，金刚石，s)=C(石墨，石墨，s)H1.90 kJmol1石墨石墨【解析【解析】由盖斯定律知，要得到金刚石和石墨的转化关由盖斯定律知，要得到金刚石和石墨的转化关系，可将两个热化学方程式相减：系，可将两个热化学方程式相减：C(金刚石，金刚石，s)=C(石墨，石墨，s)HH1H2395.41 kJmol1393.51 kJmol11.90 kJmol1，即，即C(金刚石，金刚石，s)=C(石墨，石墨，s)

20、H1.90 kJmol1。可见金刚石转化为石墨放出热量，说明石墨。可见金刚石转化为石墨放出热量，说明石墨的能量更低，比金刚石稳定。的能量更低，比金刚石稳定。1标准燃烧热是反应热的一种，其标准燃烧热是反应热的一种，其H的符号为的符号为“”或或H0。225 、101 kPa时，可燃物完全燃烧，生成稳定的氧时，可燃物完全燃烧，生成稳定的氧化物。如化物。如C完全燃烧应生成完全燃烧应生成CO2(g)，而生成，而生成CO(g)属于不完全属于不完全燃烧。又如燃烧。又如H2燃烧生成液态燃烧生成液态H2O，而不是水蒸气。，而不是水蒸气。3标准燃烧热通常是由实验测得的。可燃物以标准燃烧热通常是由实验测得的。可燃物

21、以1 mol纯物纯物质作为标准进行测量。质作为标准进行测量。在理解标准燃烧热时应注意的问题在理解标准燃烧热时应注意的问题【例【例3】已知：已知：2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566 kJmol1，下列说法正确的是，下列说法正确的是()ACO的燃烧热为的燃烧热为283 kJmol1BCO的燃烧热为的燃烧热为566 kJmol1CCO的燃烧热的燃烧热H283 kJmol1D下图可表示由下图可表示由CO生成生成CO2的反应过程和能量关系的反应过程和能量关系解析解析CO的燃烧热为的燃烧热为283 kJmol1，D项图中的量标示项图中的量标示有错误，应标为有错误，应标为2 mol CO和和2

22、mol CO2。答案答案C燃烧热的叙述有两种形式：一是用文字表示，此时只能用燃烧热的叙述有两种形式：一是用文字表示，此时只能用相应的数值和单位，不能用相应的数值和单位，不能用“”号，如乙炔的燃烧热为号，如乙炔的燃烧热为1 300 kJmol1；二是用；二是用H表示，此时需用负号表示，如乙炔表示，此时需用负号表示，如乙炔的燃烧热的燃烧热H1 300 kJmol1。【答案【答案】A【解析【解析】标准燃烧热是指在标准燃烧热是指在25 、101 kPa时，时，1 mol 纯纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量。因此正丁烷完物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量。因此正丁烷完全燃烧产物应为全燃烧产物应为CO2(g)和和H2O(l)，所以正丁烷的标准燃烧热为，所以正丁烷的标准燃烧热为H 2 878 kJmol1。实验探究二盖斯定律在解决实际问题中的应用实验探究二盖斯定律在解决实际问题中的应用请回答：请回答：(1)根据以上数据，写出根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应的热化学方程与水蒸气反应的热化学方程式：式：_。(2)比较反应热数据可知，比较反应热数据可知，1 mol CO(g