反应热的测量与计算

1、反应热的测量与计算反应热的测量与计算专题专题1 1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化第一单元第一单元 化学反应的热效应化学反应的热效应例：例：25时，时，1克甲烷气体完全燃烧生成克甲烷气体完全燃烧生成CO2气体和液态水，放出气体和液态水，放出55.64kJ热量，写出该热量，写出该反应的热化学方程式。反应的热化学方程式。练习练习2：N2(g)与与H2(g)反应生成反应生成17gNH3(g)，放，放出出46.1kJ热量，写出该反应的热化学方程式热量，写出该反应的热化学方程式练习练习3：发射卫星时可用肼（：发射卫星时可用肼（N2H4）作燃料，）作燃料，已知在已知在298K时时1克肼气体燃烧生成克

2、肼气体燃烧生成N2和水蒸气，和水蒸气，放出放出16.7KJ的能量。的能量。能量的数据如何得到？能量的数据如何得到？一、反应热的测量一、反应热的测量【活动与探究】阅读课本【活动与探究】阅读课本p6p6实验，了解实验原理和步骤实验，了解实验原理和步骤. .最直接的方法是通过实验测得。最直接的方法是通过实验测得。（1）实验药品：）实验药品： 50 mL、0.50 mol/L的的盐酸盐酸和和50 mL、0.50 mol/L氢氧化钠氢氧化钠溶液溶液（2）实验仪器：）实验仪器：在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯杯使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平口与大烧杯杯

3、口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡然后再在大、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）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搅拌棒通过用量筒量取用量筒量取50 mL 0.50 mol/L盐酸，倒入小烧杯中，盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记录并用温度计测量盐酸的温度，记录,然后把温度计上的酸然后把温度计上的酸用水冲洗干净用水冲洗干净。温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗后的溶液能温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗后的溶液能否倒

4、入小烧杯？为什么？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，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。会使总溶液的质量增加，而导致实验结果误差。（3 3）. .实验步骤：实验步骤：用用另一个量筒另一个量筒量取量取50 mL 0.50 mol/L NaOH溶液，并溶液，并用温度计测量用温度计测量NaOH溶液的温度，记录。把温度计和环形溶液的温

5、度，记录。把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶溶液一次倒入小烧杯。液一次倒入小烧杯。.酸、碱混合时，为何要把量筒中的酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOHNaOH溶液一次溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？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。缓，将会使热量损失而使误差增大。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的取混合溶液的最高温度最高温度，记为终止温度，记入，记为终止温

6、度，记入下表。下表。 实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒？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？为什么？不能。因为铜丝易导热，使热量损失较大不能。因为铜丝易导热，使热量损失较大重复实验三次，取测量所得数据的平均值作重复实验三次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。为计算依据。 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可以求得反应吸收或放出的热量Q = c m t4、问题与讨论、问题与讨论1 1）有人建议用）有人建议用50mL0.55mol/LNaOH50m

7、L0.55mol/LNaOH进行上述实验，测进行上述实验，测得的中和热数值会更加准确。为什么？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。使测得的热量更准确。可以保证盐酸完全反应。使测得的热量更准确。2 2）如果用同样的方法测定氢氧化钾与盐酸反应、氢）如果用同样的方法测定氢氧化钾与盐酸反应、氢氧化钠与硝酸反应的反应热，请预测其反应热是否相氧化钠与硝酸反应的反应热，请预测其反应热是否相同，并设计实验方案加以验证。同，并设计实验方案加以验证。实验的结果相同，因为三个反应的本实验的结果相同，因为三个反应的本质一样，都是质一样，都是H+OH- =H2O。中和热中和热 概念概念: 在在稀稀

8、溶液中溶液中, ,酸与碱中和反应生成酸与碱中和反应生成1molH1molH2 2O O, ,这时的反应热叫中和热这时的反应热叫中和热.H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l); H= 57.3kJ.moL-1表示强酸与强碱在稀溶液中发生中和反应的热化学方程式表示强酸与强碱在稀溶液中发生中和反应的热化学方程式NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) H= 57.3kJ.moL-1KOH(aq)+HNO3(aq)=KNO3(aq)+H2O(l) H= 57.3kJ.moL-1NaOH(aq)+1/2H2SO4(aq)=1/2Na2SO4(aq)+H2O(l) H= 57.

9、3kJ.moL-12NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l) H= 114.6kJ.moL-1问题探究问题探究 判断下列实验操作对判断下列实验操作对中和热中和热测定的数测定的数值有如何影响？填变大变小或者不变。值有如何影响？填变大变小或者不变。用相同浓度和体积的氨水代替用相同浓度和体积的氨水代替NaOHNaOH溶液进行实验溶液进行实验用相同浓度和体积的醋酸代替稀盐酸溶液进行实验用相同浓度和体积的醋酸代替稀盐酸溶液进行实验 变变 小小;因为一水合氨为弱电解质，其电离时要吸因为一水合氨为弱电解质，其电离时要吸热，故将使测得结果偏小。热，故将使测得结果偏小。若实验中

10、改用若实验中改用100 mL 0.50 mol/L100 mL 0.50 mol/L的盐酸和的盐酸和100 100 mL 0.50 mol/LmL 0.50 mol/L的的NaOHNaOH溶液，所测中和热的数值是溶液，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否约为本实验结果的二倍（假定各步操作没有失误）？误）？否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时放出的热量，其数值与反应物的量的多少无关，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（若所有操作故所测结果应基本和本次实验结果相同（若所

11、有操作都准确无误，且无热量损失，则二者结果相同）。都准确无误，且无热量损失，则二者结果相同）。例、在量热计中例、在量热计中(如图如图)将将100 mL 0.50 mol/L的的CH3COOH溶液与溶液与100 mL 0.55 mol/L NaOH溶液混合，温度从溶液混合，温度从298.0 K升高到升高到300.7 K。已知量热计的热容常数。已知量热计的热容常数(量热计各部件每升高量热计各部件每升高1 K所所需要的热量需要的热量)是是150.5 J/K，溶液密度均为，溶液密度均为1 g/mL，生成溶液的比热容生成溶液的比热容c4.18 J/(gK)。 (1)CH3COOH的中和热的中和热H_。

12、(2)CH3COOH的中和热的文献值为的中和热的文献值为56.1 kJmol1，你认为你认为(1)中测得的实验值偏差可能的原因是中测得的实验值偏差可能的原因是_。53.28 kJmol1量热计的保温瓶绝热效果不好；量热计的保温瓶绝热效果不好；酸碱混合不迅速；酸碱混合不迅速；温度计不够精确温度计不够精确 (3)实验中实验中NaOH过量的目的是过量的目的是_。 (4)你认为你认为CH3COOH的中和热与的中和热与HCl的中和热数值相比，的中和热数值相比，_较大，其原因是较大，其原因是_。保证保证CH3COOH完全被中和，从而提高实验准确度完全被中和，从而提高实验准确度HClCH3COOH是弱酸，电

13、离吸热是弱酸，电离吸热定义：定义： l mol可燃可燃物质物质完全燃烧完全燃烧生成生成稳定的物质稳定的物质时放出的时放出的热量，叫做该物质的燃烧热。在热量，叫做该物质的燃烧热。在101kPa，25 的条件的条件下的燃烧热又叫做标准燃烧热。下的燃烧热又叫做标准燃烧热。衡量燃料燃烧放出热量大小的物理量衡量燃料燃烧放出热量大小的物理量定义：在定义：在101kPa时，时，l g物质物质完全燃烧完全燃烧的反应热。的反应热。二、标准燃烧热与热值二、标准燃烧热与热值关于燃烧热的理解：关于燃烧热的理解：研究条件：研究条件： 25 ,101 kPa反应程度：完全燃烧反应程度：完全燃烧燃烧物的物质的量：燃烧物的物

14、质的量：1 mol研究内容：放出的热量。（研究内容：放出的热量。（H0，单位，单位kJ/mol）在未有特别说明的情况下，外界压强一般指在未有特别说明的情况下，外界压强一般指25，101 kPa。所谓完全燃烧也是完全氧化，它是指物质中的下。所谓完全燃烧也是完全氧化，它是指物质中的下列元素完全转变成对应的稳定物：列元素完全转变成对应的稳定物：如：如：CCO2(g)； HH2O(l)； SSO2(g)； ClHCl(g)； NN2(g)概念辨析概念辨析1.1.下列各组物质的标准燃烧热相等的是下列各组物质的标准燃烧热相等的是：（：（ ）A. A. 碳和一氧化碳碳和一氧化碳 B. 1molB. 1mol

15、碳和碳和2mol2mol碳碳C. 1molC. 1mol乙炔和乙炔和2mol2mol碳碳 D. D. 淀粉和纤维素淀粉和纤维素BH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)； = -285.8 kJ/molHH2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)； = -241.8 kJ/molH2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)； = -483.6 kJ/molH2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)； = -571.6 kJ/molH2.2.已知热化学方程式：已知热化学方程式：则氢气的则氢气的标准标准燃烧热为：燃烧热为：285.8 kJ/mol 3下列热化学方程式书写正确的是下列热化学方程式书写

16、正确的是(H的绝对值均正确的绝对值均正确)() AC2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(g) H1 367.0 kJ/mol(燃烧热燃烧热) BNaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l) H57.3 kJ/mol(中和热中和热) CS(s)O2(g)=SO2(g)H296.8 kJ/mol(反应热反应热) D2NO2=O22NOH116.2 kJ/mol(反应热反应热) 【答案】【答案】CD小结：标准燃烧热和中和热的区别与联系小结：标准燃烧热和中和热的区别与联系1mol反应物完全燃反应物完全燃烧时放出的热量；烧时放出的热量；不同反应物，标准不同反应物，标准燃

17、烧热不同。燃烧热不同。生成生成1mol水时放出水时放出的热量；强酸与强的热量；强酸与强碱的中和热都约为碱的中和热都约为57.3kJ/mol 。标准燃烧热标准燃烧热中和热中和热相同点相同点不同点不同点能量变化能量变化H标准标准含义含义放热反应放热反应H0；单位：；单位：kJ/mol 1mol可燃物可燃物生成生成1mol水水三、反应热的计算三、反应热的计算例例1 已知下列热化学方程式：已知下列热化学方程式：2H2(g)O2(g)=2H2O(g) H483.6 kJmol1，则，则的的H 241.8 kJmol1,2H2O(g)= 2H2(g)O2(g) 的的H483.6 kJmol1。【交流与讨论

18、】【交流与讨论】 如何测定如何测定C(s)+1/2OC(s)+1/2O2 2(g)=CO(g)(g)=CO(g)的反应热的反应热H H？能直接测定吗？如何测？能直接测定吗？如何测？若不能直接测，怎么办？若不能直接测，怎么办？例例2 已知：已知：C(s)O2(g)=CO2(g) H1 393.5 kJmol1C(s)+ 1/2O2(g)=CO(g) H2 ？ kJmol1 CO(g)1/2O2(g)=CO2(g) H3 283.0 kJmol1 你能从方程式叠加的角度分析这三个方程式存在你能从方程式叠加的角度分析这三个方程式存在的关系吗？的关系吗？反应热之间的数量关系呢？反应热之间的数量关系呢？

19、=+H1= H2+ H3从方程式的意义着手分析从方程式的意义着手分析 ，你想到了什么？，你想到了什么？ 110.5适时归纳：适时归纳：若一个化学反应由始态转化为终态可通过不同若一个化学反应由始态转化为终态可通过不同的的途径途径(如图如图)，则则H与与H1、H2、 H3、H4、H5 之间有之间有何关系？何关系？HH1H2 H3H4H5 不管化学反应是一步完成或分几步完不管化学反应是一步完成或分几步完成，其总的热效应是完全相同的。成，其总的热效应是完全相同的。 化学反应的焓变（化学反应的焓变（HH）只与反应体系）只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。的始态和终态有关，而与反应的途径无关

20、。 盖斯定律应用盖斯定律应用（1）若一个反应的焓变）若一个反应的焓变H=a kJmolkJmol 1 1，则其逆反，则其逆反 应的焓变应的焓变H=-a kJmolkJmol 1 1（2 2）若一个化学反应方程式可由另外几个反应）若一个化学反应方程式可由另外几个反应 的化学方程式相加减而得到，则该反应的的化学方程式相加减而得到，则该反应的 焓变亦可以由这几个反应的焓变相加减而焓变亦可以由这几个反应的焓变相加减而 得到。得到。例3：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(石墨石墨)+O2(g)=CO2(g) H1 = 393.5kJ.mol-12H2

21、(g)+O2(g)=2H2O(l)H2=571.6kJ.mol-12C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H3=2599.2kJ.mol-1 2C(石墨石墨)+H2 (g)= C2H2(g) H = ？=2 + 1/2 1/2 H =2 H1 + 1/2 H2 1/2 H3 （393.5)+1/2 (571.6)1/2(2599.2)=+226.8kJ.mol-1 注意：注意：1、计量数的变化与反应热数值的变化要对应、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、反应方向发生改变反应热的符号也要改变练习练习1：发射火箭，所用的能量来自于：

22、发射火箭，所用的能量来自于N2H4（肼）（肼）在在NO2中燃烧，生成中燃烧，生成N2、液态、液态H2O。已知：。已知： N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) H1= + 67.2kJ.mol-1 N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) H2=534kJ.mol-1 请写出发射火箭反应的热化学方程式。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-1 练习练习2：已知：已知 CO(g) + 1/2 O2(g) = CO2(g) H1= 283.0 kJ.mol-1 H2(g) + 1/2

23、 O2(g) = H2O(l) H2= 285.8 kJ.mol-1C2H5OH(l) + 3 O2(g) = 2 CO2(g) + 3 H2O(l) H3= 1370 kJ.mol-1 计算计算2CO(g) 4 H2(g)= H2O(l) C2H5OH(l) 的的H 【解】：2 + 4 - = 所以，所以，HH12 H24 H3 283.22 285.84 1370 339.2 kJ.mol-1练习练习3、同素异形体相互转化但反应热相当、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