第2课时 热化学方程式

1、化学化学第第2 2课时热化学方程式课时热化学方程式化学化学 自主学习自主学习 课堂探究课堂探究化学化学教师参考教师参考化学化学 自主学习自主学习【课标要求课标要求】1.1.了解热化学方程式的含义。了解热化学方程式的含义。2.2.掌握热化学方程式的书写。掌握热化学方程式的书写。3.3.通过中和反应反应热的测定通过中和反应反应热的测定, ,初步学习测定反应热的实验方法。初步学习测定反应热的实验方法。化学化学知识衔接知识衔接1.1.化学反应过程究竟是吸热还是放热化学反应过程究竟是吸热还是放热, ,与反应条件没有关系与反应条件没有关系, ,因此因此, ,不能不能根据反应条件来判断一个化学反应是放热反应

2、还是吸热反应。根据反应条件来判断一个化学反应是放热反应还是吸热反应。2.2.判断化学反应是放热反应还是吸热反应方法判断化学反应是放热反应还是吸热反应方法(1)(1)根据反应物和生成物的总能量大小判断。根据反应物和生成物的总能量大小判断。若若E(E(反反)E()E(生生),),该反应为放热反应该反应为放热反应; ;若若E(E(反反)E() 生成物的总键能生成物的总键能, ,该反应为吸热反应该反应为吸热反应; ;若反应物的总若反应物的总键能键能 生成物的总键能生成物的总键能, ,该反应为放热反应。该反应为放热反应。化学化学知识梳理知识梳理参加反应物质的量参加反应物质的量 反应热反应热 能量能量 2

3、5 25 101 kPa 101 kPa 1 mol 1 mol 1 mol 1 mol 放出放出 物质的量物质的量 化学化学思考思考1 1 热化学方程式和化学方程式有什么差异热化学方程式和化学方程式有什么差异? ?提示提示: :物质的状态和物质的状态和条件标注不同条件标注不同热化学方程式要注明物质的聚集状态热化学方程式要注明物质的聚集状态,等号等号上方不标注条件上方不标注条件,而普通化学方程式中不需而普通化学方程式中不需注明所有物质状态注明所有物质状态,但一定要注明条件但一定要注明条件能量表示不同能量表示不同在热化学方程式的右端要注明焓变在热化学方程式的右端要注明焓变,而普通而普通化学方程式

4、不需注明化学方程式不需注明化学计量数不同化学计量数不同热化学方程式中的化学计量数可以是整数热化学方程式中的化学计量数可以是整数,也可以是分数也可以是分数,而普通化学方程式中的化学而普通化学方程式中的化学计量数只能是整数计量数只能是整数意义不同意义不同热化学方程式不仅表明了化学反应中物质热化学方程式不仅表明了化学反应中物质的变化的变化,也表明了化学反应中能量的变化也表明了化学反应中能量的变化,而普通化学方程式只表明了化学反应中的而普通化学方程式只表明了化学反应中的物质变化物质变化化学化学C C化学化学D D化学化学二、中和反应的反应热的测定二、中和反应的反应热的测定1.1.中和反应的反应热中和反

5、应的反应热在稀溶液中在稀溶液中, ,强酸跟强碱发生中和反应生成强酸跟强碱发生中和反应生成 时的反应热时的反应热( (即即所放出的热量所放出的热量),),叫中和反应的反应热。叫中和反应的反应热。2.2.实验原理实验原理通过一定量的酸碱溶液在反应前后温度的变化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计算反应放出的热量, ,由由此求得中和反应的反应热。此求得中和反应的反应热。3.3.实验装置和用品实验装置和用品(1)(1)实验装置实验装置1 mol H1 mol H2 2O O化学化学(2)(2)实验用品实验用品大烧杯大烧杯(500 mL)(500 mL)、小烧杯、小烧杯(1

6、00 mL)(100 mL)、 、量筒、量筒(50 mL)(50 mL)两个、碎泡两个、碎泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板( (中心有两个小孔中心有两个小孔) )、环形玻璃搅拌棒、环形玻璃搅拌棒、0.50 mol/L0.50 mol/L盐酸、盐酸、0.55 mol/L NaOH0.55 mol/L NaOH溶液。溶液。4.4.测量步骤测量步骤温度计温度计化学化学思考思考2 2 不能用铜质搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒原因是什么不能用铜质搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒原因是什么? ?若用醋酸代替若用醋酸代替盐酸进行中和反应反应热的测量盐酸进行中和反应反应热的测量, ,测量反

7、应放出的热量会减小还是增大测量反应放出的热量会减小还是增大? ?提示提示: :因为铜质搅拌棒导热太快因为铜质搅拌棒导热太快, ,造成一些热量散失造成一些热量散失, ,引起误差引起误差; ;醋酸是弱电解醋酸是弱电解质质, ,电离吸收热量电离吸收热量, ,因此测量反应放出的热量会减小。因此测量反应放出的热量会减小。思考思考3 3 中和热的测定结果偏低的原因有哪些中和热的测定结果偏低的原因有哪些? ?提示提示: :(1)(1)用大小两个烧杯组装的量热器中两个烧杯不相平、纸板孔偏大、碎用大小两个烧杯组装的量热器中两个烧杯不相平、纸板孔偏大、碎纸屑填充偏少、搅拌不均匀、保温性能差纸屑填充偏少、搅拌不均匀

8、、保温性能差; ;(2)(2)倒入倒入NaOHNaOH溶液时速度不够快溶液时速度不够快, ,测量时间偏长测量时间偏长, ,导致热量有损失导致热量有损失; ;(3)(3)仪器本身需要吸收热量仪器本身需要吸收热量; ;(4)(4)用同一个量筒用同一个量筒, ,量取了酸后不洗涤就又量取了碱。量取了酸后不洗涤就又量取了碱。化学化学B B【自我检测自我检测】1.1.做中和反应反应热的测定实验中做中和反应反应热的测定实验中, ,应使用的仪器的正确组合是应使用的仪器的正确组合是( ( ) )天平量筒烧杯滴定管温度计试管天平量筒烧杯滴定管温度计试管酒精灯环形玻璃搅拌棒酒精灯环形玻璃搅拌棒A.A.仅仅B.B.仅

9、仅C.C.仅仅D.D.全部全部2.2.在测定中和反应的反应热实验中在测定中和反应的反应热实验中, ,下列说法正确的是下列说法正确的是( ( ) )A.A.使用环形玻璃棒是为了加快反应速率使用环形玻璃棒是为了加快反应速率, ,减小实验误差减小实验误差B.B.为了准确测定反应混合溶液的温度为了准确测定反应混合溶液的温度, ,实验中温度计水银球应与小烧杯底部实验中温度计水银球应与小烧杯底部接触接触C.C.用用0.5 molL0.5 molL-1-1NaOHNaOH溶液分别与溶液分别与0.5 molL0.5 molL-1-1的盐酸、醋酸溶液反应的盐酸、醋酸溶液反应, ,如所如所取的溶液体积相等取的溶液

10、体积相等, ,则测得的中和反应的反应热的数值相同则测得的中和反应的反应热的数值相同D.D.在测定中和反应的反应热的实验中需要使用的仪器有天平、量筒、烧杯、在测定中和反应的反应热的实验中需要使用的仪器有天平、量筒、烧杯、滴定管、温度计滴定管、温度计A A化学化学 课堂探究课堂探究热化学方程式的书写与判断热化学方程式的书写与判断探究一探究一问题导引问题导引: :1.1.同一个化学反应同一个化学反应, ,是否只有一种形式的热化学方程式是否只有一种形式的热化学方程式? ?教师参考教师参考3.3.书写热化学方程式应该注意哪些问题书写热化学方程式应该注意哪些问题? ?化学化学1.1.书写热化学方程式的步骤

11、书写热化学方程式的步骤(1)(1)书写配平的化学方程式。书写配平的化学方程式。(2)(2)注明物质的聚集状态。注明物质的聚集状态。(3)(3)计算计算HH的数值。的数值。(4)(4)写出写出HH的数值、符号及单位。的数值、符号及单位。2.2.热化学方程式的书写注意事项热化学方程式的书写注意事项(1)(1)注明测注明测HH的条件的条件反应热反应热HH与测定条件与测定条件( (温度、压强等温度、压强等) )有关。绝大多数有关。绝大多数HH是在是在25 25 、101 325 Pa101 325 Pa下测定的下测定的, ,此时可不注明温度和压强。此时可不注明温度和压强。(2)(2)注明注明HH的数值

12、、单位及正、负号的数值、单位及正、负号放热反应放热反应HH为为“-”;-”;若为吸热反应若为吸热反应HH为为“+”+”。HH的单位一般为的单位一般为kJ/molkJ/mol。(3)(3)注明物质的聚集状态注明物质的聚集状态注意反应物和产物的聚集状态不同注意反应物和产物的聚集状态不同, ,其能量不同其能量不同, ,反应热数值以及符号都可能反应热数值以及符号都可能不同。因此不同。因此, ,必须注明物质的聚集状态必须注明物质的聚集状态,s,s、l l、g g分别表示固态、液态和气态分别表示固态、液态和气态, ,水溶液用水溶液用aqaq表示。表示。化学化学(4)(4)注意化学计量数注意化学计量数热化学

13、方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量, ,并并不表示物质的分子或原子数不表示物质的分子或原子数, ,因此化学计量数可以是整数因此化学计量数可以是整数, ,也可以是分数。也可以是分数。(5)(5)注意热化学方程式是表示反应已完成的数量注意热化学方程式是表示反应已完成的数量,H,H与反应完成物质的量有关与反应完成物质的量有关, ,与可逆反应的投料物质的量无关与可逆反应的投料物质的量无关, ,如果化学计量数加倍如果化学计量数加倍, ,则则HH也要加倍。当反也要加倍。当反应逆向进行应逆向进行, ,其反应热与正反应的反

14、应热数值相等其反应热与正反应的反应热数值相等, ,符号相反。符号相反。化学化学【典例典例1 1】 发射卫星时可用肼发射卫星时可用肼(N(N2 2H H4 4, ,液体液体) )为燃料为燃料, ,用二氧化氮为氧化剂用二氧化氮为氧化剂, ,这这两种物质反应生成氮气和水蒸气。已知两种物质反应生成氮气和水蒸气。已知16 g16 g肼和二氧化氮完全反应时放出肼和二氧化氮完全反应时放出的热量为的热量为283.925 kJ283.925 kJ。试计算试计算1 mol1 mol肼和二氧化氮完全反应时放出的热量为肼和二氧化氮完全反应时放出的热量为 kJ;kJ;写出肼与二写出肼与二氧化氮反应的热化学方程式氧化氮反

15、应的热化学方程式 。化学化学借题发挥借题发挥 书写及判断热化学方程式正误的方法书写及判断热化学方程式正误的方法“四看法四看法”1.1.看各物质的聚集状态是否正确。看各物质的聚集状态是否正确。2.2.看看HH变化的变化的“+”“-”+”“-”是否正确。是否正确。3.3.看看HH的单位是否正确。的单位是否正确。4.4.看看HH数值与化学计量数是否相对应。数值与化学计量数是否相对应。化学化学备选例题备选例题B B化学化学化学化学解析解析: :0.5 mol CH0.5 mol CH4 4完全燃烧生成完全燃烧生成COCO2 2和液态和液态H H2 2O O时时, ,放出放出445 kJ445 kJ的热

16、量的热量, ,即即1 mol CH1 mol CH4 4完全燃烧生成完全燃烧生成COCO2 2和液态和液态H H2 2O O时时, ,放出放出890 kJ890 kJ的热量。根据热化的热量。根据热化学方程式的书写规范学方程式的书写规范, ,要注明物质聚集状态要注明物质聚集状态, ,要标出热效应要标出热效应, ,则符合题意则符合题意的是选项的是选项C C。C C化学化学2.2.依据事实依据事实, ,写出下列反应的热化学方程式。写出下列反应的热化学方程式。(1)1 mol N(1)1 mol N2 2(g)(g)与适量与适量H H2 2(g)(g)发生反应发生反应, ,生成生成NHNH3 3(g)

17、,(g),放出放出92.2 kJ92.2 kJ热量。热量。(2)1 mol N(2)1 mol N2 2(g)(g)与适量与适量O O2 2(g)(g)发生反应发生反应, ,生成生成NONO2 2(g),(g),吸收吸收68 kJ68 kJ热量。热量。(3)1 mol Cu(s)(3)1 mol Cu(s)与适量与适量O O2 2(g)(g)发生反应发生反应, ,生成生成CuO(s),CuO(s),放出放出157 kJ157 kJ热量。热量。化学化学3.3.根据如图所示图像根据如图所示图像, ,写出反应的热化学方程式并回答下列问题写出反应的热化学方程式并回答下列问题: :(1)(1)反应过程的

18、热化学方程式为反应过程的热化学方程式为 。(2)(2)反应过程的热化学方程式为反应过程的热化学方程式为 。(3)Q(3)Q与与Q Q1 1的关系的关系:Q:QQ Q1 1( (填填“大于大于”“”“小于小于”或或“等于等于”) )。化学化学解析解析: :图中已清楚地表明两个反应的反应物、生成物和反应热图中已清楚地表明两个反应的反应物、生成物和反应热, ,按照按照书写热化学方程式的规则书写热化学方程式的规则, ,不难写出相应的热化学方程式。因为两个不难写出相应的热化学方程式。因为两个反应互为逆反应反应互为逆反应, ,因此其反应热的数值相等因此其反应热的数值相等, ,符号相反。符号相反。化学化学中

19、和反应反应热的测定中和反应反应热的测定探究二探究二问题导引问题导引: :1.1.测定中和反应反应热需要经过哪些环节测定中和反应反应热需要经过哪些环节? ?2.2.测定过程中要几次测量温度测定过程中要几次测量温度, ,测量哪些温度测量哪些温度? ?3.3.中和反应反应热测定的关键有哪些中和反应反应热测定的关键有哪些? ?4.4.测定中和反应反应热时能否用弱酸或弱碱或者浓酸或浓碱测定中和反应反应热时能否用弱酸或弱碱或者浓酸或浓碱? ?教师参考教师参考化学化学化学化学(3)(3)由于测得反应放出的热量明显小于由于测得反应放出的热量明显小于57.3 kJ,57.3 kJ,故保温效果不好故保温效果不好,

20、a,a正确正确; ;量取量取NaOHNaOH溶液时溶液时, ,仰视仰视NaOHNaOH溶液的体积增多溶液的体积增多,b,b不正确不正确; ;分多次加入分多次加入NaOHNaOH溶液也会使热量散失溶液也会使热量散失, ,要快速一次性加入液体要快速一次性加入液体,c,c正确正确;d;d项提前中和了一项提前中和了一部分酸和碱部分酸和碱, ,故使一部分热量散失。故使一部分热量散失。答案答案: : (1)4.0 (1)4.0(2)-53.5 kJ/mol(2)-53.5 kJ/mol(3)acd(3)acd化学化学借题发挥借题发挥 中和反应的反应热的测定易错提示中和反应的反应热的测定易错提示1.1.实验

21、中改变酸碱的用量时实验中改变酸碱的用量时, ,反应放出的热量发生改变反应放出的热量发生改变, ,误认为中和反应的反误认为中和反应的反应热也发生改变应热也发生改变, ,因为中和反应的反应热是酸碱发生中和反应生成因为中和反应的反应热是酸碱发生中和反应生成1 mol 1 mol H H2 2O(l)O(l)的反应热的反应热, ,故中和反应的反应热与酸碱用量无关。故中和反应的反应热与酸碱用量无关。2.2.误认为中和反应的反应热的数值是误认为中和反应的反应热的数值是57.3 kJ/mol57.3 kJ/mol是针对所有酸碱中和反是针对所有酸碱中和反应应,57.3 kJ/mol,57.3 kJ/mol是稀

22、的强酸和强碱反应生成可溶性盐和水时的反应热是稀的强酸和强碱反应生成可溶性盐和水时的反应热, ,浓酸浓酸或浓碱溶于水时也要放热或浓碱溶于水时也要放热, ,中和反应的反应热数值会大于中和反应的反应热数值会大于57.3 kJ/mol,57.3 kJ/mol,而弱而弱酸或弱碱参与的中和反应酸或弱碱参与的中和反应, ,因弱酸或弱碱电离时要吸收热量因弱酸或弱碱电离时要吸收热量, ,则中和反应的反则中和反应的反应热数值小于应热数值小于57.3 kJ/mol57.3 kJ/mol。3.3.误认为酸碱混合后立即读数即是终止温度误认为酸碱混合后立即读数即是终止温度, ,实际是读取反应混合液的最高实际是读取反应混合

23、液的最高温度是终止温度。温度是终止温度。4.4.操作时动作要快操作时动作要快, ,尽量减少热量的散失。尽量减少热量的散失。化学化学备选例题备选例题用用50 mL 0.50 molL50 mL 0.50 molL-1-1的盐酸与的盐酸与 50 mL 0.55 molL50 mL 0.55 molL-1-1的氢氧化钠溶液在的氢氧化钠溶液在如图所示的装置中进行中和反应如图所示的装置中进行中和反应, ,测定反应过程中所放出的热量并计算每测定反应过程中所放出的热量并计算每生成生成1 mol1 mol液态水时放出的热量。液态水时放出的热量。完成下列问题完成下列问题: :(1)(1)烧杯间填满碎泡沫塑料的作

24、用是烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是 。 (2)(2)大烧杯上如不盖硬纸板大烧杯上如不盖硬纸板, ,求得的生成求得的生成1 mol1 mol液态水时放出热量的数值液态水时放出热量的数值( (填填“偏大偏大”“”“偏小偏小”或或“无影响无影响”, ,下同下同) )。 (3)(3)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溶液进行上述实验溶液进行上述实验, ,测得的生成测得的生成1 mol1 mol液态水时放出热量的数值会液态水时放出热量的数值会 。 化学化学解析解析: : (1) (1)碎泡沫塑料的作用是减少实验过程中的热量损失。碎泡沫塑料的作用是减少实验过程中的热量损失。(2)(2)不盖硬纸板会损失部分热量不盖硬纸板会损失部分热量, ,故所测得结果偏小。故所测得结果偏小。(3)(3)由于弱酸弱碱的中和反应在放出热量的同时由于弱酸弱碱的中和反应在放出热量的