化学反应热及中和热的测定

第一单元化学反应中的热效应第1课时化学反应的焓变[学习目标定位]知识内容必考要求加试要求1.反应热。2.焓变的含义。3.焓变与键能的关系。aac课时要求1.熟知能量转化形式及反应热和焓变的含义、吸热反应和放热反应的本质。2.学会热化学方程式的书写。3.应用键能计算焓变。一化学反应的焓变1.阅读课本，完成下列问题：(1)化学反应过程中既有物质变化，又有能量变化。(2)依据化学反应中的热效应，可将化学反应分为两类：放热反应和吸热反应。下列图中，图1表示放热反应，图2表示吸热反应。(3)N2(g)＋O2(g)=2NO(g)反应的能量变化如图所示：由图可知：1molN2分子中的化学键断裂吸收的能量是946kJ；1molO2分子中的化学键断裂吸收的能量是498kJ；2molNO分子中的化学键形成释放的能量是1264kJ；则N2(g)＋O2(g)=2NO(g)的反应吸收的热量为180kJ。2.反应热、焓变的概念(1)反应热是化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同温度时，所吸收或放出的热量。(2)在恒温、恒压条件下，化学反应过程中吸收或释放的热量称为反应的焓变(即：化学反应中生成物所具有的焓与反应物所具有的焓之差)。符号是ΔH，单位是kJ·mol－1。3.ΔH的正、负和吸热、放热反应的关系(1)放热反应是反应完成时，反应物的总能量大于生成物的总能量的反应。由于反应后放出热量(释放给环境)而使反应体系的能量降低，故ΔH<(填“<”或“>”，下同)0。(2)吸热反应是反应完成时，反应物的总能量小于生成物的总能量的反应。由于反应时吸收环境能量而使反应体系的能量升高，故ΔH>0。4.有下列反应：①氧化钙与水反应②碳酸氢钠受热分解③硫酸与氢氧化钠溶液混合④燃烧煤炭取暖⑤钠与水反应，其中为吸热反应的是②，放热反应的是①③④⑤。1.反应热与焓变的关系2.焓变与物质化学键断裂与形成的关系ΔH＝反应物总键能－生成物总键能。3.焓变与反应物、生成物能量的关系ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量。干扰，如：浓溶液的稀释、弱电解质电离等。(2)中和热是指生成1mol液态水产生的热效应，不是1mol酸或碱。2.已知强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热化学方程式为H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1，又知电解质的电离是吸热过程。向1L0.5mol·L－1的NaOH溶液中加入下列物质：①稀醋酸；②浓硫酸；③稀硝酸，恰好完全反应。其焓变ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系是()A.ΔH1＞ΔH2＞ΔH3 B.ΔH1＜ΔH3＜ΔH2C.ΔH1＝ΔH3＞ΔH2 D.ΔH1＞ΔH3＞ΔH2答案D解析因为稀醋酸是弱酸，难电离，电离时吸热，浓硫酸溶于水时放热，故中和反应时放出的热量Q(浓硫酸)＞Q(稀硝酸)＞Q(稀醋酸)，又因放热反应中，ΔH为负值，即ΔH＝－Q，故ΔH2＜ΔH3＜ΔH1，因而选D。二中和反应反应热的测定1.中和反应反应热可以用实验的方法测得。先将反应器置于绝热容器中，然后在反应器内将酸、碱稀溶液混合，发生中和反应，放出的热传入水(稀溶液)中，测量出水(稀溶液)的温度变化，利用公式ΔQ放＝c·m·Δt×10－3求出反应放出的热量。2.实验仪器装置(1)将实验装置中各仪器(或物品)的名称填在横线上。(2)实验过程中，还需要的其他仪器有50mL量筒(2只)。3.实验测量数据(1)初始温度(t1)用一量筒量取50mL0.50mol·L－1盐酸，倒入简易量热计中并测量其温度；用另一量筒量取50mL0.50mol·L－1NaOH溶液并测量其温度，取两温度平均值为t1。(2)终止温度(t2)把量筒中的NaOH溶液迅速倒入盛有盐酸的简易量热计中，立即盖上盖板。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，记录终止温度为t2。(3)重复实验操作三次，记录每次的实验数据，取其平均值作为计算依据。4.实验数据处理盐酸、氢氧化钠溶液为稀溶液，其密度近似地认为都是1g·cm－3，反应后溶液的比热容c＝4.18J·g－1·℃－1，忽略量热计的比热容。该实验中盐酸和NaOH溶液反应放出的热量是0.418(t2－t1)kJ，中和热为16.72(t2－t1)kJ·mol－1(或ΔH＝－eq\f(0.418t2－t1,0.025)kJ·mol－1)。5.思考(1)酸、碱混合时，为何要把NaOH溶液一次性迅速倒入小烧杯？答案减少热量损失。(2)实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒？答案不能，铜丝易传热，造成热量损失大。中和反应热的测定实验步骤计算反应热—ΔH＝－eq\f(4.18×10－3·m溶液·t2－t1,nH2O)kJ·mol－13.利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下：①用量筒量取50mL0.50mol·L－1盐酸倒入简易量热计中，测出盐酸温度；②用另一量筒量取50mL0.50mol·L－1NaOH溶液，并用同一温度计测出其温度；③将NaOH溶液迅速倒入盛有盐酸的简易量热计中，设法使之混合均匀，测得混合液最高温度。回答下列问题：(1)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1L1mol·L－1的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为。(2)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1g·cm－3，又知中和反应后生成溶液的比热容c＝4.18J·g－1·℃－1。为了计算中和热，某学生实验记录数据如下：实验序号起始温度t1/℃终止温度t2/℃盐酸氢氧化钠溶液混合溶液120.020.123.2220.220.423.4320.520.623.6依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热ΔH＝(结果保留一位小数)。(3)(填“能”或“不能”)用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸，理由是