人教-选修4-2化学反应热的测量.ppt

1、燃烧热、能源,第一单元 化学反应与能量,第二节,一 几个相关概念间的关系 重点研究中和热和燃烧热 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,反应热,中和热,燃烧热,.,1.中和热 (1).概念: 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.,对概念中酸.碱的理解与说明 强(弱)酸与弱(强)碱,弱酸与弱碱反应测得的反应热均偏小(原因是部分热量用来补偿弱电解质的电离消耗的能量). 强酸与强碱的稀溶液反应测得并计算得到中和热H较准确 对概念中溶液浓度的理解与说明 溶液的浓度宜小不宜大. a.如酸是 浓H2SO4或HNO3,碱是浓NaOH溶

2、液,由于稀释过程中放出大量热,可能使测定值偏大. b.如是一般酸碱浓溶液稀释放出的热远小于离解吸收的热则测定值偏小,(2).测定原理 (测量 计算 ) 药品: 50ml 0.50molL的 HCl + 50ml 0.50molL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) = H2O 0.025mol 0.025mol 0.025mol 测定值H1 1mol 中和热H=?,+,-,思考： 我们取一定量的盐酸和氢氧化钠溶液发 生中和反应，哪些数据可以帮助我们测出 它们的反应热呢？请大家讨论回答。,Q =m c

3、t Q: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= H1 kJ/mol = Cmt10-3 kJ/mol 0.025 0.025 t : 温度的变化 问题讨论 为什么不直接用100ml 10molL的 HCl + 100ml 10molL的 NaOH或1000ml 1.

4、0molL的 HCl + 1000ml 1.0molL的 NaOH直接得到1moL的H2O,从而直接测得 中和热呢? 答: 10molL的 HCl 浓度太大. 1000ml 1.0molL的 体积太大,既浪费,而且体积太大热耗大.使测量值偏小.,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） ,本实验中，我们所用一元酸、一元碱的体积均为50 mL,它 们的浓度分别为0.50 mol/L和0.50 mol/L。由于是稀溶液，且为了计算简便，我们近似地认为，所用酸、碱溶液的密度均为1 g/cm3，且中和后所得溶液的比热容为 4.18 J/（g),已知 V酸=V

5、碱=50 mL。 c酸=0.50 mol/L c碱=0.55 mol/L。 酸=碱=1 g/cm3 c=4.18 J/（g） 请把以上数据代入式,得出Q的表示式。其中热量的单位用kJ。 得出结果。,Q = 0.418（t2t1）kJ ,思考：式表示的是不是该反应的反应热？是中和热吗？为什么？,Q =（V酸酸V碱碱）c（t2t1） ,式不是该反应的反应热，因为反应热是有正负的，中和反应放热，故其H为“”。中和热是稀的酸、碱中和生成 1 mol水的反应热，而50 mL 0.50 mol/L的盐酸与50 mL 0.50mol/L 氢氧化钠反应后生成的水只有0.025 mol，故式表示的也不是中和热。

6、,问题该反应的中和热应怎样表示呢？,简易测定方法: 大烧杯（500 mL）、小烧杯（100 mL） 温度计、量筒（50 mL）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。 0.50 mol/L 盐酸、0.55 mol/L NaOH溶液,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

7、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50 mL 0.50 mol/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。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。,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，会使总溶液的质量增加，而导致实验结果误差。,3

8、.用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH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0.50 mol/L的盐酸完全被NaOH中

9、和，采用0.55 mol/L NaOH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。,议一议你所测得的数据是否为57.3 kJ/mol，若不是，分析产生误差的原因。,可能的原因有： 1.量取溶液的体积有误差（测量结果是按50 mL的酸、碱进行计算，若实际量取时，多于50 mL或小于50 mL都会造成误差） 2.温度计的读数有误。 3.实验过程中有液体洒在外面。 4.混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。 5.隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。 6.测了酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的温度，致使热量损失而引起误差。,讨论

10、下列问题,1.本实验中若把50 mL 0.50 mol/L的盐酸改为50 mL 0.50 mol/L醋酸，所测结果是否会有所变化？为什么？ 2.若改用100 mL 0.50 mol/L的盐酸和100 mL 0.55 mol/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1 mol H2O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50 mL

11、 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L-1 NaOH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60 mL 0.50 mol/L盐酸跟50 mL 0.55 mol/L NaOH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

12、液进行上述实验，测得的中和热的数值会 ；用50 mL 0.50mol/L NaOH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1 mol H2O所放出的能量，与酸碱的用量无关,偏小,偏小,二、燃烧热,(一)、燃烧：发光发热的剧烈的化学反应。 燃料燃烧的条件 燃料与空气接触 温度达到燃料的着火点,燃料充分燃烧的条件 燃烧时要有足够多的空气 燃料与空气要有足够大的接触面,提高燃料燃烧效率的方法： 增大燃料与空气的接触面积。 固体燃料 粉碎或进行气化和液化 ； 液体燃料

13、雾状喷出 ； 提供足量的空气。,二、几个基本概念,放热反应与吸热反应,放出热量的化学反应,吸收热量的化学反应,E反应物 E生成物,E反应物E生成物,反应物键能之和大于生成物键能之和,反应物键能之和小于生成物键能之和,H0,H 0,放热反应：,物质的燃烧反应； 酸碱中和反应； 金属与酸的置换反应； 大多数化合反应,除C+H2O=H2+CO 吸热 H2+CuO=Cu+H2O 吸热,除H2+I2=2HI 吸热 N2+O2=2NO 吸热 CO2+C=2CO 吸热,吸热反应：,盐的水解； 弱电解质的电离； 大多数分解反应,还有 N2O4=2NO2 吸热 Ba(OH)28H2O+2NH4Cl=BaCl2+

14、2NH3+10H2O 吸热,常见的放热反应与吸热反应,1.反应热：在化学反应过程中吸收或放出的热量。 反应热用符号 H 表示,单位为 KJ/mol 反应热的测量仪器叫 量热计, 反应热、燃烧热、中和热,2.反应热的二关系。 化学反应的本质：反应物中旧化学键的断裂和生成物中新化学键的形成，前者需要吸热而后者要放出热量。 与键能的关系：反应热=反应中反应物的键能之和-生成物键能之和；放热为“-”，吸热为“+”，单位：kJ/mol。 与物质本身能量的关系：反应物的能量之和生成物能量之和，反应放热， H 0；反之 H 0,通常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成 该化学键的键能。键能的大小可以

15、衡量化学键的强 弱，也可以估算化学反应的反应热（H），化学 反应的H等于反应中断裂旧化学键的键能之和与 反应中形成新化学键的键能之和的差。,工业上用高纯硅可通过下列反应制取： SiCl4(g)2H2(g) = Si(s)4HCl(g),该反应的反应热H_kJ/mol,例题一,+236,练习1.（2008年海南化学，8）白磷与氧可发生如下反应： P4+5O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量 分别为：PP akJmol1、PO bkJmol1、P=O ckJmol1、 O=O dkJmol1。,根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的H，其中正确的是 A.（6a+5d4c12b）kJ

16、mol1 B.（4c+12b6a5d）kJmol1 C.（4c+12b4a5d）kJmol1 D.（4a+5d4c12b）kJmol1,A,练习2. CH3CH3CH2CH2H2；有关化学键的键能如下。化学键 CH CC CC HH键能（kJ/mol） 414.4 615.3 347.4 435.3 则该反应的反应热为: H _KJ/mol,125.6,中和热：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成 1 molH20。 表 示：H+(aq)+OH-(aq)=H2O (1)； H= -57.3kJmol。,2.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。,注意：可

17、燃物的物质的量为1mol； 可燃物完全燃烧，各元素生成稳定的氧化物.,注意 生成物为1molH2O； 稀溶液中强酸与强碱的中和热等于57.3kJ/mol； 弱酸或弱碱的中和热的绝对值小于57.3kJ/mol； 中和反应的实质是H+和OH-反应生成水.若反应过程中 有其他物质(如不溶物,难电离物等)生成,这部分反应热不在其中,练习,1反应生成1mol水蒸气放热241.8kJ，写出该反应的热化学方程式_ 若将1g水蒸气转化为液态水放热2.444kJ，则氢气和氧气反应生成液态水的热化学方程式是_。 能表示H2燃烧热的热化学方程式：_,2H2（g、由氢气和氧气）O2（g）= 2H2O（g）；H = 4

18、83.6kJ/mol,2H2（g）O2（g）= 2H2O（l）；H = 571.6kJ/mol,2、将氢氧化钠稀溶液与称硫酸混合,生成1摩水时,放出57.3KJ的热量,用热化学方程式表示中和热: 用离子方程式表示中和热,H2（g） O2（g）= H2O（l）；H = 285.8kJ/mol,NaOH(aq)+ H2SO4(aq)= Na2SO4(aq)+H2O(l),;H = 57.3kJ/mol,三、能源： 重要的化石燃料： 煤、石油、天然气 ； 新能源的开发措施： 调整能源结构，开发新能源, ; 减少使用化石燃料;,最有希望的新能源： 太阳能、燃料电池、风能、氢能 ； 这些新能源的特点是： 资源丰富 可以再生 对环境没有污染或很少污染；,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