《化学新设计同步苏教选修四课件：专题一 化学反应与能量变化 第一单元 第2课时 .pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化学新设计同步苏教选修四课件：专题一 化学反应与能量变化 第一单元 第2课时 .pptx（42页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2课时反应热的测量与计算 知识梳理 一 中和热1 定义 在 溶液中 酸跟碱发生中和反应而生成 时的反应热叫中和热 2 注意 酸 碱溶液必须为稀溶液 计量标准必须是生成 水 3 对于强酸和强碱的稀溶液反应 中和热基本上是相等的 表示为H aq OH aq H2O l H 57 3kJ mol 1 稀 1molH2O 1mol 二 中和热的测定1 在 溶液中 强酸跟强碱发生中和反应生成 这时的反应热叫做中和热 实质是 强酸和强碱反应生成可溶性盐和水的离子方程式为H OH H2O 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 测量出
2、根据水的质量 比热容等即可求出反应放出的热量 稀 1molH2O 酸电离产生的H 与碱电离产生的OH 结合成H2O 放出的热传入水 稀溶液 中 水 稀溶液 的温度变化 2 实验装置 1 将下列实验装置中各仪器 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 温度计 泡沫塑料盖板 碎泡沫塑料 环形玻璃搅拌棒 100mL小烧杯 500mL大烧杯 50mL量筒 2个 3 实验测量数据 1 初始温度 t1 用一 量取50mL0 50mol L 1盐酸 倒入 中并测量其 用另一 量取50mL0 55mol L 1NaOH溶液并测量其 取两温度平均值为t1 2 终止温度 t2 把套有盖板的温
3、度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的 中 并把量筒中的 一次倒入小烧杯中 盖好盖板 用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液 并准确读取混合溶液的 记录为终止温度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 量筒 小烧杯 温度 量筒 温度 盐酸 NaOH溶液 最高温度 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 该实验中盐酸和NaOH溶液反应放出的热量是 中和热为 0 418 t2 t1 kJ 5 中和热测定实验中应注意的事项 1 防止热量散失的方法 a 两个烧杯口要相平 b 在两个烧杯之间填充碎泡沫
4、塑料或碎纸片 c 用玻璃棒搅拌 而不能用金属棒 丝 搅拌 d 实验时动作要迅速 2 加过量碱液使酸完全反应 碱过量对中和热测定没有影响 3 数据处理时 相差较大的数据可能是偶然误差引起的 应舍去 自主思考 1 酸 碱混合时 为何要把NaOH溶液一次性迅速倒入小烧杯 实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒 提示减少热量损失 不能 铜丝易传热 造成热量损失大 2 在中和热的测定实验中 使用弱酸或弱碱 为什么使测得的中和热的数值偏低 提示弱酸 弱碱是弱电解质 电离过程中会吸收一部分热量 从而使测得的结果偏低 三 盖斯定律1 在化学科学研究中 常常需要通过实验测定物质在发生化学反应的反应热 但是
5、某些反应的反应热 由于种种原因不能直接测得 只能通过化学计算的方式间接地获得 通过大量实验证明 不管化学反应是 完成或 完成 其反应热是 的 换句话说 化学反应的反应热只与反应体系的 和 有关 而与反应的 无关 这就是盖斯定律 一步 分几步 相同 始态 终态 途径 2 从能量守恒定律理解盖斯定律 从S L H10 体系 根据能量守恒 H1 H2 0 3 盖斯定律的意义 对于那些进行 和 的反应 可通过盖斯定律计算出该反应的反应热 放出热量 吸收热量 很慢 难以测量 自主思考 3 试根据如图变化途径 判断 H之间的关系 提示 H H1 H2 H3 H4 H5 答案 H1 H2 H3 效果自测 1
6、 已知反应 101kPa时 2C g O2 g 2CO g H 221kJ mol 稀溶液中 H aq OH aq H2O l H 57 3kJ mol 1 下列结论正确的是 A CH3COOH aq NaOH aq CH3COONa aq H2O l H 57 3kJ mol 1B 的反应热为221kJ mol 1C 1molH aq 与1molOH aq 的总能量高于1molH2O l 的能量D 浓硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为 57 3kJ mol 1 解析A项 醋酸为弱酸 与NaOH反应时 醋酸继续电离需要吸收热量 H 57 3kJ mol 1 A项错误 B项 的反应热为 221k
7、J mol 1 B项错误 C项 中和反应为放热反应 C项正确 D项 浓硫酸稀释时会放热 放出的热量大于57 3kJ mol 1 D项错误 答案C 2 已知 2CO g O2 g 2CO2 g H 566kJ mol 1 N2 g O2 g 2NO g H 180kJ mol 1 则2CO g 2NO g N2 g 2CO2 g 的 H是 A 386kJ mol 1B 386kJ mol 1C 746kJ mol 1D 746kJ mol 1解析利用盖斯定律可知 即可得 2CO g 2NO g N2 g 2CO2 g 故该反应的 H 566kJ mol 1 180kJ mol 1 746kJ m
8、ol 1 答案C 3 已知H aq OH aq H2O l H 57 3kJ mol 1 回答下列问题 1 用含20gNaOH的稀溶液跟足量稀盐酸反应放出 kJ的热量 2 用含2molH2SO4的稀溶液跟足量稀NaOH反应 此反应的中和热 H 3 如果将 1 反应中的稀盐酸换成稀醋酸 反应放出的热量 填 大于 小于 或 等于 原来的 解析 1 20gNaOH的物质的量为0 5mol 所以0 5molNaOH与足量稀盐酸反应放出的热量为0 5mol 57 3kJ mol 1 28 65kJ 2 据中和热的定义可知 中和热与强酸 强碱的物质的量的多少无关 中和热 H 57 3kJ mol 1 3
9、因醋酸为弱酸 与NaOH溶液中和时 需不断地电离出H 而电离过程要吸收热量 故反应放出的热量会减小 答案 1 28 65 2 57 3kJ mol 1 3 小于 探究一 中和热的测定 探究讨论 1 定义中的 稀溶液 是指小于或等于1mol L 1的酸碱溶液 为什么浓度不能过大 提示因为溶液浓度过大 混合时会产生溶解热效应而影响中和热的测定 2 如果其他操作不变 但将药品改为100mL0 50mol L 1的盐酸和100mL0 55mol L 1的NaOH溶液 则测得的中和热是否为原来的2倍 提示测得的中和热与原来相等 因为中和热是指稀溶液中 酸与碱反应生成1molH2O时放出的热量 点拨提升
10、1 关于中和热的理解 1 中和热的概念是酸和碱在稀溶液中发生中和反应生成1molH2O l 时的反应热 2 浓的强酸和强碱在发生中和反应的同时还要发生溶解 溶解要放出热量 若是浓的弱酸和弱碱在发生中和反应的同时还要发生电离 电离要吸收热量 故放出的热量均不完全是中和热 3 强酸和强碱在稀溶液中发生中和反应时 1molH 和1molOH 反应生成1molH2O l 放出57 3kJ的热量 表示为H aq OH aq H2O l H 57 3kJ mol 1 2 中和反应热的测定实验步骤 3 中和热测定实验中产生误差的可能原因 1 量取溶液的体积有误差 测量结果是按50mL的酸 碱进行计算的 若实
11、际量取时大于50mL或小于50mL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便立即去测碱的温度 会使热量损失而引起误差 4 实验数据处理方法 1 取三次测量所得数据的平均值作为计算依据 典题例证1 50mL0 50mol L 1盐酸与50mL0 55mol L 1NaOH溶液在如图所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 试回答下列问题 1 大小烧杯间填满碎纸条的作用是 2 大烧杯上如不盖硬纸板 求得的中和热数值将
12、 填 偏大 偏小 或 无影响 结合日常生活的实际该实验在 中进行效果更好 3 实验中改用60mL0 50mol L 1盐酸与50mL0 55mol L 1NaOH溶液进行反应 与上述实验相比 所放出的热量 填 相等 或 不相等 所求中和热 填 相等 或 不相等 简述理由 4 用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验 测得的中和热的数值会 用50mL0 5mol L 1NaOH溶液进行上述实验 测得的中和热的数值会 均填 偏大 偏小 或 无影响 解析要掌握实验操作要点 量热计保温效果要好 酸碱溶液的浓度要小 酸碱一方要过量 操作迅速准确 减少热量损失 及时准确记录数据 中和热是在稀溶液
13、中 1molH 和1molOH 发生中和反应生成1molH2O时所放出的热量 强酸与强碱反应的实质是H OH H2O 计算出来的中和热是相同的 答案 1 保温 隔热 减少实验过程中的热量损失 2 偏小保温杯 3 不相等相等因中和热是在稀溶液中 1molH 和1molOH 发生中和反应生成1molH2O时所放出的热量 与酸碱的用量无关 4 偏小偏小 学以致用1 利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下 用量筒量取50mL0 50mol L 1盐酸倒入小烧杯中 测出盐酸的温度 然后把温度计上的酸用水冲洗干净 用另一量筒量取50mL0 55mol L 1NaOH溶液 并用同一温度计测出其温度 将Na
14、OH溶液倒入小烧杯中 设法使之混合均匀 测得混合液最高温度 回答下列问题 1 使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是 填序号 A 用温度计小心搅拌B 揭开硬纸片用玻璃棒搅拌C 轻轻地振荡烧杯D 用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动 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 依据该学生的实验数据计算 该实验测得的中和热 H 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 3 因为硫酸与Ba OH 2溶液反应时生成BaSO4沉淀的生成热
15、会影响反应的反应热 故不能用Ba OH 2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸 答案 1 D 2 51 8kJ mol 1 3 不能H2SO4与Ba OH 2反应时生成BaSO4沉淀的生成热会影响反应的中和热 探究二 盖斯定律的应用 探究讨论 3 根据以下两个反应 提示根据所给的两个方程式 反应C s O2 g CO2 g 可设计为如下途径 H1 H H2 H H1 H2 393 5kJ mol 1 283 0kJ mol 1 110 5kJ mol 1 点拨提升 一 盖斯定律的应用方法1 虚拟路径 法 若反应物A变为生成物D 可以有两个途径 1 由A直接变成D 反应热为 H 2 由A经过B变成C
16、 再由C变成D 每步的反应热分别为 H1 H2 H3 如图所示 则有 H H1 H2 H3 2 加合 法运用所给热化学方程式通过 的方法得到所求的热化学方程式 加减乘除 关键提醒运用盖斯定律计算反应热的3个关键 1 热化学方程式的化学计量数加倍 H也相应加倍 2 热化学方程式相加减 同种物质之间可加减 反应热也相应加减 3 将热化学方程式颠倒时 H的正负必须随之改变 典题例证2 已知 答案A 学以致用2 已知 C s O2 g CO2 g H1CO2 g C s 2CO g H22CO g O2 g 2CO2 g H34Fe s 3O2 g 2Fe2O3 s H43CO g Fe2O3 s 3CO2 g 2Fe s H5下列关于上述反应焓变的判断正确的是 A H1 0 H30 H4 0C H1 H2 H3D H3 H4 H5 答案C
