反应热的测量和计算

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1、一、反应热和焓变,1.反应热：,2.焓变：,在恒温、恒压的条件下，化学反应过程中所吸收或释放的热量称为反应的焓变.,符号：,H,单位：,kJ/mol,在化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同温度时，所吸收或放出的热量.,放热反应： 吸热反应：,H0或 H为“”,H0 或H为“”,放热,H0,H生成物总能量反应物总能量,吸热,H0,一、反应热和焓变,1.反应热：,2.焓变：,在恒温、恒压的条件下，化学反应过程中所吸收或释放的热量称为反应的焓变.,符号：,H,单位：,kJ/mol,规定：,当H为“”（ H0）时，为吸热反应.,在化学反应过程中，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、,H436kJ/mol243kJ/mol 431kJ/mol2183kJ/mol,化学键断裂时吸收总能量= 化学键形成时放出总能量=,679kJ,862kJ,反应物分子断键时吸收的能量,反应物分子断键时吸收的能量,生成物分子成键时释放的能量,生成物分子成键时释放的能量,放热反应,吸热反应,从键能角度看：,H反应物总键能生成物总键能,热化学方程式与化学方程式的差别: 1、H只用在热化学方程式中，并写在右边,4、热化学方程式中的化学计量数可以是整数，也可以是分数。它表示的是物质的量,2、热化学方程式中必须注明物质的聚集状态 气态（g）、液态（l）、固态（s）、溶液（aq）,3、书写热化学方程式时应

3、注明反应的温度和压强。如果不注明温度和压强，则表示是在250C、101KPa条件下的反应热。,5、H与参加反应的物质的物质的量有关。同一化学反应中，热化学方程式中物质的化学计量数不同， H也不同。化学计量数加倍，H也要加倍。,选修 化学反应原理,专题一 化学反应与能量变化,第一单元 化学反应中的热效应,反应热的测量与计算,问题讨论：,前面我们已经学习了热化学方程式的有关知识，在热化学方程式中提供了反应热的数据，那么，这些数据是通过什么途径获得的呢？,1、实验直接测定 2、计算获得 根据公式H=E反应物总键能-E生成物总键能计算,活动与探究,在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1molH20，这

4、时的反应热叫做中和热.,思考：mol H2SO4 与 2 mol NaOH 完全反应放出114.6 KJ 的热量，此反应的中和热为114.6 KJ /mol。对吗？,答： 不对，不是生成1 mol 水，中和热 是57.3 KJ /mol,活动与探究,1、请大家观察简易量热计的构造，分析一下，量热计直接测定的数据是什么？是焓变的数值吗？,是体系（溶液）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,Q =m ct,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。,活动与探究,3、酸、碱反应时，我们用的是它

5、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。,Q =（V酸酸V碱碱）c（t2t1） ,Q =m c t,已知 V酸=V碱=50 mL。 c酸= c碱=0.50 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。,Q = 0.418（t2t1）kJ ,本实验中，我们所用一元酸、一元碱的体积均为50 mL,它 们的浓度均为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),4、式表示的是中和热吗？为什么？,活动与探究,

6、24.50,22.00,25.00,25.00,22.40,25.20,26.50,25.60,28.45,24.75,22.20,25.10,1.75,3.40,3.35,强酸、强碱反应: H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) H= 56.43kJ/moL,活动与探究,请算出中和热H=,思考:如果用同样的方法测定氢氧化钾溶液与盐酸反应、氢氧化钠溶液与硝酸反应的中和热，请预测其中和热是否相同,答：相同。反应的实质,强酸、强碱反应: H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) H= 57.3kJ/moL,讨论： 要想提高中和热测定的准确性，实验时应注意什么？,1、应注意实验过程中的隔热保温

7、效果。,2、用0.1分刻度的温度计，读数时要估读到小数点后第二位。,3、盐酸与氢氧化钠溶液浓度的配置准确， 且浓度不宜过大，氢氧化钠溶液浓度要稍大于 盐酸的浓度，或者盐酸的浓度要稍大于氢氧化 钠溶液浓度。,4、操作动作要迅速。,讨论下列问题,2.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？,答案：会有所变化。因为醋酸为弱电解质，其电离时要吸热，故将使测得数值偏小。,1.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

8、操作没有失误）？,答案：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）。,3、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。,4、实验中所用HCl和NaOH的物质的量比为11,但在实际操作过程中往往会取0.55mol/L的NaOH，你知道为什么吗？ HC

9、l过量行吗？,为了保证0.50 mol/L的盐酸完全被NaOH中和，采用0.55 mol/L NaOH溶液，使碱稍稍过量。若使盐酸过量，亦可。,【课堂练习】：,50 mL 0.50 molL盐酸与50 mL 0.55 molL NaOH溶液在如右图所示的装置中进行中和反应。通过测反应过程中所放出来的热量可计算中和 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”或“无 影响”) (4)实验中改用60 mL050 molL盐酸跟50 mL 055 molL NaOH溶

10、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”)。 (5)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50 mL 050 mol/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”或“无影响”),环形玻璃搅拌棒,防止热量损失,偏小,不相等,偏小,偏小,问题讨论：,是不是任一反应的反应热均能直接测出?,如何测出这个反应的反应热： C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ；H1=?,CO(g)+1/2O2(g)= CO2(g) H2=-283.0kJ/mol C(s)+O2(g)=CO2(g) H3=-393.5k

11、J/mol,C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H1？,CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H2-283.0 kJ/mol,C(s)+O2(g)=CO2(g) H3-393.5 kJ/mol,+),H1 + H2 = H3,H1 = H3 H2 = -393.5 kJ/mol (-283.0 kJ/mol)= -110.5 kJ/mol,盖斯定律？,不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。化学反应的焓变（H）只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。,如何理解盖斯定律？,H、H1、H2之间有何关系？,H=H1+H2,B,H,2、计算 （1）若一个反应的焓变H=

12、a kJmol1，则其逆反应的焓变H=-a kJmol1 （2）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，则该反应的焓变亦可以由这几个反应的焓变相加减而得到。,1.已知： .C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) H1=-393.5kJ/mol .C(金刚石，s)+O2(g)=CO2(g) H2=-395.0kJ/mol 写出石墨变成金刚石的热化学方程式(25,101kPa时).,解：- 得：C(石墨，s)= C(金刚石，s) H=+1.5kJ/mol,【课堂练习】：,2.某次发射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃烧，生成N2、液 态H2O.已知：N2(g)+2O2(g)

13、=2NO2(g) H1=+67.2kJ/mol N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) H2=-534kJ/mol 假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应的热化学方 程式.,2 N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l) H=-1135.2kJ/mol,1已知胆矾溶于水时溶液温度降低，胆矾分解的热化学方程式为： CuSO45H2O(s)=CuSO4(s)+5H2O(l)H=+Q1kJ/mol 室温下，若将1mol无水硫酸铜溶解为溶液时放热Q2kJ，则（ ） AQ1Q2 BQ1=Q2CQ1Q2 D无法确定,A,盖斯定律的灵活应用,课堂练习,写出下列热化学方程

14、式： （1）在101kPa时，1mol C完全燃烧放出393.5kJ的热量 （2）0.5molCH4(g)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时，放出445kJ热量 （3）0.50mol/L 、50mL盐酸与0.50mol/L、50mLNaOH溶液完全反应放出1.4325kJ的热量 （4）0.50mol/L 、50mL盐酸与0.50mol/L、50mLKOH溶液完全反应放出1.4325kJ的热量,1中和反应反应热的实验测定,（1）实验药品：,50 mL、0.50 mol/L的盐酸和 50 mL、0.50 mol/L氢氧化钠溶液,一、反应热的测量,（2）实验仪器：,简易量热计 量筒 （50 m

15、L）两个,实验原理：,H=,(4)实验步骤：,a、药品取用,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。,用另一个量筒量取50 mL 0.50 mol/LNaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。,b、酸碱混合,把量筒中的NaOH溶液迅速倒入量热计（注意不要洒到外面）。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，记为终止温度，记入下表。,c、 数据处理,d、 重复以上实验两次,次数,1,2,3,起始温度t/c,终止温度,温度差,t/c,t/c,盐酸,氢氧化钠,平均值,24.5,25.0,22.0,22.4,25.0,25.4,24.75,22.2,25.2,26.5,25.4,28.2,1.75,