高二化学反应热的测量与计算

反应热的测量与计算专题1第一单元化学反应中的热效应2课时【交流与讨论】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?量热计【实验原理】公式一:Q=Cm△t公式二:△H=Q÷nC为比热容,为定值。m为质量,可以测定。n为物质的量。H+(aq)+OH－(aq)=H2O(l)；=-57.3kJ/molH在稀溶液中，酸和碱发生中和反应而生成1mol水时放出的热量。研究条件：稀溶液反应物：酸与碱生成物及其物质的量：1mol注：强酸与弱碱反应，强碱与弱酸、弱酸和弱碱反应生成1molH2O放出的热小于57.3KJ/mol一、中和热：二、中和热的测定⑴实验药品：50mL0.50mol/L的盐酸50mL0.50mol/L的氢氧化钠溶液⑵实验仪器：简易量热计【活动与探究】简易量热计(3)实验步骤：1.组装量热器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，如上图所示。用一个量筒最取50mL0.50mol/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。2药品取用用另一个量筒量取50mL0.50mol/LNaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。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，记入表中。3酸碱混合4重复以上实验两次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反应热，请预测其反应热是否相同。假设溶液的比热与水的比热相等，溶液的密度与水的密度相等，忽略量热计的比热，根据溶液温度升高的数值，计算中和反应的反应热并写出该反应的热化学方程式。1、如何利用上述温度变化的数据求出反应放出的热量呢？5数据处理Q=mCΔt①Q: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。Δt：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，Δt可用温度计测出反应前后的温度相减得到。5数据处理［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。Q=（V酸ρ酸＋V碱ρ碱）·C·（t2－t1）②5数据处理本实验中，我们所用一元酸、一元碱的体积均为50mL,它们的浓度分别为0.50mol/L和0.55mol/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1g/cm3，且中和后所得溶液的比热容为4.18J/（g·℃)5数据处理③式表示的是不是该反应的反应热？是中和热吗？为什么？已知V酸=V碱=50mL。C酸=0.50mol/Lc碱=0.55mol/L。ρ酸=ρ碱=1g/cm3C=4.18J/（g·℃）请把以上数据代入式②,得出Q的表示式。其中热量的单位用kJ。得出结果。Q=0.418（t2－t1）kJ③5数据处理③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ΔH为“－”。中和热是稀的酸、碱中和生成1mol水的反应热，而50mL0.50mol/L的盐酸与50mL0.55mol/L氢氧化钠反应后生成的水只有0.025mol，故③式表示的也不是中和热。5数据处理［问题］该反应的中和热应怎样表示呢？ΔH=－0.418（t2－t1）0.025kJ/mol中和热5数据处理［议一议］你所测得的数据是否为57.4kJ/mol，若不是，分析产生误差的原因6数据分析：1.量取溶液的体积有误差2药品的选用不当引起的误差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。【问题探究】1、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？减少热量损失2、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？减少热量损失【问题探究】3、实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒？为什么？不能。因为铜丝易导热，使热量损失较大【问题探究】4、有人建议用50mL0.55mol/LNaOH进行上述实验，测得的中和热数值会更加准确。为什么？可以保证盐酸完全反应。使测得的热量更加准确。【问题探究】5、判断下列实验操作对中和热测定的数值有如何影响？填变大变小或者不变。①大烧杯上没有盖硬纸板②用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行实验③用相同浓度和体积的醋酸代替稀盐酸溶液进行实验④实验中改用60mL0.50mol/L盐酸跟50mL0.55mol/LNaOH溶液进行实验变小变小变小不变【问题探究】1、为了减小误差。某同学在实验中两次测定中和热。第一次是用50mL0.50mol/L的盐酸和50mL0.50mol/L氢氧化钠，第二次是用100mL0.50mol/L的盐酸和100mL0.50mol/L的NaOH溶液。请你预测该同学两次测得的中和热结果（相等或者不相等）。【概念辨析】相等2、若将1L1mol/LNaOH溶液中加入稀醋酸、浓硫酸、稀硝酸，恰好完全反应时的热效应分别为△H1、△H2、△H3；则三者的大小关系为。△H1＞△H3＞△H2燃烧热：1g可燃物完全燃烧生成最稳定的氧化物所释放的热量。【概念辨析】不管化学反应是分一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。化学反应的反应热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？ΔH、ΔH1、ΔH2之间有何关系？ΔH=ΔH1+ΔH2BΔHACΔH1ΔH2如何测出这个反应的反应热：C(s)+1/2O2(g)=CO(g)ΔH1=?①C(s)+1/2O2(g)==CO(g)ΔH1=?②CO(g)+1/2O2(g)==CO2(g)ΔH2=—283.0kJ/mol③C(s)+O2(g)==CO2(g)ΔH3=—393.5kJ/mol①+②=③，则ΔH1+ΔH2=ΔH3ΔH1=ΔH3－ΔH2=-393.5kJ/mol+283.0kJ/mol=-110.5kJ/mol若多步化学反应相加可得到新的化学反应，则新反应的反应热即为上述多步反应的反应热之和。【总结规律】注意：1、计量数的变化与反应热数值的变化要对应2、反应方向发生改变反应热的符号也要改变总结思考：在用方程式叠加计算反应热时要注意哪些问题？根据下列反应的焓变,计算C(石墨)与H2(g)反应生成1molC2H2(g)的焓变:C(石墨)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5KJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6KJ/mol2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=-2599.2KJ/mol∵(①×4+②－③)÷2得到2C(石墨)(s)+H2(g)=C2H2(g)∴△H=(△H1×4+△H2－△H3)÷2①②③=+226.8KJ/mol你知道神六的火箭燃料是什么吗？例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)==2NO2(g)△H1=+67.2kJ/molN2H4(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。2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)△H=-1135.2kJ/mol课后拓展