中和热燃烧热能源两课时

第一章化学反应与能量中和热燃烧热能源中和热1、酸和碱的中和反应有热量放出，可以通过实验测得中和反应的反应热。当1L1mol／L的稀盐酸跟1L1mol／L的NaOH溶液起中和反应时，能放出57.3kJ的热量。NaOH(aq)＋HCI(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH=－57.3kJ／mol2、如果用1L1mol／L的KOH溶液中和1L1mol／L的HNO3溶液，也能放出57.3kJ的热量。KOH(aq)＋HNO3(aq)=KNO3(aq)＋H2O(l)ΔH=－57.3kJ／mol二、中和热1．定义：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应，生成1mol水时的反应热叫做中和热。2.中和热的表示：H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1)△H=-57.3kJ／mol3.要点：Ⅰ、条件：稀溶液。稀溶液是指溶于大量水的离子Ⅱ、反应物：（强）酸与（强）碱。Ⅲ、生成1mol水。中和反应的实质是H+和OH-化合生成H20，若反应过程中有其他物质生成，这部分反应热也不在中和热之内Ⅳ、放出的热量：57.3kJ/mol例：已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)；H=-57.3kJ/mol，求下列中和反应中放出的热量。（1）用20gNaOH配稀溶液跟足量稀盐酸反应放出_______kJ的热量。（2）用28gKOH配稀溶液跟足量稀硝酸反应，放出______kJ的热量。28.728.7实验目的测定强酸、强碱反应的中和热学习重点中和热的测定原理和方法。实验用品大烧杯（500mL）、小烧杯（100mL）温度计、量筒（50mL）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。0.50mol/L盐酸、0.55mol/LNaOH溶液中和热的测定［问题］1.我们利用什么原理来测定酸、碱反应的中和热呢？2.中和热与反应热是否相同？它们之间有什么区别和联系？不同;它们都是指化学反应放出的能量，但中和热仅指在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1mol水时的反应热。任何一个化学反应发生所放出的热量都叫反应热，但却不一定是中和热。本节课，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=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。［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）②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·℃)已知V酸=V碱=50mLc酸=0.50mol/Lc碱=0.55mol/Lρ酸=ρ碱=1g/cm3c=4.18J/（g·℃）稀溶液，因此密度、比热都按水的来算。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）kJ③思考：③式表示的是不是该反应的反应热？是中和热吗？为什么？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。［问题］该反应的中和热应怎样表示呢？ΔH=－0.418（t2－t1）0.025kJ/mol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。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.用另一个量筒量取50mL0.55mol/LNaOH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1∶1而是NaOH过量？若用HCl过量行吗？为了保证0.50mol/L的盐酸完全被NaOH中和，采用0.55mol/LNaOH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57.3kJ/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50mL的酸、碱进行计算，若实际量取时，多于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而便立即去测碱的温度，致使热量损失而引起误差。讨论下列问题1.本实验中若把50mL0.50mol/L的盐酸改为50mL0.50mol/L醋酸，所测结果是否会有所变化？为什么？2.若改用100mL0.50mol/L的盐酸和100mL0.55mol/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1molH2O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］50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH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60mL0.50mol/L盐酸跟50mL0.55mol/LNaOH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溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会；用50mL0.50mol/LNaOH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1molH2O所放出的能量，与酸碱的用量无关偏小偏小思考与交流①什么是燃烧？燃烧是可燃物与氧化剂发生的剧烈的氧化还原反应，同时伴有发光和放热的现象。所有的燃烧反应都是放热反应②燃烧过程是吸热反应还是放热反应？燃烧热例2：实验测得101kPa时1molH2完全燃烧放出285.8kJ的热量，这就是H2的燃烧热。H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH=－285.8kJ/mol例1：实验测得101kPa时1molC完全燃烧放出393.5kJ的热量，这就是C的燃烧热。C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=－393.5kJ/mol一、燃烧热1.燃烧热的的概念:在25℃、101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。为什么指定温度和压强?C--CO2（g）S–SO2（g）H–H2O（l）单位:kJ/mol限定燃料的物质的量2C8H18（l）+25O2(g)=16CO2+18H2O(l)△H=－11036KJ/mol思考:①C8H18的燃烧热是多少?△H=－5518KJ/mol②1molC8H18燃烧时放出了多少热?5518KJ一、燃烧热1.燃烧热的的概念:在25℃、101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。PS：Ⅰ、在101kPa时，完全燃烧生成稳定的氧化物如:C→C02，H→H20(l)，S→S02等Ⅱ、燃烧热通常由实验测得Ⅲ、可燃物以1mol为标准进行测量Ⅳ、系数常用分数表示2.表示的意义：如:CH4的燃烧热为890.3KJ/mol.含义:在101KPa时,1molCH4完全燃烧时,放出890.3KJ的热量.3.表示燃烧热的热化学方程式的书写：应以1mol物质的标准来配平其余物质的化学计量数(常出现分数)4.一定量可燃物完全燃烧时放出的热量Q放=n(可燃物)×△HCH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H=－890.31KJ/mol【例1】在101kPa时，1molCH4完全燃烧生成CO2和液态H2O，放出890kJ的热量，CH4的燃烧热为多少？1000LCH4（标准状况）燃烧后所产生的热量为多少？【解】根据题意，在101kPa时，1molCH4完全燃烧的热化学方程式为：CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH=－890kJ／mol即CH4的燃烧热为890kJ／mol。1000LCH4(标准状况)的物质的量为：n(CH4)=V(CH4)/Vm=1000L/22.4L·mol-1=44.6mol1molCH4完全燃烧放出890kJ的热量，44.6molCH4完全燃烧放出的热量为：44.6mol×890kJ／mol＝3.97×104kJ答：CH4的燃烧热为890kJ／mol，1000LCH4(标准状况)完全燃烧产生的热量为3.97×104kJ。【例2】葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一。葡萄糖燃烧的热化学方程式为：C6H12O6(s)＋6O2(g)＝6CO2(g)＋6H2O(l)ΔH=－2800kJ／mol葡萄糖在人体组织中氧化的热化学方程式与它燃烧的热化学方程式相同。计算100g葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量。解:根据题意，葡萄糖的燃烧热为2800kJ/mol。100g葡萄糖的物质的量为：n(C6H12O6)=m(C6H12O6)/M(C6H12O6)=100g/180g·mol-1=0.556mol1molC6H12O6完全燃烧放出2800kJ的热量，0.556molC6H12O6完全燃烧放出的热量为：0.556mol×2800kJ／mol=1560kJ答：100g葡萄糖在人体中完全氧化时产生1560kJ的热量。★燃烧热与中和热的区别与联系相同点燃烧热中和热能量变化放热反应ΔHΔH0,单位kJ/mol不同点反应物的量1mol可燃物可能是1mol也可以是0.5mol(不限)生成物的量不限量1molH2O反应热的含义1mol反应物完全燃烧时放出的热量;不同的物质燃烧热不同酸碱中和生成1molH2O时放出的热量,强酸强碱间的中和反应中和热大致相同,均约为57.3kJ/m