反应热的测量与计算(上课用课件)

反应热的测量与计算•1．下列说法正确的是()•A．中和热一定是强酸跟强碱反应放出的热量•B．1mol酸与1mol碱完全反应放出的热量是中和热•C．在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1molH2O(l)时的反应热叫做中和热•D．表示中和热的离子方程式为：H＋＋OH－===H2OΔH＝－57.3kJ/mol•答案：C一、复习回顾(1)H2(g)+½O2(g)=H2O(g)∆H=-241.8kJ/mol(2)H2(g)+½O2(g)=H2O(l)∆H=-285.8kJ/mol•(3)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)∆H=-571.6kJ/mol•哪一个是H2的燃烧热？————讨论⑵二、能源能源就是能提供能量的自然资源，它包括化石燃料（煤、石油、天然气）、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。分类：1、按开发与利用状况分⑴常规能源：现在已被我们普遍使用的能源被称为常规能源。如：煤、石油、天然气、水能等。⑵新能源：近几十年才开始被利用或正在研究使用的能源被称为新能源。如：太阳能、风能、氢能、生物质能、海洋能、地热能、波浪能、潮汐能等。在讨论能源问题时，主要指的是——常规能源2、按属性分⑴可再生能源：是指在自然界中可以不断再生、永续利用、取之不尽、用之不竭的资源，它对环境无害或危害极小，而且资源分布广泛，适宜就地开发利用。主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等。⑵不可再生能源：经过千百万年形成的、短期内无法恢复的能源，称之为不可再生能源。如：煤炭、石油、天然气等。3、按转换传递过程分⑴一级能源：自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源。如：原煤、原油、天然气、太阳能、水力、潮汐能、地热能、生物质能、风能、海洋温差能等。⑵二级能源，需依靠其它能源的能量间接制取的能源称为二级能源。如：电能、氢能、煤气、水煤气、蒸汽、焦炭、汽油、煤油、柴油、液化石油气、沼气能等。绿色能源是可再生能源,这些能源消耗之后可以得到恢复补充，对生态环境低污染或无污染。主要有：风能、电能、太阳能、地热能、氢能等。绿色能源1．能源就是能提供的自然资源，包括等。2.我国目前使用的主要能源是，是不能。3.解决能源的办法是，即开发和节约，提高能源的。4.现在探索开发的新能源有____________等，新能源的主要优势是。能量化石燃料（煤、石油、天然气）、阳光、生物能、风能、地热能、海洋（潮汐）能化石燃料再生开源节流新的能源现有能源利用率海洋（潮汐）能、生物能资源丰富，可以再生，污染少太阳能、氢能、地热能、阅读课文，讨论下列问题：下列属于一级能源的是：属于二级能源的是：A风能B电能C氢能D阳光E天然气ADEBC2、下列叙述正确的是（）A.电能是二级能源B.水力是二级能源C.天然气是一级能源D.水煤气是一种高效而没有污染的一级能源E.氢气是一种高效而没有污染的二级能源ACE1、选择燃料的标准是什么?燃烧热、燃料的储量、开采运输储存的条件、价格、对生态环境的影响，等各方面综合考虑。2、煤作为燃料的利弊?提高煤燃烧效率的措施有哪些?(1)通入充足且适量的空气；(2)固体燃料粉碎、液体燃料喷雾以增大燃料与空气的接触面。思考与交流［议一议］1.城市家用燃料使用气体燃料比使用煤、煤球等固体燃料有什么好处？首先，因气体易扩散，故气体燃料与空气混合充分，容易发生完全燃烧，与固体燃料相比有较高的能量利用率。其次，气体燃料便于管道运输、使用方便（易点燃、易熄灭）、无渣无尘、清洁卫生。第三，固体煤中含有硫、氮等杂质，直接燃煤，会产生大量二氧化硫、氮氧化物（NOx）、粉尘，造成大气污染，住宅环境、居室空气的污染则更严重。［议一议］2.推广使用天然气（相对于管道煤气和液化气）为什么是城市燃气的发展方向？管道煤气是一种清洁燃料，然而这是相对于住宅、居室环境而言的，从城市大环境看，并没有改善城市大气的污染程度。原因很简单，制造煤气要燃煤，使用煤气没有降低城市的煤炭消耗量，原来一家一户煤球炉的废气仅仅变成由数家煤气厂排放而已。液化气是发热量最高的优质清洁燃料，但液化气使用不便，且要消耗宝贵的石油资源，天然气则是一种既有管道煤气的方便，又有液化气无毒、发热量高的优点且不易爆的燃料，所以，推广使用天然气是城市燃气产业的发展方向。【思考】燃烧放出的热量与燃烧热有什么不同？答：①燃烧放出的热量与物质的多少有关，燃烧的物质越多，放出的热量就越多，而燃烧热规定是1mol的可燃物；②研究燃烧放出的热量并未限定燃烧产物的形态，而研究燃烧热必须是生成稳定的氧化物。所以，不同量的同一物质完全燃烧，放出的热量可能不同，但燃烧热相等。•2．已知反应：①101kPa时，2C(s)＋O2(g)===2CO(g)ΔH＝－221kJ/mol；②稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH＝－57.3kJ/mol。•下列结论正确的是()•A．稀硫酸与稀NaOH溶液的中和热为57.3kJ/mol•B．①的反应热为221kJ/mol•C．稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为－57.3kJ/mol•D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水，放出57.3kJ热量A•3．强酸和强碱在稀溶液里反应的热化学方程式可表示为：•H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1•已知：CH3COOH(aq)＋NaOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l)ΔH＝－Q1kJ·mol－1•HNO3(aq)＋NaOH(aq)===NaNO3(aq)＋H2O(l)ΔH＝－Q2kJ·mol－1•上述均是在溶液中进行的反应，Q1、Q2的关系正确的是()•A．Q1＝Q2＝57.3B．Q1Q257.3•C．Q1Q2＝57.3D．无法确定C二、深入探究引入新课某些化学反应的反应热可以用实验方法测得，用来测量反应热的仪器称为“量热计”所需仪器试剂:简易量热计温度计量筒（50mL）两个0.50mol/L盐酸、0.50mol/LNaOH溶液反应热的测定：测定盐酸与氢氧化钠溶液反应的反应热:2.实验用品1.实验目的：测定强酸与强碱反应的反应热观察简易量热计的构造思考:1、量热计直接测得的数据是什么？是焓变的数值吗？是体系温度的变化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=cmΔt环形玻璃搅拌棒3.实验原理：Q=cmΔtQ:反应放出的热量。c：反应混合液的比热容。m:反应混合液的质量。Δt：反应前后溶液温度的差值。测定盐酸与氢氧化钠溶液反应的反应热:（1）用量筒量取50mL0.50mol/L盐酸，倒入简易量热计中，测量并记录盐酸的温度（t1）（2）用另一量筒量取50mL0.50mol/L氢氧化钠溶液，测量并记录氢氧化钠溶液的温度（t2）.（3）将量筒中的氢氧化钠溶液迅速倒入盛有盐酸的简易量热计中，立即盖上盖板，用环形玻璃搅拌棒不断搅拌，观察温度计的温度变化，准确读出并记录反应体系的最高温度（t3）。4.实验步骤（4）.重复实验三次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。Q=c·(V酸ρ酸＋V碱ρ碱)·[t3－(t1+t2)/2]本实验中，我们所用一元酸、一元碱的体积均为50mL,它们的浓度均为0.50mol/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=50mL。c酸=c碱=0.50mol/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·[t3－(t1+t2)/2]kJ思考：③式表示的是不是该反应的反应热？为什么？5.数据处理上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“－”。［问题］该反应的中和热应怎样表示呢？ΔH=－0.418·[t3－(t1+t2)/2]0.025kJ/mol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50mL0.50mol/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。中和热:在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应而生成1mol水,这时的反应热叫做中和热.思考：③式表示的是中和热吗？为什么？次数123起始温度t/ºc终止温度温度差t/ºct/ºc盐酸氢氧化钠平均值24.525.022.022.425.025.424.7522.225.226.525.428.21.753.23.0实验数据ΔH=－0.418（t2－t1）0.025kJ/molΔH=－c×m×Δt×10-³0.025kJ/mol理论上强酸、强碱反应:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l);△H=—57.3kJ/moL［议一议］为何所测得的数据不是57.3kJ/mol，分析产生误差的原因。数据处理可能的原因有：误差分析: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。4.实验过程中有液体洒在外面。5.混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。6.隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。3.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2.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？答案：会有所变化。因为醋酸为弱电解质，其电离时要吸热，故将使测得结果偏小。1.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：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）。3、实验中改用100mL0.50mol/L盐酸跟100mL0.55mol/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：不相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：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应用了什么规律？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（ΔH）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因为有些反应进行得很慢,有些反应不容易直接发生,有些反应的产品不纯(有副反应发生),这给测定反应热造成了困难.此时如果应用盖斯定律,就可以间接地把它们的反应热计算出来.盖斯定律用途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/mol①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6KJ/mol②2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=-2599.2KJ/mol③2C(石墨)+H2(g)=C2H2(g)△H=?④2：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