1.1.2反应热的测量 ppt课件-（2019）新苏教版高中化学选择性必修1.pptx

1、专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化反应热的测量第一单元第一单元 化学反应的热效应化学反应的热效应 反应热的测量与计算反应热的测量与计算 不同的化学反应具有不同的反应热，人们可以通过不同的化学反应具有不同的反应热，人们可以通过多种方法获得反应热的数据，其中最直接的方法是通过多种方法获得反应热的数据，其中最直接的方法是通过实验进行测定。实验进行测定。【实验探究实验探究】 请按照下列操作步骤，用简易量热计测定盐酸与氢氧化钠溶液反应的反应热。(1)用量筒50ml，0.50mol/L的盐酸倒入简易量热计中,测量并记录盐酸的温度(T1)。(2)另取一量筒量取50ml，0.50mol/L氢氧化

2、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，用环形玻璃搅拌棒轻轻搅拌，观察温度计的温度变化，准确读出反应体系的最高温度T3并记录。(4)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，计算该反应的反应热并写出热化学方程式。表表1-21-2测定反应热的实验记录测定反应热的实验记录1盐酸的温度T1/2氢氧化钠溶液的温度T2/3反应体系的最高温度T3/4反应体系的温度变化( )/5反应体系的热容C=(VHClHCl+VNaOHNaOH)4.18/J-16生成1mol水时的反应

3、热( )(kJmol-1)2T2T1-T3T025. 03-10TC-H简易量热计简易量热计1 1、实验仪器：、实验仪器：二、反应热的测量二、反应热的测量测定盐酸与氢氧化钠测定盐酸与氢氧化钠溶液反应的反应热溶液反应的反应热2、实验药品：、实验药品：50 mL0.50 mol/L的盐酸的盐酸50 mL0.50 mol/L的氢氧化钠溶液的氢氧化钠溶液 Q = cmt3、实验原理：、实验原理：我们如何得到上述数据呢？我们如何得到上述数据呢？Q:反应放出的热量。反应放出的热量。m:反应混合液的质量。反应混合液的质量。c：反应混合液的比热容。：反应混合液的比热容。t：反应前后：反应前后最大的温度差最大的

4、温度差(1)在大烧杯底部垫泡沫塑在大烧杯底部垫泡沫塑料料(或纸条或纸条)，使放入的小烧杯杯口与大，使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口烧杯杯口相平相平。然后再在大、小烧杯。然后再在大、小烧杯之间之间填满填满碎泡沫塑料碎泡沫塑料(或纸条或纸条)，大烧杯，大烧杯上用泡沫塑料板上用泡沫塑料板(或硬纸板或硬纸板)作作盖板盖板，在，在板中间开两个小孔，正好使温度计和板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，如下图所示。环形玻璃搅拌棒通过，如下图所示。4 4、实验步骤：、实验步骤：a.a.两杯口相平，可使盖板把杯口尽量盖严，从而减少热量损失；两杯口相平，可使盖板把杯口尽量盖严，从而减少热量损失；b.b

5、.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）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会使实验结果更准确。(2)用一个量筒最取用一个量筒最取50 mL 0.50 mol/L盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记录。然后把温度计上的酸用量盐酸的温度，记录。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。水冲洗干净。 温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗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？后的溶液

6、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，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，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。会使总溶液的质量增加，而导致实验结果误差。(3)测量反应物的温度，与盐酸混合：测量反应物的温度，与盐酸混合： 用另用另一个量筒量取一个量筒量取50 mL 0.50 mol/L NaOH溶液，溶液，并用温度计测量并用温度计测量NaOH溶液的温度，记录。溶液的

7、温度，记录。把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小溶液一次倒入小烧杯。烧杯。 酸、碱混合时，为何要把量筒中的酸、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？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，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。若动作迟缓，将会使热量损失而使误差增大。 (4)测定反应后的温度：测定反应后的温度：立即盖上盖板立即盖上盖板,用环形用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合玻璃搅拌棒轻轻搅动溶

8、液，并准确读取混合溶液的最高温度，记为终止温度，记入下表溶液的最高温度，记为终止温度，记入下表。 实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻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？璃搅拌棒？为什么？ 不能不能。 因为铜丝易导热，使热量损失较大。因为铜丝易导热，使热量损失较大。 温度温度实验次数实验次数起始温度起始温度t t1 1/终止温度终止温度t t2 2/温度差温度差(t(t2 2-t-t1 1)/)/HClHClNaOHNaOH平均值平均值1 12 23 320.0020.0021.0020.0020.4021.2023.4523.5023.3520.0020.2021.103.

9、453.302.25算出中和热算出中和热H = 1.411kJ/0.025mol = - 56.44 kJ/mol(5)重复实验三次，取测量所得数据的平均值作为计算重复实验三次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。依据。 Q =1.411kJ Q = cmt议一议为什么测得的数据小于议一议为什么测得的数据小于57.3 kJ/mol？可能的原因有：可能的原因有：1. 1.量取溶液的体积有误差。量取溶液的体积有误差。2.2.温度计的读数有误。温度计的读数有误。3. 3.实验过程中有液体洒在外面。实验过程中有液体洒在外面。4. 4.混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。混合酸、碱溶液时，动作缓慢

10、，导致实验误差。5. 5.隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而导致误隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。差。6. 6.测了酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的温度，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。致使热量损失而引起误差。 该实验的关键是：该实验的关键是：保温效果要好保温效果要好5 5、 误差分析误差分析(1) 实验中用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒实验中用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒. 则测得的则测得的Q: , H: .(2) 已知弱电解质的电离过程需要吸热，用已知弱电解质的电离过程需要吸热，用50 mL 0.50 mol/L的

11、醋酸溶液和的醋酸溶液和50 mL 0.55 mol/L氢氧化钠氢氧化钠溶液中和，则测得的溶液中和，则测得的Q: , H: 。(3)如果用含硫酸如果用含硫酸0.025mol的浓硫酸和的浓硫酸和50 mL 0.55 mol/L氢氧化钠溶液中和氢氧化钠溶液中和,则测得的则测得的Q: , H: .偏小偏小偏大偏大偏小偏小偏大偏大偏大偏大偏小偏小(4)某同学在实验中两次测定中和热。第一次是用某同学在实验中两次测定中和热。第一次是用50 mL 0.50 mol/L的盐酸和的盐酸和50 mL 0.50 mol/L氢氧化钠，氢氧化钠，第二次是用第二次是用100 mL 0.50 mol/L的盐酸和的盐酸和100

12、 mL 0.50mol/L的的NaOH溶液。请你预测该同学两次测得的溶液。请你预测该同学两次测得的Q: , H: .(5)实验中改用实验中改用60 mL 0.50 mol/L盐酸跟盐酸跟50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液进行实验，测定溶液进行实验，测定Q: ,H: .变大变大不变不变变大变大不变不变中和热中和热1、定义、定义: 在在稀溶液中稀溶液中，酸与碱，酸与碱发生中和发生中和反反应生成应生成1mol水时的水时的反应热反应热2、中和热、中和热的的表示表示H+(aq)+OH-(aq)=H2O (l) H= -57.3kJmol(强酸与强碱生成可溶性盐强酸与强碱生成可溶性盐)2、中和

13、热、中和热的的表示表示H+(aq)+OH-(aq)=H2O (l) H= -57.3kJmol(强酸与强碱生成可溶性盐强酸与强碱生成可溶性盐)有弱酸或弱碱参加的中和反应，其中和有弱酸或弱碱参加的中和反应，其中和热的数值都小于热的数值都小于57.3，这是因为反应时弱，这是因为反应时弱酸或弱碱发生电离需要吸收热量酸或弱碱发生电离需要吸收热量浓溶液混合因稀释会放热浓溶液混合因稀释会放热,其中和热的数其中和热的数值都大于值都大于57.3。 生成生成1mol水水3、要点、要点中和热指中和反应时每生成中和热指中和反应时每生成 1mol H2O时时的反应热，与酸、碱的类别无关。的反应热，与酸、碱的类别无关。

14、4 4、特例：经测定表明，若、特例：经测定表明，若稀稀的酸和碱发生的的酸和碱发生的中和中和反应可以用离子方程式：反应可以用离子方程式： 表示时，则其中和热都表示时，则其中和热都为为 ，即，即 的酸的酸和和 碱碱溶液反应生成溶液反应生成 盐，其中和热都约盐，其中和热都约为为 。若不能用上述离子方程式。若不能用上述离子方程式表示时，其中和热不为表示时，其中和热不为 。 H+ + OH=H2O57.3 kJ/mol强强强强可溶性可溶性57.3 kJ/mol57.3 kJ/mol练习练习1：含：含1 mol Ba(OH)2的稀溶液与足量盐酸的稀溶液与足量盐酸反应，放出热量反应，放出热量114.6 kJ

15、。下列热化学方程式中，。下列热化学方程式中，正确的是正确的是()ABa(OH)2(aq)2HCl(aq)=BaCl2(aq)2H2O(l) H114.6 kJ/molBBa(OH)2(aq)2HCl(aq)=BaCl2(aq)2H2O(l) H114.6 kJ/mol CBa(OH)2(aq)HCl(aq)=BaCl2(aq)H2O(l) H57.3 kJ/molDBa(OH)2(aq)HCl(aq)=BaCl2(aq)H2O(l) H57.3 kJ/molB练习练习2：已知反应：已知反应：101 kPa时，时，2C(s)O2(g)=2CO(g)H221 kJ/mol；稀溶液中，稀溶液中，H(

16、aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJ/mol。下列结论正确的是下列结论正确的是()A稀硫酸与稀稀硫酸与稀NaOH溶液的中和热为溶液的中和热为57.3 kJ/molB的反应热为的反应热为221 kJ/molC稀硫酸与稀稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为溶液反应的中和热为57.3 kJ/molD稀醋酸与稀稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成溶液反应生成1 mol水，放出水，放出57.3 kJ热量热量A练习练习3：将将V1 mL 1.0 mol/L HCl溶液和溶液和V2 mL未知浓度未知浓度的的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所

17、示果如图所示(实验中始终保持实验中始终保持V1V250 mL)。下列叙述正确的是下列叙述正确的是( )(A)做该实验时环境温度为做该实验时环境温度为22 (B)该实验表明化学能可以转化为热能该实验表明化学能可以转化为热能 (C)NaOH溶液的浓度约是溶液的浓度约是1.00 mol/L (D)该实验表明有水生成的反应都是放该实验表明有水生成的反应都是放 热反应热反应01020304050202224262830温度/V1/ mLB（5mLHCl溶液和溶液和45mLNaOH溶液反应后的温度）溶液反应后的温度）（1.5mol/L）4、已知键能已知键能:NN 946KJ/mol, H-H 436KJ/

18、mol, H-N 391KJ/mol，写出合成氨反应的热化学方程式。，写出合成氨反应的热化学方程式。1、氢气在氯气中燃烧生成、氢气在氯气中燃烧生成1mol氯化氢气体，放出氯化氢气体，放出92.3kJ的热量的热量课前检测：课前检测：写出下列反应的写出下列反应的热化学方程式热化学方程式(25,101kPa时时).2、氢氧化钠溶液与硫酸溶液反应生成、氢氧化钠溶液与硫酸溶液反应生成2mol液态液态水，放出水，放出114.6KJ的热量的热量3、1mol石墨转化为金刚石固体需吸收石墨转化为金刚石固体需吸收1.5KJ的热量的热量交流与讨论 在前面的热化学方程式中提供了几个反应热的数在前面的热化学方程式中提供

19、了几个反应热的数据，那么，这些数据是通过什么途径获得的呢？据，那么，这些数据是通过什么途径获得的呢？实验测得实验测得思考思考:如何测出反应的反应热如何测出反应的反应热： C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H1=?思考思考:如何测出反应的反应热如何测出反应的反应热： C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H1=?CO(g)+1/2O2(g)= CO2(g) H2=-283.0kJ/molC(s)+O2(g)=CO2(g) H3=-393.5kJ/mol + = H1 =H3- H2 =-393.5kJ/mol+ 283.0kJ/mol =-110.5kJ/mol应用了什么规律？应用了什么

20、规律？H1 + H2 =H3专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化反应热的计算第一单元第一单元 化学反应的热效应化学反应的热效应 一个化学反应，无论是一步完成，还一个化学反应，无论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应是完全相同是分几步完成，其总的热效应是完全相同的。即：焓变（的。即：焓变（H）只与始末状态有关，）只与始末状态有关，而与反应的途径无关。而与反应的途径无关。如何理解盖斯定律？H=H1+H2BHACH1H2HH = -H【例【例2】已知】已知298K时，时，C(s)、CO(g)燃烧的热化学方程式如下：燃烧的热化学方程式如下：C(s)+O2(g)=CO2(g) H1= -

21、393.5kJ/mol CO(g)+1/2O2(g) = CO2(g) H2= -283.0kJ/mol 请运用盖斯定律计算反应请运用盖斯定律计算反应C(s)+1/2O2(g)=CO(g) 的焓变的焓变H3 。分析：分析：C(s)和和O2(g)生成生成CO2(g)的反应可以一步完成（反应焓变的反应可以一步完成（反应焓变为为H1），也可以分两步完成：先生成），也可以分两步完成：先生成CO(g) （反应焓变为（反应焓变为H3），），CO(g)再与再与O2(g)反应生成反应生成CO2(g)（反应焓变为（反应焓变为H2）。根据盖斯定律可以得到）。根据盖斯定律可以得到H1=H2+H3（图（图1-7），）

22、，则反应则反应 C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H3 = H1 - H2。 根据盖斯定律，直接将热化学方程式根据盖斯定律，直接将热化学方程式 、左左右两边分别相减，也可以求得右两边分别相减，也可以求得C(s)与与O2(g)反应生成反应生成CO(g)的焓变。的焓变。 C(s)+O2(g)=CO2(g) H1 -）CO(g)+1/2O2(g) = CO2(g) H2C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H3 = H1 - H2 H3 = H1 - H2 = -393.5kJ/mol -（ -283.0kJ/mol ） = -110.5kJ/mol 根据下列反应的焓变根据下列反应的焓变,计

23、算计算C(石墨石墨)与与H2(g)反应生反应生成成1molC2H2(g)的焓变的焓变: C(s,石墨石墨) + 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/mol2C(s,石墨石墨) + H2(g) = C2H2(g) H= +227.1KJ/mol2 + - 2121【小结】有些化学反应进行很慢或不易直接发生，【小结】有些化学反应进行很慢或不易直接发生，很难直接测得这些反应的反应热，可通过盖斯定律很

24、难直接测得这些反应的反应热，可通过盖斯定律获得它们的反应热数据。获得它们的反应热数据。关键：关键：目标方程式的目标方程式的“四则运算式四则运算式”的导出。的导出。方法：写出目标方程式确定方法：写出目标方程式确定“过渡物质过渡物质”（要消去的（要消去的物质）然后用物质）然后用消元法消元法逐一消去逐一消去“过渡物质过渡物质”，导出，导出“四则运算式四则运算式”。注意：注意：1 1、计量数的变化与反应热数值的变化要对应、计量数的变化与反应热数值的变化要对应2 2、反应方向发生改变反应热的符号也要改变、反应方向发生改变反应热的符号也要改变 练习练习1、同素异形体相互转化但反应热相当小而同素异形体相互转

25、化但反应热相当小而且转化速率慢，有时还很不完全，测定反应热很困且转化速率慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的观点难。现在可根据盖斯提出的观点“不管化学反应是不管化学反应是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的同的”。已知：。已知：P4(s、白磷、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)；H= -2983.2 kJ/molP(s、红磷、红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)；H= -738.5 kJ/mol试写出白磷转化为红磷的热化学方程式试写出白磷转化为红磷的热化学方程式_。P4(s、白磷、白磷)=4 P(s、

26、红磷、红磷)；H= -29.2 kJ/mol -4 练习练习2、已知已知2C（S）+ O2（g）= 2CO（g） H=-221.0kJ/mol 2H2（g）+O2（g）=2H2O（g ） H=-483.6kJ/mol 则制备水煤气的反应则制备水煤气的反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2 (g) 的的H为为( )A、+262.6kJ/mol B、-131.3kJ/molC、-352. kJ/mol D、+131.3kJ/molD - 2121练习练习3、按照盖斯定律，结合下述反应方程式，回答、按照盖斯定律，结合下述反应方程式，回答问题，已知：问题，已知：(1)NH3(g)+HCl(g)=

27、NH4Cl(s) H1=-176kJ/mol(2)NH3(g)+H2O(l)=NH3 H2O(aq) H2=-35.1kJ/mol(3)HCl(g) +H2O(l)=HCl(aq) H3=-72.3kJ/mol(4)NH3(aq)+ HCl(aq)=NH4Cl(aq) H4=-52.3kJ/mol(5)NH4Cl(s)+2H2O(l)= NH4Cl(aq) H5=？ 根据盖斯定律和上述反应方程式得：根据盖斯定律和上述反应方程式得： (4)+ (3)+ (2)- (1)= (5)，即，即 H5= +16.3kJ/mol练习练习4、0.3 mol的气态高能燃料乙硼烷（的气态高能燃料乙硼烷（B2H6

28、）在氧气中完全燃烧，生成固态三氧化二硼和液态在氧气中完全燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出水，放出649.5 kJ热量，其热化学方程式为热量，其热化学方程式为_ B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l)； H= -2165 kJ/mol又已知又已知H2O(l)= H2O(g)； H+44 kJ/mol，则，则11.2L标准状况下的乙硼烷完全燃烧生成气态水标准状况下的乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是时放出的热量是 kJ。1016.5练习练习5(2007年高考广东化学卷年高考广东化学卷)灰锡灰锡(以粉末状存在以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。和白锡是锡的两种同

29、素异形体。已知：已知：Sn(s、白、白)2HCl(aq)SnCl2(aq)H2(g)； H1Sn(s、灰、灰)2HCl(aq)SnCl2(aq)H2(g)； H2Sn(s、灰、灰) Sn(s、白、白)； H32.1 kJ/mol下列说法正确的是下列说法正确的是( )(A) H1 H2(B)锡在常温下以灰锡状态存在锡在常温下以灰锡状态存在(C)灰锡转化为白锡的反应是放热反应灰锡转化为白锡的反应是放热反应(D)锡制器皿长期处于低于锡制器皿长期处于低于13.2 的环境中，会自行毁坏的环境中，会自行毁坏D13.2 13.2 练习练习6.已知胆矾溶于水时溶液温度降低已知胆矾溶于水时溶液温度降低,室温下将室温下将1mol无水硫酸铜制成溶液时放出热量为无水硫酸铜制成溶液时放出热量为Q1kJ,又知又知胆矾分解的热化学方程式为胆矾分解的热化学方程式为 CuSO45H2O(s) = CuSO4(s)+5H2O (l) H=+Q2kJ/mol, 则则Q1与与Q2的关系为的关系为 (A)Q1Q2 (C)Q1=Q2 (D)无法确定无法确定AQ1CuSO4溶液溶液胆矾胆矾 CuSO4(s) 5H2O (l)Q2H0