1、专题1 化学反应与能量变化,第一单元 化学反应的热效应反应热的测量与计算,一、中和反应反应热的测量,1.中和热的定义：,在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1molH20，这时的反应热叫做中和热.,2.测量装置,环形玻璃搅拌棒,温度计,(1)用量筒量取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，记录,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，
2、而导致实验结果误差。,3.实验步骤：,(2)用另一个量筒量取50 mL 0.50 mol/L NaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记录。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。,.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。,(3)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,(4)重复实验三次，取测量
3、所得数据的平均值作为计算依据。,4.实验原理：,本实验所用一元强酸、一元强碱都是稀溶液，故溶液的密度近似为1 g/cm3，且中和后所得溶液的比热容为 4.18 J/（g)。当50 mL 0.50 mol/L的盐酸与50 mL 0.50mol/L 氢氧化钠溶液反应时，测定得以下数据（为三次实验的平均值）：,盐酸温度：(t1)/,氢氧化钠溶液温度：(t2)/ ,反应体系最高温度：(t3)/,反应后的溶液的质量,m=（V酸酸V碱 碱）/g,计算中和热：,中和反应的反应热,议一议,若所测得的数据不是57.4 kJ/mol，分析产生误差的原因,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
4、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.隔热装置或操作不到位，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。,5.误差分析：,简易测定方法: 大烧杯（500 mL）、 小烧杯（100 mL） 温度计、量筒（50 mL）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。0.50 mol/L 盐酸、0.50 mol/L NaOH溶液,实验步骤：,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
5、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。,答案：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。,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？,1、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。,2、本实验中若把50 mL 0.50 mol/L的盐酸改为50 mL 0.50 m
6、ol/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。,讨论,3、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）。,4、若将1L1mol/LNaOH溶液中加入稀醋酸、稀硫酸、稀硝酸，恰好完全反应时的热效应分别为H1、
7、H2 、H3 ；则三者的大小关系为,H1 H3 = H2,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：强酸与强碱 生成物水及其物质的量：1mol 放出的热量：57.3kJ/mol,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,中和热：,小结：,讨论：任一反应的反应热均能直接测出吗?,如何获得以下反应的反应热： 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/mo
8、l, + = ,则H1 + H2 =H3 H1 =H3- H2 =-393.5kJ/mol+ 283.0kJ/mol =-110.5kJ/mol,应用了什么规律？,盖斯定律（1840年）,为什么放出的热量不同？你能否据此估计水液化所放出的热量？,16,1、盖斯定律：化学反应的焓变仅与反应的起始态和最终态有关，而与反应的途径无关。,一个化学反应，不论是一步完成，还是 分步完成，其总的热效应是完全相同的。,2、运用盖斯定律的计算（1）若一个反应的焓变H=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
9、可以由这几个反应的焓变相加减而 得到。,火箭发射，可用N2H4（肼）在NO2中燃烧，生成N2、液态H2O。已知：N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)H1=+67.2kJ/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。,2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l) H=-1135.2kJ/mol,例题,第8页的问题解决,【练习1】已知 CO(g) + 1/2 O2(g) =CO2(g) H1= -283.0 kJ/mol H2(g) + 1/2 O2(g) =H2O(l) H
10、2= -285.8 kJ/molC2H5OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 3H2O(l) H3=-1370 kJ/mol试计算2CO(g) 4 H2(g)=H2O(l) C2H5OH(l) 的H,【解】：根据盖斯定律，反应不论是一步完成还是分几步完成，其反应热效应都是相同的。下面就看看反应能不能由三个反应通过加减乘除组合而成，也就是说，看看反应能不能分成几步完成。2 + 4 - = 所以，HH12 H24 H3283.22 285.84 1370 339.2 kJ/mol,【练习2】同素异形体相互转化但反应热相当小而且转化速率慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的观点“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同的”。已知：,P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)； = -2983.2 kJ/mol,P(s、红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)； = -738.5 kJ/mol,试写出白磷转化为红磷的热化学方程式 。,【练习3】同步作业本p5 8#,
