蘇教版選修4 專題1第一單元 化學反應中的熱效應（第2課時） 課件（17張）.pptx

第二課時反應熱的測量與計算能源的充分利用 一 反應熱的測量與計算1 反應熱的測量在科學研究中 科學家常用量熱計來測量反應熱 在實驗過程中 盡可能保證反應物能充分反應 同時減少與外界的熱交換 以減小實驗誤差 2 反應熱的計算 蓋斯定律 1 定義 一個化學反應 不論是一步完成 還是分幾步完成 其總的熱效應是完全相同的 即一個化學反應的焓變僅與反應的起始狀態(tài)和反應的最終狀態(tài)有關 而與反應的途徑無關 2 應用 間接計算某些反應 某些反應熱無法直接測得 的反應熱 若某個化學反應可由另外幾個反應的化學方程式相加而得到 那么該化學反應的焓變即為這幾個化學反應焓變的代數(shù)和 例如 h h1 h2 h3 h4 h5 1 蓋斯定律有何應用 提示很多反應很難直接測其反應熱 可用蓋斯定律進行間接計算 二 能源的充分利用1 標準燃燒熱在101kpa下 1mol物質完全燃燒的反應熱叫做該物質的標準燃燒熱 2 熱值1g物質完全燃燒所放出的熱量叫做該物質的熱值 2 標準燃燒熱較大的燃料 其熱值也一定較大嗎 提示不一定 如氫氣 正丁烷的標準燃燒熱分別是 285 8kj mol 1 2878kj mol 1 而它們的熱值分別是142 9kj g 1 49 6kj g 1 3 能源問題 1 能源的地位 能源是可以提供能量的自然資源 它是國民經濟和社會發(fā)展的重要物質基礎 2 利用現(xiàn)狀 我國目前使用的主要能源是化石燃料 目前我們使用的能量的主要形式是電能和熱能 熱能主要通過燃燒煤 石油 天然氣 植物的秸稈等物質而獲得 3 解決方法 提高物質的燃燒效率對于節(jié)約能源十分重要 開發(fā)太陽能 氫能 風能 地熱能 潮汐能和生物質能等新能源 因為新能源具有資源豐富 可再生 無污染或少污染等特點 3 為什么要將煤轉化為水煤氣等潔凈燃料呢 提示減少對大氣的污染 提高燃燒效率 將煤轉化為水煤氣后 便于通過管道進行運輸 知識點1 知識點2 反應熱的測量 例題1 50ml0 50mol l 1鹽酸與50ml0 55mol l 1naoh溶液在如下圖所示的裝置中進行中和反應 通過測定反應過程中所放出的熱量可測定中和反應的反應熱 完成下列問題 1 從實驗裝置上看 圖中尚缺少的一種玻璃儀器是 該玻璃用品不能用相同的銅質儀器代替的理由是 知識點1 知識點2 2 燒杯間填滿碎紙條的作用是 3 若大燒杯上不蓋硬紙板 求得的反應熱數(shù)值會 填 偏大 偏小 或 無影響 4 實驗中改用60ml0 50mol l 1鹽酸與50ml0 55mol l 1naoh溶液進行反應 與上述實驗相比 所放出的熱量 填 相等 或 不相等 理由是 知識點1 知識點2 解析中和反應放出的熱量跟生成水的物質的量有關 1 本實驗成敗的關鍵是準確測量反應后的溫度 因此所用裝置必須保溫 絕熱且可使體系溫度盡快達到一致 故缺少的儀器應為環(huán)形玻璃攪拌棒 2 碎紙條的作用為減少實驗過程中的能量損失 3 大燒杯上不蓋硬紙板時 會有較多的熱量散失而導致求得的反應熱數(shù)值偏小 4 用50ml0 50mol l 1鹽酸與50ml0 55mol l 1naoh溶液反應時 鹽酸不足 反應掉的naoh為0 025mol 改用60ml0 50mol l 1鹽酸與50ml0 55mol l 1naoh溶液進行反應時 naoh不足 反應掉的naoh為0 0275mol 兩種情況反應掉的naoh的物質的量不同 生成水的物質的量不同 故放出的熱量不相等 答案 1 環(huán)形玻璃攪拌棒銅質材料傳熱快 熱量損失大 2 減少實驗過程中的熱量損失 3 偏小 4 不相等反應生成水的物質的量不同 故放出的熱量不相等 知識點1 知識點2 弱酸 弱堿在水溶液中不能完全電離 存在著電離平衡 弱酸或弱堿參與中和反應的同時 伴隨著電離 電離過程要吸收熱量 此熱量就要由h 與oh 結合成水分子放出的熱量來抵償 濃硫酸參加中和反應存在一個稀釋過程 濃硫酸的稀釋要放出熱量 以上兩種情況都不可以當作中和反應的反應熱 知識點1 知識點2 針對訓練1 1 在測定中和反應反應熱的實驗中 下列敘述錯誤的是 a 向量熱計中加入堿液時要迅速b 實驗中可使酸或堿略過量c 向量熱計中加入堿液時 堿液的溫度應與酸的溫度相同d 可以用koh代替naoh 濃硫酸代替鹽酸解析可以用koh代替naoh 但不能用濃硫酸代替鹽酸 因為濃硫酸溶于水也會放出熱量 答案d 知識點1 知識點2 針對訓練1 2 用簡易量熱計測定中和反應的反應熱的實驗中 使用下列用品不是為了減小實驗誤差的是 a 保溫外筒b 杯蓋c 溫度計d 環(huán)形玻璃攪拌棒解析為減小測定中和反應反應熱的實驗誤差 必須讓反應充分進行 且不能使反應產生的熱量散失 答案c 知識點1 知識點2 反應熱的計算 例題2 實驗中不能直接測出由石墨和氫氣生成甲烷反應的 h 但可測出下面幾個反應的熱效應 知識點1 知識點2 解析方法一 因為反應式中 h1 h2 h3和 h4之間有以下關系 h2 h3 2 h1 h4所以 h4 h2 2 h3 h1 393 5kj mol 1 2 285 8kj mol 1 890 3kj mol 1 74 8kj mol 1 方法二 也可以設計一個途徑 使反應物經過一些中間步驟最后回到產物 可見 h4 h2 2 h3 h1 74 8kj mol 1 答案 h4 74 8kj mol 1 知識點1 知識點2 應用蓋斯定律進行簡單計算要特別注意以下幾點 1 當熱化學方程式乘以或除以某數(shù)時 h也相應乘以或除以某數(shù) 2 當熱化學方程式進行加減運算時 h也同樣要進行加減運算 且要帶 符號 即把 h看作一個整體進行運算 3 通過蓋斯定律計算比較反應熱的大小時 同樣要把 h看作一個整體 4 在設計的反應過程中常會遇到同一物質固 液 氣三態(tài)的相互轉化 物質的狀態(tài)由固 液 氣變化時 會吸熱 反之會放熱 5 當設計的反應逆向進行時 其反應熱與正反應的反應熱數(shù)值相等 符號相反 知識點1 知識點2 針對訓練2 鈦 ti 被稱為繼鐵 鋁之后的第三金屬 由金紅石 tio2 制取單質ti 涉及的步驟為 知識點1 知識點2 解析反應熱只與反應的始態(tài)和終態(tài)有關 而與具體的反應途徑無關 將已知熱化學方程式相加減 2 得tio2 s 2cl2 g 2c s ticl4 s 2co g 其 h 141