高中化學(xué) 1.1.2 反應(yīng)熱的測(cè)量與計(jì)算課件 蘇教版選修4.ppt

專題1化學(xué)反應(yīng)與能量變化 第二課時(shí)反應(yīng)熱的測(cè)量與計(jì)算 課前預(yù)習(xí) 巧設(shè)計(jì) 名師課堂 一點(diǎn)通 設(shè)計(jì)1 設(shè)計(jì)2 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 第一單元化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng) 創(chuàng)新演練 大沖關(guān) 課堂10分鐘練習(xí) 課堂5分鐘歸納 課下30分鐘演練 設(shè)計(jì)3 考點(diǎn)三 溫度計(jì) 反應(yīng)物 生成物 化學(xué)計(jì)量數(shù) 放熱 一 中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定1 實(shí)驗(yàn)儀器與藥品 1 儀器 量熱計(jì) 2 實(shí)驗(yàn)藥品 0 5mol l 1鹽酸 0 5mol l 1naoh溶液 濕度計(jì) 環(huán)形玻璃攪拌棒 2 實(shí)驗(yàn)步驟 1 測(cè)量初始溫度 用量筒量取50ml0 50mol l 1鹽酸 倒入中 測(cè)量并記錄鹽酸的溫度 t1 用另一量筒量取50ml0 50mol l 1氫氧化鈉溶液 測(cè)量并記錄氫氧化鈉溶液的溫度 t2 簡(jiǎn)易量熱計(jì) 2 測(cè)量終態(tài)溫度 將量筒中的迅速倒入盛有的簡(jiǎn)易量熱計(jì)中 立即蓋上蓋板 用不斷攪拌 觀察溫度計(jì)的溫度變化 準(zhǔn)確讀出并記錄反應(yīng)體系的最高溫度 t3 氫氧化鈉溶液 鹽酸 環(huán)形玻璃攪拌棒 4 討論分析如果用同樣的方法測(cè)定koh溶液與鹽酸反應(yīng) naoh溶液與硝酸反應(yīng)的反應(yīng)熱 其反應(yīng)熱 原因探究 以上三組實(shí)驗(yàn)中所發(fā)生的離子反應(yīng)均為h aq oh aq h2o l 相同 二 蓋斯定律1 內(nèi)容一個(gè)化學(xué)反應(yīng) 無(wú)論是一步完成 還是分幾步完成 其總的熱效應(yīng) 2 本質(zhì)化學(xué)反應(yīng)的焓變只與反應(yīng)的和有關(guān) 而與反應(yīng)的無(wú)關(guān) 如圖所示 完全相同 始態(tài) 終態(tài) 途徑 h h1 h2 h3 h4 h5 3 意義應(yīng)用蓋斯定律 可以間接地把不易測(cè)定的計(jì)算出來(lái) 4 應(yīng)用利用已知反應(yīng)焓變求未知反應(yīng)焓變 若一個(gè)化學(xué)方程式可由幾個(gè)化學(xué)方程式相加減而得到 則該化學(xué)反應(yīng)的焓變即為這幾個(gè)化學(xué)反應(yīng)焓變的 反應(yīng)熱 代數(shù)和 三 能源的充分利用1 能源的利用 1 我國(guó)目前使用的主要能源是 2 我們使用的能量的主要形式是和 熱能主要通過(guò)燃燒 植物秸稈等物質(zhì)獲得 提高這些物質(zhì)的對(duì)節(jié)約能源十分重要 化石燃料 電能 熱能 煤 石油 天然氣 燃燒效率 2 標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱和熱值 1 標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱 101kpa下 的反應(yīng)熱 2 熱值 的反應(yīng)熱 3 完全燃燒的標(biāo)準(zhǔn) 氮元素 氫元素 碳元素 1mol物質(zhì)完全燃燒 1g物質(zhì)完全燃燒 n2 g h2o l co2 g 1 1 若用濃h2so4代替0 50mol l 1的鹽酸來(lái)測(cè)定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱 h 則會(huì)使 h偏大還是偏小 2 若用醋酸來(lái)代替鹽酸 求得 h的數(shù)值相等嗎 答案 1 因?yàn)闈鈎2so4溶于水會(huì)放出大量的熱 會(huì)使放出的熱量增多 使 h偏小 2 醋酸為弱酸 其不斷電離出h 的過(guò)程會(huì)吸收部分熱量 放出熱量偏少 故所得 h的數(shù)值偏大 2 下列四位同學(xué)在做中和反應(yīng)的反應(yīng)熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)中無(wú)誤的是 分析 在中和反應(yīng)的反應(yīng)熱測(cè)定的實(shí)驗(yàn)中關(guān)鍵是準(zhǔn)確測(cè)量溫度及防止熱量的散失 準(zhǔn)確測(cè)量溫度用溫度計(jì) 溫度計(jì)不能攪動(dòng)溶液 攪動(dòng)溶液用環(huán)形玻璃攪拌棒 若用鐵絲代替 則鐵絲會(huì)消耗鹽酸且傳熱快 引起實(shí)驗(yàn)誤差 量取鹽酸和naoh溶液時(shí)各用一個(gè)量筒 不得共用 否則會(huì)引起誤差 為保證測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性 要重復(fù)操作2 3次 答案 小軍同學(xué) c 反應(yīng)熱的大小與反應(yīng)物所具有的能量和生成物所具有的能量無(wú)關(guān)d 化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終點(diǎn)狀態(tài)有關(guān) 而與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān) 分析 h 0 反應(yīng)放熱 標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱是指1mol可燃物完全燃燒的反應(yīng)熱 反應(yīng)熱大小與反應(yīng)物 生成物所具有的總能量有關(guān) 答案 d 4 2011 福建高考 下列關(guān)于化學(xué)與生產(chǎn) 生活的認(rèn)識(shí)不正確的是 a co2 ch4 n2等均是造成溫室效應(yīng)的氣體b 使用清潔能源是防止酸雨發(fā)生的重要措施之一c 節(jié)能減排符合低碳經(jīng)濟(jì)的要求d 合理開(kāi)發(fā)利用可燃冰 固態(tài)甲烷水合物 有助于緩解能源緊缺 分析 n2不是溫室氣體 a項(xiàng)錯(cuò)誤 使用清潔能源可減少so2的排放 節(jié)約能源 減少co2排放是低碳經(jīng)濟(jì)的要求 可燃冰是甲烷的水合物其利用可減緩能源危機(jī) b c d項(xiàng)正確 答案 a 5 1 2 00l1 00mol l 1鹽酸溶液與2 00l1 00mol l 1naoh溶液完全反應(yīng) 放出114 6kj熱量 該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 2 在25 101kpa時(shí) 1 00gc6h6 l 燃燒生成co2 g 和h2o l 放出41 8kj的熱量 c6h6的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為 kj mol 1 該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 分析 1 生成2mol水放熱114 6kj 2 c6h6的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為 h 3260 4kj mol 1 1 中和反應(yīng)的反應(yīng)熱 1 概念 在稀溶液中 強(qiáng)酸與強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molh2o l 時(shí)所釋放的熱量 2 表示方法 h aq oh aq h2o l h 57 3kj mol 1 3 理解時(shí)應(yīng)注意 稀溶液是指溶液濃度小 酸或堿都完全電離的狀態(tài) 中和反應(yīng)反應(yīng)熱不包括離子在水溶液中的生成熱 物質(zhì)的溶解熱 電解質(zhì)電離的吸熱所伴隨的熱效應(yīng) 中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是h 和oh 結(jié)合生成h2o 若反應(yīng)過(guò)程中有其他物質(zhì)生成 這部分反應(yīng)熱不屬于中和反應(yīng)的反應(yīng)熱 2 中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定應(yīng)注意以下幾點(diǎn) 1 酸堿溶液應(yīng)當(dāng)用強(qiáng)酸 強(qiáng)堿的稀溶液 0 1mol l 1 0 5mol l 1 測(cè)定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱不能用濃酸或濃堿 因濃酸或濃堿溶于水一般都要放熱 測(cè)定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱時(shí)不能用弱酸或弱堿 因弱酸或弱堿在水溶液中不能完全電離 若改用弱酸或弱堿 它們電離時(shí)要吸收一部分熱量 2 要使用同一溫度計(jì) 分別先后測(cè)量酸 堿及混合液的溫度時(shí) 測(cè)定一種溶液后必須用水沖洗干凈并用濾紙擦干 溫度計(jì)的水銀球部分要完全浸入溶液中 且要穩(wěn)定一段時(shí)間再記下讀數(shù) 3 實(shí)驗(yàn)中所用的鹽酸和氫氧化鈉溶液配好后要充分冷卻至室溫 才能使用 4 操作時(shí)動(dòng)作要快 盡量減少熱量的散失 5 實(shí)驗(yàn)時(shí)可使一種反應(yīng)物稍過(guò)量 以保證另一反應(yīng)物完全反應(yīng) 且在計(jì)算時(shí) 應(yīng)取二者中量小的一種 因?yàn)檫^(guò)量的酸堿并不參與中和反應(yīng) 6 重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次 取其平均值 以減小誤差 例1 2012 衡陽(yáng)八中月考 利用右圖裝置測(cè)定中和反應(yīng)反應(yīng)熱實(shí)驗(yàn)步驟如下 用量筒量取50ml0 25mol l 1硫酸倒入小燒杯中 測(cè)出硫酸溫度 用另一量筒量取50ml0 55mol l 1naoh溶液 并用另一溫度計(jì)測(cè)出其溫度 將naoh溶液倒入小燒杯中 設(shè)法使之混合均勻 測(cè)出混合液最高溫度 回答下列問(wèn)題 1 寫(xiě)出稀硫酸和稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 已知生成1molh2o時(shí)放熱57 3kj 2 倒入naoh溶液的正確操作是 從下列選出 a 沿玻璃棒緩慢倒入b 分三次少量倒入c 一次迅速倒入 3 使硫酸與naoh溶液混合均勻的正確操作是 從下列選出 a 用溫度計(jì)小心攪拌b 揭開(kāi)硬紙片用玻璃棒攪拌c 輕輕地振蕩燒杯d 用套在溫度計(jì)上的環(huán)形玻璃棒攪拌棒輕輕地?cái)噭?dòng) 4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表 請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下表中的溫度差平均值 近似認(rèn)為0 55mol l 1naoh溶液和0 25mol l 1硫酸溶液的密度都是1g cm3 中和后生成溶液的比熱容c 4 18j g 則 h 取小數(shù)點(diǎn)后一位 上述實(shí)驗(yàn)數(shù)值結(jié)果與57 3kj mol 1有偏差 產(chǎn)生偏差的原因可能是 填字母 a 實(shí)驗(yàn)裝置保溫 隔熱效果差b 量取naoh溶液的體積時(shí)平視讀數(shù)c 分多次把naoh溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中d 用溫度計(jì)測(cè)定naoh溶液起始溫度后 用另一支溫度計(jì)測(cè)定h2so4溶液的溫度 解析 1 根據(jù)反應(yīng)放熱數(shù)值寫(xiě)出熱化學(xué)方程式 2 反應(yīng)熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵是準(zhǔn)確測(cè)定反應(yīng)后的溫度 盡量減少熱量散失 故naoh溶液應(yīng)一次性迅速倒入 3 使溶液混合均勻且減少熱量散失的措施為用套在溫度計(jì)上的環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕攪動(dòng) 由實(shí)驗(yàn)數(shù)值知反應(yīng)放熱偏少 即過(guò)程中可能有熱量散失 也可能所取酸或堿量偏少 酸堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol水時(shí) 稀的強(qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng)生成可溶性鹽和水的反應(yīng)熱等于 57 3kj mol 1 濃酸或濃堿溶于水也要放熱 反應(yīng)熱小于 57 3kj mol 1 而弱酸或弱堿參與的中和反應(yīng) 因弱酸或弱堿電離時(shí)要吸收熱量 則反應(yīng)熱大于 57 3kj mol 1 1 根據(jù)熱化學(xué)方程式計(jì)算其計(jì)算方法與根據(jù)一般方程式計(jì)算相似 可以把 h看成方程式內(nèi)的一項(xiàng)進(jìn)行處理 反應(yīng)的焓變與參加反應(yīng)的各物質(zhì)的物質(zhì)的量成正比 2 根據(jù)化學(xué)鍵斷裂和形成過(guò)程中的能量變化來(lái)計(jì)算焓變等于破壞舊化學(xué)鍵吸收的能量與形成新化學(xué)鍵所放出的能量之差 h e 反應(yīng)物的鍵能總和 e 反應(yīng)產(chǎn)物的鍵能總和 5 應(yīng)用蓋斯定律計(jì)算 1 常用方法 虛擬路徑法 若反應(yīng)物a變?yōu)樯晌飀 可以有兩種途徑 a 由a直接變成d 反應(yīng)熱為 h b 由a經(jīng)過(guò)b變成c 再由c變成d 每步的反應(yīng)熱分別為 h1 h2 h3 如圖所示 則有 h h1 h2 h3 加合法 即運(yùn)用所給熱化學(xué)方程式通過(guò)加減的方法得到所求熱化學(xué)方程式 2 實(shí)例已知 2h2 g o2 g 2h2o g h1 483 6kj mol 1 h2o g h2o l h2 44 0kj mol 1 3 應(yīng)用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱時(shí)的注意事項(xiàng) 熱化學(xué)方程式同乘以或除以某一個(gè)數(shù)時(shí) 反應(yīng)熱數(shù)值也必須乘以或除以該數(shù) 熱化學(xué)方程式相加減時(shí) 同種物質(zhì)之間可相加 減 反應(yīng)熱也隨之相加 減 熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱指反應(yīng)按所給形式完全進(jìn)行時(shí)的反應(yīng)熱 正 逆反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等 符號(hào)相反 例2 2011 海南高考 已知 2zn s o2 g 2zno s h 701 0kj mol 12hg l o2 g 2hgo s h 181 6kj mol 1則反應(yīng)zn s hgo s zno s hg l 的 h為 a 519 4kj mol 1b 259 7kj mol 1c 259 7kj mol 1d 519 4kj mol 1 答案 c 運(yùn)用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱的一般步驟 1 確定待求的熱化學(xué)方程式 2 找出待求熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)出現(xiàn)在已知方程式的什么位置 3 根據(jù)未知方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)和位置的需要對(duì)已知方程式進(jìn)行處理 或調(diào)整化學(xué)計(jì)量數(shù) 或調(diào)整反應(yīng)方向 4 疊加并檢驗(yàn)上述分析的正確與否 1 比較 反應(yīng)熱 或 h的大小時(shí) 必須帶 符號(hào) 比較吸熱或放熱的大小時(shí) 只需比較數(shù)值大小即可 2 參加反應(yīng)的物質(zhì)的量不同 則反應(yīng)熱的數(shù)值也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化 如1molh2完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出285 8kj的熱量 2molh2完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)則放出571 6kj的熱量 3 對(duì)于可逆反應(yīng) 如3h2 g n2 g 2nh3 g h 92 4kj mol 是指生成2molnh3時(shí)放出92 4kj的熱量 而不是3molh2和1moln2混合在一定條件下反應(yīng)就可放出92 4kj的熱量 實(shí)際3molh2和1moln2混合在一定條件下反應(yīng)放出的熱量小于92 4kj 因?yàn)樵摲磻?yīng)的反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化為生成物 4 同一反應(yīng)中物質(zhì)的聚集狀態(tài)不同 反應(yīng)熱數(shù)值大小也不同 例如 s g o2 g so2 g h1 q1 s s o2 g so2 g h2 q2 可以理解成固態(tài)硫變成氣態(tài)硫后再發(fā)生變化 而由固態(tài)到氣態(tài)是需要吸收能量的 所以q1 q2 h1 h2 故當(dāng)同一反應(yīng)中只由于聚集狀態(tài)不同比較熱量的大小時(shí) 反應(yīng)物為固態(tài)時(shí)放出的熱量少 當(dāng)生成物為固態(tài)時(shí)放出的熱量多 例3 倫敦奧運(yùn)會(huì)的火炬使用的燃料為丙烷 c3h8 其完全燃燒后只有co2和h2o 不會(huì)造成環(huán)境污染 已知有以下四個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)方程式 c3h8 g 5o2 g 3co2 g 4h2o g h akj mol c3h8 g 5o2 g 3co2 g 4h2o l h bkj mol 2c3h8 g 9o2 g 4co2 g