反應(yīng)熱的測(cè)量與計(jì)算

1、反應(yīng)熱的測(cè)量與計(jì)算反應(yīng)熱的測(cè)量與計(jì)算第一單元第一單元 化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)第二課時(shí)反應(yīng)熱的測(cè)定與計(jì)算 一 幾個(gè)相關(guān)概念間的關(guān)系 重點(diǎn)研究中和熱和燃燒熱燃燒熱：在燃燒熱：在101kpa101kpa時(shí)，時(shí)，1mol1mol物質(zhì)完全燃燒生成物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量反應(yīng)熱反應(yīng)熱中和熱燃燒熱. 1.中和熱 (1).概念概念: 在在稀稀溶液中溶液中, ,酸與堿中和反應(yīng)時(shí)生成酸與堿中和反應(yīng)時(shí)生成1molh1molh2 2o,o,這時(shí)的反應(yīng)熱叫這時(shí)的反應(yīng)熱叫中和熱中和熱. 對(duì)概念中對(duì)概念中酸酸.堿堿的理解與說的理解與說明明強(qiáng)強(qiáng)(弱弱)酸與弱酸與弱(強(qiáng)

2、強(qiáng))堿堿,弱酸與弱堿弱酸與弱堿反應(yīng)測(cè)得的反應(yīng)熱均偏小反應(yīng)測(cè)得的反應(yīng)熱均偏小(原因是原因是部分熱量用來(lái)補(bǔ)償弱電解質(zhì)的電離消耗部分熱量用來(lái)補(bǔ)償弱電解質(zhì)的電離消耗的能量的能量). ).強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液反應(yīng)測(cè)得并強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液反應(yīng)測(cè)得并計(jì)算得到中和熱計(jì)算得到中和熱h較準(zhǔn)確較準(zhǔn)確 對(duì)概念中溶液對(duì)概念中溶液濃度濃度的理解與的理解與說明說明溶液的濃度宜小不宜大溶液的濃度宜小不宜大. a.如酸是如酸是 濃濃h2so4或或hno3,堿堿是是濃濃naoh溶液溶液,由于稀釋過程中由于稀釋過程中放出大量熱放出大量熱,可能使測(cè)定值偏大可能使測(cè)定值偏大. b.如是一般酸堿濃溶液稀釋放如是一般酸堿濃溶液稀釋放出的熱遠(yuǎn)

3、小于離解吸收的熱則測(cè)出的熱遠(yuǎn)小于離解吸收的熱則測(cè)定值偏小定值偏小 (2).測(cè)定原理 (測(cè)量 計(jì)算 )藥品: 50ml 0.50moll的 hcl + 50ml 0.50moll的 naoh 方法: 通過先測(cè)量稀的強(qiáng)酸與強(qiáng)堿發(fā)生中和 反應(yīng)的反應(yīng)熱,然后計(jì)算酸堿反應(yīng)的中和熱.h (aq) + oh (aq) = h2o 0.025mol 0.025mol 0.025mol 測(cè)定值h1 1mol 中和熱h=?+-思考：思考：我們?nèi)∫欢康柠}酸和氫氧化鈉溶液發(fā)我們?nèi)∫欢康柠}酸和氫氧化鈉溶液發(fā)生中和反應(yīng)，哪些數(shù)據(jù)可以幫助我們測(cè)出生中和反應(yīng)，哪些數(shù)據(jù)可以幫助我們測(cè)出它們的反應(yīng)熱呢？請(qǐng)大家討論回答。它們的

4、反應(yīng)熱呢？請(qǐng)大家討論回答。q q = =m c m c t t qq: :中和反應(yīng)放出的熱量。中和反應(yīng)放出的熱量。mm：反應(yīng)混合液的質(zhì)量。：反應(yīng)混合液的質(zhì)量。c c：反應(yīng)混合液的比熱容。：反應(yīng)混合液的比熱容。 t t：反應(yīng)前后溶液溫度的差值。：反應(yīng)前后溶液溫度的差值。我們?nèi)绾蔚玫缴鲜鰯?shù)據(jù)呢？我們?nèi)绾蔚玫缴鲜鰯?shù)據(jù)呢？m的質(zhì)量為所用酸、堿的質(zhì)量和，測(cè)出參加反應(yīng)的質(zhì)量為所用酸、堿的質(zhì)量和，測(cè)出參加反應(yīng)的酸、堿質(zhì)量相加即可；的酸、堿質(zhì)量相加即可；c 需要查閱，需要查閱，t可用溫可用溫度計(jì)測(cè)出反應(yīng)前后的溫度相減得到。度計(jì)測(cè)出反應(yīng)前后的溫度相減得到。問酸、堿反應(yīng)時(shí)，我們用的是它的稀溶液，它們的問酸、堿反應(yīng)

5、時(shí)，我們用的是它的稀溶液，它們的質(zhì)量應(yīng)怎樣得到？質(zhì)量應(yīng)怎樣得到？量出它們的體積，再乘以它們的密度即可。量出它們的體積，再乘以它們的密度即可。 (3),計(jì)算公式計(jì)算公式:h= h1 kj/mol = cmt10-3 kj/mol 0.025 0.025 t : 溫度的變化溫度的變化問題討論 為什么不直接用為什么不直接用100ml 10moll的的 hcl + 100ml 10moll的的 naoh或或1000ml 1.0moll的的 hcl + 1000ml 1.0moll的的 naoh直接得到直接得到1mol的的h2o,從而直接測(cè)得從而直接測(cè)得 中和熱呢中和熱呢? 答答: 10moll: 10

6、moll的的 hcl hcl 濃度太大濃度太大. . 1000ml 1.0moll 1000ml 1.0moll的的 體積太大體積太大, ,既浪費(fèi)既浪費(fèi), ,而且體積太大而且體積太大熱耗大熱耗大. .使測(cè)量值偏小使測(cè)量值偏小. .q =（v酸酸酸酸v堿堿堿堿）c（t2t1） 本實(shí)驗(yàn)中，我們所用一元酸、一元堿的體積均為本實(shí)驗(yàn)中，我們所用一元酸、一元堿的體積均為50 ml,它它 們的濃度分別為們的濃度分別為0.50 mol/l和和0.50 mol/l。由于是稀溶液，。由于是稀溶液，且為了計(jì)算簡(jiǎn)便，我們近似地認(rèn)為，所用酸、堿溶液的密度且為了計(jì)算簡(jiǎn)便，我們近似地認(rèn)為，所用酸、堿溶液的密度均為均為1 g

7、/cm3，且中和后所得溶液的比熱容為，且中和后所得溶液的比熱容為 4.18 j/（g)已知已知 v酸酸=v堿堿=50 ml。 c酸酸=0.50 mol/l c堿堿=0.55 mol/l。 酸酸=堿堿=1 g/cm3 c=4.18 j/（g）請(qǐng)把以上數(shù)據(jù)代入式請(qǐng)把以上數(shù)據(jù)代入式,得出得出q的表示式。其中熱量的單的表示式。其中熱量的單位用位用kj。 得出結(jié)果。得出結(jié)果。q = 0.418（t2t1）kj 思考：思考：式表示的是不是該反應(yīng)的反應(yīng)熱？式表示的是不是該反應(yīng)的反應(yīng)熱？是中和熱嗎？為什么？是中和熱嗎？為什么？q =（v酸酸酸酸v堿堿堿堿）c（t2t1） 式不是該反應(yīng)的反應(yīng)熱，因?yàn)榉磻?yīng)熱是有正

8、負(fù)的，式不是該反應(yīng)的反應(yīng)熱，因?yàn)榉磻?yīng)熱是有正負(fù)的，中和反應(yīng)放熱，故其中和反應(yīng)放熱，故其h為為“”。中和熱是稀的酸、。中和熱是稀的酸、堿中和生成堿中和生成 1 mol水的反應(yīng)熱，而水的反應(yīng)熱，而50 ml 0.50 mol/l的的鹽酸與鹽酸與50 ml 0.50mol/l 氫氧化鈉反應(yīng)后生成的水只氫氧化鈉反應(yīng)后生成的水只有有0.025 mol，故，故式表示的也不是中和熱。式表示的也不是中和熱。 問題該反應(yīng)的中和熱應(yīng)怎樣表示呢？問題該反應(yīng)的中和熱應(yīng)怎樣表示呢？h= 0.418 （t2t1）0.025kj/mol實(shí)驗(yàn)室測(cè)定反應(yīng)熱的簡(jiǎn)易裝置的注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)室測(cè)定反應(yīng)熱的簡(jiǎn)易裝置的注意事項(xiàng): : 簡(jiǎn)易測(cè)定

9、方法簡(jiǎn)易測(cè)定方法: 大燒杯（大燒杯（500 ml）、小燒杯（）、小燒杯（100 ml） 溫度計(jì)、量筒（溫度計(jì)、量筒（50 ml）兩個(gè)、泡沫塑料）兩個(gè)、泡沫塑料 或紙條、泡沫塑料板或硬紙板（中心有兩個(gè)或紙條、泡沫塑料板或硬紙板（中心有兩個(gè)小孔）、小孔）、環(huán)形玻璃攪拌棒環(huán)形玻璃攪拌棒。0.50 mol/l 鹽酸、鹽酸、0.55 mol/l naoh溶液溶液實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)驗(yàn)步驟：1.1.在大燒杯底部墊泡沫塑料（或紙條），在大燒杯底部墊泡沫塑料（或紙條），使放使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平。然后再在。然后再在大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑料（或紙條），大、小燒杯之間填滿碎泡

10、沫塑料（或紙條），大燒杯上用泡沫塑料板（或硬紙板）作蓋板，大燒杯上用泡沫塑料板（或硬紙板）作蓋板，在板中間開兩個(gè)小孔，正好使溫度計(jì)和環(huán)形玻在板中間開兩個(gè)小孔，正好使溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒通過，如下圖所示。璃攪拌棒通過，如下圖所示。中和熱的測(cè)定中和熱的測(cè)定大、小燒杯放置時(shí)，為大、小燒杯放置時(shí)，為何要使兩杯口相平？填何要使兩杯口相平？填碎紙條的作用是什么？碎紙條的作用是什么？對(duì)此裝置，你有何更好對(duì)此裝置，你有何更好的建議？的建議？答案：答案：. .兩杯口相平，可使蓋板把杯口盡量蓋嚴(yán)，從兩杯口相平，可使蓋板把杯口盡量蓋嚴(yán)，從而減少熱量損失；填碎紙條的作用是為了達(dá)到保溫而減少熱量損失；填碎紙條的作用是

11、為了達(dá)到保溫隔熱、減少實(shí)驗(yàn)過程中熱量損失的目的。若換用隔隔熱、減少實(shí)驗(yàn)過程中熱量損失的目的。若換用隔熱、密封性能更好的裝置（如保溫杯）會(huì)使實(shí)驗(yàn)結(jié)熱、密封性能更好的裝置（如保溫杯）會(huì)使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確。果更準(zhǔn)確。2.用一個(gè)量筒最取用一個(gè)量筒最取50 ml 0.50 mol/l鹽酸，倒入小鹽酸，倒入小燒杯中，并用溫度計(jì)測(cè)量鹽酸的溫度，記入下表。燒杯中，并用溫度計(jì)測(cè)量鹽酸的溫度，記入下表。然后把溫度計(jì)上的酸用水沖洗干凈然后把溫度計(jì)上的酸用水沖洗干凈。溫度計(jì)上的酸為何要用水沖洗干凈？沖洗后的溶溫度計(jì)上的酸為何要用水沖洗干凈？沖洗后的溶液能否倒入小燒杯？為什么？液能否倒入小燒杯？為什么？ 因?yàn)樵摐囟扔?jì)還要

12、用來(lái)測(cè)堿液的溫度，若不沖洗，因?yàn)樵摐囟扔?jì)還要用來(lái)測(cè)堿液的溫度，若不沖洗，溫度計(jì)上的酸會(huì)和堿發(fā)生中和反應(yīng)而使熱量散失，溫度計(jì)上的酸會(huì)和堿發(fā)生中和反應(yīng)而使熱量散失，故要沖洗干凈；沖洗后的溶液不能倒入小燒杯，若故要沖洗干凈；沖洗后的溶液不能倒入小燒杯，若倒入，會(huì)使總?cè)芤旱馁|(zhì)量增加，而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤倒入，會(huì)使總?cè)芤旱馁|(zhì)量增加，而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差。差。3.用另一個(gè)量筒量取用另一個(gè)量筒量取50 ml 0.55 mol/l naoh溶液，溶液，并用溫度計(jì)測(cè)量并用溫度計(jì)測(cè)量naoh溶液的溫度，記入下表。溶液的溫度，記入下表。.酸、堿混合時(shí)，為何要把量筒中的酸、堿混合時(shí)，為何要把量筒中的naohnaoh溶液一次

13、倒溶液一次倒入小燒杯而不能緩緩倒入？入小燒杯而不能緩緩倒入？.因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是測(cè)反應(yīng)的反應(yīng)熱，若動(dòng)作因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是測(cè)反應(yīng)的反應(yīng)熱，若動(dòng)作遲緩，將會(huì)使熱量損失而使誤差增大。遲緩，將會(huì)使熱量損失而使誤差增大。4.4.把溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒放入小燒杯的鹽酸中，把溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒放入小燒杯的鹽酸中，并并把量筒中的把量筒中的naohnaoh溶液一次倒入小燒杯（注意不要溶液一次倒入小燒杯（注意不要灑到外面）灑到外面）。用環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕攪動(dòng)溶液，并。用環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕攪動(dòng)溶液，并準(zhǔn)確讀取混合溶液的準(zhǔn)確讀取混合溶液的最高溫度最高溫度，記為終止溫度，記，記為終止溫度，記入下表。入下表。實(shí)驗(yàn)中

14、所用實(shí)驗(yàn)中所用hclhcl和和naohnaoh的物質(zhì)的量比為何不的物質(zhì)的量比為何不是是1111而是而是naohnaoh過量？若用過量？若用hclhcl過量行嗎？過量行嗎？為了保證為了保證0.50 mol/l的鹽酸完全被的鹽酸完全被naoh中和，中和，采用采用0.55 mol/l naoh溶液，使堿稍稍過量。若使溶液，使堿稍稍過量。若使鹽酸過量，亦可。鹽酸過量，亦可。5.重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次，取測(cè)量所得數(shù)據(jù)的平均值作為重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次，取測(cè)量所得數(shù)據(jù)的平均值作為計(jì)算依據(jù)。計(jì)算依據(jù)。 議一議議一議你所測(cè)得的數(shù)據(jù)是否為你所測(cè)得的數(shù)據(jù)是否為57.3 kj/mol57.3 kj/mol，若，若不是，分析產(chǎn)生誤差的原

15、因。不是，分析產(chǎn)生誤差的原因?？赡艿脑蛴校嚎赡艿脑蛴校?.量取溶液的體積有誤差（測(cè)量結(jié)果是按量取溶液的體積有誤差（測(cè)量結(jié)果是按50 ml的酸、堿進(jìn)的酸、堿進(jìn)行計(jì)算，若實(shí)際量取時(shí)，多于行計(jì)算，若實(shí)際量取時(shí)，多于50 ml或小于或小于50 ml都會(huì)造成都會(huì)造成誤差）誤差）2.溫度計(jì)的讀數(shù)有誤。溫度計(jì)的讀數(shù)有誤。3.實(shí)驗(yàn)過程中有液體灑在外面。實(shí)驗(yàn)過程中有液體灑在外面。4.混合酸、堿溶液時(shí)，動(dòng)作緩慢，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差。混合酸、堿溶液時(shí)，動(dòng)作緩慢，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差。5.隔熱操作不到位，致使實(shí)驗(yàn)過程中熱量損失而導(dǎo)致誤差。隔熱操作不到位，致使實(shí)驗(yàn)過程中熱量損失而導(dǎo)致誤差。6.測(cè)了酸后的溫度計(jì)未用水清洗而便立即去

16、測(cè)堿的溫度，致測(cè)了酸后的溫度計(jì)未用水清洗而便立即去測(cè)堿的溫度，致使熱量損失而引起誤差。使熱量損失而引起誤差。 討論下列問題 1.本實(shí)驗(yàn)中若把本實(shí)驗(yàn)中若把50 ml 0.50 mol/l的鹽酸改為的鹽酸改為50 ml 0.50 mol/l醋酸，所測(cè)結(jié)果是否會(huì)有所變化？醋酸，所測(cè)結(jié)果是否會(huì)有所變化？為什么？為什么？2.若改用若改用100 ml 0.50 mol/l的鹽酸和的鹽酸和100 ml 0.55 mol/l的的naoh溶液，所測(cè)中和熱的數(shù)值是否約為本溶液，所測(cè)中和熱的數(shù)值是否約為本實(shí)驗(yàn)結(jié)果的二倍（假定各步操作沒有失誤）？實(shí)驗(yàn)結(jié)果的二倍（假定各步操作沒有失誤）？答案：答案：1.會(huì)有所變化。因?yàn)?/p>

17、醋酸為弱電解質(zhì)，其電會(huì)有所變化。因?yàn)榇姿釣槿蹼娊赓|(zhì)，其電離時(shí)要吸熱，故將使測(cè)得結(jié)果偏小。離時(shí)要吸熱，故將使測(cè)得結(jié)果偏小。2.否。因中和熱是指酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成否。因中和熱是指酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol h2o時(shí)放出的熱量，其數(shù)值與反應(yīng)物的量的時(shí)放出的熱量，其數(shù)值與反應(yīng)物的量的多少無(wú)關(guān)，故所測(cè)結(jié)果應(yīng)基本和本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果相多少無(wú)關(guān)，故所測(cè)結(jié)果應(yīng)基本和本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同（若所有操作都準(zhǔn)確無(wú)誤，且無(wú)熱量損失，則同（若所有操作都準(zhǔn)確無(wú)誤，且無(wú)熱量損失，則二者結(jié)果相同）。二者結(jié)果相同）。練習(xí)50 ml 0.50 mol/l鹽酸與鹽酸與50 ml 0.55 mol/l-1 naoh溶液在圖示的裝置中進(jìn)

18、行中和反應(yīng)。通過測(cè)定反應(yīng)過程中所溶液在圖示的裝置中進(jìn)行中和反應(yīng)。通過測(cè)定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計(jì)算中和熱。回答下列問題：放出的熱量可計(jì)算中和熱?；卮鹣铝袉栴}：（1）從實(shí)驗(yàn)裝置上看，圖中尚缺少的一種玻璃用品）從實(shí)驗(yàn)裝置上看，圖中尚缺少的一種玻璃用品是是 。（2）燒杯間填滿碎紙條的作用是）燒杯間填滿碎紙條的作用是 。（3）大燒杯上如不蓋硬紙板，求得的中和熱數(shù)值）大燒杯上如不蓋硬紙板，求得的中和熱數(shù)值 （填（填“偏大偏大”“”“偏小偏小”“”“無(wú)影響無(wú)影響”）。）。（4）實(shí)驗(yàn)中改用）實(shí)驗(yàn)中改用60 ml 0.50 mol/l鹽酸跟鹽酸跟50 ml 0.55 mol/l naoh溶液進(jìn)行反應(yīng)，與上述

19、實(shí)驗(yàn)相比，所放出的熱量溶液進(jìn)行反應(yīng)，與上述實(shí)驗(yàn)相比，所放出的熱量 （填（填“相等相等”“”“不相等不相等”），所求中和熱），所求中和熱 （填（填“相相等等”“”“不相等不相等”），簡(jiǎn)述理由：），簡(jiǎn)述理由： 。（5）用相同濃度和體積的氨水代替）用相同濃度和體積的氨水代替naoh溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，測(cè)得的中和熱的數(shù)值會(huì)測(cè)得的中和熱的數(shù)值會(huì) ；用；用50 ml 0.50mol/l naoh溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，測(cè)得的中和熱的數(shù)值會(huì)溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，測(cè)得的中和熱的數(shù)值會(huì) 。（均。（均填填“偏大偏大”“”“偏小偏小”“”“無(wú)影響無(wú)影響”）環(huán)形玻璃攪拌棒環(huán)形玻璃攪拌棒 減少實(shí)驗(yàn)過程減少實(shí)驗(yàn)過程中的熱量損失中的熱量損失偏小偏小不等不等相等相等 因?yàn)橹泻蜔崾侵杆岣鷫A發(fā)生中和反應(yīng)生成因?yàn)橹泻蜔崾侵?/p>