化學(xué)反應(yīng)熱及中和熱的測定

1、第一單元化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)第1課時化學(xué)反應(yīng)的焓變學(xué)習(xí)目標(biāo)定位知識內(nèi)容必考要求加試要求1.反應(yīng)熱。2.焓變的含義。3.焓變與鍵能的關(guān)系。aac課時要求1.熟知能量轉(zhuǎn)化形式及反應(yīng)熱和焓變的含義、吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的本質(zhì)。2.學(xué)會熱化學(xué)方程式的書寫。3.應(yīng)用鍵能計算焓變。一化學(xué)反應(yīng)的焓變1.閱讀課本，完成下列問題：(1)化學(xué)反應(yīng)過程中既有物質(zhì)變化，又有能量變化。(2)依據(jù)化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)，可將化學(xué)反應(yīng)分為兩類：放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)。下列圖中，圖1表示放熱反應(yīng)，圖2表示吸熱反應(yīng)。(3)N2(g)O2(g)=2NO(g)反應(yīng)的能量變化如圖所示：由圖可知：1 mol N2分子中的化學(xué)鍵斷裂吸收的能量是94

2、6 kJ；1 mol O2分子中的化學(xué)鍵斷裂吸收的能量是498 kJ；2 mol NO分子中的化學(xué)鍵形成釋放的能量是1 264 kJ；則N2(g)O2(g)=2NO(g)的反應(yīng)吸收的熱量為180 kJ。2.反應(yīng)熱、焓變的概念(1)反應(yīng)熱是化學(xué)反應(yīng)過程中，當(dāng)反應(yīng)物和生成物具有相同溫度時，所吸收或放出的熱量。(2)在恒溫、恒壓條件下，化學(xué)反應(yīng)過程中吸收或釋放的熱量稱為反應(yīng)的焓變(即：化學(xué)反應(yīng)中生成物所具有的焓與反應(yīng)物所具有的焓之差)。符號是H，單位是kJ·mol1。3.H的正、負和吸熱、放熱反應(yīng)的關(guān)系(1)放熱反應(yīng)是反應(yīng)完成時，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量的反應(yīng)。由于反應(yīng)后放出熱量(

3、釋放給環(huán)境)而使反應(yīng)體系的能量降低，故H<(填“<”或“>”，下同)0。(2)吸熱反應(yīng)是反應(yīng)完成時，反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量的反應(yīng)。由于反應(yīng)時吸收環(huán)境能量而使反應(yīng)體系的能量升高，故H>0。4.有下列反應(yīng)：氧化鈣與水反應(yīng)碳酸氫鈉受熱分解硫酸與氫氧化鈉溶液混合燃燒煤炭取暖鈉與水反應(yīng)，其中為吸熱反應(yīng)的是，放熱反應(yīng)的是。1.反應(yīng)熱與焓變的關(guān)系2.焓變與物質(zhì)化學(xué)鍵斷裂與形成的關(guān)系H反應(yīng)物總鍵能生成物總鍵能。3.焓變與反應(yīng)物、生成物能量的關(guān)系H生成物的總能量反應(yīng)物的總能量。4.常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)(1)常見的放熱反應(yīng)：活潑金屬與H2O或酸的反應(yīng)；酸、堿中和反應(yīng)；燃燒反應(yīng)

4、；大多數(shù)化合反應(yīng)；鋁熱反應(yīng)。(2)常見的吸熱反應(yīng)：大多數(shù)分解反應(yīng)；銨鹽與堿的反應(yīng)；碳與水蒸氣的反應(yīng)；碳與二氧化碳的反應(yīng)。二熱化學(xué)方程式1.氫氣與碘蒸氣化合反應(yīng)的能量(或熱量)變化，可用下式表示：H2(g)I2(g)2HI(g)H14.9 kJ·mol1，它與化學(xué)方程式H2I22HI相比較而言，其特點為(1)指明了反應(yīng)時的溫度和壓強：若在25 、101 kPa時進行的反應(yīng)，可不注明。(2)用括號注明了各物質(zhì)反應(yīng)時的狀態(tài)：s(固體)、l(液體)、g(氣體)或aq(溶液)。(3)在方程式的右邊注明了H的數(shù)值、正負號(正號常省略)及單位。2.熱化學(xué)方程式的概念及意義(1)熱化學(xué)方程式是表示參

5、加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式。(2)熱化學(xué)方程式的意義：不僅表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化，也表明了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，還說明了物質(zhì)的“量”與“能量”之間的數(shù)量關(guān)系。如：H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJ·mol1，表示的意義是在25 、101 kPa下，1 mol H2(g)與0.5 mol O2(g)反應(yīng)生成1 mol H2O(l)時，放出的熱量是285.8 kJ。第2課時反應(yīng)熱的測量學(xué)習(xí)目標(biāo)定位知識內(nèi)容必考要求加試要求中和熱的測定。b課時要求1.正確認識中和熱的概念。2.通過中和熱的測定，初步學(xué)會測定化學(xué)反應(yīng)熱的實驗方法，會分析測定反應(yīng)熱時誤差產(chǎn)生的

6、原因，并能采取適當(dāng)措施減小實驗誤差。一中和反應(yīng)的反應(yīng)熱(中和熱)1.寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：(1)將0.02 mol·L1鹽酸與0.02 mol·L1氫氧化鈉溶液等體積混合：HClNaOH=NaClH2O。(2)將0.01 mol·L1硫酸與0.02 mol·L1氫氧化鈉溶液等體積混合：H2SO42NaOH=Na2SO42H2O。2.上述兩反應(yīng)，若從物質(zhì)類別的變化分析，其反應(yīng)類型是中和反應(yīng)；若從能量的變化分析，其反應(yīng)類型是放熱反應(yīng)。3.上述兩反應(yīng)的離子方程式是HOH=H2O，兩反應(yīng)過程中的熱量變化相同(填“相同”或“不同”)，你判斷的依據(jù)是參加兩反應(yīng)的

7、H、OH的數(shù)目都相同。1.中和熱的概念是酸和堿在稀溶液中發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O(l)時的反應(yīng)熱。2.強酸和強堿在稀溶液中發(fā)生中和反應(yīng)時，1 mol H和1 mol OH反應(yīng)生成1 mol液態(tài)H2O，放出57.3 kJ的熱量，用熱化學(xué)方程式可表示為H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJ·mol1。1.下列有關(guān)H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJ·mol1的離子反應(yīng)說法正確的是()A. 代表所有的酸堿中和反應(yīng)B. 反應(yīng)物一定是強酸與強堿C. 強酸與強堿的中和反應(yīng)都可以這樣表示D. 代表稀的強酸與稀的強堿反應(yīng)生成1 mol液態(tài)水時，放出熱

8、量57.3 kJ答案D解析弱酸與弱堿由于電離吸熱，生成1 mol液態(tài)水放出的熱量小于57.3 kJ，A錯誤；也可以表示硫酸氫鈉與氫氧化鈉反應(yīng)，B錯誤；不能表示強酸與強堿生成難溶的鹽的反應(yīng)，如硫酸與氫氧化鋇反應(yīng)，C錯誤；H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJ·mol1，表示稀的強酸與稀的強堿反應(yīng)生成1 mol液態(tài)水和可溶性鹽時，放出熱量57.3 kJ，D正確。理解感悟(1)中和熱是指發(fā)生中和反應(yīng)即H(aq)OH(aq)=H2O(l)的反應(yīng)熱，應(yīng)防止其他熱效應(yīng)的干擾，如：濃溶液的稀釋、弱電解質(zhì)電離等。(2)中和熱是指生成1 mol液態(tài)水產(chǎn)生的熱效應(yīng)，不是1 mol酸或堿。2

9、.已知強酸與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJ·mol1，又知電解質(zhì)的電離是吸熱過程。向1 L 0.5 mol·L1的NaOH溶液中加入下列物質(zhì)：稀醋 酸；濃硫酸；稀硝酸，恰好完全反應(yīng)。其焓變H1、H2、H3的關(guān)系是()A.H1H2H3 B.H1H3H2C.H1H3H2 D.H1H3H2答案D解析因為稀醋酸是弱酸，難電離，電離時吸熱，濃硫酸溶于水時放熱，故中和反應(yīng)時放出的熱量Q(濃硫酸)Q(稀硝酸)Q(稀醋酸)，又因放熱反應(yīng)中，H為負值，即HQ，故H2H3H1，因而選D。二中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定1.中和反應(yīng)反應(yīng)熱可以用

10、實驗的方法測得。先將反應(yīng)器置于絕熱容器中，然后在反應(yīng)器內(nèi)將酸、堿稀溶液混合，發(fā)生中和反應(yīng)，放出的熱傳入水(稀溶液)中，測量出水(稀溶液)的溫度變化，利用公式Q放c·m·t×103求出反應(yīng)放出的熱量。2.實驗儀器裝置(1)將實驗裝置中各儀器(或物品)的名稱填在橫線上。(2)實驗過程中，還需要的其他儀器有50 mL量筒(2只)。3.實驗測量數(shù)據(jù)(1)初始溫度(t1)用一量筒量取50 mL 0.50 mol·L1鹽酸，倒入簡易量熱計中并測量其溫度；用另一量筒量取50 mL 0.50 mol·L1 NaOH溶液并測量其溫度，取兩溫度平均值為t1。(2)

11、終止溫度(t2)把量筒中的NaOH溶液迅速倒入盛有鹽酸的簡易量熱計中，立即蓋上蓋板。用環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕攪動溶液，并準(zhǔn)確讀取混合溶液的最高溫度，記錄終止溫度為t2。(3)重復(fù)實驗操作三次，記錄每次的實驗數(shù)據(jù)，取其平均值作為計算依據(jù)。4.實驗數(shù)據(jù)處理鹽酸、氫氧化鈉溶液為稀溶液，其密度近似地認為都是1 g·cm3，反應(yīng)后溶液的比熱容c4.18 J·g1·1，忽略量熱計的比熱容。該實驗中鹽酸和NaOH溶液反應(yīng)放出的熱量是0.418(t2t1)kJ，中和熱為16.72(t2t1)kJ·mol1(或H kJ·mol1)。5.思考(1)酸、堿混合時，為何要

12、把NaOH溶液一次性迅速倒入小燒杯？答案減少熱量損失。(2)實驗中能否用環(huán)形銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒？答案不能，銅絲易傳熱，造成熱量損失大。 中和反應(yīng)熱的測定實驗步驟計算反應(yīng)熱H kJ·mol13.利用如圖所示裝置測定中和熱的實驗步驟如下：用量筒量取50 mL 0.50 mol·L1鹽酸倒入簡易量熱計中，測出鹽酸溫度；用另一量筒量取50 mL 0.50 mol·L1 NaOH溶液，并用同一溫度計測出其溫度；將NaOH溶液迅速倒入盛有鹽酸的簡易量熱計中，設(shè)法使之混合均勻，測得混合液最高溫度?；卮鹣铝袉栴}：(1)現(xiàn)將一定量的稀氫氧化鈉溶液、稀氫氧化鈣溶液、稀氨水分別和1 L 1 mol·L1的稀鹽酸恰好完全反應(yīng)，其反應(yīng)熱分別為H1、H2、H3，則H1、H2、H3的大小關(guān)系為 。(2)假設(shè)鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都是1 g·cm3，又知中和反應(yīng)后生成溶液的比熱