反應(yīng)熱測量及計算(上課用課件)

1、反應(yīng)熱測量及計算(上課用課件)第一頁，共55頁。1下列說法正確的是()A中和熱一定是強(qiáng)酸跟強(qiáng)堿反應(yīng)放出的熱量B1 mol酸與1 mol堿完全反應(yīng)放出的熱量是中和熱C在稀溶液中，酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O(l)時的反應(yīng)熱叫做中和熱D表示中和熱的離子方程式為：HOH=H2OH57.3 kJ/mol答案：C 一、復(fù)習(xí)回顧第二頁，共55頁。(1)H2(g)+O2(g)=H2O(g) H=- 241.8kJ/mol (2)H2(g)+ O2(g)=H2O(l) H =- 285.8kJ/mol (3)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=- 571.6kJ/mol 哪一個是H2的燃

2、燒熱？ 討 論第三頁，共55頁。二、能源 能源就是能提供能量的自然資源，它包括化石燃料（煤、石油、天然氣）、陽光、風(fēng)力、流水、潮汐以及柴草等。第四頁，共55頁。分類：1、按開發(fā)與利用狀況分 常規(guī)能源：現(xiàn)在已被我們普遍使用的能源被稱為常規(guī)能源。 如：煤、石油、天然氣、水能等。 新能源：近幾十年才開始被利用或正在研究使用的能源被稱為新能源。如：太陽能、風(fēng)能、氫能、生物質(zhì)能、海洋能、地?zé)崮?、波浪能、潮汐能等。在討論能源問題時，主要指的是常規(guī)能源第五頁，共55頁。2、按屬性分可再生能源：是指在自然界中可以不斷再生、永續(xù)利用、取之不盡、用之不竭的資源，它對環(huán)境無害或危害極小，而且資源分布廣泛，適宜就地開

3、發(fā)利用。主要包括太陽能、風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽艿?。不可再生能源：?jīng)過千百萬年形成的、短期內(nèi)無法恢復(fù)的能源，稱之為不可再生能源。如：煤炭、石油、天然氣等。第六頁，共55頁。3、按轉(zhuǎn)換傳遞過程分 一級能源：自然界中以現(xiàn)成形式提供的能源稱為一級能源。如：原煤、原油、天然氣、太陽能、水力、潮汐能、地?zé)崮?、生物質(zhì)能、風(fēng)能、海洋溫差能等。二級能源，需依靠其它能源的能量間接制取的能源稱為二級能源。如：電能、氫能、煤氣、水煤氣、蒸汽、焦炭、汽油、煤油、柴油、液化石油氣、沼氣能等。第七頁，共55頁。 綠色能源是可再生能源, 這些能源消耗之后可以得到恢復(fù)補(bǔ)充，對生態(tài)環(huán)境低污染或無污染。主要有：風(fēng)能、

4、電能、太陽能、地?zé)崮?、氫能等。綠色能源第八頁，共55頁。1能源就是能提供 的自然資源，包括 等。2.我國目前使用的主要能源是 ，是不能 。3.解決能源的辦法是 ，即開發(fā) 和節(jié)約 ，提高能源的 。4.現(xiàn)在探索開發(fā)的新能源有 _ 等，新能源的主要優(yōu)勢是 。能量 化石燃料（煤、石油、天然氣） 、陽光、生物能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ螅ǔ毕┠?化石燃料 再生 開源節(jié)流 新的能源 現(xiàn)有能源 利用率 海洋（潮汐）能、生物能 資源豐富，可以再生，污染少 太陽能、氫能、地?zé)崮?、閱讀課文，討論下列問題：第九頁，共55頁。下列屬于一級能源的是：屬于二級能源的是： A 風(fēng)能 B電能 C 氫能 D 陽光 E 天然氣 A

5、D EB C第十頁，共55頁。2、下列敘述正確的是（ ）A.電能是二級能源B.水力是二級能源C.天然氣是一級能源D.水煤氣是一種高效而沒有污染的一級能源E.氫氣是一種高效而沒有污染的二級能源A C E第十一頁，共55頁。1、選擇燃料的標(biāo)準(zhǔn)是什么?燃燒熱、燃料的儲量、開采運輸儲存的條件、價格、對生態(tài)環(huán)境的影響，等各方面綜合考慮。2、煤作為燃料的利弊?提高煤燃燒效率的措施有哪些?(1)通入充足且適量的空氣；(2)固體燃料粉碎、液體燃料噴霧以增大燃料與空氣的接觸面。思考與交流第十二頁，共55頁。議一議1.城市家用燃料使用氣體燃料比使用煤、煤球等固體燃料有什么好處？首先，因氣體易擴(kuò)散，故氣體燃料與空氣

6、混合充分，容易發(fā)生完全燃燒，與固體燃料相比有較高的能量利用率。其次，氣體燃料便于管道運輸、使用方便（易點燃、易熄滅）、無渣無塵、清潔衛(wèi)生。第三，固體煤中含有硫、氮等雜質(zhì)，直接燃煤，會產(chǎn)生大量二氧化硫、氮氧化物（NOx）、粉塵，造成大氣污染，住宅環(huán)境、居室空氣的污染則更嚴(yán)重。第十三頁，共55頁。議一議2.推廣使用天然氣（相對于管道煤氣和液化氣）為什么是城市燃?xì)獾陌l(fā)展方向？ 管道煤氣是一種清潔燃料，然而這是相對于住宅、居室環(huán)境而言的，從城市大環(huán)境看，并沒有改善城市大氣的污染程度。原因很簡單，制造煤氣要燃煤，使用煤氣沒有降低城市的煤炭消耗量，原來一家一戶煤球爐的廢氣僅僅變成由數(shù)家煤氣廠排放而已。 液

7、化氣是發(fā)熱量最高的優(yōu)質(zhì)清潔燃料，但液化氣使用不便，且要消耗寶貴的石油資源，天然氣則是一種既有管道煤氣的方便，又有液化氣無毒、發(fā)熱量高的優(yōu)點且不易爆的燃料，所以，推廣使用天然氣是城市燃?xì)猱a(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。第十四頁，共55頁。【思考】燃燒放出的熱量與燃燒熱有什么不同？答： 燃燒放出的熱量與物質(zhì)的多少有關(guān)，燃燒的物質(zhì)越多，放出的熱量就越多，而燃燒熱規(guī)定是1 mol的可燃物； 研究燃燒放出的熱量并未限定燃燒產(chǎn)物的形態(tài)，而研究燃燒熱必須是生成穩(wěn)定的氧化物。 所以，不同量的同一物質(zhì)完全燃燒，放出的熱量可能不同，但燃燒熱相等。第十五頁，共55頁。2已知反應(yīng)：101 kPa時，2C(s)O2(g)=2CO(g)

8、H221 kJ/mol；稀溶液中，H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJ/mol。下列結(jié)論正確的是()A稀硫酸與稀NaOH溶液的中和熱為57.3 kJ/molB的反應(yīng)熱為221 kJ/molC稀硫酸與稀NaOH溶液反應(yīng)的中和熱為57.3 kJ/molD稀醋酸與稀NaOH溶液反應(yīng)生成1 mol水，放出57.3 kJ熱量A第十六頁，共55頁。3強(qiáng)酸和強(qiáng)堿在稀溶液里反應(yīng)的熱化學(xué)方程式可表示為：H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1已知：CH3COOH(aq)NaOH(aq)=CH3COONa(aq)H2O(l)HQ1 kJmol1HNO3(aq)NaOH(aq)=

9、NaNO3(aq)H2O(l)HQ2 kJmol1上述均是在溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，Q1、Q2的關(guān)系正確的是()AQ1Q257.3BQ1Q257.3CQ1Q257.3 D無法確定C第十七頁，共55頁。二、深入探究引入新課某些化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱可以用實驗方法測得，用來測量反應(yīng)熱的儀器稱為“量熱計”第十八頁，共55頁。所需儀器 試劑:簡易量熱計溫度計量筒（50 mL）兩個0.50 mol/L 鹽酸、0.50 mol/L NaOH溶液反應(yīng)熱的測定：測定鹽酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的反應(yīng)熱:2.實驗用品1.實驗?zāi)康?：測定強(qiáng)酸與強(qiáng)堿反應(yīng)的反應(yīng)熱第十九頁，共55頁。觀察簡易量熱計的構(gòu)造第二十頁，共55頁。思考:1、量

10、熱計直接測得的數(shù)據(jù)是什么？是焓變的數(shù)值嗎？是體系溫度的變化2、根據(jù)體系溫度變化可以求得什么物理量？可以求得反應(yīng)吸收或放出的熱量Q = c mt環(huán)形玻璃攪拌棒第二十一頁，共55頁。 3.實驗原理 ：Q=cmtQ:反應(yīng)放出的熱量。c：反應(yīng)混合液的比熱容。m:反應(yīng)混合液的質(zhì)量。t：反應(yīng)前后溶液溫度的差值。第二十二頁，共55頁。測定鹽酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的反應(yīng)熱:（1）用量筒量取50mL0.50mol/L鹽酸，倒入簡易量熱計中，測量并記錄鹽酸的溫度（t1）（2）用另一量筒量取50mL0.50mol/L氫氧化鈉溶液，測量并記錄氫氧化鈉溶液的溫度（ t2）.（3）將量筒中的氫氧化鈉溶液迅速倒入盛有鹽酸的簡

11、易量熱計中，立即蓋上蓋板，用環(huán)形玻璃攪拌棒不斷攪拌，觀察溫度計的溫度變化，準(zhǔn)確讀出并記錄反應(yīng)體系的最高溫度（ t3 ）。4.實驗步驟第二十三頁，共55頁。（4）.重復(fù)實驗三次，取測量所得數(shù)據(jù)的平均值作為計算依據(jù)。 第二十四頁，共55頁。Q =c(V酸酸V堿堿)t3 (t1+ t2)/2 本實驗中，我們所用一元酸、一元堿的體積均為50 mL,它 們的濃度均為0.50 mol/L。由于是稀溶液，且為了計算簡便，我們近似地認(rèn)為，所用酸、堿溶液的密度均為1 g/cm3，且中和后所得溶液的比熱容為 4.18 J/（g）已知 V酸=V堿=50 mL。 c酸= c堿=0.50 mol/L。 酸=堿=1 g/

12、cm3 c=4.18 J/（g）請把以上數(shù)據(jù)代入式,得出Q的表示式。其中熱量的單位用kJ。 得出結(jié)果。Q = 0.418 t3 (t1+ t2)/2 kJ 思考：式表示的是不是該反應(yīng)的反應(yīng)熱？為什么？5.數(shù)據(jù)處理第二十五頁，共55頁。上式不是該反應(yīng)的反應(yīng)熱，因為反應(yīng)熱是有正負(fù)的，中和反應(yīng)放熱，故其H為“”。問題該反應(yīng)的中和熱應(yīng)怎樣表示呢？H= 0.418 t3 (t1+ t2)/2 0.025kJ/mol中和熱是稀的酸、堿中和生成 1 mol水的反應(yīng)熱，而50 mL 0.50 mol/L的鹽酸與50 mL 0.50 mol/L 氫氧化鈉反應(yīng)后生成的水只有0.025 mol，故式表示的也不是中和

13、熱。 中和熱:在稀溶液中,酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1mol 水,這時的反應(yīng)熱叫做中和熱.思考：式表示的是中和熱嗎？為什么？第二十六頁，共55頁。次數(shù)123起始溫度t/c終止溫度溫度差t/ct/c鹽酸氫氧化鈉平均值24.525.022.022.425.025.424.7522.225.226.525.428.21.753.23.0實驗數(shù)據(jù)第二十七頁，共55頁。H= 0.418 （t2t1）0.025kJ/molH= c m t 10-0.025kJ/mol理論上強(qiáng)酸、強(qiáng)堿反應(yīng):H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l); H= 57.3kJ/moL議一議為何所測得的數(shù)據(jù)不是57.3 kJ/mol

14、，分析產(chǎn)生誤差的原因。數(shù)據(jù)處理第二十八頁，共55頁。可能的原因有：誤差分析:1.量取溶液的體積有誤差（測量結(jié)果是按50 mL的酸、 堿進(jìn)行計算，若實際量取時，多于50 mL或小于50 mL 都會造成誤差）2.溫度計的讀數(shù)有誤。4.實驗過程中有液體灑在外面。5.混合酸、堿溶液時，動作緩慢，導(dǎo)致實驗誤差。6.隔熱操作不到位，致使實驗過程中熱量損失而導(dǎo)致誤 差。3.測了酸后的溫度計未用水清洗而便立即去測堿的溫 度，致使熱量損失而引起誤差。第二十九頁，共55頁。討論下列問題 2.本實驗中若把50 mL 0.50 mol/L的鹽酸改為50 mL 0.50 mol/L醋酸，所測結(jié)果是否會有所變化？為什么？

15、答案：會有所變化。因為醋酸為弱電解質(zhì)，其電離時要吸熱，故將使測得結(jié)果偏小。1.若改用100 mL 0.50 mol/L的鹽酸和100 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液，所測中和熱的數(shù)值是否約為本實驗結(jié)果的二倍（假定各步操作沒有失誤）？答案：否。因中和熱是指酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O時放出的熱量，其數(shù)值與反應(yīng)物的量的多少無關(guān)，故所測結(jié)果應(yīng)基本和本次實驗結(jié)果相同（若所有操作都準(zhǔn)確無誤，且無熱量損失，則二者結(jié)果相同）。第三十頁，共55頁。3、實驗中改用100 mL 0.50 mol/L鹽酸跟100 mL 0.55 mol/L NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng)，與上述實驗相 比，所放出的熱量

16、 （填“相等”“不相 等”），所求中和熱_（填“相等”“不相 等”），簡述理由： 不相等相等 因為中和熱是指酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O所放出的能量，與酸堿的用量無關(guān)第三十一頁，共55頁。討論：是不是任一反應(yīng)的反應(yīng)熱均能 直接測出?如何測出這個反應(yīng)的反應(yīng)熱： 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/mol + = 則H1 + H2 =H3 H1 =H3- H2 =-393.5kJ/mol+ 283.0kJ/mol =-110.5kJ/mo

17、l應(yīng)用了什么規(guī)律？第三十二頁，共55頁。蓋斯定律？ 不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的。 化學(xué)反應(yīng)的焓變（H）只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。第三十三頁，共55頁。如何理解蓋斯定律？H、H1、H2之間有何關(guān)系？H=H1+H2BHACH1H2第三十四頁，共55頁。因為有些反應(yīng)進(jìn)行得很慢,有些反應(yīng)不容易直接發(fā)生,有些反應(yīng)的產(chǎn)品不純(有副反應(yīng)發(fā)生),這給測定反應(yīng)熱造成了困難.此時如果應(yīng)用蓋斯定律,就可以間接地把它們的反應(yīng)熱計算出來.蓋斯定律用途第三十五頁，共55頁。蓋斯定律的應(yīng)用根據(jù)下列反應(yīng)的焓變,計算C(石墨)與H2(g)反應(yīng)生成1molC2H2(g)的焓變:C

18、(石墨)+O2(g)=CO2(g) H=-393.5KJ/mol 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=-571.6KJ/mol 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=-2599.2KJ/mol 三、遷移應(yīng)用，能力提升2C(石墨)+ H2(g) =C2H2(g) H=? 第三十六頁，共55頁。2：某次發(fā)射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃燒，生成N2、液態(tài)H2O。已知：N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)H1=+67.2kJ/mol N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) H2=-534kJ/mol 假如都在相同狀態(tài)下，請寫出發(fā)射火箭反

19、應(yīng)的熱化學(xué)方程式。 2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l) H=-1135.2kJ/mol 第三十七頁，共55頁。3、0.3 mol的氣態(tài)高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧氣中完全燃燒，生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水，放出649.5 kJ熱量，其熱化學(xué)方程式為_ 。B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l) = -2165 kJ/molH又已知H2O(l)= H2O(g)； H+44 kJ/mol，則11.2L標(biāo)準(zhǔn)狀況下的乙硼烷完全燃燒生成氣態(tài)水時放出的熱量是 kJ。1016.5第三十八頁，共55頁。4、使18g焦炭發(fā)生不完全燃燒，所得氣體中CO占體積，CO2

20、占體積， 已知：C(S)+ O2(g)=CO(g)H=Q1 KJ/mol,CO(g)+ O2(g)=CO2(g)；H=Q2 KJ/mol A、1/3Q1KJ B、1/3Q2KJ C、1/3(Q1+Q2)KJ D、1/2Q2KJ與這些焦炭完全燃燒相比較，損失的熱量是（ ） D第三十九頁，共55頁。5、同素異形體相互轉(zhuǎn)化但反應(yīng)熱相當(dāng)小而且轉(zhuǎn)化速率慢，有時還很不完全，測定反應(yīng)熱很困難?，F(xiàn)在可根據(jù)蓋斯提出的觀點“不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成，這個總過程的熱效應(yīng)是相同的”。已知：P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)； = -2983.2 kJ/molH1P(s、紅磷)+5/4O2(g)

21、=1/4P4O10(s)； = -738.5 kJ/molH2試寫出白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式 。 P4(s、白磷)=4 P(s、紅磷)； = -29.2 kJ/molH第四十頁，共55頁。閱讀課本P7，總結(jié)用蓋斯定律進(jìn)行計算的過程，并仿照課本的計算過程做以下練習(xí)：例1、已知： H2O(g)=H2O(l) H2=-44kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) H1=-241.8kJ/mol 那么，H2的燃燒熱H是多少？H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H=？kJ/molH=H1+H2=-285.8kJ/mol第四十一頁，共55頁。能源 能源就是能提供能量的自然資源，

22、它包括化石燃料（煤、石油、天然氣）、陽光、風(fēng)力、流水、潮汐以及柴草等。第四十二頁，共55頁。分類：1、按開發(fā)與利用狀況分 常規(guī)能源：現(xiàn)在已被我們普遍使用的能源被稱為常規(guī)能源。 如：煤、石油、天然氣、水能等。 新能源：近幾十年才開始被利用或正在研究使用的能源被稱為新能源。如：太陽能、風(fēng)能、氫能、生物質(zhì)能、海洋能、地?zé)崮?、波浪能、潮汐能等。在討論能源問題時，主要指的是常規(guī)能源第四十三頁，共55頁。2、按屬性分可再生能源：是指在自然界中可以不斷再生、永續(xù)利用、取之不盡、用之不竭的資源，它對環(huán)境無害或危害極小，而且資源分布廣泛，適宜就地開發(fā)利用。主要包括太陽能、風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽艿取?/p>

23、不可再生能源：經(jīng)過千百萬年形成的、短期內(nèi)無法恢復(fù)的能源，稱之為不可再生能源。如：煤炭、石油、天然氣等。第四十四頁，共55頁。3、按轉(zhuǎn)換傳遞過程分 一級能源：自然界中以現(xiàn)成形式提供的能源稱為一級能源。如：原煤、原油、天然氣、太陽能、水力、潮汐能、地?zé)崮堋⑸镔|(zhì)能、風(fēng)能、海洋溫差能等。二級能源，需依靠其它能源的能量間接制取的能源稱為二級能源。如：電能、氫能、煤氣、水煤氣、蒸汽、焦炭、汽油、煤油、柴油、液化石油氣、沼氣能等。第四十五頁，共55頁。 綠色能源是可再生能源, 這些能源消耗之后可以得到恢復(fù)補(bǔ)充，對生態(tài)環(huán)境低污染或無污染。主要有：風(fēng)能、電能、太陽能、地?zé)崮?、氫能等。綠色能源第四十六頁，共55

24、頁。1能源就是能提供 的自然資源，包括 等。2.我國目前使用的主要能源是 ，是不能 。3.解決能源的辦法是 ，即開發(fā) 和節(jié)約 ，提高能源的 。4.現(xiàn)在探索開發(fā)的新能源有 _ 等，新能源的主要優(yōu)勢是 。能量 化石燃料（煤、石油、天然氣） 、陽光、生物能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋（潮汐）?化石燃料 再生 開源節(jié)流 新的能源 現(xiàn)有能源 利用率 海洋（潮汐）能、生物能 資源豐富，可以再生，污染少 太陽能、氫能、地?zé)崮?、閱讀課文，討論下列問題：第四十七頁，共55頁。下列屬于一級能源的是：屬于二級能源的是： A 風(fēng)能 B電能 C 氫能 D 陽光 E 天然氣 A D EB C第四十八頁，共55頁。2、下列敘述正確的是（ ）A.電能是二級能源B.水力是二級能源C.天然氣是一級能源D.水煤氣是一種高效而沒有污染的一級能源E.氫氣是一種高效而沒有污染的二級能源A C E第四十九頁，共55頁。我國的能源狀況如何？（1）目前使用的主要能源是何種能源？（2）我國的能源儲量。（3）我國的人均能源擁有量。（4）近年來我國能源的總消費量與人均消費量情況。3、了解