人教版選修4 化學(xué)反應(yīng)與能量的變化 第2課時(shí) 熱化學(xué)方程式 中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定 學(xué)案.doc

第2課時(shí)熱化學(xué)方程式中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定1了解熱化學(xué)方程式的含義并能正確書寫熱化學(xué)方程式。(重點(diǎn))2通過中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定，初步學(xué)習(xí)測(cè)定化學(xué)反應(yīng)熱的實(shí)驗(yàn)方法。3能正確分析測(cè)定反應(yīng)熱時(shí)產(chǎn)生誤差的原因，并能采取適當(dāng)措施減小誤差。熱 化 學(xué) 方 程 式基礎(chǔ)初探教材整理1概念能表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式。2特點(diǎn)(與化學(xué)方程式比較)(1)指明了反應(yīng)時(shí)的溫度和壓強(qiáng)，若在25_、101_kpa時(shí)進(jìn)行的反應(yīng)，可不注明。 (2)在化學(xué)方程式右邊注明h的“”、“”數(shù)值和單位。(3)所有反應(yīng)物和生成物都用括號(hào)注明它們?cè)诜磻?yīng)時(shí)的狀態(tài)。常用s、l、g、aq分別表示固體、液體、氣體和溶液。(4)化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示物質(zhì)的量，不表示微粒個(gè)數(shù)。(5)化學(xué)計(jì)量數(shù)和反應(yīng)熱數(shù)值可以同時(shí)增大或減小相同倍數(shù)。3意義熱化學(xué)方程式不僅表明了化學(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。4實(shí)例h2(g)o2(g)=h2o(l)h285.8 kj/mol，表示在25 、101 kpa,1 mol h2與mol o2完全反應(yīng)生成液態(tài)水時(shí)放出的熱量是285.8 kj。探究升華思考探究已知有下列化學(xué)方程式：h2i22hih2(g)i2(g)2hi(g)h14.9 kjmol1h2cl22hclh2(g)cl2(g)=2hcl(g)h184.6 kjmol1h2(g)cl2(g)=hcl(g)h92.3 kjmol1h2(g)o2(g)=h2o(g)h241.8 kjmol1h2(g)o2(g)=h2o(l)h285.8 kjmol1問題思考：(1)以上7個(gè)化學(xué)方程式，哪些不屬于熱化學(xué)方程式？化學(xué)方程式中的g、l等代表什么意思？固(態(tài))體和溶液如何表示？【提示】、不是熱化學(xué)方程式。方程式中的g表示氣體，l表示液體，固體和溶液分別用s和aq表示。(2)在熱化學(xué)方程式中，方程式的h與其他的有什么不同？把1 mol的h2和1 mol i2在該溫度和壓強(qiáng)下放入密閉容器中充分反應(yīng)，最終放出的熱量是14.9 kj嗎？【提示】方程式中標(biāo)明了溫度和壓強(qiáng)，其它熱化學(xué)方程式中未標(biāo)注，說明是在常溫常壓下。因?yàn)閔2與i2反應(yīng)是可逆反應(yīng)，所以該溫度和壓強(qiáng)下反應(yīng)，最終放出的熱量小于14.9 kj。(3)方程式中的代表什么意義？如果是2 mol h2和2 mol cl2完全反應(yīng)，則h為多少？【提示】代表物質(zhì)的量，若2 mol h2和2 mol cl2完全反應(yīng)，則h92.3 kjmol14369.2 kjmol1。 認(rèn)知升華1普通化學(xué)方程式與熱化學(xué)方程式的區(qū)別化學(xué)方程式熱化學(xué)方程式化學(xué)計(jì)量數(shù)是整數(shù)，既表示微粒個(gè)數(shù)又表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量既可以是整數(shù)，又可以是分?jǐn)?shù)，只表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量物質(zhì)的狀態(tài)不要求注明必須在化學(xué)式后注明h無有，與物質(zhì)的量有關(guān)，單位kj/mol，必須注明正負(fù)號(hào)反應(yīng)條件要注明可以不注明溫度和壓強(qiáng)不注明要注明，但是h是在25 、101 kpa下測(cè)定的，可不注明意義表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化不僅表明了化學(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2.判斷熱化學(xué)方程式正誤的“五審”題組沖關(guān)題組1熱化學(xué)方程式的正誤判斷1下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是()a2so2o22so3h196.6 kj/molbn2(g)2o2(g)=2no2(g)h67.7 kj/molcc(s)o2(g)=co2(g)h393.5 kj/moldh2o(l)=h2(g)1/2o2(g)h285.8 kj/mol【解析】a項(xiàng)，未注明反應(yīng)物，生成物的聚集狀態(tài)，故錯(cuò)；b項(xiàng)，化學(xué)方程式書寫錯(cuò)誤，應(yīng)為n2(g)o2(g)=2no(g)，故錯(cuò)；c項(xiàng)，c與o2反應(yīng)為放熱反應(yīng)，h0，故錯(cuò)。【答案】d2由氫氣和氧氣反應(yīng)生成1 mol水蒸氣放出241.8 kj的熱量，1 g水蒸氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)水放出2.45 kj的熱量，則下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是()ah2(g)o2(g)=h2o(l)h285.9 kjmol1bh2(g)o2(g)=h2o(l)h241.8 kjmol1ch2(g)o2(g)=h2o(l)h285.9 kjmol1dh2(g)o2(g)=h2o(g)h241.8 kjmol1【解析】1 g h2o(g)轉(zhuǎn)化為h2o(l)放出2.45 kj熱量，則1 mol h2o(g)轉(zhuǎn)化為h2o(l)放出2.4518 kj44.1 kj熱量，故h2(g)與o2(g)反應(yīng)生成1 mol h2o(l)放出285.9 kj的熱量，即熱化學(xué)方程式為h2(g)o2(g)=h2o(l)h285.9 kjmol1。【答案】a3化學(xué)反應(yīng)n23h22nh3的能量變化如圖所示，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：29910004】an2(g)3h2(g)2nh3(l)h2(abc)kjmol1bn2(g)3h2(g)2nh3(g)h2(ba)kjmol1c.n2(g)h2(g)nh3(l)h(bca)kjmol1d.n2(g)h2(g)nh3(g)h(ab)kjmol1【解析】理解a、b、c的含義及符號(hào)。a為mol n2(g)和 mol h2(g)分解為1 mol n(g)和3 mol h(g)吸收的能量，b為1 mol nh3(g)分解成1 mol n(g)和3 mol h(g)吸收的能量，c為1 mol nh3(l)nh3(g)吸收的能量。合成氨反應(yīng)熱包括吸收的熱量與放出熱量的相對(duì)大小，若生成1 mol nh3(g)：h(ab)kjmol1，若生成1 mol nh3(l)：h(abc)kjmol1?！敬鸢浮縜題組2熱化學(xué)方程式的書寫4寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。(1)16 g ch4(g)與適量o2(g)反應(yīng)生成co2(g)和h2o(l)，放出890.3 kj熱量_ _。(2)已知拆開1 mol hh鍵，1 mol nh鍵，1 mol nn鍵分別需要的能量是436 kj、391 kj、946 kj，則n2(g)與h2(g)反應(yīng)生成nh3(g)的熱化學(xué)方程式為_。(3)0.3 mol 的氣態(tài)高能燃料乙硼烷(b2h6)在氧氣中燃燒，生成固態(tài)的三氧化二硼和液態(tài)水，放出649.5 kj熱量，其熱化學(xué)方程式為_。【解析】(1)由化學(xué)方程式為ch42o2=co22h2o可得熱化學(xué)方程式。(2)化學(xué)方程式為n23h22nh3，h(94643633916)kjmol1。(3)化學(xué)方程式為b2h63o2=b2o33h2o，則1 mol b2h6(g)完全燃燒放出2 165 kj熱量。【答案】(1)ch4(g)2o2(g)=co2(g)2h2o(l)h890.3 kjmol1(2)n2(g)3h2(g)2nh3(g)h92 kjmol1(3)b2h6(g)3o2(g)=b2o3(s)3h2o(l)h2 165 kjmol15(1)如圖是1 mol no2(g)和1 mol co(g)反應(yīng)生成co2(g)和no(g)過程中能量變化示意圖，請(qǐng)寫出no2(g)和co(g)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_。(2)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)會(huì)引發(fā)n2和o2反應(yīng)，其能量變化示意圖如下：寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_。【解析】(1)反應(yīng)的化學(xué)方程式為no2co=co2no,1 mol no2(g)反應(yīng)時(shí)的反應(yīng)熱he1e2134 kjmol1368 kjmol1234 kjmol1。(2)反應(yīng)的化學(xué)方程式為n2o22no,1 mol n2(g)參加反應(yīng)時(shí)的h945 kjmol1498 kjmol12(630 kjmol1)183 kjmol1。【答案】(1)no2(g)co(g)=co2(g)no(g)h234 kjmol1(2)n2(g)o2(g)=2no(g)h183 kjmol1【方法規(guī)律】書寫熱化學(xué)方程式的“五步”中 和 反 應(yīng) 反 應(yīng) 熱 的 測(cè) 定基礎(chǔ)初探教材整理1中和反應(yīng)反應(yīng)熱在稀溶液中，強(qiáng)酸與強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1_mol_h2o(l)時(shí)的反應(yīng)熱。表示為h(aq)oh(aq)=h2o(l)h57.3 kjmol1。2實(shí)驗(yàn)原理通過一定量的酸堿溶液在反應(yīng)前后溫度的變化，計(jì)算反應(yīng)放出的熱量，由此求得中和熱。3實(shí)驗(yàn)儀器裝置(1)將下列實(shí)驗(yàn)裝置中各儀器(或物品)的名稱填在橫線上。(2)實(shí)驗(yàn)過程中，還需要的其他儀器有兩個(gè)50_ml量筒。4測(cè)量步驟(1)初始溫度(t1)的測(cè)量用一量筒量取50 ml 0.50 moll1鹽酸，倒入小燒杯中并測(cè)量其溫度；用另一量筒量取50 ml 0.55 moll1 naoh溶液并測(cè)量其溫度，取兩溫度平均值為t1。(2)終止溫度(t2)的測(cè)量把套有蓋板的溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒放入小燒杯的鹽酸中，并把量筒中的naoh溶液一次倒入小燒杯中，蓋好蓋板。用環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕攪動(dòng)溶液，并準(zhǔn)確讀取混合溶液的最高溫度，記錄終止溫度為t2。(3)重復(fù)實(shí)驗(yàn)操作三次，記錄每次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，取其平均值作為計(jì)算依據(jù)。5數(shù)據(jù)處理h kj/mol其中c4.18 j/(g)探究升華思考探究甲同學(xué)用50 ml 0.50 moll1的鹽酸與50 ml 0.55 moll1的koh溶液在如圖所示的裝置中進(jìn)行中和反應(yīng)，通過測(cè)定反應(yīng)過程中所放出的熱量計(jì)算中和反應(yīng)的反應(yīng)熱。結(jié)論：h(aq)oh(aq)=h2o(l)h57.3 kjmol1。問題思考：(1)實(shí)驗(yàn)裝置中在大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑料的目的是什么？【提示】目的是保溫、隔熱，減少實(shí)驗(yàn)過程中熱量的損失。(2)裝置中的環(huán)形玻璃攪拌棒能否用金屬(不與酸、堿反應(yīng))質(zhì)環(huán)形攪拌棒代替？為什么？【提示】不能。原因是金屬質(zhì)環(huán)形攪拌棒易導(dǎo)熱，造成實(shí)驗(yàn)過程中熱量損失。(3)實(shí)驗(yàn)中為何使用0.55 mol/l koh溶液與0.50 mol/l鹽酸反應(yīng)，而不是選用0.50 mol/l koh溶液？【提示】堿過量的目的是保證鹽酸完全反應(yīng)。(4)能否用濃硫酸代替鹽酸？對(duì)結(jié)果會(huì)產(chǎn)生什么影響？【提示】不能。濃硫酸溶解于水時(shí)放熱，所測(cè)h偏小，即h57.3 kjmol1。(6)乙同學(xué)將甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了改進(jìn)，如圖所示：簡(jiǎn)易量熱計(jì)簡(jiǎn)易量熱計(jì)分析一下改進(jìn)后的裝置比甲同學(xué)的裝置有何優(yōu)點(diǎn)？【提示】改進(jìn)裝置保溫絕熱效果更好，實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差小。認(rèn)知升華1中和反應(yīng)反應(yīng)熱測(cè)定原理的理解(1)中和反應(yīng)的對(duì)象為酸、堿的稀溶液。這是因?yàn)闈馑岷蜐鈮A相互混合時(shí)因稀釋會(huì)放出熱量。(2)強(qiáng)酸與強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成可溶性鹽的熱化學(xué)方程式為h(aq)oh(aq)=h2o(l)h57.3 kjmol1；中和熱與參加反應(yīng)的強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的種類、用量無關(guān)。(3)弱酸或弱堿在溶液中不能完全電離，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，繼續(xù)電離并吸收熱量，所以它們的中和熱數(shù)值小于57.3 kjmol1。例如：利用同樣的方法測(cè)定氨水與鹽酸、naoh溶液與醋酸的反應(yīng)熱，則所測(cè)h57.3 kjmol1，即中和熱數(shù)值小于57.3 kjmol1。(4)若測(cè)定硫酸與ba(oh)2溶液的反應(yīng)熱，則所測(cè)h偏小，即中和熱數(shù)值大于57.3 kjmol1，這主要是因?yàn)閎a2和so生成難溶物baso4也會(huì)放出熱量。2中和反應(yīng)反應(yīng)熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生誤差的原因(1)裝置方面：裝置的隔熱保溫效果不好，造成實(shí)驗(yàn)過程中熱量損失而引起誤差。(2)操作方面(3)讀數(shù)方面題組沖關(guān)題組1中和反應(yīng)反應(yīng)熱的概念及應(yīng)用1已知：h(aq)oh(aq)=h2o(l)h57.3 kjmol1。下列反應(yīng)中能放出57.3 kj熱量的是()a1 l 1 moll1的稀h2so4與足量naoh溶液反應(yīng)b稀鹽酸與氨水反應(yīng)生成1 mol h2oc稀鹽酸與稀ba(oh)2溶液反應(yīng)生成1 mol 水d稀naoh溶液與95%濃硫酸反應(yīng)生成1 mol 水【解析】a項(xiàng)，生成2 mol h2o(l)，放出114.6 kj熱量；b項(xiàng)，氨水為弱堿溶液，nh3h2o電離吸熱，故放出熱量小于57.3 kj；d項(xiàng)，濃h2so4溶于水放熱，故放出的熱量大于57.3 kj?！敬鸢浮縞2含ba(oh)2 1 mol的稀溶液與足量稀鹽酸反應(yīng)，放出114.6 kj的熱量，表示該反應(yīng)中和熱的熱化學(xué)方程式正確的是()aba(oh)2(aq)2hcl(aq)=bacl2(aq)2h2o(l)h114.6 kjmol1bba(oh)2(aq)2hcl(aq)=bacl2(aq)2h2o(l)h114.6 kjmol1c.ba(oh)2(aq)hcl(aq)=bacl2(aq)h2o(l)h57.3 kjmol1d.ba(oh)2(aq)hcl(aq)=bacl2(aq)h2o(l)h57.3 kjmol1【解析】中和反應(yīng)反應(yīng)熱指稀的強(qiáng)堿溶液和稀的強(qiáng)酸溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol h2o(l)時(shí)的反應(yīng)熱，故排除a、b兩項(xiàng)；中和反應(yīng)為放熱反應(yīng)，hq2q357.3cq3q1h2h3bh2h1h3h2【解析】放出熱量大小關(guān)系為：57.3 kj，故h大小關(guān)系為：，即h1h3h2?！敬鸢浮縟5已知：ch4(g)2o2(g)=co2(g)2h2o(l)hq1 kjmol12h2(g)o2(g)=2h2o(g)hq2 kjmol12h2(g)o2(g)=2h2o(l)hq3 kjmol1常溫下，取體積比為41的甲烷和氫氣的混合氣體11.2 l(已折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況)，經(jīng)完全燃燒后恢復(fù)至常溫，則放出的熱量為()a0.4 q10.05 q3b0.4 q10.05 q2c0.4 q10.1 q3d0.4 q10.1 q2 【解析】n(混)0.5 mol，n(ch4)0.5 mol0.4 mol，n(h2)0.5 mol 0.1 mol，0.4 mol ch4完全燃燒放出熱量0.4 q1 kj，0.1 mol h2完全燃燒生成h2o(l)放出0.05 q3 kj熱量。【答案】a6利用下圖裝置測(cè)定中和反應(yīng)反應(yīng)熱的實(shí)驗(yàn)步驟如下：用量筒量取50 ml 0.25 moll1硫酸倒入小燒杯中，測(cè)出硫酸溫度；用另一量筒量取50 ml 0.55 moll1 naoh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。回答下列問題：(1)寫出稀硫酸和稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)表示中和反應(yīng)反應(yīng)熱的熱化學(xué)方程式(中和熱數(shù)值為57.3 kjmol1)。_。(2)倒入naoh溶液的正確操作是_(填序號(hào))。沿玻璃棒緩慢倒入 分三次少量倒入一次迅速倒入(3)使硫酸與naoh溶液混合均勻的正確操作是_(填字母標(biāo)號(hào))。a用溫度計(jì)小心攪拌b揭開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)形玻璃棒輕輕地?cái)噭?dòng)(4)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：請(qǐng)?zhí)顚懴卤碇械目瞻祝簻囟葘?shí)驗(yàn)次數(shù)起始溫度t1終止溫度t2/溫度差平均值(t2t1)h2so4naoh平均值126.226.026.129.5_227.027.427.232.3325.925.925.929.2426.426.226.329.8近似認(rèn)為0.55 mol/l naoh溶液和0.25 mol/l硫酸溶液的密度都是1 g/cm3，中和后生成溶液的比熱容c4.18 j/(g)。則中和熱h_(取小數(shù)點(diǎn)后一位)。上述實(shí)驗(yàn)數(shù)值結(jié)果與57.3 kj/mol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)仰視讀數(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溶液起始溫度后直接測(cè)定h2so4溶液的溫度【解析】(4)起始溫度平均值為26.1，終止溫度平均值為29.5，故溫度差平均值(t2t1)為29.526.13.4。h56.8 kj/mol?！敬鸢浮?1)1/2h2so4(aq)naoh(aq)=1/2na2so4(aq)h2o(l)h57.3 kjmol