反應熱的測量與計算

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

2、強)堿堿,弱酸與弱堿弱酸與弱堿反應測得的反應熱均偏小反應測得的反應熱均偏小(原因是原因是部分熱量用來補償弱電解質(zhì)的電離消耗部分熱量用來補償弱電解質(zhì)的電離消耗的能量的能量). ).強酸與強堿的稀溶液反應測得并強酸與強堿的稀溶液反應測得并計算得到中和熱計算得到中和熱h較準確較準確 對概念中溶液對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,可能使測定值偏大可能使測定值偏大. 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

3、小于離解吸收的熱則測出的熱遠小于離解吸收的熱則測定值偏小定值偏小 (2).測定原理 (測量 計算 )藥品: 50ml 0.50moll的 hcl + 50ml 0.50moll的 naoh 方法: 通過先測量稀的強酸與強堿發(fā)生中和 反應的反應熱,然后計算酸堿反應的中和熱.h (aq) + oh (aq) = h2o 0.025mol 0.025mol 0.025mol 測定值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，哪些數(shù)據(jù)可以幫助我們測出生中和反應，哪些數(shù)據(jù)可以幫助我們測出它們的反應熱呢？請大家討論回答。它們的

4、反應熱呢？請大家討論回答。q q = =m c m c t t qq: :中和反應放出的熱量。中和反應放出的熱量。mm：反應混合液的質(zhì)量。：反應混合液的質(zhì)量。c c：反應混合液的比熱容。：反應混合液的比熱容。 t t：反應前后溶液溫度的差值。：反應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，測出參加反應的質(zhì)量為所用酸、堿的質(zhì)量和，測出參加反應的酸、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可用溫可用溫度計測出反應前后的溫度相減得到。度計測出反應前后的溫度相減得到。問酸、堿反應時，我們用的是它的稀溶液，它們的問酸、堿反應

5、時，我們用的是它的稀溶液，它們的質(zhì)量應怎樣得到？質(zhì)量應怎樣得到？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),計算公式計算公式: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,從而直接測得從而直接測得 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, ,既浪費既浪費, ,而且體積太大而且體積太大熱耗大熱耗大. .使測量值偏小使測量值偏小. .q =（v酸酸酸酸v堿堿堿堿）c（t2t1） 本實驗中，我們所用一元酸、一元堿的體積均為本實驗中，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，且為了計算簡便，我們近似地認為，所用酸、堿溶液的密度且為了計算簡便，我們近似地認為，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）請把以上數(shù)據(jù)代入式請把以上數(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的反應熱？式表示的是不是該反應的反應熱？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） 式不是該反應的反應熱，因為反應熱是有正

8、負的，式不是該反應的反應熱，因為反應熱是有正負的，中和反應放熱，故其中和反應放熱，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水的反應熱，而水的反應熱，而50 ml 0.50 mol/l的的鹽酸與鹽酸與50 ml 0.50mol/l 氫氧化鈉反應后生成的水只氫氧化鈉反應后生成的水只有有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。 問題該反應的中和熱應怎樣表示呢？問題該反應的中和熱應怎樣表示呢？h= 0.418 （t2t1）0.025kj/mol實驗室測定反應熱的簡易裝置的注意事項實驗室測定反應熱的簡易裝置的注意事項: : 簡易測定

9、方法簡易測定方法: 大燒杯（大燒杯（500 ml）、小燒杯（）、小燒杯（100 ml） 溫度計、量筒（溫度計、量筒（50 ml）兩個、泡沫塑料）兩個、泡沫塑料 或紙條、泡沫塑料板或硬紙板（中心有兩個或紙條、泡沫塑料板或硬紙板（中心有兩個小孔）、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溶液溶液實驗步驟：實驗步驟：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，在板中間開兩個小孔，正好使溫度計和環(huán)形玻在板中間開兩個小孔，正好使溫度計和環(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。中和熱的測定中和熱的測定大、小燒杯放置時，為大、小燒杯放置時，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？對此裝置，你有何更好對此裝置，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，從兩杯口相平，可使蓋板把杯口盡量蓋嚴，從而減少熱量損失；填碎紙條的作用是為了達到保溫而減少熱量損失；填碎紙條的作用是

11、為了達到保溫隔熱、減少實驗過程中熱量損失的目的。若換用隔隔熱、減少實驗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）會使實驗結(jié)熱、密封性能更好的裝置（如保溫杯）會使實驗結(jié)果更準確。果更準確。2.用一個量筒最取用一個量筒最取50 ml 0.50 mol/l鹽酸，倒入小鹽酸，倒入小燒杯中，并用溫度計測量鹽酸的溫度，記入下表。燒杯中，并用溫度計測量鹽酸的溫度，記入下表。然后把溫度計上的酸用水沖洗干凈然后把溫度計上的酸用水沖洗干凈。溫度計上的酸為何要用水沖洗干凈？沖洗后的溶溫度計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？ 因為該溫度計還要

12、用來測堿液的溫度，若不沖洗，因為該溫度計還要用來測堿液的溫度，若不沖洗，溫度計上的酸會和堿發(fā)生中和反應而使熱量散失，溫度計上的酸會和堿發(fā)生中和反應而使熱量散失，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，會使總?cè)芤旱馁|(zhì)量增加，而導致實驗結(jié)果誤倒入，會使總?cè)芤旱馁|(zhì)量增加，而導致實驗結(jié)果誤差。差。3.用另一個量筒量取用另一個量筒量取50 ml 0.55 mol/l naoh溶液，溶液，并用溫度計測量并用溫度計測量naoh溶液的溫度，記入下表。溶液的溫度，記入下表。.酸、堿混合時，為何要把量筒中的酸、堿混合時，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？.因為本實驗的關(guān)鍵是測反應的反應熱，若動作因為本實驗的關(guān)鍵是測反應的反應熱，若動作遲緩，將會使熱量損失而使誤差增大。遲緩，將會使熱量損失而使誤差增大。4.4.把溫度計和環(huán)形玻璃攪拌棒放入小燒杯的鹽酸中，把溫度計和環(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溶液，并。用環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕攪動溶液，并準確讀取混合溶液的準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。實驗中

14、所用實驗中所用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.重復實驗兩次，取測量所得數(shù)據(jù)的平均值作為重復實驗兩次，取測量所得數(shù)據(jù)的平均值作為計算依據(jù)。計算依據(jù)。 議一議議一議你所測得的數(shù)據(jù)是否為你所測得的數(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（測量結(jié)果是按量取溶液的體積有誤差（測量結(jié)果是按50 ml的酸、堿進的酸、堿進行計算，若實際量取時，多于行計算，若實際量取時，多于50 ml或小于或小于50 ml都會造成都會造成誤差）誤差）2.溫度計的讀數(shù)有誤。溫度計的讀數(shù)有誤。3.實驗過程中有液體灑在外面。實驗過程中有液體灑在外面。4.混合酸、堿溶液時，動作緩慢，導致實驗誤差?；旌纤?、堿溶液時，動作緩慢，導致實驗誤差。5.隔熱操作不到位，致使實驗過程中熱量損失而導致誤差。隔熱操作不到位，致使實驗過程中熱量損失而導致誤差。6.測了酸后的溫度計未用水清洗而便立即去

16、測堿的溫度，致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。使熱量損失而引起誤差。 討論下列問題 1.本實驗中若把本實驗中若把50 ml 0.50 mol/l的鹽酸改為的鹽酸改為50 ml 0.50 mol/l醋酸，所測結(jié)果是否會有所變化？醋酸，所測結(jié)果是否會有所變化？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，所測中和熱的數(shù)值是否約為本溶液，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）？實驗結(jié)果的二倍（假定各步操作沒有失誤）？答案：答案：1.會有所變化。因為

17、醋酸為弱電解質(zhì)，其電會有所變化。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。離時要吸熱，故將使測得結(jié)果偏小。2.否。因中和熱是指酸與堿發(fā)生中和反應生成否。因中和熱是指酸與堿發(fā)生中和反應生成1 mol h2o時放出的熱量，其數(shù)值與反應物的量的時放出的熱量，其數(shù)值與反應物的量的多少無關(guān)，故所測結(jié)果應基本和本次實驗結(jié)果相多少無關(guān)，故所測結(jié)果應基本和本次實驗結(jié)果相同（若所有操作都準確無誤，且無熱量損失，則同（若所有操作都準確無誤，且無熱量損失，則二者結(jié)果相同）。二者結(jié)果相同）。練習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

18、行中和反應。通過測定反應過程中所溶液在圖示的裝置中進行中和反應。通過測定反應過程中所放出的熱量可計算中和熱?；卮鹣铝袉栴}：放出的熱量可計算中和熱?；卮鹣铝袉栴}：（1）從實驗裝置上看，圖中尚缺少的一種玻璃用品）從實驗裝置上看，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”“”“無影響無影響”）。）。（4）實驗中改用）實驗中改用60 ml 0.50 mol/l鹽酸跟鹽酸跟50 ml 0.55 mol/l naoh溶液進行反應，與上述

19、實驗相比，所放出的熱量溶液進行反應，與上述實驗相比，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”），簡述理由：），簡述理由： 。（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溶液進行上述實驗，溶液進行上述實驗，測得的中和熱的數(shù)值會測得的中和熱的數(shù)值會 ；用；用50 ml 0.50mol/l naoh溶液進行上述實驗，測得的中和熱的數(shù)值會溶液進行上述實驗，測得的中和熱的數(shù)值會 。（均。（均填填“偏大偏大”“”“偏小偏小”“”“無影響無影響”）環(huán)形玻璃攪拌棒環(huán)形玻璃攪拌棒 減少實驗過程減少實驗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 因為中和熱是指酸跟堿發(fā)生中和反應生成因為中和熱是指