反應(yīng)熱的測(cè)定和計(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*專題專題1 1 化學(xué)反應(yīng)與能量變化化學(xué)反應(yīng)與能量變化第一單元第一單元 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)一、中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)量一、中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)量實(shí)驗(yàn)原理和步驟實(shí)驗(yàn)原理和步驟. .1.1.中和熱的定義：中和熱的定義： 在在稀溶液稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1molH1molH2 20 0，這時(shí)的反應(yīng)熱叫做中和熱，這時(shí)的反應(yīng)熱叫做中和熱. .(1)用一個(gè)量筒量取用一個(gè)量筒量取50 mL 0.50 mol/L鹽酸，倒入鹽酸，倒入小燒杯中，并用溫度計(jì)測(cè)量鹽酸的溫度，記錄小燒杯中，并用溫度計(jì)測(cè)量鹽酸的溫度，記錄,然然后把溫度計(jì)

2、上的酸用水沖洗干凈后把溫度計(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)還要用來測(cè)堿液的溫度，若不沖洗，因?yàn)樵摐囟扔?jì)還要用來測(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，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)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)果誤差。果誤差。2.2.實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)驗(yàn)步驟：(2)用另一個(gè)量筒量取用另

3、一個(gè)量筒量取50 mL 0.50 mol/L NaOH溶溶液，并用溫度計(jì)測(cè)量液，并用溫度計(jì)測(cè)量NaOH溶液的溫度，記錄。溶液的溫度，記錄。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，并把量筒中的并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯。溶液一次倒入小燒杯。.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)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。作遲緩，將會(huì)使熱量損失而使誤差增大。(3)

4、(3)用環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕攪動(dòng)溶液，并準(zhǔn)確用環(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)中能否用環(huán)形銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒？實(shí)驗(yàn)中能否用環(huán)形銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒？為什么？為什么？不能。因?yàn)殂~絲易導(dǎo)熱，使熱量損失較大不能。因?yàn)殂~絲易導(dǎo)熱，使熱量損失較大(4)重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次，取測(cè)量所得數(shù)據(jù)的平均值作重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次，取測(cè)量所得數(shù)據(jù)的平均值作為計(jì)算依據(jù)。為計(jì)算依據(jù)。 3.3.測(cè)量裝置4.4.實(shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)原理： 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

5、50 mLmL, ,它們的濃度均為它們的濃度均為0.50 mol/L0.50 mol/L。由于是稀溶液，且為了。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、堿溶液的密度均計(jì)算簡(jiǎn)便，我們近似地認(rèn)為，所用酸、堿溶液的密度均為為1 g/cm1 g/cm3 3，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/4.18 J/（g)g)因?yàn)榉磻?yīng)熱是有正負(fù)的，中和反應(yīng)是放熱因?yàn)榉磻?yīng)熱是有正負(fù)的，中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)反應(yīng)，故其故其H H為為“”。中和熱是稀的酸、堿中和生成。中和熱是稀的酸、堿中和生成 1 mol1 mol水的反應(yīng)熱，而水的反應(yīng)熱，而50 mL 0.50 mol/L

6、50 mL 0.50 mol/L的鹽酸與的鹽酸與50 mL 50 mL 0.50mol/L 0.50mol/L 氫氧化鈉反應(yīng)后生成的水只有氫氧化鈉反應(yīng)后生成的水只有0.025 mol0.025 mol。鹽酸溫度鹽酸溫度(t1)/氫氧化鈉溶液溫度氫氧化鈉溶液溫度(t2)/ 反應(yīng)體系最高溫度反應(yīng)體系最高溫度(t3)/反應(yīng)體系的溫度變化反應(yīng)體系的溫度變化(t)= t3- / (t1+ t2)2反應(yīng)體系的熱容反應(yīng)體系的熱容 C=（V酸酸酸酸V堿堿 堿堿）4.18 /J 中和反應(yīng)的反應(yīng)熱中和反應(yīng)的反應(yīng)熱H= - C t10-30.025KJmol-1簡(jiǎn)易測(cè)定方法簡(jiǎn)易測(cè)定方法: 大燒杯（大燒杯（500 m

7、L）、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、0.50 mol/L NaOH溶液溶液實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)驗(yàn)步驟： 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），使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平。然后再在大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑然后再在大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑料（或紙條），大燒杯上用泡沫塑料板料（或紙條），大燒杯上用泡沫塑

8、料板（或硬紙板）作蓋板，在板中間開兩個(gè)（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)形玻璃攪拌棒小孔，正好使溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒通過，如下圖所示。通過，如下圖所示。答案：杯口相平，可使蓋板把杯口盡量答案：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)到保溫隔熱、減少實(shí)驗(yàn)過作用是為了達(dá)到保溫隔熱、減少實(shí)驗(yàn)過程中熱量損失的目的。若換用隔熱、密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)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。驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確。大、小燒杯放置時(shí)，為何要使兩杯口相平？大、小燒杯放置時(shí)，

9、為何要使兩杯口相平？填碎紙條的作用是什么？對(duì)此裝置，你有填碎紙條的作用是什么？對(duì)此裝置，你有何更好的建議？何更好的建議？ 有人建議用有人建議用50mL0.55mol/LNaOH50mL0.55mol/LNaOH進(jìn)進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，測(cè)得的中和熱數(shù)值會(huì)更加行上述實(shí)驗(yàn)，測(cè)得的中和熱數(shù)值會(huì)更加準(zhǔn)確。為什么？準(zhǔn)確。為什么？ 可以保證鹽酸完全反應(yīng)。使測(cè)得的熱可以保證鹽酸完全反應(yīng)。使測(cè)得的熱量更加準(zhǔn)確。量更加準(zhǔn)確。討論討論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？為什么？醋酸，所測(cè)結(jié)果是否會(huì)有所變化？為什么？答案

10、：會(huì)有所變化。因?yàn)榇姿釣槿蹼娊赓|(zhì)，其電離時(shí)要答案：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。吸熱，故將使測(cè)得結(jié)果偏小。2.若改用若改用100 mL 0.50 mol/L100 mL 0.50 mol/L的鹽酸和的鹽酸和100 mL 0.55 mol/L100 mL 0.55 mol/L的的NaOHNaOH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）？倍（假定各步操作沒有失誤）？答案：答案：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 1 mol Hmol H2 2

11、O O時(shí)放出的熱量，其數(shù)值與反應(yīng)物的量的多少無時(shí)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(cè)結(jié)果應(yīng)基本和本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同（若所有操關(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)確無誤，且無熱量損失，則二者結(jié)果相同）。作都準(zhǔn)確無誤，且無熱量損失，則二者結(jié)果相同）。概念辨析概念辨析若將若將1L1mol/LNaOH1L1mol/LNaOH溶液中加入稀醋酸、溶液中加入稀醋酸、稀稀硫酸、稀硝酸，恰好完全反應(yīng)時(shí)的熱硫酸、稀硝酸，恰好完全反應(yīng)時(shí)的熱效應(yīng)分別為效應(yīng)分別為H H1 1、H H2 2 、H H3 3 ；則三者；則三者的大小的大小關(guān)系為關(guān)系為 。H H1 1 H H3 3 = = H H

12、2 2 中和熱：在稀溶液中，酸和堿發(fā)生中和反應(yīng)生中和熱：在稀溶液中，酸和堿發(fā)生中和反應(yīng)生 成成1mol水時(shí)所放出的熱量水時(shí)所放出的熱量在稀溶液中在稀溶液中,強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的反應(yīng)中和熱都是強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的反應(yīng)中和熱都是57.3 kJmol-1H+(aq)+ OH- (aq) H2O (l) H= -57.3 kJmol-1 由于電離過程是吸熱的由于電離過程是吸熱的,而弱酸、弱堿都較難電而弱酸、弱堿都較難電離，所以，離，所以，強(qiáng)酸與弱堿、強(qiáng)堿與弱酸、弱酸與弱堿強(qiáng)酸與弱堿、強(qiáng)堿與弱酸、弱酸與弱堿反應(yīng)生成反應(yīng)生成1mol水時(shí)所放出的熱量都小于水時(shí)所放出的熱量都小于57.3 kJ。二、蓋斯定律二、蓋斯定律蓋斯定

13、律表明：一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的焓變僅與反應(yīng)蓋斯定律表明：一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的焓變僅與反應(yīng)的起始狀態(tài)和反應(yīng)的最終狀態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的起始狀態(tài)和反應(yīng)的最終狀態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。的途徑無關(guān)。第第7頁(yè)例題頁(yè)例題1 1、概念：一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，不論是一步完成，還、概念：一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，不論是一步完成，還是是 分步完成，其總的熱效應(yīng)是完全相同的。分步完成，其總的熱效應(yīng)是完全相同的。2、計(jì)算、計(jì)算（1）若一個(gè)反應(yīng)的焓變）若一個(gè)反應(yīng)的焓變H=a kJmolkJmol 1 1，則其逆反，則其逆反 應(yīng)的焓變應(yīng)的焓變H=-a kJmolkJmol 1 1（2 2）若一個(gè)化學(xué)反應(yīng)方程式可由另外幾個(gè)反應(yīng)）若一個(gè)化學(xué)反應(yīng)方程式可由另

14、外幾個(gè)反應(yīng) 的化學(xué)方程式相加減而得到，則該反應(yīng)的的化學(xué)方程式相加減而得到，則該反應(yīng)的 焓變亦可以由這幾個(gè)反應(yīng)的焓變相加減而焓變亦可以由這幾個(gè)反應(yīng)的焓變相加減而 得到。得到。第第8頁(yè)的問題解決頁(yè)的問題解決1、你所了解的傳統(tǒng)能源有哪些？新能源又有哪些？、你所了解的傳統(tǒng)能源有哪些？新能源又有哪些？傳統(tǒng)能源；煤、石油、天然氣、熱力、電力等傳統(tǒng)能源；煤、石油、天然氣、熱力、電力等新能源：太陽(yáng)能、核能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地新能源：太陽(yáng)能、核能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地 熱能、海洋能、氫能、天然氣水合物熱能、海洋能、氫能、天然氣水合物 等等能能源源2、能源又可以分為一級(jí)能源和二、能源又可以分為一級(jí)能源和二級(jí)級(jí)能源。

15、一能源。一級(jí)級(jí)能能源是指直接取自自然界，沒有加工轉(zhuǎn)換的各種能量源是指直接取自自然界，沒有加工轉(zhuǎn)換的各種能量 和資源；二和資源；二級(jí)級(jí)能源是指由一能源是指由一級(jí)級(jí)能源經(jīng)過加工轉(zhuǎn)換能源經(jīng)過加工轉(zhuǎn)換 后得到的能源。根據(jù)這種分類法，請(qǐng)將上面提到后得到的能源。根據(jù)這種分類法，請(qǐng)將上面提到 的能源重新分類？的能源重新分類？一一級(jí)級(jí)能源能源：煤、石油、天然氣、太陽(yáng)能、煤、石油、天然氣、太陽(yáng)能、天然氣水天然氣水合物合物 、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮?、海洋能風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮?、海洋能二二?jí)級(jí)能源：氫能、電力能源：氫能、電力、核能、核能能能源源思考：在許多場(chǎng)合將煤塊直接燃燒，這種燃燒方式思考：在許多場(chǎng)合將煤塊直接

16、燃燒，這種燃燒方式 存在什么缺陷？存在什么缺陷？采用這種方式燃燒煤，煤與空氣的接觸面積不夠，采用這種方式燃燒煤，煤與空氣的接觸面積不夠，內(nèi)部煤的燃燒效率偏低，浪費(fèi)了能源。另外，直接內(nèi)部煤的燃燒效率偏低，浪費(fèi)了能源。另外，直接燃燒煤會(huì)使其中的硫轉(zhuǎn)化為二氧化硫，引起大氣的燃燒煤會(huì)使其中的硫轉(zhuǎn)化為二氧化硫，引起大氣的污染。污染。有哪些可以提高煤的燃燒效率的方法嗎？有哪些可以提高煤的燃燒效率的方法嗎？目前常用的方法主要有三種：目前常用的方法主要有三種：（1）將煤制成蜂窩狀，以增加與空氣的接觸面積）將煤制成蜂窩狀，以增加與空氣的接觸面積（2）通過一定的方法將煤轉(zhuǎn)化為液體燃料（如甲醇）通過一定的方法將煤轉(zhuǎn)

17、化為液體燃料（如甲醇）（3）通過一定的方法將煤轉(zhuǎn)化為氣體燃料（如煤氣）通過一定的方法將煤轉(zhuǎn)化為氣體燃料（如煤氣）完成第完成第9頁(yè)的頁(yè)的“交流與討論交流與討論”，提出你的觀點(diǎn)。，提出你的觀點(diǎn)。242 2、標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱：在標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱：在101KPa時(shí)，時(shí)，1mol物物 質(zhì)完全燃燒的反應(yīng)熱質(zhì)完全燃燒的反應(yīng)熱3 3、1g1g物質(zhì)完全燃燒的反應(yīng)熱叫做該物質(zhì)的物質(zhì)完全燃燒的反應(yīng)熱叫做該物質(zhì)的 熱值熱值4 4、物質(zhì)完全燃燒是指物質(zhì)中含有的氮元素物質(zhì)完全燃燒是指物質(zhì)中含有的氮元素 轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為N N2 2(g),(g), 氫元素轉(zhuǎn)化為氫元素轉(zhuǎn)化為H H2 2O(l),O(l),碳元素碳元素 轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化COCO2

18、2(g),(g),硫元素轉(zhuǎn)化硫元素轉(zhuǎn)化SOSO2 2(g)(g) 練習(xí)：練習(xí)：1 1同溫同壓下同溫同壓下, ,下列各組熱化學(xué)方程式中下列各組熱化學(xué)方程式中Q Q2 2Q Q 1 1的是的是 A A 2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)(g)2H2H2 2O(g)O(g)， H H1 1 = - Q= - Q 1 1kJmolkJmol-1-1； 2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)(g)2H2H2 2O(l)O(l)，H H2 2 = - Q = - Q 2 2kJmolkJmol-1-1；B B S(g)+OS(g)+O2 2(g)(g)SOSO2 2(g)(g)， H H1 1 = - Q= - Q 1 1kJmolkJmol-1-1； S(s)+OS(s)+O2 2(g)(g)SOSO2 2(g)(g)， H H2 2 = - Q = - Q 2 2kJmolkJmol-1-1；C C C(s)+ OC(s)+ O2 2(g)(g)CO(g)CO(g)， H H1 1 = - Q= - Q 1 1kJmolkJmol-1-1； C(s)+OC(s)+O2 2(g)(g)COCO2 2(g)(g)， H H2 2 = - Q = - Q 2 2kJmolkJmol-1-1；D D H H2 2(g)+Cl(g)+