蘇教版高二化學(xué)《反應(yīng)熱的測(cè)定與計(jì)算》

反應(yīng)熱的測(cè)量與計(jì)算高山中學(xué)高二化學(xué)組一、中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)量.1.實(shí)驗(yàn)原理和步驟.(1).中和熱的定義：

在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1molH20，這時(shí)的反應(yīng)熱叫做中和熱.(2).實(shí)驗(yàn)步驟：

用量筒量取50mL0.50mol/L的鹽酸，測(cè)其溫度,倒入量熱計(jì)；另用量筒量取50mL0.50mol/LNaOH溶液，測(cè)其溫度，并緩緩地傾入量熱計(jì)中，邊加邊用玻璃棒攪拌.觀察反應(yīng)中溶液溫度的變化過(guò)程，作好記錄并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理.實(shí)驗(yàn)步驟：1.組裝量熱器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。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（或硬紙板）作蓋板，在板中間開(kāi)兩個(gè)小孔，正好使溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒通過(guò)，如上圖所示。

用一個(gè)量筒最取50mL0.50mol/L鹽酸，倒入小燒杯中，并用溫度計(jì)測(cè)量鹽酸的溫度，記入下表。然后把溫度計(jì)上的酸用水沖洗干凈。2藥品取用

用另一個(gè)量筒量取50mL0.55mol/LNaOH溶液，并用溫度計(jì)測(cè)量NaOH溶液的溫度，記入下表。把量筒中的NaOH溶液迅速倒入量熱計(jì)（注意不要灑到外面）。立即蓋上蓋板,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，記為終止溫度，記入下表。3酸堿混合4數(shù)據(jù)處理5重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)兩次［議一議］你所測(cè)得的數(shù)據(jù)是否為57.4kJ/mol，若不是，分析產(chǎn)生誤差的原因6誤差分析:1>.量取溶液的體積有誤差2>藥品的選用不當(dāng)引起的誤差3>實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有液體灑在外面。4>.混合酸、堿溶液時(shí)，動(dòng)作緩慢，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差5>.隔熱操作不到位，致使實(shí)驗(yàn)過(guò)程中熱量損失而導(dǎo)致誤差6>.測(cè)了酸后的溫度計(jì)未用水清洗而便立即去測(cè)堿的溫度，致使熱量損失而引起誤差?！窘涣髋c討論】：①.實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是什么？防止熱量的散失.

②.為了達(dá)到此目的，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中采取了哪些措施？

雙層燒杯、碎泡沫塑料、蓋板.【實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)】：

a.為了保證0.50mol·L－1的鹽酸完全被NaOH中和，可以采用0.55mol·L－1NaOH溶液，使堿稍稍過(guò)量，因?yàn)檫^(guò)量的堿并不參加中和反應(yīng).

b.實(shí)驗(yàn)中所用的鹽酸和氫氧化鈉溶液配好后要充分冷卻至室溫，才能使用.

c.要使用同一支溫度計(jì).分別先后測(cè)量酸、堿及混合液的溫度時(shí)，測(cè)定一種溶液后必須用水沖洗干凈并用濾紙擦干.溫度計(jì)的水銀球部分要完全浸入溶液中，且要穩(wěn)定一段時(shí)間再記下讀數(shù).d.操作時(shí)動(dòng)作要快，盡量減少熱量的散失.

e.實(shí)驗(yàn)中若用弱酸代替強(qiáng)酸，或用弱堿代替強(qiáng)堿，因中和過(guò)程中電離吸熱，會(huì)使測(cè)得中和熱的數(shù)值偏低.數(shù)據(jù)處理1、取三次測(cè)量所得數(shù)據(jù)的平均值作為計(jì)算依據(jù)t1/℃t2/℃(t2-t1)/℃

溫度實(shí)驗(yàn)次數(shù)起始溫度t1/℃終止溫度t2/℃溫度差(t2-t1)/℃HClNaOH平均值123如果某一次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)與另外兩次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)差異明顯，怎么辦？24.522.025.025.022.425.426.525.428.224.7522.225.21.753.23.0數(shù)據(jù)處理2、計(jì)算反應(yīng)熱：n＝0.50mol·L－1×0.50L＝0.025mol△H＝——＝————cm△tnQnc＝4.18J/(g·℃)△t＝(t2－t1)＝△H＝4.18×10-3kJ/(g·℃)×100g×(t2－t1)0.50mol·L－1×0.50L0.0250.418(t2－t1)△H＝kJ/molm＝m1＋m2＝100g3.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理.

a.取三次測(cè)量所得數(shù)據(jù)的平均值作為計(jì)算依據(jù).【思考】：

如果某一次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)與另外兩次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)差異明顯，怎么辦？

b.計(jì)算反應(yīng)熱：△H＝Q/n＝cm△t/n

問(wèn)題探究1、大、小燒杯放置時(shí)，為何要使兩杯口相平？填碎紙條的作用是什么？減少熱量損失2、酸、堿混合時(shí)，為何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯而不能緩緩倒入？問(wèn)題探究減少熱量損失3、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？問(wèn)題探究不能。因?yàn)殂~絲易導(dǎo)熱，使熱量損失較大問(wèn)題探究4、有人建議用50mL0.55mol/LNaOH進(jìn)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？可以保證鹽酸完全反應(yīng)。使測(cè)得的熱量更加準(zhǔn)確。問(wèn)題探究4、判斷下列實(shí)驗(yàn)操作對(duì)中和熱測(cè)定的數(shù)值有如何影響？填變大變小或者不變。①大燒杯上沒(méi)有蓋硬紙板②用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)③用相同濃度和體積的醋酸代替稀鹽酸溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)④實(shí)驗(yàn)中改用60mL0.50mol/L鹽酸跟50mL0.55mol/LNaOH溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)變小變小變小不變【課堂練習(xí)】：50mL0.50mol／L鹽酸與50mL0.55mol／LNaOH溶液在如右圖所示的裝置中進(jìn)行中和反應(yīng)。通過(guò)測(cè)反應(yīng)過(guò)程中所放出來(lái)的熱量可計(jì)算中和熱?；卮鹣铝袉?wèn)題：

(1)從實(shí)驗(yàn)裝置上看，圖中缺少的一種玻璃用品是

。(2)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

(填“偏大”、“偏小”或“無(wú)影響”)(4)實(shí)驗(yàn)中改用60mL0．50mol／L鹽酸跟50mL0．55mol／LNaOH溶液進(jìn)行反應(yīng)，與上述實(shí)驗(yàn)相比，所放出的熱量

，(填“相等”或“不相等”)。(5)用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，測(cè)得的中和熱的數(shù)值會(huì)

；用50mL0．50mol/LNaOH溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，測(cè)得的中和熱的數(shù)值會(huì)

。(均填“偏大”、“偏小”或“無(wú)影響”)玻璃攪拌器

防止熱量損失偏小

不相等偏小偏小二、反應(yīng)熱的計(jì)算.【交流與討論】：

如何測(cè)定C(s)+1/2O2(g)==CO(g)的反應(yīng)熱△H1？①.能直接測(cè)定嗎？如何測(cè)？②.若不能直接測(cè)，怎么辦？1.蓋斯定律的內(nèi)容:

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.換句話說(shuō),化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),而與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān).△H＝△H1+△H2蓋斯定律直觀化CO(g)C(s)CO2(g)H2H1H3H2H1H3=+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+)△H1+△H2=△H3

∴△H1=△H3

－△H2

=-393.5kJ/mol－(-283.0kJ/mol)=-110.5kJ/mol【課堂練習(xí)】：1.已知①.CO(g)+1/2O2(g)====CO2(g)ΔH1=－283.0kJ/mol②.H2(g)+1/2O2(g)====H2O(l)ΔH2=－285.8kJ/mol

③.C2H5OH(l)+3O2(g)====2CO2(g)+3H2O(l)ΔH3=-1370kJ/mol

試計(jì)算④.2CO(g)＋4H2(g)====H2O(l)＋C2H5OH(l)的ΔH

解:根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)④不論是一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)熱效應(yīng)都是相同的.下面就看看反應(yīng)④能不能由①②③三個(gè)反應(yīng)通過(guò)加減乘除組合而成，也就是說(shuō)，看看反應(yīng)④能不能分成①②③幾步完成.①×2+②×4-③=④

所以，ΔH＝ΔH1×2＋ΔH2×4－ΔH3

＝－283.2×2－285.8×4＋1370＝－339.2kJ/mol

2.已知：①.C(石墨，s)+O2(g)==CO2(g)△H1=-393.5kJ/mol②.C(金剛石，s)+O2(g)==CO2(g)△H2=-395.0kJ/mol寫(xiě)出石墨變成金剛石的熱化學(xué)方程式(25℃,101kPa時(shí)).

解：①-②得：

C(石墨，s)=C(金剛石，s)△H=+1.5kJ/mol3.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/molN2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l)△H2=-534kJ/mol

假如都在相同狀態(tài)下，請(qǐng)寫(xiě)出發(fā)射火箭反應(yīng)的熱化學(xué)方程式.2N2H4(g)+2NO2(g)==3N2(g)+4H2O(l)△H=-1135.2kJ/mol

三、能源的充分利用.1.世界上最重要的化石燃料有哪些？有何優(yōu)點(diǎn)？煤、石油、天然氣；它們的燃燒熱都很高.

2．廣義地講，哪些物質(zhì)可稱為燃料？

能夠發(fā)生燃燒反應(yīng)放出熱量的物質(zhì)都可稱為燃料.

3.新能源有哪些？

太陽(yáng)能、生物能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋?