第一章第一節(jié)《化學反應與能量的變化》第2課時

第2課時熱化學方程式、中和熱的測定第一章化學反應與能量1．了解熱化學方程式的涵義并能正確書寫熱化學方程式。2．通過中和反應反應熱的測定，初步學習測定化學反應反應熱的實驗方法。3．能正確分析測定反應熱時誤差產(chǎn)生的原因，并能采取適當措施減小誤差。4．能熟練判斷熱化學方程式的正誤。1．已知1molC和1molH2O(g)反應生成1molCO和1molH2,需吸收131.5kJ的熱量，則該反應的反應熱ΔH__________________________。2．已知C3H8(g)完全燃燒的反應熱為ΔH＝－2220.0kJ/mol,那么1.1kg丙烷完全燃燒放出的熱量是_______________。3．中和反應的概念是酸和堿反應生成________的反應；其實質(zhì)是___________結(jié)合生成H2O。＋131.5kJ·mol－15.55×104kJ鹽和水H＋和OH－知識點一

熱化學方程式[自主學習]1．概念能表示_________________和________的關系的化學方程式.2．特點(與化學方程式比較)(1)指明了反應時的______和_______，若在25℃、101kPa時進行的反應，可不注明。(2)在化學方程式右邊注明ΔH的數(shù)值、符號和________。參加反應物質(zhì)的量反應熱溫度壓強單位(3)所有反應物和生成物都用括號注明了它們在反應時的_______。常用________分別表示固體、液體和氣體，溶液中用_____表示。(4)化學計量數(shù)只表示__________，因此可以為分數(shù)。3．意義熱化學方程式不僅表示化學反應中的______變化，也表明了______變化。例如:C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)

ΔH＝＋131.5kJ/mol,表示在25℃,101kPa的條件下,1molC(s)和1molH2O(g)完全反應生成1molCO(g)和1molH2(g)時______的熱量為131.5kJ.狀態(tài)s、l、gaq物質(zhì)的量物質(zhì)能量吸收[自我診斷]1．已知2H2(g)＋O2(g)2H2O(l)

ΔH＝－571.6kJ·mol－1,則下列關于熱化學方程式2H2O(l)2H2(g)＋O2(g)的ΔH的說法中正確的是(

)A．熱化學方程式中的化學計量數(shù)表示分子數(shù)B．該反應ΔH大于零C．該反應ΔH＝－571.6kJ·mol－1D．該反應可表示36g水分解時的熱效應B2．膠狀液氫(主要成分是H2和CH4)有希望用于未來的運載火箭和空間運輸系統(tǒng)。實驗測得：101kPa時，1molH2完全燃燒生成液態(tài)水，放出285.8kJ的熱量；1molCH4完全燃燒生成液態(tài)水和CO2，放出890.3kJ的熱量。下列熱化學方程式書寫正確的是(

)A．CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝＋890.3kJ·mol－1B．CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.3kJ·mol－1C．CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.3kJD．2H2(g)＋O2(g)2H2O(l)

ΔH＝－285.8kJ·mol－1B[探究釋疑]書寫熱化學方程式的注意事項1．注意ΔH的符號ΔH只能寫在熱化學方程式的右邊，且中間留空格。若為放熱反應，ΔH為“－”；若為吸熱反應，ΔH為“＋”。ΔH的單位一般為“kJ/mol”(或“kJ·mol－1”)。2．注意物質(zhì)的聚集狀態(tài)反應物和產(chǎn)物的聚集狀態(tài)不同，反應熱ΔH也不同。因此，書寫熱化學方程式必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)。氣體用“g”，液體用“l(fā)”，固體用“s”，溶液用“aq”。熱化學方程式中不用標“↑”和“↓”。3．注意化學計量數(shù)(1)化學計量數(shù)只表示物質(zhì)的量，因此可以為分數(shù)或小數(shù)。(2)由于ΔH與反應物的物質(zhì)的量有關，所以熱化學方程式中化學式前面的化學計量數(shù)必須與ΔH相對應。(3)化學計量數(shù)和反應熱數(shù)值可以同時增大或減小相同的倍數(shù).4．注意測定條件反應熱ΔH與測定條件(溫度、壓強等)有關，因此書寫熱化學方程式時應注意ΔH的測定條件。若ΔH是在25℃、101kPa下測定的，可不注明溫度和壓強。5．可逆反應的ΔH是指完全反應時的熱效應。[互動講練]在25℃、101kPa下,1g液態(tài)甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱22.68kJ，下列熱化學方程式中，正確的是(

)A．CH3OH(l)＋O2(g)CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝＋725.76kJ·mol－1B．2CH3OH(l)＋3O2(g)2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－1451.52kJ·mol－1C．2CH3OH(l)＋3O2(g)2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－725.76kJ·mol－1D．2CH3OH(l)＋3O2(g)2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝＋1451.52kJ·mol－1B[解析]

1g甲醇燃燒生成CO2(g)和H2O(l)時放熱22.68kJ，則1mol甲醇(32g)燃燒放熱：22.68kJ×32＝725.76kJ，2mol甲醇燃燒放熱1451.52kJ。A、D中ΔH的符號不正確，C中ΔH的數(shù)值不正確。解析：A中未注明各物質(zhì)的聚集狀態(tài)，C中ΔH的單位不正確，應為kJ·mol－1，D中反應是放熱反應，ΔH<0。B[借題發(fā)揮]

熱化學方程式正誤判斷的“四看”“一看”化學原理是否正確；“二看”狀態(tài)是否標明；“三看”反應熱符號及單位是否正確；“四看”反應熱數(shù)值是否與系數(shù)和狀態(tài)相對應。知識點二

中和熱的測定[自主學習]1．中和熱在稀溶液中，強酸跟強堿發(fā)生中和反應生成___________時的反應熱(即所放出的熱量)。2．實驗原理通過一定量的酸堿溶液在反應前后溫度的變化，計算反應放出的熱量，由此求得中和熱。1molH2O3．實驗裝置和用品(1)實驗裝置(2)實驗用品大燒杯(500mL)、小燒杯(100mL)、_______、量筒(50mL)兩個、碎泡沫塑料或紙條、泡沫塑料板或硬紙板(中心有兩個小孔)、環(huán)形玻璃攪拌棒、0.50mol/L鹽酸、0.55mol/LNaOH溶液。溫度計4．測量步驟[自我診斷]3．下列說法正確的是(

)A．強酸跟強堿反應放出的熱量一定是中和熱B．1mol酸與1mol堿完全反應放出的熱量是中和熱C．在稀溶液中，強酸與強堿發(fā)生中和反應生成1molH2O(l)時的反應熱叫做中和熱D．表示中和熱的離子方程式為H＋＋OH－===H2O

ΔH＝－57.3kJ/molC[探究釋疑]1．中和反應的反應熱測定結(jié)果往往偏低的可能原因(1)用大小兩個燒杯組裝量熱器時，兩個燒杯不相平、紙板孔偏大，攪拌不均勻等都可導致測定結(jié)果偏低。(2)倒入NaOH溶液不夠快，使熱量有損失。(3)儀器保溫性能差。(4)忽略了儀器所吸收的熱量。(5)酸、堿溶液的比熱容、密度均比水的大。2．常見的理解錯誤(1)實驗中改變酸堿的用量時，反應放出的熱量發(fā)生改變，誤認為中和熱也發(fā)生改變，因為中和熱是酸堿發(fā)生中和反應生成1molH2O的反應熱，故中和熱與酸堿用量無關。(2)誤認為中和熱的數(shù)值是57.3kJ·mol－1是針對所有酸堿而言的，57.3kJ·mol－1是稀的強酸溶液和稀的強堿溶液反應生成可溶性鹽和水時的反應熱，濃酸或堿溶于水時也要放熱，中和熱數(shù)值會大于57.3kJ·mol－1，而弱酸或弱堿參與的中和反應，因弱酸或弱堿電離時要吸收熱量，則中和熱數(shù)值小于57.3kJ·mol－1。[互動講練]50mL0.50mol·L－1鹽酸與50mL0.55mol·L－1NaOH溶液在圖示的裝置中進行中和反應。通過測定反應過程中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“無影響”)。環(huán)形玻璃攪拌棒減少實驗過程中的熱量損失偏小(4)實驗中改用60mL0.50mol·L－1鹽酸跟50mL0.55mol·L－1NaOH溶液進行反應，與上述實驗相比，所放出的熱量________(填“相等”或“不相等”)，所求中和熱_______(填“相等”或“不相等”)，簡述理由：_____________________________________________________________________________________________________。(5)用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進行上述實驗，測得的中和熱的數(shù)值會________；用50mL0.50mol·L－1CH3COOH溶液(已知CH3COOH電離時吸熱)進行上述實驗，測得的中和熱的數(shù)值會________。(均填“偏大”、“偏小”或“無影響”)(6)平行地做一次這樣的實驗需要測定______次溫度。不相等相等因為中和熱是指稀強酸與稀強堿發(fā)生中和反應生成1molH2O所放出的熱量，與酸堿的用量無關偏小偏小3[解析]抓住實驗裝置、實驗原理、實驗步驟，(1)(2)(3)可解。(4)(5)要從中和熱的定義入手來分析。在稀溶液中，強酸與強堿生成1mol水時放出的熱量為中和熱。在(6)中需測3次溫度，即測量鹽酸的溫度、測量氫氧化鈉溶液的溫度、測量混合液的最高溫度。[借題發(fā)揮]

(1)中和反應的實質(zhì)是H＋與OH－發(fā)生反應生成H2O，若反應過程中有其他物質(zhì)生成，這部分反應熱不在中和熱內(nèi)，如H2SO4和Ba(OH)2的反應。(2)中和熱ΔH＝－57.3kJ/mol，表示中和熱的熱化學方程式為H＋(aq)＋OH－(aq)H2O(l)

ΔH＝－57.3kJ/mol。(3)中和反應的熱化學方程式酸與堿的物質(zhì)的量只要和ΔH對應即可。[變式訓練]2．實驗室用50mL0.5mol/L鹽酸、50mL0.55mol/LNaOH溶液和如圖所示裝置進行測定中和熱的實驗，得到下表中的數(shù)據(jù)：實驗次數(shù)起始溫度t1/℃終止溫度t2/℃鹽酸NaOH溶液120.220.323.7220.320.523.8321.521.624.9完成下列問題：(1)實驗時用環(huán)形玻璃攪拌棒攪拌溶液的方法是______________________，不能用銅質(zhì)攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒的理由是_______________________。(2)經(jīng)數(shù)據(jù)處理，t2－t1＝3.4℃，則該實驗測得的中和熱ΔH＝______________[鹽酸和NaOH溶液的密度均按1g/cm3計算，反應后混合溶液的比熱容(c)按4.18J/(g·℃)計算]。上下攪動(或輕輕攪動)銅傳熱快，熱量損失大－56.8kJ/mol解析：(1)對于本實驗，讓氫氧化鈉和鹽酸盡可能地完全反應是減小誤差的一個方面，所以實驗時用環(huán)形玻璃攪拌棒上下攪動(以防將溫度計損壞)；做好保溫工作是減小誤差的另一個重要方面，選用銅質(zhì)攪拌棒會散熱。(2)ΔH＝－[100g×4.18×10－3kJ/(g·℃)×3.4℃]÷0.025mol≈－56.8kJ/mol。實驗探究

硝酸鉀的溶解熱的測定實驗目的測定1molKNO3在一定量水中溶解時的熱效應。實驗用品儀器：鐵架臺、保溫瓶、溫度計、電磁攪拌器、分析天平；藥品：硝酸鉀。實驗步驟①組裝簡單絕熱式量熱計，裝置如右圖所示。②準確稱量5.62gKNO3(備用)。③用容量瓶量取200mL室溫下的蒸餾水(密度ρ＝1g·cm－3)，倒入廣口保溫瓶中。④開動電磁攪拌器，保持一定的攪拌速率，觀察溫度計的變化，待溫度變化基本穩(wěn)定(即單位時間內(nèi)溫度的變化值基本相同)后，每隔1min記錄一次溫度，連續(xù)記錄三次，作為溶解的前期溫度。⑤打開量熱計蓋子，將稱好的5.62gKNO3迅速倒入量熱計并蓋好蓋子，保持與溶解前相同的攪拌速率，繼續(xù)每1min記錄一次溫度，直到溫度不再變化時，記錄三個溫度變化率穩(wěn)定的點，此三點作為溶解的后期溫度。案例思考并回答下列問題：(1)你認為該測量實驗成敗的關鍵是________________