反应热的测与计算

《反应热的测与计算》由会员分享，可在线阅读，更多相关《反应热的测与计算（23页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、反应热的测量与计算反应热的测量与计算第一单元第一单元 化学反应中的热效应化学反应中的热效应第二课时反应热的测定与计算 一 几个相关概念间的关系 重点研究中和热和燃烧热燃烧热：在燃烧热：在101KPa101KPa时，时，1mol1mol物质完全燃烧生成物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量稳定的氧化物时所放出的热量反应热反应热中和热燃烧热. 1.中和热 (1).概念概念: 在在稀稀溶液中溶液中, ,酸与碱中和反应时生成酸与碱中和反应时生成1molH1molH2 2O,O,这时的反应热叫这时的反应热叫中和热中和热. 对概念中对概念中酸酸.碱碱的理解与说的理解与说明明强强(弱弱)酸与弱酸与弱(强

2、强)碱碱,弱酸与弱碱弱酸与弱碱反应测得的反应热均偏小反应测得的反应热均偏小(原因是原因是部分热量用来补偿弱电解质的电离消耗部分热量用来补偿弱电解质的电离消耗的能量的能量). ).强酸与强碱的稀溶液反应测得并强酸与强碱的稀溶液反应测得并计算得到中和热计算得到中和热H较准确较准确 对概念中溶液对概念中溶液浓度浓度的理解与的理解与说明说明溶液的浓度宜小不宜大溶液的浓度宜小不宜大. a.如酸是如酸是 浓浓H2SO4或或HNO3,碱碱是是浓浓NaOH溶液溶液,由于稀释过程中由于稀释过程中放出大量热放出大量热,可能使测定值偏大可能使测定值偏大. b.如是一般酸碱浓溶液稀释放如是一般酸碱浓溶液稀释放出的热远

3、小于离解吸收的热则测出的热远小于离解吸收的热则测定值偏小定值偏小 +-思考：思考：我们取一定量的盐酸和氢氧化钠溶液发我们取一定量的盐酸和氢氧化钠溶液发生中和反应，哪些数据可以帮助我们测出生中和反应，哪些数据可以帮助我们测出它们的反应热呢？请大家讨论回答。它们的反应热呢？请大家讨论回答。Q Q = =m c m c t t QQ: :中和反应放出的热量。中和反应放出的热量。mm：反应混合液的质量。反应混合液的质量。c c：反应混合液的比热容。反应混合液的比热容。 t t：反应前后溶液温度的差值。反应前后溶液温度的差值。我们如何得到上述数据呢？我们如何得到上述数据呢？m的质量为所用酸、碱的质量和，

4、测出参加反应的质量为所用酸、碱的质量和，测出参加反应的酸、碱质量相加即可；的酸、碱质量相加即可；c 需要查阅，需要查阅，t可用温可用温度计测出反应前后的温度相减得到。度计测出反应前后的温度相减得到。问酸、碱反应时，我们用的是它的稀溶液，它们的问酸、碱反应时，我们用的是它的稀溶液，它们的质量应怎样得到？质量应怎样得到？量出它们的体积，再乘以它们的密度即可。量出它们的体积，再乘以它们的密度即可。 (3),计算公式计算公式:H= H1 kJ/mol = Cmt10-3 kJ/mol 0.025 0.025 t : 温度的变化温度的变化问题讨论 为什么不直接用为什么不直接用100ml 10molL的的

5、 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,从而直接测得从而直接测得 中和热呢中和热呢? 答答: 10mol: 10molL L的的 HClHCl 浓度太大浓度太大. . 1000ml 1.0mol 1000ml 1.0molL L的的 体积太大体积太大, ,既浪费既浪费, ,而且体积太大而且体积太大热耗大热耗大. .使测量值偏小使测量值偏小. .Q =（V酸酸酸酸V碱碱碱碱）c（t2t1） 本实验中，我们所用一元酸、一元碱的体积均为本实验中，我们所用一元酸、

6、一元碱的体积均为50 mL,它它 们的浓度分别为们的浓度分别为0.50 mol/L和和0.50 mol/L。由于是稀溶液，由于是稀溶液，且为了计算简便，我们近似地认为，所用酸、碱溶液的密度且为了计算简便，我们近似地认为，所用酸、碱溶液的密度均为均为1 g/cm3，且中和后所得溶液的比热容为且中和后所得溶液的比热容为 4.18 J/（g)已知已知 V酸酸=V碱碱=50 mL。 c酸酸=0.50 mol/L c碱碱=0.55 mol/L。 酸酸=碱碱=1 g/cm3 c=4.18 J/（g）请把以上数据代入式请把以上数据代入式,得出得出Q的表示式。其中热量的单的表示式。其中热量的单位用位用kJ。

7、得出结果。得出结果。Q = 0.418（t2t1）kJ 思考：思考：式表示的是不是该反应的反应热？式表示的是不是该反应的反应热？是中和热吗？为什么？是中和热吗？为什么？Q =（V酸酸酸酸V碱碱碱碱）c（t2t1） 式不是该反应的反应热，因为反应热是有正负的，式不是该反应的反应热，因为反应热是有正负的，中和反应放热，故其中和反应放热，故其H为为“”。中和热是稀的酸、。中和热是稀的酸、碱中和生成碱中和生成 1 mol水的反应热，而水的反应热，而50 mL 0.50 mol/L的的盐酸与盐酸与50 mL 0.50mol/L 氢氧化钠反应后生成的水只氢氧化钠反应后生成的水只有有0.025 mol，故，

8、故式表示的也不是中和热。式表示的也不是中和热。 问题该反应的中和热应怎样表示呢？问题该反应的中和热应怎样表示呢？H= 0.418 （t2t1）0.025kJ/mol实验室测定反应热的简易装置的注意事项实验室测定反应热的简易装置的注意事项: : 简易测定方法简易测定方法: 大烧杯（大烧杯（500 mL）、）、小烧杯（小烧杯（100 mL） 温度计、量筒（温度计、量筒（50 mL）两个、泡沫塑料两个、泡沫塑料 或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个小孔）、小孔）、环形玻璃搅拌棒环形玻璃搅拌棒。0.50 mol/L 盐酸、盐酸、0.55 mol/L NaOH溶液

9、溶液实验步骤：实验步骤：1.1.在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，如下图所示。璃搅拌棒通过，如下图所示。中和热的测定中和热的测定大、小烧杯放置时，为大、小烧杯放置时，为何要使两杯口相平？填何要使两杯口相平？填碎纸条的作用是什

10、么？碎纸条的作用是什么？对此装置，你有何更好对此装置，你有何更好的建议？的建议？答案：答案：. .两杯口相平，可使盖板把杯口尽量盖严，从两杯口相平，可使盖板把杯口尽量盖严，从而减少热量损失；填碎纸条的作用是为了达到保温而减少热量损失；填碎纸条的作用是为了达到保温隔热、减少实验过程中热量损失的目的。若换用隔隔热、减少实验过程中热量损失的目的。若换用隔热、密封性能更好的装置（如保温杯）会使实验结热、密封性能更好的装置（如保温杯）会使实验结果更准确。果更准确。2.用一个量筒最取用一个量筒最取50 mL 0.50 mol/L盐酸，倒入小盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。烧杯中，并

11、用温度计测量盐酸的温度，记入下表。然后把温度计上的酸用水冲洗干净然后把温度计上的酸用水冲洗干净。温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗后的溶温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗后的溶液能否倒入小烧杯？为什么？液能否倒入小烧杯？为什么？ 因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗，因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗，温度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失，温度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失，故要冲洗干净；冲洗后的溶液不能倒入小烧杯，若故要冲洗干净；冲洗后的溶液不能倒入小烧杯，若倒入，会使总溶液的质量增加，而导致实验结果误倒入，会使总溶液的质量增加，而导致实验结果误差。差。3.用

12、另一个量筒量取用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液，溶液，并用温度计测量并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。溶液的温度，记入下表。.酸、碱混合时，为何要把量筒中的酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOHNaOH溶液一次倒溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？入小烧杯而不能缓缓倒入？.因为本实验的关键是测反应的反应热，若动作因为本实验的关键是测反应的反应热，若动作迟缓，将会使热量损失而使误差增大。迟缓，将会使热量损失而使误差增大。4.4.把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并并把量筒中的把量筒中的NaOHNaOH溶液

13、一次倒入小烧杯（注意不要溶液一次倒入小烧杯（注意不要洒到外面）洒到外面）。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的准确读取混合溶液的最高温度最高温度，记为终止温度，记，记为终止温度，记入下表。入下表。实验中所用实验中所用HClHCl和和NaOHNaOH的物质的量比为何不的物质的量比为何不是是1111而是而是NaOHNaOH过量？若用过量？若用HClHCl过量行吗？过量行吗？为了保证为了保证0.50 mol/L的盐酸完全被的盐酸完全被NaOH中和，中和，采用采用0.55 mol/L NaOH溶液，使碱稍稍过量。若使溶液，使碱稍稍过量。若使盐酸过量，亦可

14、。盐酸过量，亦可。5.重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。计算依据。 议一议议一议你所测得的数据是否为你所测得的数据是否为57.3 kJ/mol57.3 kJ/mol，若若不是，分析产生误差的原因。不是，分析产生误差的原因。可能的原因有：可能的原因有：1.量取溶液的体积有误差（测量结果是按量取溶液的体积有误差（测量结果是按50 mL的酸、碱进的酸、碱进行计算，若实际量取时，多于行计算，若实际量取时，多于50 mL或小于或小于50 mL都会造成都会造成误差）误差）2.温度计的读数有误。温度计的读数有误。3.实验过程中有液体洒在外面。实验过程中

15、有液体洒在外面。4.混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。5.隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。6.测了酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的温度，致测了酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的温度，致使热量损失而引起误差。使热量损失而引起误差。 讨论下列问题 1.本实验中若把本实验中若把50 mL 0.50 mol/L的盐酸改为的盐酸改为50 mL 0.50 mol/L醋酸，所测结果是否会有所变化？醋酸，所测结果是否会有所变化？为什么？为什么？2.若改用若改用100 mL 0.50

16、mol/L的盐酸和的盐酸和100 mL 0.55 mol/L的的NaOH溶液，所测中和热的数值是否约为本溶液，所测中和热的数值是否约为本实验结果的二倍（假定各步操作没有失误）？实验结果的二倍（假定各步操作没有失误）？答案：答案：1.会有所变化。因为醋酸为弱电解质，其电会有所变化。因为醋酸为弱电解质，其电离时要吸热，故将使测得结果偏小。离时要吸热，故将使测得结果偏小。2.否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时放出的热量，其数值与反应物的量的时放出的热量，其数值与反应物的量的多少无关，故所测结果应基本和本次实验结果相多少无关，故所测结果应基

17、本和本次实验结果相同（若所有操作都准确无误，且无热量损失，则同（若所有操作都准确无误，且无热量损失，则二者结果相同）。二者结果相同）。练习50 mL 0.50 mol/L盐酸与盐酸与50 mL 0.55 mol/L-1 NaOH溶液在图示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所溶液在图示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题：放出的热量可计算中和热。回答下列问题：（1）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是是 。（2）烧杯间填满碎纸条的作用是）烧杯间填满碎纸条的作用是 。（3）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中

18、和热数值）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值 （填（填“偏大偏大”“”“偏小偏小”“”“无影响无影响”）。）。（4）实验中改用）实验中改用60 mL 0.50 mol/L盐酸跟盐酸跟50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量 （填（填“相等相等”“”“不相等不相等”），所求中和热），所求中和热 （填（填“相相等等”“”“不相等不相等”），简述理由：），简述理由： 。（5）用相同浓度和体积的氨水代替）用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会测得的中和热的数值会

19、 ；用；用50 mL 0.50mol/L NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会 。（均。（均填填“偏大偏大”“”“偏小偏小”“”“无影响无影响”）环形玻璃搅拌棒环形玻璃搅拌棒 减少实验过程减少实验过程中的热量损失中的热量损失偏小偏小不等不等相等相等 因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O所放出的能量，与酸碱的用量无关所放出的能量，与酸碱的用量无关偏小偏小偏小偏小 按按形形成成和和来来源源分分类类 来自太阳辐射的能量来自太阳辐射的能量 来自地球内部的能量来自地球内部的能量 来自月球、太阳对地球的引

20、力来自月球、太阳对地球的引力能量能量 太阳能、煤、石油、天然气、太阳能、煤、石油、天然气、生物能、风能生物能、风能 地热、核能地热、核能 潮汐能潮汐能 按按利利用用状状况况分分类类 常规能源常规能源 新能源新能源 水能、天然气、煤炭、水能、天然气、煤炭、石油、生物能石油、生物能 太阳能、风能、地热能、太阳能、风能、地热能、海洋能、核裂变燃料、海洋能、核裂变燃料、核聚变燃料核聚变燃料 按按可可否否再再生生状状况况分分类类 再生能源再生能源 非再生能源非再生能源 水能、生物能水能、生物能 煤炭、石油、天然气煤炭、石油、天然气 一次能源一次能源 按能源形式转换分按能源形式转换分二次能源：二次能源：常规常规源能源能按使用状况分按使用状况分新能源新能源非可非可再生再生可再生可再生可再生可再生非可非可再生再生煤煤石油石油天然气天然气水能水能生物能生物能太阳能太阳能风能风能沼气沼气潮汐能潮汐能地热地热核能核能来自太阳辐射来自太阳辐射来自天来自天体引力体引力来自地来自地球内部球内部按形成和来源分按形成和来源分火电、水电、沼气、汽油、柴油、石油火电、水电、沼气、汽油、柴油、石油液化气、木炭、焦炭、蒸汽液化气、木炭、焦炭、蒸汽.