第2课时 热化学方程式 中和热的测定
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第2课时热化学方程式中和热的测定1.了解热化学方程式的含义并能正确书写热化学方程式。
2.了解中和热的测定原理、实验仪器、药品、实验过程与操作步骤。
3.能正确分析反应热测定实验中误差产生的原因,并能采取适当的措施减少实验误差。
热化学方程式1.概念:可以表述参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。
2.特点(与以前熟悉的化学方程式比较)(1)指明了反应时的温度和压强,若在25_℃、101_kPa时进行的反应,可不注明。
(2)在化学方程式的右边注明了ΔH的“+”“-”、数值和单位。
(3)所有的反应物和生成物都用括号注明了它们在反应时的状态。
常用s、l、g、aq分别表示固体、液体、气体和溶液。
(4)化学计量数只表示物质的量,不表示分子或原子个数,所以可以为分数或整数。
3.意义:热化学方程式不仅表示出了化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中的能量变化。
例如:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=-571.6 kJ·mol-1表示在25_℃、101_kPa时,2_mol氢气和1_mol氧气反应生成2_mol_液态水时放出571.6_kJ的热量。
1.正误判断:正确的打“√”,错误的打“×”,并阐释错因或列举反例。
语句描述正误阐释错因或列举反例(1)热化学方程式中,化学计量数既可表示物质的量,也可表示分子个数(2)2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)ΔH1,2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH2,则ΔH1=ΔH2(3)热化学方程式未注明温度和压强时,ΔH表示标准状况下的数据(2)×H2O的状态不同,反应热不同,ΔH1不等于ΔH2(3)×未注明温度和压强时,ΔH表示25 ℃、101 kPa时的数据2.已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92 kJ·mol-1,kJ·mol-1的含义是什么?若1 molN2和3 mol H2在一定条件下发生反应,放出的热量等于92 kJ吗?说明理由。
师大英才教育辅导基地专用 2012-9-9 家长签字1选修4化学反应原理(2)、选择题(本题包括7小题,每小题3分,共21分)热化学方程式 C(s) + HbO(g)===CO(g) + Hb(g)AHh + 131.3 kJ/mol 表示()1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热 131.3 kJ正确的是( )据此推理所得到的下列结论中,正确的是1. A. 碳和水反应吸收131.3 kJ 能量 B. 1 mol 碳和1 mol 水反应生成1 mol 氧化碳和1 mol 氢气并吸收 131.3 kJ 热量C.1 mol 固态碳和1 mol 水蒸气反应生成 1 mol 一氧化碳气体和 1 mol 氢气,吸收热量131.3 kJD .2.已知 2Hz(g) + Q(g)===2H 2O(l) A H =- 571.6 kJ/mol ,则关于方程式 2H 2O(I)===2H 2(g) + Q(g)的 A H 的说法中 A.方程式中的化学计量数表示分子数 B .该反应AH 大于零 C.该反应 A H =- 571.6 kJ/mol.该反应可表示 36 g 水分解时的热效应3.已知298 K 时,合成氨反应 Nz (g ) + 3Hz(g) L^2NH(g)Ah — 92.2 kJ/mol ,将此温度下的 1 mol N 2 和 3molH 2放在一密闭容器中,在催化剂存在时进行反应,测得反应放出的热量为(忽略能量损失)( )A. —定大于92.2 kJ B . —定等于 92.2 kJ C定小于92.2 kJD.不能确定4 .乙醇燃料是一种清洁的能源燃料。
燃烧a g 乙醇(液态)生成CO 气体和液态H 2O,放出热量为 Q kJ ,经测定乙醇与足量Na 反应能生成H 2 5.6 L (标准状况),则乙醇燃烧的热化学方程式表示正确的是 A. GHOH(I) + 3Q(g)===2CQ(g)+ 3fO(l) △H 298 K) =- Q kJ/molB. C 2H 5OH(l) + 3Q(g)===2CQ(g)+ 3HaO(l)AH (298 K) =- ^Q kJ/molC.|C 2H 5OH(l) + |Q(g)===CQ(g) + |HbO(l)AH (298 K) =- Q kJ/molD. C 2H 5OH(l) + 3C b (g)===2CO b (g) + 3HzO(l)AH (298 K) =- 2Q kJ/mol5.为了测定酸碱反应的中和反应反应热,计算时至少需要的数据是 ①酸的浓度和体积 ②碱的浓度和体积③比热容④反应后溶液的质量⑤生成水的物质的量⑥反应前后溶液温度变化⑦操作所需的时间A.①②③⑥B .①③④⑥.③④⑤⑥D.全部6.已知 25C 、101 kPa 下,石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为:C(石墨,s) + O(g)===CQ(g) ―1AHh- 393.5 kJ molC(金刚石,s) + O(g)===CQ(g)一 1A H=- 395.4 kJ molA.金刚石燃烧比石墨燃烧放出的热量少.石墨晶体的能量低于金刚石C.石墨的能量比金刚石的能量高.由石墨制备金刚石一定是吸热反应师大英才教育辅导基地专用2012-9-9 家长签字2mol 某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。
第一章第一节第2课时一、选择题1.(2015·试题调研)反应Br+H2===HBr+H的能量与反应历程的关系曲线如图所示,下列叙述中正确的是()A.反应热:过程Ⅰ>过程ⅡB.两个过程的反应热是相同的,ΔH=-80 kJ·mol-1C.该反应为吸热反应D.过程I中使用了催化剂解析:两过程的反应热相等,A错误;由图知,两个过程的反应热都为+80 kJ·mol-1,B错误;反应物的总能量低于生成物的总能量,需要吸热,C正确;过程Ⅱ使用了催化剂,D错误。
答案:C误区警示:本题容易因混淆反应中的能量转化关系而错选B,因此必须掌握吸热反应与放热反应的相关概念。
当反应物的总能量高于生成物的总能量时,反应中有能量放出,表现为放热反应,ΔH<0;当反应物的总能量低于生成物的总能量时,反应需要吸收能量,表现为吸热反应,ΔH>0。
可用示意图表示:2.(2015·试题调研)已知化学反应A2(g)+B2(g)===2AB(g)的能量变化曲线如图所示,判断下列叙述中正确的是()A.每生成 2 mol AB时吸收 b kJ热量B.该反应热ΔH=+(a-b) kJ·mol-1C.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量D.断裂 1 mol A—A和1 mol B—B键时放出 a kJ能量解析:1 mol A2(g)与1 mol B2(g)反应生成 2 mol AB(g)时吸收(a-b)kJ热量,A错误、B 正确;由图可知生成物的总能量高于反应物的总能量,C错误;断裂化学键时吸收能量,D 错误。
答案:B3.(2015·成都航天中学高二月考)下列说法正确的是()A.热化学方程式中,化学式前面的化学计量数既可表示微粒数,又可表示物质的量B.热化学方程式中,如果没有注明温度和压强,则表示在标准状况下测得的数据C.书写热化学方程式时,不仅要写明反应热的符号和数值,还要注明各物质的聚集状态D.凡是化合反应都是放热反应,分解反应都是吸热反应解析:A、热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量,不表示微粒数,故A错误;B、热化学方程式中,如果没有注明温度和压强,则表示在25℃、101 kPa下测得的数据,故B错误:C、书写热化学方程式时,不仅要写明反应热的符号和数值,还要注明各物质的聚集状态,故C正确;D、大多数化合反应是放热反应,大多数分解反应是吸热反应,故D 错误。
第2课时 热化学方程式 中和热的实验测定【今日目标】1.认识热化学方程式的含义 .能正确书写热化学方程式 ,并利用热化学方程式进行有关反响热的简单计算 .2.初步学习测定化学反响热的实验方法 ,并会误差分析 .【学习过程】一、热化学方程式1.概念:能表示参加反响的物质的量和反响热的关系的化学方程式 . 2.意义 热化学方程式不仅说明了化学反响中的物质变化 ,也说明了化学反响中的能量变化 . 如:H 2(g)+12O 2(g) = = =H 2O(l) ΔH =-285.8 kJ/mol ,表示在25 ℃ ,101 kPa,1 mol H 2与12mol O 2完全反响生成液态水时放出的热量是285.8 kJ .3.书写氢气与碘蒸气化合反响的能量(或热量)变化 ,可用下式表示:H 2(g)+I 2(g) 2HI(g) ΔH =-14.9 kJ/mol ,它与化学方程式H2+I2 △,2HI 相比拟而言 ,其特点为:(1)指明了反响的温度和压强 ,假设在25 ℃、101kPa 时进行的反响 ,可不注明 .(2)注明了各物质的状态:s(固体)、l(液体)或g(气体) .(3)在方程式的右边注明了ΔH 的 "+〞或 "-〞及数值 .【思考】(1)上述反响中假设将化学计量数扩大一倍 ,其反响热如何变 ?(2)假设将该反响表示成2HI(g)H2(g)+I2(g) ,其反响热又如何 ?【提示】 (1)反响热数值也扩大一倍;(2)ΔH =+14.9 kJ/mol .4、书写热化学方程式 - - "五注意〞【思考】① 热化学方程式中ΔH 的正、负号如何确定 ?【提示】 放热反响ΔH<0 ,吸热反响ΔH>0 .② 同一物质的不同状态在写热化学方程式时的ΔH 相同吗 ?【提示】 不相同 .③ 同一反响用不同的计量数来表示 ,热化学方程式中的ΔH 相同吗 ?【提示】 不相同 .【考前须知】1.注意ΔH 的符号ΔH 只能写在热化学方程式的右边 ,且中间留空格 .假设为放热反响 ,ΔH 为 "-〞;假设为吸热反响 ,ΔH 为 "+〞 .200℃ 101KPaΔH 的单位一般为kJ/mol 或kJ·mol -1 .2.注意测定条件反响热ΔH 与测定条件(温度、压强等)有关 ,因此书写热化学方程式时应注意ΔH 的测定条件 .绝|大多数ΔH 是在25 ℃、101 kPa 下测定的 ,可不注明温度和压强 .3.注意物质的聚集状态反响物和产物的聚集状态不同 ,反响热ΔH 也不同 .因此 ,书写热化学方程式必须注明物质的聚集状态 .气体用 "g 〞 ,液体用 "l 〞 ,固体用 "s 〞 ,溶液用 "aq 〞 .热化学方程式中不用标 "↑〞和 "↓〞 .4.注意化学计量数由于ΔH 与反响完成的物质的量有关 ,所以化学方程式中化学式前面的化学计量数必须与ΔH 相对应 ,如果化学计量数加倍 ,那么ΔH 也要加倍 .当反响逆向进行时 ,其反响热与正反响的反响热数值相等 ,符号相反 .5.注意ΔH 的单位关于ΔH 的单位 "kJ/mol 〞并不是指每摩尔具体物质反响时伴随的能量变化是多少千焦 ,而是指给定形式的具体反响以各物质的化学计量数来计量其物质的量时伴随的能量变化 .【典例精析】例1、N 2H 4是一种高效清洁的火箭燃料 .25 mol N 2H 4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时 ,放出133.5 kJ 热量 .那么以下热化学方程式中正确的选项是( )A.12N 2H 4(g)+12O 2(g) = = =12N 2(g)+H 2O(g);ΔH =+267 kJ·mol -1B .N 2H 4(g)+O 2(g) = = =N 2(g)+2H 2O(g);ΔH =-534 kJ·mol -1C .N 2H 4(g)+O 2(g) = = =N 2(g)+2H 2O(g);ΔH =+534 kJ·mol -1D .N 2H 4(g)+O 2(g) = = =N 2(g)+2H 2O(l)ΔH =-133.5 kJ·mol -1【解析】 该反响为放热反响 ,ΔH<0 ,A 、C 错;25 mol N 2H 4完全燃烧放出133.5 kJ 的热量 ,那么1 mol N 2H 4完全燃烧放出热量为534 kJ ,B 正确;D 中H 2O 为液态 ,ΔH 的值也不对 .【答案】 B【解题方法】"四看法〞快速判断热化学方程式的正误:(1)看各物质聚集状态是否正确;(2)看ΔH 的 "+〞 "-〞标注是否正确;(3)看ΔH 的单位是否为kJ/mol ;(4)看反响热数值与化学计量数是否对应 .例2、在25 ℃ ,101 kPa 下 ,1 g C8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出 48.4 kJ 能量 .表示上述反响的热化学方程式正确的选项是( )A .C 8H 18(l)+252O 2(g) = = =8CO 2(g)+9H 2O(g)ΔH =-48.4 kJ/molB .C 8H 18(l)+252O 2(g) = = =8CO 2(g)+9H 2O(l)ΔH =-5 517.6 kJ/molC .C 8H 18(l)+252O 2(g) = = =8CO 2(g)+9H 2O(l)ΔH =+5 517.6 kJ/molD .C 8H 18(l)+252O 2(g) = = =8CO 2(g)+9H 2O(l)ΔH =-48.4 kJ/mol【解析】 辛烷燃烧是一个放热反响 ,ΔH<0 ,故C 项错误;在25 ℃ ,101 kPa 下 ,1 mol C 8H 18燃烧生成CO 2和液态水时放出热量为:48.4 kJ 1 g ×114 g =5 517.6 kJ ,故B 项正确;A 项中水的状态标错 ,且ΔH 数值错误;D 项中ΔH 数值错误 .【答案】 B二、中和热的测定(1)定义:酸碱中和反响生成 1 molH 2O 放出的热量 .(2)表示方法:对于强酸和强碱的稀溶液反响 ,中和热根本上是相等的 ,表示为:H +(aq)+OH -(aq) = = =H2O(l) ΔH =-57.3 kJ/mol .2.中和热的测定(1)实验目的:测定强酸与强碱反响的反响热 ,体验化学反响的热效应 . (2) 【实验用品】 大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL)、量筒(50 mL)两个、温度计、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中|心有两个孔)、环形玻璃搅拌棒、50 mol/L 盐酸、55 mol/L NaOH 溶液、50 mol/L 硝酸、55 mol/L KOH 溶液 .【实验装置:】(3)实验测量数据①初始温度(t1)测量方法是用一量筒量取50 mL 50 mol·L -1盐酸 ,倒入小烧杯中并测量其温度;用另一量筒量取50 mL 55 mol·L -1 NaOH 溶液并测量其温度 ,取两温度平均值为t 1 .②终止温度(t 2)测量方法是把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中 ,并把量筒中的NaOH 溶液一次倒入小烧杯中 .用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液 ,并准确读取混合溶液的最|高温度 ,记录终止温度为t 2 .③重复实验操作 ,记录每次的实验数据 ,取其平均值作为计算依据 .④实验数据处理盐酸、氢氧化钠溶液为稀溶液 ,其密度近似地认为都是1 g·cm -3 ,反响后溶液的比热容c =4.18J/(g·℃) .该实验中盐酸和NaOH 溶液反响放出的热量是418(t 2-t 1)kJ ,中和热为418(t 2-t 1)/025 kJ/mol .【思考】1.假设用浓H 2SO 4与稀NaOH 溶液反响 ,测得中和热的数值变吗 ?用醋酸溶液呢 ?【提示】 因为浓H 2SO 4稀释过程中会放出热量 ,故测得中和热数值会偏大;而醋酸是弱电解质 ,电离需吸收热量 ,故测得数值会偏小 .2、①含1 mol H 2SO 4的稀溶液与足量NaOH 反响放出的热量与中和热的数值相等 ?【提示】 不相同 ,是中和热数值的2倍 .②实验中为什么要碱稍过量 ?【提示】 保证酸完全反响 .③ 按实验中的用量 ,完全中和后放出的热量是中和热的数值吗 ?【提示】 不是 ,因为只生成025 mol H 2O .【实验步骤】 以盐酸和NaOH 溶液的反响为例 .①组装绝|热装置 ,在大烧杯底部垫上泡沫塑料(或纸条) ,使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平;然后在大、小烧杯之间填满泡沫塑料(或纸条);再在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璃搅拌棒通过 ,以到达保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的 ,如以下图所示 .②向小烧杯中参加50 mol/L 的盐酸50 mL ,并用温度计测量盐酸的温度 ,然后把温度计上的酸用水冲洗干净 . ③用干净量筒量取50 mL 55 mol/L 的NaOH 溶液 ,并用温度计测量NaOH 溶液的温度 ,计算盐酸和NaOH 溶液的平均温度并记为t 1 .④把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放入盛有盐酸的小烧杯中 ,并把NaOH 溶液一次倒入盛有盐酸的小烧杯中 ,盖好盖板 ,用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液 ,并准确读取混合溶液的最|高温度 ,记为t 2(为保证上述反响能充分进行 ,实验时可以使酸或碱略过量) .⑤重复:重复实验两次(取测量所得数据的平均值作为计算依据) .⑥根据数据计算中和热 .⑦可用同样的方法分别测定同体积的KOH 溶液与盐酸反响 ,NaOH 溶液与硝酸反响的中和热 .【实验现象】 碱倒入酸中温度计温度会迅速升高(读取最|高温度) .【实验结论】 酸碱中和反响是放热反响 .利用Q =cm Δt 求出反响放出的能量 ,进而求出生成1 mol 水时的焓变 .ΔH =-0.418t 2-t 10.025kJ/mol . 【考前须知】①作为量热的仪器装置 ,要尽量减少热量散失 .a.其保温隔热的效果一定要好 ,在两烧杯缝隙中一定要塞满泡沫塑料(或纸条);b.小烧杯杯口与大烧杯杯口相平;c.泡沫塑料板上的两个小孔要恰好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过;d.可改用保温杯来做 ,也可用块状聚苯乙烯泡沫塑料制成与小烧杯外径相近的绝|缘外套来做 . ②盐酸和NaOH 溶液的浓度必须准确 ,本实验中NaOH 溶液的浓度稍大于盐酸的浓度 ,两者的浓度均宜小不宜大 ,假设浓度偏大 ,那么测定结果误差较大 .③盐酸和NaOH 溶液的体积必须准确 .④温度计的读数要准确.a.水银球局部要完全浸没在溶液中,且要稳定一段时间后再读数;b.读数时应谨慎细心,把握并读准温度且由同一个人来读;c.测量盐酸的温度后,要将温度计上的酸冲洗干净后再测量NaOH溶液的温度.⑤实验操作要快.【注意】1.不同的强酸与强碱反响的中和热相同,假设生成易溶性的盐,其热化学方程式都可表示为H +(aq)+OH-(aq) = = =H2O(l)ΔH=-57.3 kJ/mol .2.弱酸弱碱参加的中和反响,因为它们的电离要吸收热量,故测得的中和热小于57.3 kJ/mol .例2、50 mL 50 mol·L-1盐酸与50 mL 55 mol·L-1 NaOH溶液在如下图的装置中进行中和反响.通过测定反响过程中所放出的热量可计算中和热.答复以下问题:(1)烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是______________________________________________________________ .(2)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值______(填"偏大〞、"偏小〞或"无影响〞) .(3)实验中改用60 mL 50 mol·L-1盐酸与50 mL 55 mol·L-1 NaOH溶液进行反响,与上述实验相比,所放出的热量__________(填"相等〞或"不相等〞) ,所求中和热__________(填"相等〞或"不相等〞) ,简述理由:________________________________________________ .(4)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会____________(填"偏大〞"偏小〞或"无影响〞) .【解析】(1)碎泡沫塑料的作用是减少实验过程中的热量损失.(2)不盖硬纸板会损失局部热量,故所测结果偏小.(3)由中和热概念可知,中和热是以生成1 mol水为标准的,而与过量局部的酸碱无关.(4)由于弱酸弱碱的中和反响放出热量的同时,还有弱酸弱碱的电离吸热,所以用氨水代替NaOH溶液反响测得的中和热数值偏小.【答案】(1)减少实验过程中的热量损失(2)偏小(3)不相等相等因为中和热是指在稀溶液中酸与碱发生中和反响生成1 mol H2O所放出的能量,与酸和碱的用量无关(4)偏小例3、.实验室进行中和热测定的实验时除需要大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL)外,其他所用的仪器和试剂均正确的一组是()A.50 mol·L-1盐酸,50 mol·L-1 NaOH溶液,100 mL量筒1个B.50 mol·L-1盐酸,55 mol·L-1 NaOH溶液,100 mL量筒2个C.50 mol·L-1盐酸,55 mol·L-1 NaOH溶液,50 mL量筒1个D.50 mol·L-1盐酸,55 mol·L-1 NaOH溶液,50 mL量筒2个【解析】本实验中为了保证50 mol·L-1的盐酸完全被中和,采用55 mol·L-1NaOH溶液,使碱稍过量,故A项不符合.所需酸、碱量均为50 mL ,故B项不符合.酸、碱分别用不同的量筒量取,故C项不符合.【答案】 D例4、50 mL 50 mol/L盐酸与50 mL 55 mol/L NaOH溶液在如下图的装置中进行中和反响.通过测定反响过程中所放出的热量可计算中和热.答复以下问题:(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃仪器是________ .(2)理论上稀的强酸溶液与强碱溶液反响生成1 mol 水时放出57.3 kJ 的热量 ,写出表示稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反响的中和热的热化学方程式:_______________________________________________________________________ .(3)大烧杯上有硬纸板 ,上面有两个小孔 ,两个小孔不能开得过大 ,其原因是____________________________ .反响需要测量温度 ,每次测量温度后都必须采取的操作是:____________________________________ .【解析】 (1)环形玻璃搅拌棒用来搅拌 ,便于热量迅速散开 .(3)实验中要注意尽可能减少热量的损失 .【答案】 (1)环形玻璃搅拌棒(2)NaOH(aq)+12H2SO4(aq) = = =12Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH =-57.3 kJ/mol(3)减少热量损失 用水将温度计冲洗干净并用滤纸擦干【课堂练习与解析】1.以下说法不正确的选项是( )A .物质发生化学反响的反响热仅指反响放出的热量B .热化学方程式中各物质的化学计量数只表示物质的量 ,不表示分子的个数C .所有的燃烧反响都是放热的D .热化学方程式中 ,化学式前面的化学计量数可以是分数【解析】 化学反响的反响热是指反响吸收或放出的热量 ,故A 错;热化学方程式中各物质的化学计量数仅表示物质的量 ,可以是整数 ,也可以是分数 .【答案】 A2.在进行中和热的测定中 ,以下操作错误的选项是( )A .反响前酸、碱溶液的温度要相同B .测量溶液的温度计要一直插在溶液中C .为了使反响均匀进行 ,可以向酸(碱)中分次参加碱(酸)D .为了使反响更完全 ,可以使酸或碱适当过量【解析】 为减少实验过程中的热量散失 ,应把酸(或碱)一次倒入 .【答案】 C3.2C(s)+O 2(g) = = =2CO(g) ΔH =-221.0 kJ/mol ,这个热化学方程式表示( )A .2 g 碳燃烧生成一氧化碳时放出221.0 kJ 的热量B .2 mol 碳燃烧生成一氧化碳时吸收221.0 kJ 的热量C .2 mol 固体碳在氧气中燃烧生成2 mol 一氧化碳气体时放出221.0 kJ 的热量D .12 g 碳和氧气反响生成一氧化碳时放出221.0 kJ 的热量【解析】 该热化学方程式表示在通常状况下 ,2 mol 固体碳在氧气中燃烧生成2 mol 一氧化碳气体时放出221.0 kJ 的热量 .【答案】 C4.依据事实 ,写出以下反响的热化学方程式 .(1)16 g CH 4(g)与适量O 2(g)发生反响 ,生成CO 2(g)和H 2O(l) ,放出893 kJ 热量 .(2)1 L 1 mol·L -1 KOH 溶液中和1 L 1 mol·L -1 HNO 3溶液 ,放出57.3 kJ 热量 .(3)12 g C(s)与适量O 2(g)发生反响生成CO 2(g) ,放出283.0 kJ 热量 .(4)1 mol 葡萄糖[C 6H 12O 6(s)]在人体中完全氧化 ,生成CO 2(g)和H 2O(l)产生2 800 kJ 热量 .【解析】 书写热化学方程式时 ,要注意以下几点:①反响物和生成物的状态;②ΔH 与方程式中化学计量数之间的比例关系;③ΔH 的正负号 .【答案】 (1)CH 4(g)+2O 2(g) = = =CO 2(g)+2H 2O(l) ΔH =-893 kJ/mol(2)KOH(aq)+HNO 3(aq) = = =KNO 3(aq)+H 2O(l) ΔH =-57.3 kJ/mol(3)C(s)+O2(g) = = =CO2(g)ΔH=-283.0 kJ/mol(4)C6H12O6(s)+6O2(g) = = =6CO2(g)+6H2O(l)ΔH=-2 800 kJ/mol。
第一节 化学反应与能量的变化 第2课时 中和反应的反应热及其测定[学习目标]1.正确认识中和热的概念。
2.通过中和热的测定,初步学会测定化学反应反应热的实验方法,会分析测定反应热时误差产生的原因,并能采取适当措施减小实验误差。
[基础知识梳理]1.中和反应的反应热在稀溶液中,强酸与强碱发生中和反应生成 时的反应热。
表示为H +(aq)+ OH -(aq)===H 2O(l) ΔH =-57.3 kJ·mol -1。
2.实验原理通过一定量的酸碱溶液在反应前后温度的变化,计算反应放出的热量,由此求得中和热。
3.实验仪器装置(1)将下列实验装置中各仪器(或物品)的名称填在方框中。
(2)实验过程中,还需要的其他仪器有 。
4.测量步骤(1)初始温度(t 1)的测量 用一 量取50 mL 0.50 mol·L-1盐酸,倒入 中并测量其 ;用另一 量取50 mL 0.55 mol·L -1 NaOH 溶液并测量其 ,取两温度平均值为t 1。
(2)终止温度(t 2)的测量把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的 中,并把量筒中的 倒入小烧杯中,盖好盖板。
用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液,并准确读取混合溶液的 ,记录终止温度为t 2。
(3)重复实验操作三次,记录每次的实验数据,取其平均值作为计算依据。
5.数据处理ΔH =cm Δt ×10-3n H 2O kJ·mol -1 [其中c =4.18 J/(g·℃)][互动探究提高][思考探究]甲同学用50 mL 0.50 mol·L-1的盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1的KOH溶液在如图所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计算中和反应的反应热。
结论:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)ΔH=-57.3 kJ·mol-1。
问题思考:(1)实验装置中在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料的目的是什么?(2)装置中的环形玻璃搅拌棒能否用金属(不与酸、碱反应)质环形搅拌棒代替?为什么?(3)实验中为何使用0.55 mol·L-1KOH溶液与0.50 mol·L-1盐酸反应,而不是选用0.50 mol·L-1 KOH溶液?(4)能否用浓硫酸代替盐酸?对结果会产生什么影响?(5)能否用醋酸代替盐酸或用氨水代替KOH溶液?对结果会产生什么影响?(6)乙同学将甲同学实验装置进行了改进,如图所示:①简易量热计②简易量热计[归纳总结]1.中和反应反应热测定原理的理解(1)中和反应的对象为酸、碱的稀溶液。
第2课时反应热的测定——中和反应的反应热及其测定一、中和热概念及其数值1.概念:称为中和热。
2.表示方法:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-13.对中和热概念的理解(1)条件:。
(2)反应物:。
(3)生成物及其物质的量:。
(4)表述:用文字叙述中和热时,不带“-”;用ΔH表示时,带上“-”如:强酸与强碱反应的中和热为57.3 kJ·mol-1或ΔH=-57.3 kJ·mol-1【对点训练1】1.下列说法正确的是( )A.中和热一定是强酸跟强碱反应放出的热量B.1 mol酸与1 mol碱完全反应放出的热量是中和热C.在稀溶液中,酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O(l)时的反应热叫做中和热D.测定中和热时可用稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液2.下列有关H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1的说法正确的是( )A.代表所有的酸碱中和反应B.反应物一定是强酸与强碱C.强酸与强碱的中和反应的热化学方程式都可以这样表示D.表示稀的强酸溶液与稀的强碱溶液反应生成可溶性盐和1 mol液态水时放出57.3 kJ热量3.含11.2 g KOH的稀溶液与1 L 0.1 mol·L-1的H2SO4溶液反应放出11.46 kJ热量,下列有关该反应的热化学方程式书写正确的是( )A .KOH(aq)+12H 2SO 4(aq)===12K 2SO 4(aq)+H 2O(l) ΔH =-11.46 kJ·mol -1B .2KOH(aq)+H 2SO 4(aq)===K 2SO 4(aq)+2H 2O(l) ΔH =-114.6 kJC .2KOH +H 2SO 4===K 2SO 4+2H 2O ΔH =-114.6 kJ·mol -1D .KOH(aq)+12H 2SO 4(aq)===12K 2SO 4(aq)+H 2O(l) ΔH =-57.3 kJ·mol -14.已知强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热化学方程式用离子方程式可表示为H +(aq)+OH -(aq)===H 2O(l) ΔH =-57.3 kJ·mol -1,又知电解质的电离是吸热过程。
第2课时热化学方程式中和热的测定
学业要求素养对接
1.能用热化学方程式表示反应中的能量变化。
2. 了解中和热的测定原理及注意事项。
模型认知:热化学方程式的书写
科学探究:中和反应热的测定
[知识梳理]
知识点一、热化学方程式
1.概念:能表示参加反应的物质的量和反应热的关系的化学方程式。
2.意义
热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中的能量变化。
如:
H2(g)+
1
2O2(g)===H2O(l)ΔH=-285.8 kJ/mol,表示在25 ℃、101 kPa时,1 mol H2(g)与
1
2 mol O2(g)完全反应生成液态水时放出的热量是285.8 kJ。
3.书写
氢气与碘蒸气化合反应的能量(或热量)变化,可用下式表示:H2(g)+I2(g)=====
200 ℃
202 kPa2HI(g)ΔH =-14.9 kJ/mol,它与化学方程式H2+I22HI相比较而言,其特点为
(1)指明了反应的温度和压强,若在25 ℃、101 kPa时进行的反应,可不注明。
(2)注明了各物质的状态:s(固体)、l(液体)或g(气体)、aq(溶液)。
(3)在方程式的右边注明了ΔH的“+”或“-”及数值。
【自主思考】
1.(1)上述反应中若将化学计量数扩大一倍,其反应热如何变?
(2)若将该反应表示成2HI(g)=====
200 ℃
202 kPa H2(g)+I2(g),其反应热又是多少?
提示(1)反应热数值也扩大一倍;(2)ΔH=+14.9 kJ/mol。
知识点二、中和热的测定
1.中和热
(1)定义:
(2)表示方法:对于强酸和强碱的稀溶液反应,中和热基本上是相等的,表示为:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)ΔH=-57.3 kJ/mol。
2.中和热的测定
(1)实验目的:测定强酸与强碱反应的反应热。
(2)实验装置:
(3)实验测量数据
①初始温度(t1)
测量方法是用一量筒量取50 mL 0.50 mol·L-1盐酸,倒入小烧杯中并测量其温度;用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液并用蒸馏水洗净的温度计测量其温度,取两温度平均值为t1。
②终止温度(t2)
测量方法是把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中,并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯中。
用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液,并准确读取混合溶液的最高温度,记录终止温度为t2。
③重复实验操作三次,记录每次的实验数据,取其平均值作为计算依据。
④实验数据处理
盐酸、氢氧化钠溶液为稀溶液,其密度近似地认为都是1 g·cm-3,反应后溶液的比热容c=4.18 J/(g·℃)。
该实验中盐酸和NaOH溶液反应放出的热量是0.418(t2-t1)kJ,中和热为0.418(t2-t1)/0.025__kJ/mol。
【自主思考】
2.若用浓H2SO4与稀NaOH溶液反应,测得的中和热的数值变吗?用醋酸溶液呢?
提示有变化。
因为浓H2SO4稀释过程中会放出热量,故测得的中和热数值会偏大;而醋酸是弱电解质,电离过程需吸收热量,故测得的中和热数值会偏小。
[效果自测]
1.判断下列热化学方程式书写是否正确,正确的画“√”,错误的画“×”(注:焓变数据均正确)
(1)CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)ΔH=+177.7 kJ()
(2)C(s)+H2O(s)===CO(g)+H2(g)ΔH=-131.3 kJ·mol-1()
(3)C(s)+1
2O2(g)===CO(g)ΔH=-110.5 kJ·mol
-1()
(4)CO(g)+1
2O2(g)===CO2(g)ΔH=-283 kJ·mol
-1()
(5)2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=-571.6 kJ·mol-1()
答案(1)×(2)×(3)√(4)√(5)√
2.已知H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)ΔH=-57.3 kJ·mol-1,回答下列问题:
(1)用含20 g NaOH的稀溶液跟足量稀盐酸反应放出____________kJ的热量。
(2)用含 2 mol H2SO4的稀溶液跟足量稀NaOH溶液反应,此反应的中和热ΔH为______________。
(3)如果将(1)反应中的稀盐酸换成稀醋酸,反应放出的热量____________(填“大于”、“小于”或“等于”)(1)中反应放出的热量。
解析(1)
20 g
40 g·mol-1
=0.5 mol,所以0.5 mol NaOH与足量稀盐酸反应放出的热量为0.5
mol×57.3 kJ·mol-1=28.65 kJ。
(2)据中和热的定义可知,中和热与强酸、强碱的物质的量的多少无关,中和热ΔH为-57.3 kJ·mol-1。
(3)因醋酸为弱酸,用NaOH中和时,需不断地电离出H+,而电离过程中要吸收热量,故反应放出的热量会减小。
答案(1)28.65(2)-57.3 kJ·mol-1(3)小于
学习任务一、热化学方程式的书写及判断
【交流讨论】
化学反应同时存在着物质变化和能量变化,化学反应中的物质变化可用化学方程式表示,那么用什么方法可以既表示物质变化也表示其能量变化呢?如何建立物质变化和能量变化的定。