2019_2020学年高中化学第1章第1节第2课时热化学方程式中和热的测定课件新人教版选修4.pptx

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1、第2课时 热化学方程式 中和热的测定,新知预习,自主预测,一、热化学方程式 1.定义 能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式,叫做热化学方程式。 2.特点 (1)在化学方程式右边注明H的数值、“+”“-”号和单位。 (2)所有反应物和生成物均要标明它们在反应时的状态。 (3)化学计量数只表示物质的量。 3.意义,新知预习,自主预测,二、中和热及其实验测定 1.中和热 (1)定义:在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O时的反应热(即所放出的热量)。 (2)表示方法:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) H=-57.3 kJmol-1。,新知预习,自主预测,2.中和热

2、的实验测定 (1)装置及仪器:中和热的测定,新知预习,自主预测,(2)测定过程:,新知预习,自主预测,3.注意事项 (1)为了保证酸完全中和,常采用碱稍过量的方法。 (2)量热装置中需用碎泡沫塑料对其进行保温、隔热,以减少实验过程中热量的损失,减小误差。 (3)读取中和反应的终止温度是反应混合液的最高温度。,新知预习,自主预测,1.判断正误(正确的打“”,错误的打“”)。 (1)中和热一定是强酸跟强碱反应放出的热量 ( ) (2)1 mol酸与1 mol碱完全反应放出的热量是中和热 ( ) (3)在稀溶液中,强酸与强碱发生中和反应生成1 mol H2O(l)时的反应热叫做中和热 ( ) (4)

3、表示中和热的离子方程式为 H+OH-=H2O H=-57.3 kJmol-1 ( ) 答案 (1) (2) (3) (4),新知预习,自主预测,解析 A项中反应物和生成物都未标明聚集状态;C项中H的单位不正确;D项中的反应为放热反应,H应为“-”号。 答案 B,新知预习,自主预测,3.在测定中和热的实验中,下列说法正确的是( ) A.使用环形玻璃搅拌棒是为了加快反应速率,减小实验误差 B.为了准确测定反应混合溶液的温度,实验中温度计水银球应与小烧杯底部接触 C.用0.5 molL-1 NaOH溶液分别与0.5 molL-1的盐酸、醋酸溶液反应,如所取的溶液体积相等,则测得的中和热数值相同 D.

4、在测定中和热实验中需要使用的仪器有量筒、烧杯、滴定管、温度计等 解析 实验中温度计水银球不能接触烧杯底部,B不正确;醋酸是弱酸,电离时吸收热量,C不正确;测定中和热时不需要滴定管,D项不正确。 答案 A,探究一,探究二,热化学方程式的书写与正误判断 问题探究 1.热化学方程式中各物质前面的化学计量数与反应的H的绝对值之间有关系吗? 答案 有。热化学方程式中各物质前面的化学计量数与反应的H的绝对值成正比关系。 2.热化学方程式中各物质前面的化学计量数能否为分数? 答案 可以。因为热化学方程式中各物质前面的化学计量数代表物质的物质的量。 3.热化学方程式中,H的单位的含义是什么? 答案 H的单位是

5、kJmol-1,它表示按给定反应的热化学方程式中各物质的物质的量完全反应时的热效应,并不一定是反应1 mol物质或生成1 mol物质放出或吸收的热量。,探究三,探究一,探究二,知识归纳 1.书写热化学方程式的“五步” 一写方程式写出配平的化学方程式 二标状态用s、l、g、aq标明物质的聚集状态 三标条件标明反应的温度和压强,25 、101 kPa时可不标注 四标H在方程式后写出H,并根据信息注明H的“+”或“-” 五标数值根据化学计量数计算出H的值,探究三,探究一,探究二,2.“五查”法判断热化学方程式正误 (1)一查化学方程式是否书写正确。 (2)二查是否标明各物质的聚集状态:固(s)、液(

6、l)、气(g)。 (3)三查H的“+”“-”号是否与吸热、放热一致。 (4)四查H的单位是否正确,一般用kJmol-1(或kJ/mol)。 (5)五查H的绝对值是否与热化学方程式中各物质前面的计量数相对应。,探究三,探究一,探究二,典例剖析 【典例1】 在常温常压下,1 g H2在足量Cl2中燃烧生成HCl气体,放出92.3 kJ的热量。下列热化学方程式中正确的是( ) A.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) H=-92.3 kJmol-1 B.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) H=+92.3 kJmol-1 C.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) H=+184.6 kJm

7、ol-1 D.2HCl(g)=H2(g)+Cl2(g) H=+184.6 kJmol-1 解析 H2在Cl2中燃烧生成HCl气体,1 g H2完全燃烧放出92.3 kJ的热量,则1 mol(即2 g)H2燃烧放出184.6 kJ的热量,化学反应放出热量,H为“-”。则H2在Cl2中燃烧生成HCl气体的热化学方程式为H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) H=-184.6 kJmol-1。一个放热反应的逆反应是吸热反应,并且在其他条件相同时,正、逆反应的H绝对值相等,符号相反。则D项正确。 答案 D,探究三,探究一,探究二,(1)审题时一定注意各物理量的单位,如明确1 g H2与1 mol H

8、2的含义是不同的。 (2)一个给定反应的正向反应的焓变与逆向反应的焓变的绝对值相等,符号相反。如下面两个热化学方程式,知道其中的一个即可推导出另一个。 H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) H=-184.6 kJ mol-1 2HCl(g)=H2(g)+Cl2(g) H=+184.6 kJ mol-1,探究三,探究一,探究二,变式训练1在25 、101 kPa时,已知13.5 g的固态Al在氧气中完全燃烧后恢复至原状态,放热419 kJ。 该反应的热化学方程式是 。 答案 4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s) H=-3 352 kJmol-1,探究三,探究一,探究二,问题探究 1

9、.书写热化学方程式时,为什么必须注明物质的聚集状态? 答案 因为物质的聚集状态不同,对应反应的反应热的数值也不同。 2.同一化学反应,当各物质前的化学计量数不同时,写出的热化学方程式的H相同吗? 答案 不相同。,探究三,探究一,探究二,知识归纳 比较反应焓变大小的四个角度 (1)反应物和生成物的状态。 物质的气、液、固三态的变化与反应中热量变化的关系(2)H的符号:比较反应热的大小时,不要只比较H绝对值的大小,还要考虑其符号。 (3)参加反应物质的物质的量:对于给定反应,反应物的物质的量越大,放热反应的H越小,吸热反应的H越大。 (4)反应的程度:同一反应中反应物的物质的量和状态相同时,反应的

10、程度越大,热量变化越大。,探究三,探究一,探究二,化学反应焓变大小的比较 典例剖析 【典例2】 试比较下列三组反应中H的大小。 (1)同一反应,生成物状态不同时 A(g)+B(g)=C(g) H1”“”或“=”,下同)。 (2)同一反应,反应物状态不同时 S(g)+O2(g)=SO2(g) H30; S(s)+O2(g)=SO2(g) H40 则H3 H4。 (3)两个有联系的不同反应相比 C(s)+O2(g)=CO2(g) H50; C(s)+ O2(g)=CO(g) H60 则H5 H6。,探究三,探究一,探究二,解析 (1)物质由气态到液态要释放能量,放热越多,H越小,则H1H2。(2)

11、硫由气态到固态要释放能量,H3 (2) (3),探究三,探究一,探究二,则a、b、c、d间的大小关系为 。 解析 由于该反应为放热反应,且水由气态变为液态要放出热量,故有2a=b2c=d。 答案 2a=b2c=d,探究三,探究一,探究二,探究三,中和反应反应热的测定 问题探究 1.用含0.5 mol H2SO4的浓硫酸和含1 mol HCl的稀盐酸分别与含1 mol NaOH的稀溶液发生反应,所测得的中和热相等吗? 答案 不相等;因为浓硫酸稀释时会放热,故所测得的中和热不相等。 2.测定中和热的实验中引起误差的因素有哪些? 答案 量热计的隔热效果差;量取溶液的体积不准确;配制的溶液浓度不准确;

12、温度未到达最高点就读数;实验操作动作较慢等。 3.测定中和反应反应热的实验中为什么碱要稍过量? 答案 碱过量是为了保证酸完全反应。,探究一,探究二,探究三,知识归纳 测定中和反应反应热的实验中需要注意的问题 (1)所用装置要尽可能做到保温、隔热;实验操作时动作要快,尽量减少热量的损失。 (2)所用溶液的配制必须准确,且浓度要小;为保证盐酸完全被氢氧化钠中和,要使氢氧化钠的浓度稍大于盐酸的浓度。 (3)实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷却至室温,才能使用。 (4)要使用同一支温度计,温度计读数要尽可能准确;水银球部位一定要完全浸没在溶液中,且要稳定一段时间后再读数,以提高测量的精度;两

13、次读数的时间间隔要短,这样才能读到最高温度,即最终温度。 (5)实验中若用弱酸代替强酸,或用弱碱代替强碱,因中和过程中弱酸或弱碱的电离吸热,会使测得的中和热数值偏低。,探究一,探究二,探究三,(6)实验时只能用环形玻璃搅拌棒搅拌,不能用一般的玻璃棒搅拌(以免打破温度计的水银球),也不能用铜搅拌棒(铜散热快,会使测得的温度不准)。 (7)可采用多次测量取平均值的方法,减小实验误差。,探究一,探究二,探究三,【典例3】 50 mL 0.50 molL-1盐酸与50 mL 0.55 molL-1 NaOH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可计算中和热。回答下列问题:(

14、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,求得中和热的绝对值 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 (3)实验中改用60 mL 0.50 molL-1盐酸与50 mL 0.55 molL-1NaOH溶液进行反应,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: 。,探究一,探究二,探究三,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)不盖硬纸板会损失部分热量,故所测结果偏小。(3)由中和热的定义可知,中和热是以生成1 mol水为标准的,与酸和碱的用量无关。 答案 (1)减少实验过程中的热量损失

15、(2)偏小 (3)不相等 相等 因为中和热是指在稀溶液中强酸与强碱发生中和反应生成1 mol H2O时的反应热,与酸和碱的用量无关,探究一,探究二,探究三,变式训练3中和热的测定实验,关键是要比较准确地配制一定物质的量浓度的溶液,量热器要尽量做到绝热;在量热的过程中要尽量避免热量的散失,要求比较准确地测量出反应前后溶液温度的变化。回答下列问题: (1)中和热测定实验所需的玻璃仪器有 ,在大小烧杯之间填满碎泡沫(或纸条),其作用是 。 结合日常生活的实际,该实验改在 中进行效果会更好。 (2)该实验常用0.50 molL-1盐酸和0.55 molL-1的NaOH溶液各50 mL。NaOH溶液的浓

16、度大于盐酸的浓度的目的是 。当室温低于10 时进行,对实验结果会造成较大误差的原因是 。,探究一,探究二,探究三,(3)若上述盐酸、NaOH溶液的密度都近似为1 gcm-3,中和后生成的溶液的比热容c=4.18 Jg-1-1,实验前后的温度差为(t2-t1) 。则该中和反应放出热量为 kJ(填表达式),中和热H= kJ mol-1(填表达式)。,答案 (1)大烧杯、小烧杯、温度计、量筒、环形玻璃搅拌棒 保温、隔热、减少实验过程中热量的损失 保温杯(合理即可) (2)保证盐酸完全被中和 散热太快 (3)0.418(t2-t1),1,2,3,4,5,1.已知在298 K、1105 Pa条件下,2

17、mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ热量,下列热化学方程式正确的是 ( ),解析 氢气燃烧为放热反应,则水的分解为吸热反应,A项正确;B项未指明H2O的状态,错误;C、D两项H的符号错误。 答案 A,1,2,3,4,5,2.在相同条件下,下列两个反应的焓变分别为H1和H2: 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H2 则( ) A.H2H1 B.H1H2 C.H1=H2 D.无法确定 解析 气态水液化时需要释放能量,因此产物水为液态时放热更多,则H1H2。 答案 B,1,2,3,4,5,3.实验室进行中和热测定实验时除需要大烧杯(500

18、mL)、小烧杯(100 mL)等之外,其他所用的仪器和试剂均正确的一组是( ) A.0.50 molL-1盐酸,0.50 molL-1 NaOH溶液,100 mL量筒1个 B.0.50 molL-1盐酸,0.55 molL-1 NaOH溶液,100 mL量筒2个 C.0.50 molL-1盐酸,0.55 molL-1 NaOH溶液,50 mL量筒1个 D.0.50 molL-1盐酸,0.55 molL-1 NaOH溶液,50 mL量筒2个 解析 实验中为了保证0.50 molL-1的盐酸完全被中和,应采用0.55 molL-1 NaOH溶液,使碱稍过量,故A项不符合;在100 mL小烧杯中发生

19、中和反应,所需酸、碱的体积均为50 mL,故B项不符合;酸、碱应该分别用不同的量筒量取,故C项不符合。 答案 D,1,2,3,4,5,4.根据下列叙述写出相应的热化学方程式: (1)已知16 g固体硫完全燃烧时放出148.4 kJ的热量,该反应的热化学方程式为 。 (2)如图是298 K时N2与H2反应过程中能量变化的曲线图。该反应的热化学方程式为 。,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,5.实验室用50 mL 0.50 molL-1盐酸、50 mL 0.55 molL-1 NaOH溶液和下图所示装置进行测定中和热的实验,得到表中的数据:,1,2,3,4,5,完成下列问题: (1)实验时用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液的方法是 ,不能用铜搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是 。 (2)经数据处理,t2-t1=3.4 。则该实验测得的中和热H=_ 盐酸和NaOH溶液的密度均按1 gcm-3计算,反应后混合溶液的比热容按4.18 Jg-1-1计算。 解析 (1)由于铜丝传热快,热量损失多,所以选用环形玻璃搅拌棒,而不用铜搅拌棒。 (2)H=-100 g4.1810-3 kJg-1-13.4 0.025 mol =-56.8 kJmol-1。 答案 (1)上下搅动(或轻轻搅动) 铜传热快,热量损失多 (2)-56.8 kJmol-1,